JP5814101B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関で発生した振動に基づいてノッキングの発生を判定したときに点火時期を補正してノッキングの発生を抑制する機能を備えた内燃機関の制御装置に関するものであり、特に、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を拡大しつつ、ノッキングの誤判定を防止する内燃機関の制御装置に関するものである。

従来より、内燃機関が異常燃焼したときに発生する筒内振動をノッキングセンサで検出して、点火時期をリタード側（点火時期を遅らせる側）に変更することにより、ノッキングの発生を抑制する機能を備えた内燃機関の制御装置が採用されている。

このようなノッキング抑制機能を備えた内燃機関の制御装置においては、例えば、ノッキングセンサで検出した内燃機関の振動に対してバンドパスフィルタ等の処理を施して特定周波数の振動成分のみを抽出し、その特定周波数の振動成分のうち所定のクランク角度期間における最大レベルの値を、今回の燃焼サイクルにおける振動レベルの特徴値として取り出す。

なお、前述の特定周波数とは、ノッキングの発生に起因した振動レベルを感度良く検出することができる周波数（一般的には５〜１５ｋＨｚ付近の周波数）が予め選定されている。また、前述のクランク角度期間についても、ノッキングの発生に起因した振動レベルを感度良く検出することができるクランク角度範囲（一般的には、圧縮上死点から圧縮上死点後６０［ｄｅｇ］辺りまでのクランク角度）が予め選定されており、一般には、ノッキング検出期間と呼ばれている。

振動レベルを特徴付ける特徴値が抽出されると、次に、フィルタ演算により特徴値を平均化したバックグランドレベル（以下、ＢＧＬと称する）を算出し、特徴値とＢＧＬとに基づいたフィルタ演算により特徴値の標準偏差を算出し、ＢＧＬと標準偏差とに基づいてノッキングの発生を判定するためのノッキング判定用しきい値を算出する。

ノッキング判定用しきい値が算出されると、特徴値とノッキング判定用しきい値とを比較することによりノッキングの発生有無を判定する。ここで、特徴値がノッキング判定用しきい値以下であった場合にはノッキングは発生していないと判定されてノッキングによる振動強度を表すノッキング強度には零が設定される。反対に、特徴値がノッキング判定用しきい値を超えていた場合にはノッキングが発生していると判定され、特徴値とＢＧＬとノッキング判定用しきい値とに基づいてノッキング強度が算出される。ノッキング強度が算出されると、ノッキング強度に応じたノッキングリタード量が算出され、点火時期をノッキングリタード量だけリタード側へ変更する。

以上に述べた一連の処理により、ノッキングセンサで検出した内燃機関の振動に基づいてノッキングが発生していることが判定されると、ノッキングによる振動強度に応じて点火時期がリタード側へ変更されてノッキングの発生が抑制される。

ところで、ノッキングセンサにより検出される振動レベルは内燃機関の運転状態によって大きく変化することが知られている。例えば、停止状態にある内燃機関を始動させた場合、スターターモータにより回転を始めた内燃機関への燃料の供給が開始され、圧縮された混合気が着火されると、気筒内で燃焼が起こり、非燃焼状態から燃焼状態へ遷移して、
始動状態となる。この始動状態では、内燃機関が安定した運転状態に落ち着くまでは、内燃機関の回転速度が過渡的に変化する過渡状態になっているため、ノッキングセンサにより検出される振動レベルが大きく変動する。

そのため、内燃機関が定常運転状態であるときを前提として適正値に設定されているフィルタ係数をそのまま用いて、内燃機関が始動状態であるときに、前述のＢＧＬや標準偏差を算出した場合、大きく変動する特徴値の挙動に対して、フィルタ効果が強く効き過ぎて追従性が悪化してしまい、その結果、ノッキング判定用しきい値が不適切な値となって、ノッキングを誤判定してしまうという問題が生じる。

そこで、特許文献１（特開２００６−１８３６６２号公報）には、内燃機関の始動時には、フィルタ演算により算出されるＢＧＬが正しい値に追い付くのに要する時間が経過するまでの間、ノッキングの判定を禁止するという技術が提案されている。この従来の技術によれば、始動時においてのフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定が防止される。

また、特許文献２（特開平４−１４０４５４号公報）には、内燃機関の回転速度の変化度合いに基づいて内燃機関が過渡運転状態になったか否かを判定し、内燃機関が過渡運転状態になったことを判定したときには、ＢＧＬを算出するためのフィルタ係数を、フィルタ効果が弱まる側へ切り替えるという技術が提案されている。この従来の技術によれば、過渡運転時においてのフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定が防止される。

特開２００６−１８３６６２号公報 特開平４−１４０４５４号公報

特許文献１に記載された従来の技術を採用した場合、始動時においてのフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定は防止されるものの、内燃機関が定常運転状態であるときを前提として適正値に設定されているフィルタ係数をそのまま用いてフィルタ演算しているので、内燃機関の始動後、なるべく早期にノッキングの検出を開始することによりノッキング抑制機能の作動範囲を拡大したいという見地からすれば、定常運転状態であるときを前提として適正値に設定されているフィルタ係数を用いてのフィルタ演算の結果が正しい値に追い付くまで、ノッキングの判定が禁止されてしまうため、ノッキング抑制機能の作動範囲が狭くなるという課題がある。

また、一般的な内燃機関においては、内燃機関が運転中であっても所定の条件が成立したときには、一時的に燃料の供給を停止する、いわゆる、燃料カット制御が採用されている。この燃料カット制御は、例えば、内燃機関の運転中、ドライバーがアクセルペダルから足を離すと燃料の供給を停止し、ドライバーがアクセルペダルを踏み戻すか、或いは、ドライバーがアクセルペダルから足を離した状態のまま内燃機関の回転速度が所定値まで低下したときに、燃料の供給を再開するという制御であり、燃費の向上や回転速度の過大上昇の防止等を目的として広く採用されている。

内燃機関の運転中に所定の条件が成立して燃料カット制御が実行されると、燃料の供給が停止されて気筒内が燃焼状態から非燃焼状態に変化するため、それまで燃焼によって発生していた振動レベルが無くなって特徴値が小さくなり、ＢＧＬも極端に小さな値に変化
する。

