特開 2023-175493 ノッキング検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175493

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】ノッキング検出装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 368A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087958

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】本田 篤史

(72)【発明者】

【氏名】太田 智泰

【テーマコード（参考）】

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G384DA28

3G384EC01

3G384EC08

3G384EC12

3G384EE31

3G384FA33Z

(57)【要約】

【課題】本開示の１つの局面は、インジェクタの駆動時に発生する振動の影響を極力除去して、内燃機関のノッキングを高精度に検出する技術を提供することにある。
【解決手段】ノッキング検出装置２０は、データ取得部２４と振動データ部２６とノイズデータ部２８と補正部３０とノッキング判定部３２とを備える。振動データ部は、データ取得部が取得する検出データに基づいて、周波数成分の振動レベルを時系列に表す振動データを生成する。ノイズデータ部は、インジェクタが駆動されるときに取得される検出データに基づいて、周波数成分の振動レベルを時系列に表すノイズデータを生成する。補正部は、判定区間で取得される検出データに基づいて振動データをノイズデータに基づいて補正して補正振動データを生成する。ノッキング判定部は、補正振動データに基づいてノッキングが発生したか否かを判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各気筒に設置されたインジェクタ（１２）から気筒内に燃料が直接噴射される内燃機関（１０）のノッキングを検出するノッキング検出装置であって、
前記内燃機関の振動を検出するノックセンサ（１６）から検出データを取得するように構成されたデータ取得部（２４、Ｓ４００、Ｓ４２０）と、
前記データ取得部が取得する前記検出データに対して周波数成分分析を行い、周波数成分の振動レベルを時系列に表す振動データを生成するように構成された振動データ部（２６、Ｓ４０２）と、
前記インジェクタが駆動されるときに前記データ取得部が取得する前記検出データに対して前記周波数成分分析を行い、前記インジェクタが駆動されるときの前記周波数成分の前記振動レベルを前記時系列に表すノイズデータを生成するように構成されたノイズデータ部（２８、Ｓ４２２～Ｓ４２８）と、
ノッキングが発生したか否かを判定する判定区間で前記データ取得部が取得する前記検出データに基づいて前記振動データ部が生成する前記振動データを、前記ノイズデータに基づいて補正して補正振動データを生成するように構成された補正部（３０、Ｓ４０６）と、
前記補正部が生成する前記補正振動データに基づいて、前記ノッキングが発生したか否かを判定するように構成されたノッキング判定部（３２、Ｓ４１０）と、
を備えるノッキング検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載のノッキング検出装置であって、
前記振動データ部は、周波数と前記時系列に変化するクランク角度との２次元マップとして前記振動データを生成するように構成されており、
前記ノイズデータ部は、前記周波数と前記クランク角度との前記２次元マップとして前記ノイズデータを生成するように構成されている、
ノッキング検出装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部は、各気筒に設置された前記インジェクタ毎に前記ノイズデータを生成するように構成されている、
ノッキング検出装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部は、前記ノッキングが発生しない区間で前記インジェクタが駆動されるときに前記データ取得部が取得する前記検出データに基づいて、前記ノイズデータを生成するように構成されている、
ノッキング検出装置。

【請求項5】

請求項４に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部と前記補正部とは、前記判定区間ではない区間を前記ノッキングが発生しない区間とするように構成されている、
ノッキング検出装置。

【請求項6】

請求項１または２に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部は、複数のサイクルで生成された複数の前記ノイズデータを比較し、前記周波数成分と前記時系列上の位置とに対応する前記振動レベルの最大値を、前記補正部が前記振動データを補正するときの前記ノイズデータの前記周波数成分と前記時系列上の位置とに対応する前記振動レベルとするように構成されている、
ノッキング検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関のノッキングを検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の振動を検出するノックセンサの検出データに基づいて、内燃機関のノッキングを検出する技術が知られている。ノッキングが検出されると、ノッキングを抑制するために点火時期を遅角させる等の制御が行われる。

