專利名稱：內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備及爆震判定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備及爆震判定方法，更具體而言，涉 及基于內(nèi)燃機的振動波形的爆震判定。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，已經(jīng)公知各種檢測內(nèi)燃機的爆震的方法。作為示例，己經(jīng)公 知這樣的技術(shù)，其在當內(nèi)燃機的振動強度超過閾值時判定已經(jīng)產(chǎn)生爆震。 但是，在沒有產(chǎn)生爆震時，諸如當進氣閥或排氣閥關(guān)閉時所經(jīng)歷的振動的 噪音強度可以高于閾值。雖然沒有產(chǎn)生爆震，這可能導(dǎo)致已經(jīng)發(fā)生爆震的 錯誤判定。因此，己經(jīng)提出考慮到強度之外的特性(諸如發(fā)生爆震時的曲 柄角或衰減因數(shù))的基于振動波形判定是否存在爆震的技術(shù)。
日本專利早期公開No. 2003-021032公開一種內(nèi)燃機的爆震控制設(shè) 備，其包括爆震傳感器，用于檢測內(nèi)燃機的爆震；統(tǒng)計處理單元，用于 統(tǒng)計處理爆震傳感器檢測的輸出信號；第一臨時判定單元，用于基于統(tǒng)計 處理單元的處理結(jié)果判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震；第二臨時判定單元，用于基 于爆震傳感器檢測的輸出信號的波形判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震；以及最終爆 震判定單元，用于基于第一臨時判定單元的臨時爆震判定結(jié)果和第二臨時 判定單元的臨時爆震結(jié)判定果最終判定是否己經(jīng)發(fā)生爆震?；趶纳鲜霰?震傳感器輸出的輸出信號的判定時段超過閾值以及在所述判定時段中檢測 的輸出信號的最大值，第二臨時判定單元臨時判定發(fā)生爆震。如果第一臨 時判定單元和第二臨時判定單元都判定已經(jīng)發(fā)生爆震，最終爆震判定部分 最終判定已經(jīng)發(fā)生爆震。
假設(shè)日本專利早期公開No. 2003-021032中所述的爆震控制設(shè)備中基 于從上述爆震傳感器輸出的輸出信號的判定時段超過閾值以及在所述判定 時段中檢測的輸出信號的最大值判定發(fā)生爆震，如果除了內(nèi)燃機的爆震之
外的原因規(guī)律地發(fā)生高強度的振動，則可能作出錯誤判定。此外，當基于 其中從爆震傳感器輸出的輸出信號超過閾值的判定時段中的最大值判定發(fā) 生爆震時，如果不是由于爆震引起的振動的振動強度高于爆震引起的振 動，可能作出錯誤判定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以降低錯誤判定的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè) 備和爆震判定方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，包 括爆震傳感器，檢測所述內(nèi)燃機的振動強度；以及運算單元。所述運算 單元基于所檢測到的振動強度檢測所述內(nèi)燃機的振動波形；為預(yù)定多個曲
柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分的積分值；基于所 述積分值和預(yù)定值之間的差，檢測點火循環(huán)之間的所述積分值的改變量； 在所述多個曲柄角范圍中，確定其中所述積分值的改變量較大的預(yù)定數(shù)目 的曲柄角范圍；在參考所確定的曲柄角范圍判定的研究范圍中，確定其強 度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角；以及，在限定為所述內(nèi)燃機的基準振 動的波形模型中強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與所述確定的曲柄角匹配時，基于所
述波形和所述波形模型的比較結(jié)果，判定所述內(nèi)燃機中是否己經(jīng)發(fā)生爆
恭 辰。