そして、その後、所定の条件が不成立となって燃料カット制御の実行が解除されると、燃料の供給が再開されて気筒内が非燃焼状態から燃焼状態に戻るため、振動レベルも瞬時に燃焼時の振動レベルに戻るため、特徴値は、燃料カット制御中に算出されていた小さな値から大きな値へ一気に変化する。ところが、ＢＧＬや標準偏差については内燃機関が定常運転状態であるときを前提として適正値に設定されているフィルタ係数を用いてのフィルタ演算により算出されるため、ＢＧＬや標準偏差の演算結果は、特徴値の変化に追従できず、ＢＧＬや標準偏差が正しい値に追い付くまでの間、ノッキング判定用しきい値が不適切な値（本来よりも小さな値）となり、その結果、燃料カットからの復帰時にノッキングを誤判定してしまうという問題が発生する。

このような燃料カット復帰時においては、特許文献２に記載されている従来の技術を採用したとしても、例えば、変速機のギヤが接続されているために内燃機関の回転速度に大きな変化が現れなかった場合には、過渡運転状態であると判定しないため、フィルタ係数が切り替わらず、フィルタ演算に起因したノッキングの誤判定を防止するには不完全であった。

この発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を狭めることなく、ノッキングの誤判定を防止することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

この発明による内燃機関の制御装置は、
内燃機関に発生した振動を検出するノッキングセンサと、
前記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角度センサと、
所定のクランク角度期間において検出された前記振動に基づいて、前記所定のクランク角度期間における前記振動の振動レベルを特徴付ける特徴値を算出する特徴値算出部と、
前記特徴値と、前記特徴値を平均化するために用いるフィルタ係数であって、その値に応じて前記平均化の度合いが変化する第１フィルタ係数と、に基づいて、前記特徴値のバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル算出部と、
前記特徴値と、前記バックグランドレベルと、前記特徴値の標準偏差を算出するため用いるフィルタ係数であって、その値に応じて前記標準偏差の算出に用いる前記特徴値の分散の度合いが変化する第２フィルタ係数と、に基づいて、前記特徴値の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記バックグランドレベルと、前記標準偏差と、所定の調整係数と、に基づいて、ノッキング判定用しきい値を算出するしきい値算出部と、
前記特徴値と、前記ノッキング判定用しきい値と、に基づいてノッキングの発生を判定するノッキング判定部と、
前記ノッキング判定部によりノッキングの発生が判定されたときに、前記特徴値と、前記バックグランドレベルと、前記ノッキング判定用しきい値と、に基づいて、ノッキング強度を算出するノッキング強度算出部と、
前記ノッキング強度に基づいて、前記内燃機関の点火時期のノッキングリタード量を算出するリタード量算出部と、
前記ノッキングリタード量に基づいて、点火時期を補正する点火時期補正部と、
前記内燃機関の運転状態を示す諸情報に基づいて、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことを判定する燃焼開始判定部と、
前記燃焼開始判定部により前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことが判定されたときから、所定のフィルタ係数切替期間が経過するまでの間、フィルタ係数切替要求を出力するフィルタ係数切替要求部と、
を備え、
前記フィルタ係数切替要求部によるフィルタ係数切替要求に基づいて、下記の（１）と（２）のうちの少なくとも一方を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
（１）前記バックグランドレベル算出部は、前記第１フィルタ係数の値をフィルタ効果が弱まる側へ切り替えること。
（２）前記標準偏差算出部は、前記第２フィルタ係数の値をフィルタ効果が弱まる側へ切り替えること。

この発明による内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を狭めることなく、振動レベルの変化に対するフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定を低減することができる。

この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の全体構成図である。 この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるノッキング抑制機能を説明するための機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の動作を説明するタイムチャートである。 この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の動作を説明するタイムチャートである。

この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるフィルタ係数の切替処理を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるノッキング抑制機能の制御動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるリタード量算出部の制御動作を説明するためのフローチャートである。

実施の形態１．
以下、図面に基づいて、この発明に係る内燃機関の制御装置についての好適な実施の形態を説明する。図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の全体構成図である。図１において、内燃機関１における気筒１ａの燃焼室１ｂには、吸気弁１ｃと排気弁１ｄとピストン１ｅとが備えられており、更に、燃焼室１ｂ内を臨むようにして、点火プラグ２と燃料噴射弁３とが備えられている。

また、内燃機関１には、吸気通路４に設けられた電子制御スロットル５により、吸入空気量が調整される。電子制御スロットル５は、スロットルバルブ５ａと、これを駆動するモータ５ｂ、スロットルバルブ５ａの開度を検出するスロットル開度センサ５ｃとで構成されている。

内燃機関制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する。）６は、アクセルペダル７の操作量を検出するアクセルポジションセンサ８の出力信号を取得して、モータ５ｂに制御信号を送り、スロットル開度センサ５ｃからのスロットルバルブ開度信号に基づいて、スロットルバルブ５ａを適切な開度に制御する。ＥＣＵ６は、アクセルポジションセンサ８、クランク角度センサ９、カム角度センサ１０、ノッキングセンサ１１、エアーフローセンサ１２のほか、各種センサ類（図示せず）からの出力信号を取得して、点火時期や燃料噴射量などを決定する。

そして、それらの各決定値に基づいて、燃料噴射弁３を駆動して燃料を燃焼室１ｂ内に噴射・供給し、点火プラグ２に接続された点火コイル１３を駆動することによって、点火プラグ２のプラグギャップから火花を放電させる。

エアクリーナ１４によって塵やごみが除去された吸入空気は、エアーフローセンサ１２で流量が計測された後、電子制御スロットル５を通過してサージタンク１５へと導かれ、更に、サージタンク１５から吸気弁１ｃを通って燃焼室１ｂに導入される。燃焼室１ｂ内に導入された吸入空気と燃料噴射弁３から噴射された燃料とが混ざりあって混合気が形成され、点火プラグ２の火花放電によって混合気が着火されて燃焼する。

混合気の燃焼圧力は、ピストン１ｅに伝えられてピストン１ｅを往復運動させる。ピストン１ｅの往復運動はコネテクティングロッド１ｈを介してクランク軸１ｆに伝えられ、クランク軸１ｆで回転運動に変換されて、内燃機関１の出力として取り出される。燃焼後の混合気は排気ガスとなり、排気弁１ｄを通ってエキゾーストマニホールド１６へ排出され、触媒１７で浄化された後、大気中へ排出される。

次に、前述のＥＣＵ６内で実行されるノッキング抑制機能について説明する。図２は、この発明実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるノッキング抑制機能を説明するための機能ブロック図である。図２において、燃焼開始判定部１０１には、内燃機関の運転状態を示す諸情報（図示せず）が入力される。燃焼開始判定部１０１は、燃焼開始判定装置それら諸情報に基づいて、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことの判定を行なう。また、フィルタ係数切替要求部１０２では、燃焼開始判定部１０１の判定結果に基づいて、フィルタ係数切替要求ＣＨＧをセットし、後述の、バックグランドレベル算出部（以下、ＢＧＬ算出部と称する）１０４、標準偏差算出部１０５、および、リタード量算出部１０９へ出力する。