【0003】

しかし、ノッキング以外の振動がノイズとして検出データに混入すると、ノッキングが発生していないのに発生したと誤判定されることがある。ノッキングが発生したと誤判定されることにより点火時期を遅角させる等の制御が行われると、燃費と内燃機関の発生トルクとが低下する恐れがある。

【0004】

また、ノッキングが発生しているときにノッキング以外の振動がノイズとして発生すると、ノッキングが発生したことを検出できないことがある。ノッキングの発生を検出できずに放置すると、異常燃焼による騒音の増大や、内燃機関の損傷を招くことがある。

【0005】

そこで、特許文献１に記載された技術では、ノックセンサが検出する内燃機関の振動から、吸気弁の開閉時に発生する振動をノイズとして除去しようとしている。
特許文献１に記載された技術では、ノックセンサの検出データに対して周波数成分分析を行い、クランク角度と周波数との２次元マップが検出強度マップとして生成される。また、吸気弁の開閉時に発生するノイズについて、ノッキングが発生していないと判定されるときのノックセンサの検出データに対して周波数成分分析が行われ、クランク角度と周波数との２次元マップがノイズ成分強度マップとして生成される。

【0006】

そして、特許文献１に記載された技術では、検出強度マップからノイズ成分強度マップを減算したノイズ補正マップを所定の閾値を用いて二値化し、二値化したマップに基づいてノッキングを検出しようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１７－１９０７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の技術では、吸気弁の開閉時に発生する振動は考慮されているが、インジェクタが駆動されて開閉されるときに発生する振動は考慮されていないことが見出された。

【0009】

吸気弁の開閉時に発生する振動は内燃機関が低回転になると小さくなる。しかし、インジェクタが駆動されるときに発生する振動の大きさは、内燃機関の回転数によって殆ど変化しない。したがって、内燃機関が低回転になるほど、ノックセンサが検出する内燃機関の振動に対して、インジェクタの駆動時に発生する振動の割合は大きくなる。

【0010】

また、インジェクタが噴射する燃料圧力の高圧化により、インジェクタの駆動時に発生する振動は大きくなる。
また、燃料の多段噴射化により、自気筒の圧縮行程でインジェクタが燃料を噴射するときに発生する振動が、他気筒においてノッキングが判定される期間と重なることがある。

【0011】

したがって、インジェクタの駆動時に発生する振動の検出が要求される。
本開示の１つの局面は、インジェクタの駆動時に発生する振動の影響を極力除去して、内燃機関のノッキングを高精度に検出する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示の１つの態様によるノッキング検出装置は、各気筒に設置されたインジェクタ（１２）から気筒内に燃料が直接噴射される内燃機関（１０）のノッキングを検出し、データ取得部（２４、Ｓ４００、Ｓ４２０）と、振動データ部（２６、Ｓ４０２）と、ノイズデータ部（２８、Ｓ４２２～Ｓ４２８）と、補正部（３０、Ｓ４０６）と、ノッキング判定部（３２、Ｓ４１０）と、を備える。

【0013】

データ取得部は、内燃機関の振動を検出するノックセンサ（１６）から検出データを取得する。振動データ部は、データ取得部が取得する検出データに対して周波数成分分析を行い、周波数成分の振動レベルを時系列に表す振動データを生成する。

【0014】

ノイズデータ部は、インジェクタが駆動されるときにデータ取得部が取得する検出データに対して周波数成分分析を行い、インジェクタが駆動されるときの周波数成分の振動レベルを時系列に表すノイズデータを生成する。補正部は、ノッキングが発生したか否かを判定する判定区間でデータ取得部が取得する検出データに基づいて振動データ部が生成する振動データを、ノイズデータに基づいて補正して補正振動データを生成する。ノッキング判定部は、補正部が生成する補正振動データに基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定する。

【0015】

このような構成によれば、ノッキングが発生したか否かを判定する判定区間で検出されたノックセンサの検出データに対して周波数成分分析された振動データが、インジェクタが駆動されるときの検出データに対して周波数成分分析されたノイズデータで補正される。