在此方案中，檢測內(nèi)燃機的振動強度?；跈z測的振動強度，檢測內(nèi) 燃機的振動波形。為多個預(yù)定曲柄角范圍的每一個波形振動強度進行積分 計算積分值?；诜e分值和預(yù)定值之間的差，檢測點火循環(huán)之間的積分值 的改變量。在多個曲柄角范圍中，確定積分值的改變量較大的預(yù)定數(shù)量的 曲柄角范圍。在使用確定的曲柄角范圍所判定的研究范圍中，確定強度高 于鄰近曲柄角的曲柄角。以此方式，可以確定可以被認為振動強度在點火 循環(huán)之間改變的曲柄角。換而言之，可以確定很可能發(fā)生爆震的曲柄角。 在定義為內(nèi)燃機振動基準的振動波形中強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與確定曲柄角 匹配，并且，基于所述波形和波形模型之間的比較結(jié)果，判定是否在內(nèi)燃 機中發(fā)生爆震。因此，可以基于檢測的波形中的強度突然增大部分判定是
否已經(jīng)發(fā)生爆震，并且可以避免基于恒定具有高強度的部分判定是否已經(jīng) 發(fā)生爆震。因此，可以避免當沒有爆震時錯誤判定發(fā)生爆震。因此，可以 減少錯誤判定。
優(yōu)選地，如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，所述運算單元判定所 述內(nèi)燃機中沒有發(fā)生爆震。
在此方案中，當確定的曲柄角位于預(yù)定范圍時，判定內(nèi)燃機中沒有發(fā) 生爆震。因此，即使當不可能發(fā)生爆震的曲柄角突然增大振動強度時，可 以避免當實際沒有爆震時錯誤判定已經(jīng)發(fā)生爆震。
更優(yōu)選地，與所述確定的曲柄角范圍相同的范圍被判定為所述研究范圍。
在此方案中，從點火循環(huán)之間的積分值的改變量較大的曲柄角范圍 中，檢測振動峰值。因此，可以從很可能發(fā)生爆震的曲柄角范圍檢測振動 峰值。因此，可以高精度地確定起源于爆震的振動峰值。
更優(yōu)選地，包括所述確定的曲柄角范圍并且比所述確定的曲柄角范圍 更寬的范圍被判定為所述研究范圍。
在此方案中，從包括所述確定的曲柄角范圍并且比所述確定的曲柄角 范圍更寬的范圍中檢測振動峰值。因此，可以從積分值的改變量較大的曲 柄角范圍附近檢測振動峰值。因此，可以從很可能發(fā)生爆震的曲柄角范圍 檢測振動峰值。因此，可以高精度地確定起源于爆震的振動峰值。
更優(yōu)選地，如果在所述研究范圍中不存在其強度高于相鄰曲柄角的強 度的曲柄角，所述運算單元判定所述內(nèi)燃機中沒有發(fā)生爆震。
在此方案中，如果在研究范圍中不存在其強度高于相鄰曲柄角的強度 的曲柄角，判定內(nèi)燃機中沒有發(fā)生爆震。因此，如果不能發(fā)現(xiàn)振動峰值， 可以判定內(nèi)燃機中沒有發(fā)生爆震。因此，即使當不可能發(fā)生爆震的曲柄角 突然增大振動強度，也可以避免在實際沒有爆震時錯誤判定已經(jīng)發(fā)生爆 震。
更有選地，基于所述積分值和所述預(yù)定值之間的差的絕對值，所述運 算單元檢測點火循環(huán)之間所述積分值的改變量。
在此方案中，從積分值和預(yù)定值之間的差的絕對值，檢測點火循環(huán)之
間的積分值的改變量。因此，即使在高強度爆震后伴隨低強度爆震時的情 況下積分值減小，可以計算積分值的改變量。
更優(yōu)選地，所述運算單元計算所述積分值的改變量與所述積分值的改 變量之和的比率。對應(yīng)于所計算出的比率的數(shù)目被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
在此方案中，將積分值的改變量較大的曲柄角范圍確定與積分值的改 變量與積分值的改變量的總和的比率對應(yīng)的數(shù)目。作為示例，如果比率中 的一個比率大于預(yù)定比率，將"l"定義為預(yù)定值。因此，如果是積分值 的改變量僅在一個范圍中較大的情況，可以避免確定不必要的較大數(shù)目的 范圍。因此，可以避免確定積分值的相對改變量較大但是積分值的絕對改 變量較小的范圍。由此，可以避免從不可能發(fā)生爆震的曲柄角范圍中錯誤 確定振動達到峰值的曲柄角。
更優(yōu)選地，如果所述比率中至少一個大于預(yù)定比率，則"l"被判定 為所述預(yù)定數(shù)目。
在此方案中，如果所述比率中至少一個大于預(yù)定比率，則"l"被判 定為所述預(yù)定數(shù)目。因此，可以避免確定積分值的相對改變量較大但是積 分值的絕對改變量較小的范圍。由此，可以避免從不可能發(fā)生爆震的曲柄 角范圍中錯誤確定振動達到峰值的曲柄角。
更優(yōu)選地，在多個點火循環(huán)中檢測所述內(nèi)燃機的振動強度和所述波 形。為每個點火循環(huán)計算所述積分值。所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形 模型相比較的所述波形的點火循環(huán)的在前的點火循環(huán)的積分值。