なお、始動時に内燃機関の気筒内が非燃焼状態であるのか燃焼状態であるのかの判定を行なう場合、燃焼開始判定部１０１へ入力される諸情報としては、例えば、スターターモータの制御信号、燃料噴射弁３の制御信号、点火コイル１３の制御信号（何れも図示せず）、等が利用される。

フィルタ係数切替要求部１０２では、内燃機関が停止していることにより、気筒内が非燃焼状態であると判定されているときにはフィルタ係数切替要求ＣＨＧをＣＨＧ＝０にリセットする。そして、始動時において内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態に切り替わったことが判定されたときにフィルタ係数切替要求をＣＨＧ＝１にセットし、その後、フィルタ係数切替期間が経過したときに再びフィルタ係数切替要求をＣＨＧ＝０にリセットする。

また、燃料カット制御からの復帰時に内燃機関の気筒内が非燃焼状態であるのか燃焼状態であるのかの判定を行なう場合、燃焼開始判定部１０１へ入力される諸情報としては、例えば、燃料カット制御信号、燃料噴射弁３の制御信号、点火コイル１３の制御信号（何れも図示せず）、等が利用される。

フィルタ係数切替要求部１０２では、燃料カット制御が実行されたことにより、気筒内が非燃焼状態であると判定されているときには、フィルタ係数切替要求をＣＨＧ＝０にリセットする。そして燃料カット制御からの復帰時において内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態に切り替わったことが判定されたときには、フィルタ係数切替要求をＣＨＧ＝２にセットし、その後、フィルタ係数切替期間が経過したときに再びフィルタ係数切替要求をＣＨＧ＝０にリセットする。

一方、ノッキングセンサ１１により検出された内燃機関の振動は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりアナログ信号からデジタル信号へ変換された後、特徴値算出部１０３に入力される。また、特徴値算出部１０３には、クランク角度センサ９により検出されたクランク角度も入力される。そして、特徴値算出部１０３では、デジタル信号へ変換された振動データに対して、例えば、バンドパスフィルタ処理を施すことにより特定周波数の振動成分のみを抽出するとともに、クランク角度に基づいて、抽出した特定周波数の振動成分のうち、所定のクランク角度期間における最大の値を、今回の燃焼サイクルにおける振動レベルを特徴付ける特徴値ＰＫＬとして取り出す。

ＢＧＬ算出部１０４には、フィルタ係数切替要求部１０２からのフィルタ係数切替要求ＣＨＧ、および、特徴値算出部１０３にて算出された特徴値ＰＫＬ、の２つの信号が入力される。ＢＧＬ算出部１０４は、特徴値ＰＫＬと、ＢＧＬを算出するために用いられる第１フィルタ係数Ｆ１（図示せず。）とに基づいて、下記の式（１）により、特徴値ＰＫＬの平均値に相当するバックグランドレベルＢＧＬを算出する。
ＢＧＬ ＝ （１−Ｆ１）×ＰＫＬ ＋ （Ｆ１×［ＢＧＬ前回値］）
・・・・・・式（１）
なお、ＢＧＬを算出するために用いる第１フィルタ係数Ｆ１は、「０」と「１」の間の値が設定され、小さな値を設定するほどフィルタ効果は弱まり、大きな値を設定するほどフィルタ効果は強まる構成となっている。

ＢＧＬ算出部１０４では、フィルタ係数切替要求がＣＨＧ＝０であった場合には、内燃機関が定常運転状態であるときの特徴値ＰＫＬの変動状態に対して、ＢＧＬが適正に算出されるように設定された値Ｍｎ（但し、０＜Ｍｎ＜１）を第１フィルタ係数Ｆ１に設定して式（１）の演算を行う。

また、フィルタ係数切替要求がＣＨＧ＝１であった場合には、始動時において気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後の特徴値ＰＫＬの変動状態に対して、ＢＧＬの演算遅れがなるべく生じないように設定された値Ｍｓ（但し、０＜Ｍｓ＜Ｍｎ＜１）を第１フィルタ係数Ｆ１に設定して式（１）の演算を行う。

また、フィルタ係数切替要求がＣＨＧ＝２であった場合には、燃料カット復帰時において気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後の特徴値ＰＫＬの変動状態に対して、ＢＧＬの演算遅れがなるべく生じないように設定された値Ｍｆ（但し、０＜Ｍｆ＜Ｍｎ＜１）を第１フィルタ係数Ｆ１に設定して式（１）の演算を行う。

標準偏差算出部１０５には、フィルタ係数切替要求部１０２からのフィルタ係数切替要求ＣＨＧ、および、特徴値算出部１０３にて算出された特徴値ＰＫＬ、および、ＢＧＬ算出部１０４にて算出されたＢＧＬ、の３つの信号が入力される。標準偏差算出部１０５は、特徴値ＰＫＬと、ＢＧＬと、分散を算出するための第２フィルタ係数Ｆ２（図示せず。）とに基づいて、下記の式（２）により、特徴値ＰＫＬの分散ＶＡＲを算出し、更に下記の、式（３）により、標準偏差ＳＧＭを算出する。

ＶＡＲ ＝ （１−Ｆ２）×（ＰＫＬ−ＢＧＬ）^２
＋ （Ｆ２×［ＶＡＲ前回値］） ・・・・・・式（２）

ＳＧＭ ＝ √（ＶＡＲ） ・・・・・・式（３）

なお、分散ＶＡＲを算出するために用いられる第２フィルタ係数Ｆ２は、「０」と「１」の間の値が設定され、小さな値を設定するほどフィルタ効果は弱まり、大きな値を設定するほどフィルタ効果は強まる構成となっている。

そして、標準偏差算出部１０５では、フィルタ係数切替要求がＣＨＧ＝０であった場合には、内燃機関が定常運転状態であるときの特徴値ＰＫＬの変動状態に対して、分散ＶＡＲおよび標準偏差ＳＧＭが適正に算出されるように設定された値Ｎｎ（但し、０＜Ｎｎ＜１）を第２フィルタ係数Ｆ２に設定して式（２）の演算を行う。

また、フィルタ係数切替要求がＣＨＧ＝１であった場合には、始動時において、気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後の特徴値ＰＫＬの変動状態に対して、分散ＶＡＲおよび標準偏差ＳＧＭの演算遅れがなるべく生じないように設定された値Ｎｓ（但し、０＜Ｎｓ＜Ｎｎ＜１）を第２フィルタ係数Ｆ２に設定して式（２）の演算を行う。