【0016】

これにより、ノッキングが発生したか否かを判定する判定区間で生成された振動データから、インジェクタが駆動されるときに発生するノイズを除去できるので、内燃機関のノッキングを高精度に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態のノッキング検出装置の構成を示すブロック図。

【図2】内燃機関の各気筒の行程を示す模式図。

【図3】インジェクタノイズの有無による振動の違いを示すタイムチャート。

【図4】ノッキング検出処理を示すフローチャート。

【図5】インジェクタノイズの除去を説明する説明図。

【図6】判定基準データによるノッキング検出を説明する説明図。

【図7】周波数の範囲に応じた判定基準データを示す説明図。

【図8】ノッキング検出処理を示す他のフローチャート。

【図9】判定基準データの生成を説明する説明図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．構成］
図１に示すノッキング検出装置２０は、車両に搭載されており、内燃機関１０に発生するノッキングを検出する。以下、内燃機関をエンジンとも言う。エンジン１０を駆動するクランクシャフト２の回転角度位置を表すクランク角度は、図示しない角度センサによって検出される。

【0019】

エンジン１０は、例えば、４気筒の各気筒に設置されたインジェクタ１２から気筒内に燃料が直接噴射される直噴エンジンである。気筒内に噴射された燃料は、点火プラグ１４によって着火される。

【0020】

ノックセンサ１６は、例えば、１列に配置された４気筒の中央付近に設置されており、エンジン１０の振動を検出して検出データを出力する。
ノッキング検出装置２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびこれらを接続するバスラインなどを備える周知のマイクロコンピュータである。ノッキング検出装置２０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、燃焼制御部２２と、データ取得部２４と、振動データ部２６と、ノイズデータ部２８と、補正部３０と、ノッキング判定部３２と、として機能する。

【0021】

燃焼制御部２２は、クランク角度に基づいてインジェクタ１２の開閉タイミングを制御することにより、インジェクタ１２の噴射量と噴射タイミングとを制御する。さらに、燃焼制御部２２は、クランク角度に基づいて点火プラグ１４の点火タイミングを制御することにより、燃料の燃焼タイミングを制御する。データ取得部２４は、ノックセンサ１６から検出データを取得する。

【0022】

振動データ部２６は、後述する判定区間においてデータ取得部２４がノックセンサ１６から取得する検出データに対して周波数成分分析を行い、周波数成分の振動レベルを時系列に表す振動データを生成する。

【0023】

まず、振動データ部２６は、周波数成分の振動レベルを時系列に表す振動データとして、時間と、各周波数成分の振動レベルとの関係を、周波数と時間との２次元マップとして生成する。２次元マップでは、時間と周波数とで規定される座標に、周波数成分の振動レベルが表される。

【0024】

さらに、振動データ部２６は、エンジン１０の回転数に基づいて時間をクランク角度に換算することにより、周波数とクランク角度との２次元マップを振動データとして生成する。

【0025】

ノイズデータ部２８は、各気筒のインジェクタ１２毎に、ノッキングが発生していない区間である各気筒の吸気行程においてインジェクタ１２が駆動されて開閉されるときにデータ取得部２４が取得する検出データに対して、周波数成分分析を行う。ノイズデータ部２８は、分析結果として、インジェクタ１２が駆動されるときの周波数成分の振動レベルを時系列に表すノイズデータを、各気筒のインジェクタ１２毎に生成する。

【0026】

ノイズデータ部２８は、振動データと同様に、ノイズデータとして、時間と、各周波数成分の振動レベルとの関係を、周波数と時間との２次元マップとして生成する。２次元マップでは、振動データと同様に、時間と周波数とで規定される座標に、周波数成分の振動レベルが表される。

【0027】

さらに、ノイズデータ部２８は、エンジン１０の回転数に基づいて時間をクランク角度に換算することにより、周波数とクランク角度との２次元マップをノイズデータとして生成する。