在此方案中，為每個點火循環(huán)計算所述積分值。所述預(yù)定值是其中檢 測與所述波形模型相比較的所述波形的點火循環(huán)的在前的點火循環(huán)的積分 值。因此，可以檢測點火循環(huán)之間的積分值的改變量。
更優(yōu)選地，所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的所述波形 的點火循環(huán)的在前的、并且滿足最大振動強度小于預(yù)定強度的條件的點火 循環(huán)的積分值。
在此方案中，所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的所述波 形的點火循環(huán)的在前的、并且滿足最大振動強度小于預(yù)定強度的條件的點 火循環(huán)的積分值。因此，可以使用其中振動強度小于預(yù)定強度的點火循環(huán)
(即，被認為是沒有爆震的點火循環(huán))的積分值作為基準檢測積分值的改 變量。因此，可以防止積分值的改變量不管實際已經(jīng)發(fā)生爆震的事實而減 小。由此，可以高精度地確定可能已經(jīng)發(fā)生爆震的范圍。
更優(yōu)選地，所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的所述波形 的點火循環(huán)的在前的、并且連續(xù)超過預(yù)定次數(shù)滿足最大振動強度大于預(yù)定 強度的條件的點火循環(huán)的積分值。
在此方案中，，所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的所述 波形的點火循環(huán)的在前的、并且連續(xù)超過預(yù)定次數(shù)滿足最大振動強度大于 預(yù)定強度的條件的點火循環(huán)的積分值。因此，即使振動強度較高，只要其 處于穩(wěn)定狀態(tài)，其也可以用作計算積分值改變量的基準。因此，可以避免 將不是因為爆震因為的高強度振動錯誤判定為因為爆震而引起的振動。
更優(yōu)選地，所述預(yù)定值是通過平滑所述積分值獲得的運算值。
在此方案中，通過平滑所述積分值獲得的運算值被用作預(yù)定值。因 此，可以使用點火循環(huán)件改變不大的運算值檢測積分值的改變量。因此， 可以防止用于檢測積分值改變量的基準在不同點火循環(huán)之間顯著不同的情 形。
更優(yōu)選地，所述預(yù)定值是通過平滑其中最大振動強度小于預(yù)定強度的 點火循環(huán)的所述積分值獲得的運算值。
在此方案中中，將通過平滑其中最大振動強度小于預(yù)定強度的點火循 環(huán)的所述積分值獲得的運算值用作預(yù)定值。因此，例如可以從排出發(fā)生爆 震的點火循環(huán)的積分值的積分值中計算運算值。因此，基于點火循環(huán)之間 改變不大的運算檢測積分值的改變量。因此，可以穩(wěn)定并且高精度地判定 爆震的發(fā)生。
更優(yōu)選地，所述運算單元計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的 差的值，使得所述值隨著所述波形和所述波形模型之間的差變小而變大； 以及，當對應(yīng)于所述差的值變得大于閾值時，所述運算單元判定已經(jīng)發(fā)生
爆震o
在此方案中，計算隨著所述波形和所述波形模型之間的差變小而變大 的對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的差的值。當對應(yīng)于所述差的值變
得大于閾值時，判定已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以基于波形高精度地判定是 否己經(jīng)發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備， 包括爆震傳感器，檢測所述內(nèi)燃機的振動強度；以及運算單元。所述運 算單元基于所檢測到的振動強度檢測所述內(nèi)燃機的振動波形；為預(yù)定多個 曲柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分的積分值；為所 述多個曲柄角范圍的每一個檢測點火循環(huán)之間的所述積分值的改變量；在 所述多個曲柄角范圍中確定其中所述積分值的改變量較大的預(yù)定數(shù)目的曲 柄角范圍；判定所確定的范圍的所述積分值是否不是因為爆震而已經(jīng)改 變；如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變，修正所述 檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的所述積分值的改變量變小；為所 述多個曲柄角范圍的每個計算對所述修正的波形的振動強度進行積分的積 分值；以及使用所述修正的波形的所述積分值的每個之和判定是否已經(jīng)發(fā) 生爆震。