また、フィルタ係数切替要求がＣＨＧ＝２であった場合には、燃料カット復帰時において気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後の特徴値ＰＫＬの変動状態に対して、分散ＶＡＲおよび標準偏差ＳＧＭの演算遅れがなるべく生じないように設定された値Ｎｆ（但し、０＜Ｎｆ＜Ｎｎ＜１）を第２フィルタ係数Ｆ２に設定して式（２）の演算を行う。

しきい値算出部１０６には、ＢＧＬ算出部１０４にて算出されたＢＧＬ、および、標準偏差算出部１０５にて算出された標準偏差ＳＧＭ、の２つの信号が入力される。そして、しきい値算出部１０６は、下記の式（４）により、ノッキング判定用しきい値ＴＨＤを算出する。

ＴＨＤ ＝ ＢＧＬ ＋ （Ｋ１×ＳＧＭ） ・・・・・・式（４）

ここで、Ｋ１は、ＴＨＤを算出するために予め設定されている調整係数である。

ノッキング判定部１０７には、特徴値算出部１０３にて算出された特徴値ＰＫＬ、および、しきい値算出部１０６で算出されたノッキング判定用しきい値ＴＨＤ、の２つの信号が入力される。そしてノッキング判定部１０７は、特徴値ＰＫＬとノッキング判定用しきい値ＴＨＤとの比較を行ない、ＰＫＬ≦ＴＨＤであった場合には、ノッキングは発生していないと判定し、ＰＫＬ＞ＴＨＤであった場合にはノッキングが発生していると判定する。

ノッキング強度算出部１０８には、特徴値算出部１０３にて算出された特徴値ＰＫＬ、および、ＢＧＬ算出部１０４にて算出されたＢＧＬ、および、しきい値算出部１０６にて算出されたノッキング判定用しきい値ＴＨＤ、および、ノッキング判定部１０７によるノッキングの発生有無の判定結果、の４つの信号が入力される。そして、ノッキング強度算出部１０８は、ノッキング判定部１０７によりノッキングが発生していないと判定されている場合には、ノッキング強度ＫＮＫにＫＮＫ＝０を設定する。反対に、ノッキングが発生していると判定されている場合には、特徴値ＰＫＬとＢＧＬとノッキング判定用しきい値ＴＨＤとから、下記式（５）により、ノッキング強度ＫＮＫを算出する。

ＫＮＫ ＝ （ＰＫＬ−ＴＨＤ） ／ ＢＧＬ ・・・・・・式（５）

リタード量算出部１０９には、ノッキング強度算出部１０８にて算出されたノッキング強度ＫＮＫが入力される。そして、リタード算出部１０９は、下記の式（６）により、ノッキングリタード量ＲＴＤを算出する。

ＲＴＤ ＝ Ｋ２ × ＫＮＫ ・・・・・・・式（６）

ここで、Ｋ２は、ノッキング強度ＫＮＫをノッキングリタード量ＲＴＤへ変換するために予め設定されている所定の係数である。

また、リタード量算出部１０９には、フィルタ係数切替要求部１０２からのフィルタ係数切替要求ＣＨＧが入力されており、リタード量算出部１０９は、ＣＨＧ＝０からＣＨＧ≠０となったときには、その時点からリタード演算制限期間が経過するまでの間、ノッキングリタード量ＲＴＤの更新禁止（例えば、ＲＴＤの値を前回値保持）、或いは、ＲＴＤの算出を禁止（ＲＴＤ＝０にリセット）する。なお、リタード演算制限期間は、この発明によるフィルタ係数の切り替え制御を対象とする内燃機関の制御装置へ実装して動作させたときの耐誤検出性能を評価し、必要に応じて予め設定される。

点火時期補正部１１０には、リタード量算出部１０９にて算出されたノッキングリタード量ＲＴＤ、および、ＥＣＵ６内で算出された基本点火時期ＩＧＢ、の２つの信号が入力される。そして点火時期補正部１１０は、下記の式（７）により、基本点火時期ＩＧＢをノッキングリタード量ＲＴＤだけリタード側へ変更して最終点火時期ＩＧＴを決定する。

ＩＧＴ ＝ ＩＧＢ − ＲＴＤ ・・・・・・式（７）

なお、ノッキングが発生しなくなれば、ノッキング強度ＫＮＫには零が設定され、ノッキングリタード量ＲＴＤが零になるため、最終点火時期ＩＧＴは基本点火時期ＩＧＢへ戻される。

次に、ＢＧＬおよびノッキング判定用しきい値ＴＨＤの算出状態を示した図３および図４のタイムチャート図に基づいて、フィルタ係数切替要求部１０２におけるフィルタ係数切替期間、およびリタード量算出部１０９におけるリタード演算制限期間、のそれぞれの設定方法について説明する。

図３は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の動作を説明するタイムチャートであり、内燃機関の始動時における、内燃機関の回転速度、および、特徴値ＰＫＬ、ＢＧＬ、ノッキング判定用しきい値ＴＨＤの各算出状態を、横軸を時刻として示している。

図３の（Ａ）には、始動時における内燃機関の回転速度の挙動の一例であり、時刻Ｔ０のときに始動操作が行なわれたことで燃焼が始まり、回転速度は、一旦、吹け上がった後、定常運転状態（例えば、アイドル回転速度）に収束していくときの挙動が示されている。

図３の（Ｂ）には、複数の燃焼サイクルで算出された、特徴値ＰＫＬ（細い実線）と、定常運転時用として設定されている第１フィルタ係数Ｆ１（＝Ｍｎ）および第２フィルタ係数Ｆ２（＝Ｎｎ）を用いてフィルタ演算を行ったときのＢＧＬ（太い破線）およびノッキング判定しきい値ＴＨＤ（太い一点鎖線）、の各値が時系列で示されている。

図３の（Ｃ）には、複数の燃焼サイクルで算出された、特徴値ＰＫＬ（細い実線）と、始動時用として設定した第１フィルタ係数Ｆ１（＝Ｍｓ）および第２フィルタ係数Ｆ２（＝Ｎｓ）を用いてフィルタ演算を行ったときの、ＢＧＬ（太い実線）およびノッキング判定しきい値ＴＨＤ（太い点線）、の各値が時系列で示されている。