【0028】

補正部３０は、ノッキング判定の対象気筒について、燃焼行程の判定区間の振動データから、この判定区間に重なる他気筒の行程でインジェクタ１２が駆動されるときのノイズデータを減算して除去する。これにより、補正部３０は、ノックセンサ１６が検出するエンジン１０の振動から、インジェクタ１２が駆動されるときに発生する振動ノイズであるインジェクタノイズを除去して補正振動データを生成する。

【0029】

ノッキング判定部３２は、補正部３０が生成する補正振動データに基づいて、エンジン１０にノッキングが発生したか否かを判定する。
［１－２．エンジン１０の作動］
図２に示すように、４気筒のエンジン１０の各気筒は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を、互いに同じ行程が重ならないように実行する。

【0030】

直噴式のエンジン１０では、燃料の高圧化と多段噴射化とにより、燃費とエミッションとを改善することが望まれている。本実施形態の多段噴射化では、各気筒の吸気行程と圧縮行程との両行程において燃料が多段噴射される。吸気行程と圧縮行程とにおいて多段噴射された燃料は、燃焼行程で点火プラグ１４により着火される。

【0031】

エンジン１０のノッキングは、インジェクタ１２から噴射された燃料が、点火プラグ１４により所定のタイミングで着火される以外のタイミングで着火して異常燃焼することにより発生する。

【0032】

そこで、図２において、各気筒の燃焼行程の斜線で示されたノッキングの判定区間において、ノックセンサ１６の検出データに基づいて、エンジン１０にノッキングが発生したか否かが判定される。例えば、判定区間は、燃焼行程の０°ＣＡ～９０°ＣＡである。

【0033】

ここで、燃料の多段噴射化により、各気筒の燃焼行程における判定区間と、他のいずれかの気筒の圧縮行程におけるインジェクタ１２の駆動区間とが重なる。判定区間と吸気行程の駆動区間とは重ならない。図２において、第１気筒の判定区間と第３気筒の駆動区間、第３気筒の判定区間と第４気筒の駆動区間、第４気筒の判定区間と第２気筒の駆動区間、第２気筒の判定区間と第１気筒の駆動区間、がそれぞれ重なっている。

【0034】

インジェクタ１２の駆動区間では、燃料を噴射するためにインジェクタ１２が開閉駆動されることにより、開弁時と閉弁時とに振動が発生する。圧縮行程の駆動区間で燃料噴射により発生する振動は、他気筒の燃焼行程の判定区間において、ノックセンサ１６が検出する検出データにインジェクタノイズとして混入する。

【0035】

図３に、インジェクタ１２が噴射するときにノックセンサ１６が出力する点線で示される検出データ２００と、インジェクタ１２が噴射しないときにノックセンサ１６が出力する実線で示される検出データ２０２との違いを示す。インジェクタ１２が噴射するときの検出データ２００が、インジェクタ１２が噴射しないときの検出データ２０２よりも大きく変化していることが分かる。

【0036】

インジェクタ１２が駆動されるときのインジェクタノイズがノッキング判定対象である他気筒の判定区間で発生すると、ノッキングが発生したと誤判定される恐れがある。
また、ノッキングが発生しているときにノッキング以外の振動としてインジェクタノイズが発生すると、ノッキングが発生したことを検出できないことがある。

【0037】

インジェクタノイズの強度はエンジン回転数によって殆ど変化しないので、エンジン回転数が低くエンジン１０の振動が小さいほど、インジェクタノイズはノックセンサ１６が検出する振動の大きな要因となる。

【0038】

そこで、本実施形態では、ノッキング判定対象の気筒の判定区間においてノックセンサ１６が検出するエンジン１０の振動から、判定区間と重なる他気筒の駆動区間で発生するインジェクタノイズを除去して、ノッキングが発生したか否かを判定する。

【0039】

しかし、ノッキングが発生している可能性のある判定区間のエンジン１０の振動をインジェクタノイズとしてエンジン１０の振動から除去すると、ノッキングによる振動まで除去される可能性がある。

【0040】

そこで、ノッキング判定対象の気筒の判定区間と重なって圧縮行程でインジェクタ１２が駆動される他気筒について、ノッキング判定対象の気筒の判定区間と重ならない吸気行程でインジェクタ１２が駆動されるときの振動がインジェクタノイズとして採用される。つまり、この吸気行程のインジェクタノイズが、ノッキング判定対象の気筒の判定区間においてエンジン１０の振動から除去される。