そして、図３の（Ｄ）には、複数の燃焼サイクルで算出された、特徴値ＰＫＬ（細い実
線）と、この発明により設定されたフィルタ係数切替期間に基づいて、始動時用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｓおよびＦ２＝Ｎｓ）と定常運転時用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｎおよびＦ２＝Ｎｎ）とを途中で切り替えてフィルタ演算を行ったときのＢＧＬ（太い実線、および、太い破線）、および、ノッキング判定しきい値ＴＨＤ（太い点線、および、太い一点鎖線）、の各値が時系列で示されている。

図３の（Ａ）〜（Ｄ）において、停止中の内燃機関が時刻Ｔ０において始動操作されると、気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ遷移して回転速度が上昇し、これに応じて、特徴値ＰＫＬは大きく変動する。なお、図３の、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）における特徴値ＰＫＬについては全て同じ波形である。

そして、図３の（Ｂ）では、始動時における特徴値ＰＫＬの過渡的な挙動に対して、定常運転状態であるときを前提として適正値に設定されているフィルタ係数（Ｆ１＝ＭｎおよびＦ２＝Ｎｎ）を用いてフィルタ演算を行っているため、期間Ｐ３（時刻Ｔ０〜Ｔ３までの間）では、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が遅れ、期間Ｐ２（時刻Ｔ０〜Ｔ２までの間）では、特徴値ＰＫＬがノッキング判定しきい値ＴＨＤを超えてしまったためにノッキングを誤判定する。

そこで、従来技術では、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が正しい値に追い付くのに要する期間（図３では期間Ｐ３）の間、ノッキングの判定を禁止して誤判定を防止している。そのため、従来技術においては、始動開始から期間Ｐ３が経過するまではノッキング抑制機能が作動しない。

一方、図３の（Ｃ）では、始動時における特徴値ＰＫＬの過渡的な挙動に対しても演算遅れがなるべく生じないように設定した各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｓおよびＦ２＝Ｎｓ）を用いてフィルタ演算を行っているので、期間Ｐ１（時刻Ｔ０〜Ｔ１までの間）では、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出遅れが残っているものの、時刻Ｔ１以降では、追従遅れが解消されている。その結果、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が正しい値に追い付くのに要する期間を、期間Ｐ３から期間Ｐ１にまで短縮することが可能となる。但し、フィルタ効果を弱めたときの弊害として、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が正しい値に追い付いた後は、図３の（Ｂ）に比べて、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの挙動にフラツキが見られる。

そこで、図３の（Ｄ）では、始動時における特徴値ＰＫＬの過渡的な挙動およびその収束性を考慮し、始動時の前半（時刻Ｔ０から時刻Ｔ３までの間）はフィルタ効果を弱めた始動時用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｓおよびＦ２＝Ｎｓ）を用いてフィルタ演算を行ない、始動時の後半（時刻Ｔ３以降）は追従性を強めた定常運転用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｎおよびＦ２＝Ｎｎ）を用いてフィルタ演算を行なうように、フィルタ係数切替期間を設定している。

なお、この発明の実施の形態１では、フィルタ係数切替要求部１０２により設定されるフィルタ係数切替期間と、リタード量算出部１０９により設定されるリタード演算制限期間と、を別設定することができるようにしている。そのため、図３の（Ｄ）においてはフィルタ係数切替期間を期間Ｐ３に設定したときの例を示しているが、このときのリタード演算制限期間を、例えば、期間Ｐ２にまで短縮することができ、これにより、従来技術よりも始動時におけるノッキング抑制制御の禁止時間を狭めてノッキング抑制制御の作動範囲を拡大することが可能となる。

次に、図４は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の動作を説明するタイムチャートであり、燃料カットからの復帰時における、内燃機関の回転速度、および、
特徴値ＰＫＬ、ＢＧＬ、ノッキング判定用しきい値ＴＨＤの各算出状態を、横軸を時刻として示している。

図４の（Ａ）には、燃料カット復帰時における内燃機関の回転速度の挙動の一例であり、時刻Ｔ４のときに燃料カットから復帰したことで燃焼が始まっているが、内燃機関には変速機のギヤが接続されているために回転速度には過渡的な変化が現れ難いときの挙動が示されている。

図４の（Ｂ）には、複数の燃焼サイクルで算出された、特徴値PKL（細い実線）と、定
常運転時用として設定されている第１フィルタ係数Ｆ１（＝Ｍｎ）および第２フィルタ係数Ｆ２（＝Ｎｎ）を用いてフィルタ演算を行ったときのＢＧＬ（太い破線）およびノッキング判定しきい値ＴＨＤ（太い一点鎖線）、の各値が時系列で示されている。

図４の（Ｃ）には、複数の燃焼サイクルで算出された、特徴値ＰＫＬ（細い実線）と、燃料カット復帰時用として設定した第１フィルタ係数Ｆ１（＝Ｍｆ）および第２フィルタ係数Ｆ２（＝Ｎｆ）を用いてフィルタ演算を行ったときの、ＢＧＬ（太い実線）およびノッキング判定しきい値ＴＨＤ（太い点線）、の各値が時系列で示されている。

図４の（Ｄ）には、複数の燃焼サイクルで算出された、特徴値ＰＫＬ（細い実線）と、この発明により設定されたフィルタ係数切替期間に基づいて、燃料カット復帰時用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｆおよびＦ２＝Ｎｆ）と定常運転時用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｎおよびＦ２＝Ｎｎ）とを途中で切り替えてフィルタ演算を行ったときのＢＧＬ（太い破線、および、太い実線）、および、ノッキング判定しきい値ＴＨＤ（太い一点鎖線、および、太い点線）、の各値が時系列で示されている。

図４の（Ａ）〜（Ｄ）において、燃料カット中の内燃機関が時刻Ｔ４において燃料カットから復帰すると、回転速度に大きな変化がなくても、気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ遷移して、特徴値ＰＫＬは大きな変動に変化する。なお、図４の、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）における特徴値ＰＫＬについては全て同じ波形である。

そして、図４の（Ｂ）では、燃料カット復帰時における特徴値ＰＫＬの過渡的な挙動に対して、定常運転状態であるときを前提として適正値に設定されているフィルタ係数（Ｆ１＝ＭｎおよびＦ２＝Ｎｎ）を用いてフィルタ演算を行っているため、期間Ｐ６（時刻Ｔ４〜Ｔ７までの間）では、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が遅れ、期間Ｐ５（時刻Ｔ４〜Ｔ６までの間）では、特徴値PKLがノッキング判定しきい値ＴＨＤを超え
てしまったためにノッキングを誤判定する。