【0041】

ここで、インジェクタノイズは、インジェクタ１２が駆動されて開弁および閉弁するとき、つまり噴射開始タイミングおよび噴射終了タイミングで発生する。そして、圧縮行程と吸気行程とでは、噴射開始タイミングと噴射終了タイミングと噴射期間とが異なることがある。

【0042】

したがって、吸気行程のインジェクタノイズが圧縮行程のインジェクタノイズとして採用されると、ノッキング判定対象の判定区間で発生しているインジェクタノイズとはずれたクランク角度位置で、エンジン１０の振動からインジェクタノイズが除去される。

【0043】

そこで、本実施形態では、吸気行程でインジェクタノイズが発生するクランク角度位置を、圧縮行程の噴射開始タイミングと噴射終了タイミングとに応じて修正して、圧縮行程で発生するインジェクタノイズとして採用する。噴射開始タイミングを、噴射期間と噴射終了タイミングとにより設定してもよいし、噴射終了タイミングを、噴射期間と噴射開始タイミングとにより設定してもよい。

【0044】

噴射開始タイミングと噴射終了タイミングとは、ノッキング検出装置２０がインジェクタ１２に燃料噴射を指示する噴射指令パルスの立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングとに基づいて決定される。

【0045】

図３に示すように、噴射開始タイミングは噴射指令パルスの立ち上がりタイミングよりも遅れる。噴射終了タイミングは噴射指令パルスの立ち下がりタイミングよりも遅れる。このような遅れを考慮して、噴射指令パルスから噴射開始タイミングと噴射終了タイミングとが決定される。

【0046】

なお、インジェクタノイズの振動レベルは、燃料圧力が同じであれば、ほぼ等しい。そして、エンジン１０の運転中、燃料圧力が急激に変化することは殆どない。したがって、ノッキング判定対象の気筒の判定区間に極力近く、判定区間と圧縮行程が重なる気筒の吸気行程で発生したインジェクタノイズを、判定区間で発生するインジェクタノイズとして採用できる。

【0047】

［１－３．処理］
（１）ノッキング検出処理
次に、ノッキング検出装置２０が実行するノッキング検出処理について説明する。図４に示すノッキング検出処理のフローチャートは、各気筒において、図２に示す判定区間の終了後、判定区間において取得した検出データついて実行される。

【0048】

図４のＳ４００においてデータ取得部２４は、ノックセンサ１６が判定区間において検出した検出データを取得する。
Ｓ４０２において振動データ部２６は、取得した検出データについて、周波数成分分析を行う。周波数成分分析は、検出データについて周波数成分の振動レベルの大きさを分析するものである。振動データ部２６は、判定区間において、周波数成分の振動レベルの大きさを時系列に表す振動データを、周波数とクランク角度との２次元マップとして生成する。

【0049】

Ｓ４０４において補正部３０は、ノイズデータ部２８により生成されて記憶されたノイズデータを参照する。このノイズデータは、ノッキング判定対象の気筒の判定区間に重なって他気筒の圧縮行程で発生するインジェクタ１２のノイズデータである。ただし、前述したように、他気筒の吸気行程で発生するインジェクタ１２のノイズデータのクランク角度位置が修正されて、圧縮行程で発生するノイズデータとして採用される。

【0050】

ノイズデータは、前述したように、Ｓ４０２で生成される振動データと同様に、周波数成分の振動レベルの大きさが時系列に表された周波数とクランク角度との２次元マップである。ノイズデータは、各気筒のインジェクタ１２毎に生成される。

【0051】

Ｓ４０６において補正部３０は、図５に示すように、Ｓ４０２において振動データ部２６が生成した振動データから、Ｓ４０４においてノイズデータ部２８が参照するインジェクタ１２のノイズデータを減算して補正する。各座標において、振動データの振動レベルからノイズデータの振動レベルを減算した値が負の値になる場合、該当する座標の振動レベルは０に設定される。

【0052】

Ｓ４０６が実行されることにより、各気筒の判定区間においてノックセンサ１６が検出するエンジン１０の振動から、判定区間に重なって他気筒のインジェクタ１２が駆動されるときのインジェクタノイズが除去された補正振動データが生成される。

【0053】

Ｓ４０８においてノッキング判定部３２は、Ｓ４０６でインジェクタノイズが除去された補正振動データに基づいてノッキングが発生したか否かを判定するために、判定基準データを参照する。

【0054】

判定基準データは、補正振動データに対し、周波数とクランク角度とで表されるどの座標をノッキングの判定対象とするかを規定するデータである。
以下に、判定基準データの生成について説明する。

【0055】

車両が出荷される前において、インジェクタ１２の噴射回数や噴射時期の制御によりノック判定区間にインジェクタノイズを発生させず、かつ点火時期を強制的に進角制御することによりノッキングを発生させる。

【0056】

この条件で、複数のサイクルでノックセンサ１６から取得した検出データについて、それぞれ周波数成分分析が行われる。そして、周波数成分分析が行われたそれぞれの検出データについて、Ｓ４０２と同様に、エンジン回転数に基づいて、時間をクランク角度に換算した２次元マップが生成される。なお、サイクルは、各気筒において、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程が１回行われるサイクルのことを表す。

【0057】

複数のサイクルで生成された複数の２次元マップが比較され、周波数とクランク角度とで表される座標の振動レベルの最大値が設定される。そして、図６の左側に示すように、設定された振動レベルの最大値が所定値以上の座標の領域が黒色で表され、所定値未満の座標が白色で表される判定基準データが生成される。

【0058】

図６の左側で示される判定基準データにおいて、黒色で表される領域は、ノッキングの判定対象となる判定領域を示している。白色で表される領域は、ノッキングの判定対象とならない非判定領域を示している。

【0059】

Ｓ４１０においてノッキング判定部３２は、Ｓ４０６においてインジェクタノイズが除去された補正振動データに対し、判定基準データの黒色で表される判定領域に対応する座標の振動レベルをすべて加算する。図６の右側において、判定領域は実線の枠２１０で示されている。

【0060】

そして、Ｓ４１０においてノッキング判定部３２は、判定領域のすべての座標について加算された振動レベルの値が所定値以上の場合、ノッキングが発生したと判定する。
なお、エンジン１０および車両の種類によっては、ノッキングの発生の有無によらず、特定の周波数領域において常にエンジン１０の振動レベルが大きくなることがある。ノッキングが発生していなくても振動レベルが大きくなる周波数領域は、判定基準デ－タとして適さない。

【0061】

そこで、図７の下段左側に示すように、ノッキングが発生していなくても低周波数の振動レベルが大きい場合には、高周波数の領域だけが判定領域として選択される。これに対し、図７の下段右側に示すように、ノッキングが発生していなくても高周波数の振動レベルが大きい場合には、低周波数の領域だけが判定領域として選択される。

【0062】

（２）ノイズデータ生成処理
次に、ノッキング検出装置２０が実行するインジェクタ１２のノイズデータの生成処理について説明する。図８に示すノイズデータ生成処理のフローチャートは、各気筒の吸気行程において、インジェクタ１２が駆動される駆動区間が終了すると実行される。

【0063】

図８のＳ４２０においてデータ取得部２４は、判定区間ではなくノッキングが発生していない各気筒の吸気行程において、インジェクタ１２が駆動されることにより発生する振動を、ノックセンサ１６の検出データとして取得する。

【0064】

Ｓ４２２においてノイズデータ部２８は、ノックセンサ１６から取得した検出データについて、周波数成分分析を行う。そして、ノイズデータ部２８は、周波数成分分析を行ったそれぞれの検出データについて、前述した図４のＳ４０２と同様に、エンジン回転数に基づいて、時間をクランク角度に換算したノイズデータを２次元マップとして生成する。