一方、図４の（Ｃ）では、燃料カット復帰時における特徴値ＰＫＬの過渡的な挙動に対しても演算遅れがなるべく生じないように設定した各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｆおよびＦ２＝Ｎｆ）を用いてフィルタ演算を行っているおかげで、期間Ｐ４（時刻Ｔ４〜Ｔ５までの間）では、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出遅れが残っているものの、時刻Ｔ５以降では、追従遅れが解消されている。

その結果、内燃機関が過渡運転常態であることが判定できない状況下において、特徴値ＰＫＬの過渡的な変化に対して、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が正しい値に追い付くのに要する期間を期間Ｐ６から期間Ｐ４にまで短縮することが可能となる。
但し、フィルタ効果を弱めたときの弊害として、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの算出が正しい値に追い付いた後は、図４の（Ｂ）に比べて、ＢＧＬやノッキング判定しきい値ＴＨＤの挙動にフラツキが見られる。

そこで、図４の（Ｄ）では、燃料カット復帰時における特徴値ＰＫＬの過渡的な挙動およびその収束性を考慮し、燃料カット復帰直後の時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間）はフィルタ効果を弱めた燃料カット復帰時用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｆおよびＦ２＝Ｎｆ）を用いてフィルタ演算を行ない、それ以降（時刻Ｔ５以降）は追従性を強めた定常運転用の各フィルタ係数（Ｆ１＝ＭｎおよびＦ２＝Ｎｎ）を用いてフィルタ演算を行なうように、フィルタ係数切替期間を設定している。

なお、この発明の実施の形態１では、フィルタ係数切替要求部１０２により設定されるフィルタ係数切替期間と、リタード量算出部１０９により設定されるリタード演算制限期間と、を別設定することができるようにしている。そのため、図４の（Ｄ）においてはフィルタ係数切替期間を期間Ｐ５に設定したときの例を示しているが、図４の（Ｄ）のように、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の間で誤検出が発生しない場合には、このときのリタード演算制限期間を、例えば、零にまで短縮することも可能であり、これにより、燃料カット復帰時におけるノッキング抑制制御の禁止を廃止することができ、ノッキング抑制制御の作動範囲を拡大することが可能となる。

次に、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるノッキング抑制機能の動作を説明する。図５は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるフィルタ係数の切替処理を説明するためのフローチャートである。先ず、図５に基づいて、燃焼開始判定部１０１、フィルタ係数切替要求部１０２、ＢＧＬ算出部１０４、標準偏差算出部１０５、の各部によるフィルタ係数を切り替えるときの処理を説明する。

図５において、ステップＳ１０１では、燃焼開始判定部１０１により、気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後か否かが判定される。ステップＳ１０１での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進み、フィルタ係数切替要求部１０２によりフィルタ係数切替要求ＣＨＧが零以外の値（「１」または「２」）にセットされてステップＳ１０６へ進む。

一方、ステップＳ１０１での判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３では、フィルタ係数切替要求ＣＨＧが零以外の値（ＣＨＧ＝１またはＣＨＧ＝２）であるか否かが判定される。そしてステップＳ１０３での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０３からステップＳ１０４へ進む。一方、ステップＳ１０３での判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１０３からステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０４では、フィルタ係数切替要求ＣＨＧが零以外の値（ＣＨＧ＝１またはＣＨＧ＝２）にセットされた時点から所定のフィルタ切替時間が経過したか否かが判定される。そして、ステップＳ１０４での判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１０４からステップＳ１０５へ進み、フィルタ係数切替要求ＣＨＧを零にリセットしてステップＳ１０６へ進む。また、ステップＳ１０４での判定結果がＮＯの場合にはステップＳ１０４からステップＳ１０６へ進む。

次の、ステップＳ１０６およびステップＳ１０７においては、フィルタ係数切替要求ＣＨＧが、ＣＨＧ＝０（定常運転時の要求）、ＣＨＧ＝１（始動時の要求）、ＣＨＧ＝２（燃料カット復帰時の要求）、のいずれであるのかを判定する。ＣＨＧ＝０であった場合には、ステップＳ１０６およびステップＳ１０７での判定がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０６からステップＳ１０７、ステップＳ１１０と進み、第１フィルタ係数Ｆ１および第２フィルタ係数Ｆ２には、定常運転時用のフィルタ係数であるＭｎおよびＮｎがセットされて処理を抜ける。

一方、ＣＨＧ＝１であった場合には、ステップＳ１０６での判定がＹＥＳとなるため、ステップＳ１０６からステップＳ１０８と進み、第１フィルタ係数Ｆ１および第２フィルタ係数Ｆ２には、始動時用のフィルタ係数であるＭｓおよびＮｓがセットされて処理を抜ける。

また、ＣＨＧ＝２であった場合には、ステップＳ１０６での判定がＮＯかつステップＳ１０７での判定がＹＥＳとなるため、ステップＳ１０６からステップＳ１０７からステップＳ１０９と進み、第１フィルタ係数Ｆ１および第２フィルタ係数Ｆ２には、燃料カット復帰時用のフィルタ係数であるＭｆおよびＮｆがセットされて処理を抜ける。

次に、図６は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるノッキング抑制機能の制御動作を説明するためのフローチャートである。図６において、先ず、ステップＳ２０１では、クランク角度センサ９によりクランク角度が検出され、次のステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で検出されたクランク角度に基づいて、現在がノック検出期間であるのか否かが判定される。

そして、ステップＳ２０２での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２０２からステップＳ２０３へ進んで、ノッキング抑制制御を有効とするためのフラグＦをＦ＝１にセットし、さらにステップＳ２０４へ進んで、ノッキングセンサ１１により検出された振動データを取得して、ステップＳ２０１へ戻る。

以上のステップＳ２０１からステップＳ２０４までのループ処理は、クランク角度センサ９により検出されたクランク角度がノック検出期間から外れるまで繰り返され、クランク角度毎に検出された振動データは、１燃焼サイクルにおけるノック検出期間内の連続した信号データとして一旦、記憶される。そして、クランク角度センサ９により検出されたクランク角度がノック検出期間から外れたときにステップＳ２０２での判定結果がＮＯとなり、ループ処理を抜けてステップＳ２０５へと進む。

ステップＳ２０５へ進むと、ノッキング抑制制御を有効とするためのフラグＦがＦ＝１にセットされているか否かを判定する。その判定結果がＦ＝１であった場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０６以降のノッキング抑制制御の各処理が実行される。また、Ｆ＝１でなかった場合（ＮＯ）には、ステップＳ２０６からステップＳ２１６までのノッキング抑制制御に関わる各処理は実行されずに処理を抜ける。