【0065】

Ｓ４２４においてノイズデータ部２８は、図９に示すように、ノイズデータのクランク角度と周波数とで表される座標の振動レベルについて、これまでのサイクルで設定した最大値と、今回のサイクルで設定した振動レベルの値とを比較する。ノイズデータ部２８は、比較した結果、大きい値をノイズデータの対応する座標の振動レベルの最大値として設定する。

【0066】

Ｓ４２６の判定がＹｅｓである、つまり、ノイズデータの各座標について振動レベルの最大値の設定が所定サイクル数の吸気行程において実行されると、Ｓ４２８においてノイズデータ部２８は、最大値が設定されたノイズデータを記憶する。Ｓ４２８において記憶されたノイズデータは、前述した図４のＳ４０４で参照される。

【0067】

［２．効果］
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（２ａ）ノックセンサ１６から取得する検出データから、インジェクタ１２が駆動されるときに発生するインジェクタノイズを除去するので、ノックセンサ１６から取得する検出データに基づいて、ノッキングが発生していることを高精度に検出できる。

【0068】

（２ｂ）ノッキング判定対象の気筒の判定区間と重なる他気筒の圧縮行程で発生するインジェクタノイズとして、ノッキングが発生していない他気筒の吸気行程で発生するインジェクタノイズが使用される。これにより、ノッキングによる振動の影響を受けずにインジェクタノイズのノイズデータを生成できる。

【0069】

（２ｃ）判定基準得データは、車両の出荷後のエンジン１０の運転中に、ノックセンサ１６から取得する検出データに基づいて可変に設定されるので、経時変化を反映した判定基準データを生成できる。

【0070】

（２ｄ）ノイズデータは、車両の出荷後のエンジン１０の運転中に、ノックセンサ１６から取得する検出データに基づいて可変に設定されるので、経時変化を反映したノイズデータを生成できる。

【0071】

（２ｅ）各気筒のインジェクタ１２毎にノイズデータを生成するので、ノックセンサ１６と各インジェクタ１２との距離の違いから生じる各インジェクタ１２の振動特性の違いを取り込んだノイズデータを生成する。

【0072】

（２ｆ）所定サイクル数で生成した複数のノイズデータについて、クランク角度と周波数とで表される座標の振動レベルの最大値を、ノイズデータの対応する座標の振動レベルの値としている。これにより、振動データからノイズデータを減算するときに、振動データから確実にインジェクタノイズを除去できる。

【0073】

（２ｇ）振動データとノイズデータとにおいて、時系列を表す単位としてクランク角度を採用している。これにより、振動データとノイズデータとを、エンジン回転数の変化に影響を受けることなく、周波数とクランク角度との２次元マップとして生成することができる。

【0074】

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0075】

（３ａ）前述した実施形態では、周波数と時間との２次元マップを周波数とクランク角度との２次元マップに換算して、振動データからインジェクタノイズを除去した。これに対し、周波数と時間との２次元マップの状態で、振動データからインジェクタノイズを除去してもよい。

【0076】

（３ｂ）振動データとインジェクタ１２のノイズデータとは、ノックセンサ１６の検出データに対して周波数成分分析が行われ、周波数成分の振動レベルが時系列に表されるのであれば、周波数と時間またはクランク角度との２次元マップとして表される必要はない。

【0077】

（３ｃ）前述した実施形態では、各気筒のインジェクタ１２毎にノイズデータを生成した。これに対し、各気筒のインジェクタ１２に共通のノイズデータを生成してもよい。
（３ｄ）前述した実施形態では、複数のサイクルで生成されたノイズデータを比較し、周波数とクランク角度とにより表される座標の振動レベルの最大値を、振動データを補正するノイズデータの対応する座標の振動レベルとした。

【0078】

これに対し、複数のサイクルで生成されたノイズデータにおいて、周波数とクランク角度とにより表される座標の振動レベルの平均値を、振動データを補正するノイズデータの対応する座標の振動レベルとしてもよい。