ステップＳ２０５での判定結果がＹＥＳの場合、ステップＳ２０５からステップＳ２０６へ進み、現在、記憶されている１燃焼サイクルにおけるノック検出期間の振動データに対して、バンドパスフィルタ処理が施され、特定周波数の振動成分のみが抽出されて、ステップＳ２０７へと進む。そして、ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６により抽出された特定周波数の振動成分のうちの最大の値を、今回の燃焼サイクルにおける振動レベルを特徴付ける特徴値ＰＫＬとして決定してステップＳ２０８へ進む。

ステップＳ２０８では、前述の式（１）により、ＢＧＬを算出し、続く、ステップＳ２０９では、前述の式（２）、式（３）により、分散ＶＡＲを算出し、更に、標準偏差ＳＧＭを算出する。なお、ステップＳ２０８において、ＢＧＬを算出する際の第１フィルタ係数Ｆ１、および、ステップＳ２０９において、分散ＶＡＲを算出する際の第２フィルタ係数Ｆ２、の各フィルタ係数については、何れも前述の図５のフローチャートによって決定された値が使用される。

次の、ステップＳ２１０では、前述の式（４）により、ノッキング判定用しきい値ＴＨＤが算出され、続く、ステップＳ２１１では、特徴値ＰＫＬとノッキング判定用しきい値
ＴＨＤとの比較が行われてノッキングの発生有無が判定される。そして、ステップＳ２１１の判定結果がＹＥＳの場合にはノッキングが発生していると判定され、ステップＳ２１１からステップＳ２１２へと進んで、前述の式（５）により、ノッキング強度ＫＮＫが算出されて、ステップＳ２１４へと進む。また、ステップＳ２１１の判定結果がＮＯの場合には、ノッキングは発生していないと判定され、ステップＳ２１１からステップＳ２１３へ進んで、ノッキング強度ＫＮＫ＝０が設定されてステップＳ２１４へ進む。

次に、ステップＳ２１４では、ノッキング強度ＫＮＫに基づいて、前述の式（６）により、ノッキングリタード量ＲＴＤを算出し、続く、ステップＳ２１５では、前述の式（７）により、基本点火時期ＩＧＢをノッキングリタード量ＲＴＤだけリタード側へ変更することにより最終点火時期ＩＧＴを算出してステップＳ２１６へ進む。そして、最後のステップＳ２１６では、ノッキング抑制制御を有効とするためのフラグをＦ＝０にリセットして処理を抜ける。

以上に述べた一連の処理により、ノッキングセンサで検出した内燃機関の振動に基づいてノッキングが発生していることが判定されると、ノッキングによる振動強度に応じて点火時期がリタード側へ補正され、ノッキングの発生が抑制される。

図７は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるリタード量算出部の制御動作を説明するためのフローチャートであり、リタード量算出部１０９による追加の制御動作を示している。なお、図７の処理は、ノッキングリタード量ＲＴＤを算出する図６のステップＳ２１４で実行される。

図７において、先ず、ステップＳ３０１では、前述の図５のステップＳ１０２においてフィルタ係数切替要求ＣＨＧが零以外の値（ＣＨＧ＝１またはＣＨＧ＝２）にセットされた状態で、なおかつ、フィルタ係数切替要求ＣＨＧが零から零以外の値に変化した時点から、所定のリタード演算制限期間が経過したか否かが判定される。ステップＳ３０１での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ３０２に進み、前述の図６のステップＳ２１４で説明したように、式（６）により、ノッキングリタード量ＲＴＤが算出される。

一方、ステップＳ３０１での判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ３０３に進み、ノッキングリタード量ＲＴＤの更新禁止（例えば、ＲＴＤの値を前回値保持）、或いは、ＲＴＤの算出禁止（ＲＴＤ＝０にリセット）する措置がとられる。これにより、フィルタ係数切替要求ＣＨＧが零以外の値にセットされた時点から、所定のリタード演算制限期間が経過するまでの間におけるノッキングリタード量ＲＴＤの更新が禁止され、気筒内が非燃焼常態から燃焼常態に遷移した直後のノッキングの誤検出による誤リタードが防止される。

なお、フィルタ効果が弱まる側へフィルタ係数を切り替えたときにノッキングの誤検出が発生しない場合には、このときのリタード演算制限期間を、例えば、零にまで短縮することも可能である。その場合には、ステップＳ３０１における判定はＮＯとなり、ノッキングリタード量ＲＴＤの更新禁止は実施されずに、ステップＳ３０１からステップＳ３０２に進んで、式（６）により、ノッキングリタード量ＲＴＤが算出される。

以上述べたこの発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置は、以下の発明を具体化したものである。

１．内燃機関に発生した振動を検出するノッキングセンサと、
前記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角度センサと、
所定のクランク角度期間において検出された前記振動に基づいて、前記所定のクランク角度期間における前記振動の振動レベルを特徴付ける特徴値を算出する特徴値算出部と、
前記特徴値と、前記特徴値を平均化するために用いるフィルタ係数であって、その値に応じて前記平均化の度合いが変化する第１フィルタ係数と、に基づいて、前記特徴値のバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル算出部と、
前記特徴値と、前記バックグランドレベルと、前記特徴値の標準偏差を算出するため用いるフィルタ係数であって、その値に応じて前記標準偏差の算出に用いる前記特徴値の分散の度合いが変化する第２フィルタ係数と、に基づいて、前記特徴値の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記バックグランドレベルと、前記標準偏差と、所定の調整係数と、に基づいて、ノッキング判定用しきい値を算出するしきい値算出部と、
前記特徴値と、前記ノッキング判定用しきい値と、に基づいてノッキングの発生を判定するノッキング判定部と、
前記ノッキング判定部によりノッキングの発生が判定されたときに、前記特徴値と、前記バックグランドレベルと、前記ノッキング判定用しきい値と、に基づいて、ノッキング強度を算出するノッキング強度算出部と、
前記ノッキング強度に基づいて、前記内燃機関の点火時期のノッキングリタード量を算出するリタード量算出部と、
前記ノッキングリタード量に基づいて、点火時期を補正する点火時期補正部と、
前記内燃機関の運転状態を示す諸情報に基づいて、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことを判定する燃焼開始判定部と、
前記燃焼開始判定部により前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことが判定されたときから、所定のフィルタ係数切替期間が経過するまでの間、フィルタ係数切替要求を出力するフィルタ係数切替要求部と、
を備え、
前記フィルタ係数切替要求部によるフィルタ係数切替要求に基づいて、下記の（１）と（２）のうちの少なくとも一方を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
（１）前記バックグランドレベル算出部は、前記第１フィルタ係数の値をフィルタ効果が弱まる側へ切り替えること。
（２）前記標準偏差算出部は、前記第２フィルタ係数の値をフィルタ効果が弱まる側へ切り替えること。