【0079】

（３ｅ）前述した実施形態では、判定基準得データは、車両の出荷後のエンジン１０の運転中に、ノッキングが発生していると判定された複数の補正振動データに基づいて可変に設定された。これに対し、判定基準得データとして、車両の出荷前に実験等により生成されたものが固定データとして使用されてもよい。

【0080】

（３ｆ）前述した実施形態では、ノイズデータは、車両の出荷後のエンジン１０の運転中に、ノックセンサ１６から取得する検出データに基づいて可変に設定された。これに対し、ノイズデータとして、車両の出荷前に実験等により燃料圧力毎に生成されたものが固定データとして使用されてもよい。

【0081】

（３ｇ）本開示に記載のノッキング検出装置２０よびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

【0082】

あるいは、本開示に記載のノッキング検出装置２０およびその手法は、１つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

【0083】

もしくは、本開示に記載のノッキング検出装置２０およびその手法は、１つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと１つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。

【0084】

また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。ノッキング検出装置２０およびに含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、１つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

【0085】

（３ｈ）前述した実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。

【0086】

また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前述した実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前述した実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

【0087】

（３ｉ）前述したノッキング検出装置２０の他、当該ノッキング検出装置２０を構成要素とするシステム、当該ノッキング検出装置２０としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、電子制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【0088】

［本明細書が開示する技術思想］
［項目１］
各気筒に設置されたインジェクタから気筒内に燃料が直接噴射される内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出装置であって、
前記内燃機関の振動を検出するノックセンサから検出データを取得するように構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部が取得する前記検出データに対して周波数成分分析を行い、周波数成分の振動レベルを時系列に表す振動データを生成するように構成された振動データ部と、
前記インジェクタが駆動されるときに前記データ取得部が取得する前記検出データに対して前記周波数成分分析を行い、前記インジェクタが駆動されるときの前記周波数成分の前記振動レベルを前記時系列に表すノイズデータを生成するように構成されたノイズデータ部と、
ノッキングが発生したか否かを判定する判定区間で前記データ取得部が取得する前記検出データに基づいて前記振動データ部が生成する前記振動データを、前記ノイズデータに基づいて補正して補正振動データを生成するように構成された補正部と、
前記補正部が生成する前記補正振動データに基づいて、前記ノッキングが発生したか否かを判定するように構成されたノッキング判定部と、
を備えるノッキング検出装置。

【0089】

［項目２］
項目１に記載のノッキング検出装置であって、
前記振動データ部は、周波数と前記時系列に変化するクランク角度との２次元マップとして前記振動データを生成するように構成されており、
前記ノイズデータ部は、前記周波数と前記クランク角度との前記２次元マップとして前記ノイズデータを生成するように構成されている、
ノッキング検出装置。

【0090】

［項目３］
項目１または２に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部は、各気筒に設置された前記インジェクタ毎に前記ノイズデータを生成するように構成されている、
ノッキング検出装置。

【0091】

［項目４］
項目１から３のいずれか１項に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部は、前記ノッキングが発生しない区間で前記インジェクタが駆動されるときに前記データ取得部が取得する前記検出データに基づいて、前記ノイズデータを生成するように構成されている、
ノッキング検出装置。

【0092】

［項目５］
項目４に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部と前記補正部とは、前記判定区間ではない区間を前記ノッキングが発生しない区間とするように構成されている、
ノッキング検出装置。

【0093】

［項目６］
項目１から５のいずれか１項に記載のノッキング検出装置であって、
前記ノイズデータ部は、複数のサイクルで生成された複数の前記ノイズデータを比較し、前記周波数成分と前記時系列上の位置とに対応する前記振動レベルの最大値を、前記補正部が前記振動データを補正するときの前記ノイズデータの前記周波数成分と前記時系列上の位置とに対応する前記振動レベルとするように構成されている、
ノッキング検出装置。

【符号の説明】

【0094】

１０：エンジン（内燃機関）、１２：インジェクタ、１６：ノックセンサ、２０：ノッキング検出装置、２４：データ取得部、２６：振動データ部、２８：ノイズデータ部、３０：補正部、３２：ノッキング検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】