２．前記燃焼開始判定部は、停止状態にある前記内燃機関を始動させる始動操作を開始したときに、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったと判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
この発明によれば、特に、始動時において、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を狭めることなく、振動レベルの変化に対するフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定が低減される。

３．前記燃焼開始判定部は、燃料カット制御の状態にある前記内燃機関が、前記燃料カット制御の実行が解除され、燃料の噴射が再開された気筒での混合気への着火が行われたときに、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったと判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
この発明によれば、特に、燃料カットからの復帰時において、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を狭めることなく、振動レベルの変化に対するフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定が低減される。

４．前記リタード量算出部は、前記第１フィルタ係数の値と前記第２フィルタ係数の値とのうちの少なくとも一方がフィルタ効果が弱まる側へ切り替えられたときから、所定のリタード演算制限期間が経過するまでの間、前記ノッキングリタード量の更新または算出を禁止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
この発明によれば、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を狭めることなく、振動レベルの変化に対するフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定が確実に防止される。

５．前記リタード量算出部により設定される前記リタード演算制限期間は、前記フィルタ係数切替要求部により設定される前記フィルタ係数切替期間と同等以下の期間に設定されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
この発明によれば、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を拡大しつつ、振動レベルの変化に対するフィルタ演算の追従遅れに起因したノッキングの誤判定が確実に防止される。

以上述べた本願の発明は、内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わった直後におけるノッキング抑制機能の作動範囲を狭めることなく、振動レベルの変化に起因して、フィルタ演算の追従が遅れてノッキング判定用しきい値が不適切な値となったためにノッキングの発生を誤判定してしまうことを防止する内燃機関の制御装置の実現に有用である。

１ 内燃機関 １ａ 気筒
１ｂ 燃焼室 １ｃ 吸気弁
１ｄ 排気弁 １ｅ ピストン
１ｆ クランク軸 １ｇ カム軸
１ｈ コネテクティングロッド ２ 点火プラグ
３ 燃料噴射弁 ４ 吸気通路
５ 電子制御スロットル ５ａ スロットルバルブ
５ｂ モータ ５ｃ スロットル開度センサ
６ 内燃機関制御ユニット（ＥＣＵ） ７ アクセルペダル
８ アクセルポジションセンサ ９ クランク角度センサ
１０ カム角度センサ １１ ノッキングセンサ
１２ エアーフローセンサ １３ 点火コイル
１４ エアクリーナ １５ サージタンク
１６ エキゾーストマニホールド １７ 触媒
１０１ 燃焼開始判定部 １０２ フィルタ係数変更要求部
１０３ 特徴値算出部 １０４ ＢＧＬ算出部
１０５ 標準偏差算出部 １０６ しきい値算出部
１０７ ノッキング判定部 １０８ ノッキング強度算出部
１０９ リタード量算出部 １１０ 点火時期補正部
ＰＫＬ 所定のクランク角度期間における振動レベルを特徴付ける値
ＢＧＬ 特徴値ＰＫＬの平均値に相当するバックグランドレベル
ＳＧＭ 標準偏差 ＴＨＤ ノッキング判定用しきい値
ＫＮＫ ノッキング強度 ＲＴＤ ノッキングリタード量
ＩＧＢ 基本点火時期 ＩＧＴ 最終点火時期

Claims (5)

1. 内燃機関に発生した振動を検出するノッキングセンサと、
   前記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角度センサと、
   所定のクランク角度期間において検出された前記振動に基づいて、前記所定のクランク角度期間における前記振動の振動レベルを特徴付ける特徴値を算出する特徴値算出部と、
   前記特徴値と、前記特徴値を平均化するために用いるフィルタ係数であって、その値に応じて前記平均化の度合いが変化する第１フィルタ係数と、に基づいて、前記特徴値のバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル算出部と、
   前記特徴値と、前記バックグランドレベルと、前記特徴値の標準偏差を算出するため用いるフィルタ係数であって、その値に応じて前記標準偏差の算出に用いる前記特徴値の分散の度合いが変化する第２フィルタ係数と、に基づいて、前記特徴値の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
   前記バックグランドレベルと、前記標準偏差と、所定の調整係数と、に基づいて、ノッキング判定用しきい値を算出するしきい値算出部と、
   前記特徴値と、前記ノッキング判定用しきい値と、に基づいてノッキングの発生を判定するノッキング判定部と、
   前記ノッキング判定部によりノッキングの発生が判定されたときに、前記特徴値と、前記バックグランドレベルと、前記ノッキング判定用しきい値と、に基づいて、ノッキング強度を算出するノッキング強度算出部と、
   前記ノッキング強度に基づいて、前記内燃機関の点火時期のノッキングリタード量を算出するリタード量算出部と、
   前記ノッキングリタード量に基づいて、点火時期を補正する点火時期補正部と、
   前記内燃機関の運転状態を示す諸情報に基づいて、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことを判定する燃焼開始判定部と、
   前記燃焼開始判定部により前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったことが判定されたときから、所定のフィルタ係数切替期間が経過するまでの間、フィルタ係数切替要求を出力するフィルタ係数切替要求部と、
   を備え、
   前記フィルタ係数切替要求部によるフィルタ係数切替要求に基づいて、下記の（１）と（２）のうちの少なくとも一方を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
   （１）前記バックグランドレベル算出部は、前記第１フィルタ係数の値をフィルタ効果が弱まる側へ切り替えること。
   （２）前記標準偏差算出部は、前記第２フィルタ係数の値をフィルタ効果が弱まる側へ切り替えること。
2. 前記燃焼開始判定部は、停止状態にある前記内燃機関を始動させる始動操作を開始したときに、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったと判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記燃焼開始判定部は、燃料カット制御の状態にある前記内燃機関が、前記燃料カット制御の実行が解除され、燃料の噴射が再開された気筒での混合気への着火が行われたときに、前記内燃機関の気筒内が非燃焼状態から燃焼状態へ切り替わったと判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記リタード量算出部は、前記第１フィルタ係数の値と前記第２フィルタ係数の値とのうちの少なくとも一方がフィルタ効果が弱まる側へ切り替えられたときから、所定のリタード演算制限期間が経過するまでの間、前記ノッキングリタード量の更新または算出を禁止する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記リタード量算出部により設定される前記リタード演算制限期間は、前記フィルタ係数切替要求部により設定される前記フィルタ係数切替期間と同等以下の期間に設定されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

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