在此方案中，檢測內(nèi)燃機的振動強度?；跈z測的振動強度，檢測內(nèi) 燃機的振動波形。為多個預(yù)定曲柄角范圍的每一個波形振動強度進行積分 計算積分值。檢測點火循環(huán)之間的積分值的改變量。在多個曲柄角范圍 中，確定積分值的改變量較大的預(yù)定數(shù)量的曲柄角范圍。以此方式，可以 確定可以被認為振動強度在點火循環(huán)間改變的曲柄角范圍。換而言之，可 以確定很可能發(fā)生爆震的曲柄角范圍。但是注意，振動強度可能不是因為 爆震而突然增大。因此，如果判定確定范圍的積分值不是因為爆震而己經(jīng) 改變，修正檢測的振動波形，使得確定范圍的積分值的改變量變小。因 此，可以從檢測的波形中排除由于不同于爆震的因素(例如，內(nèi)燃機的部 件的操作)引起的強度突然增大的部分。為多個曲柄角范圍的每個計算對 修正波形的振動強度進行積分所獲得的積分值。使用修正的積分值的和， 判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以使用不是由于爆震而增大的強度所影 響不大的振動波形判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可避免錯誤判定爆震的 發(fā)生。由此，可以提供可以減少錯誤判定的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備或爆震 判定方法。
優(yōu)選地，如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而已經(jīng)改 變，所述運算單元修正所述檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的所述 積分值等于最終點火循環(huán)計算的積分值，使得所述積分值的改變量變小。
在此方案中，修正檢測的振動波形，使得所確定的范圍的所述積分值 等于最終點火循環(huán)計算的積分值。因此，可以從檢測的波形中排除由于不 同于爆震的因素(例如，內(nèi)燃機的部件的操作)引起的強度突然增大的部 分。
更優(yōu)選地，所述運算單元基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差檢測所 述積分值的改變量。
在此方案中，可以從連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差檢測所述積分值 的改變量。
更優(yōu)選地，所述運算單元基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差的絕對 值檢測所述積分值的改變量。
在此方案中，可以從連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差的絕對值檢測所 述積分值的改變量。
更優(yōu)選地，所述運算單元通過平滑所述多個曲柄角范圍中每個的所述 積分值而計算運算值；以及，如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因 為爆震而已經(jīng)改變，所述運算單元修正所述檢測到的振動波形，使得所確 定的范圍的所述積分值等于所述運算值，從而使得所述積分值的改變量變 小。
在此方案中，修正修正所述檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的 所述積分值等于所述運算值。因此，可以從檢測的波形中排除由于不同于 爆震的因素引起的強度突然增大的部分。
更優(yōu)選地，所述運算單元基于所述積分值和所述運算值之間的差檢測 所述積分值的改變量。
在此方案中，可以從積分值和運算值之間的差檢測積分值的改變量。
更優(yōu)選地，所述運算單元基于所述積分值和所述運算值之間的差的絕 對值檢測所述積分值的改變量。
在此方案中，可以從積分值和運算值之間的差的絕對值檢測積分值的
改變量。
更優(yōu)選地，在參考所確定的范圍判定的研究范圍中，所述運算單元確 定其強度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角；以及，在限定為所述內(nèi)燃機的 基準振動的波形模型中強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與所述確定的曲柄角匹配時， 基于所述波形和所述波形模型的比較結(jié)果，所述運算單元判定所確定的范 圍的所述積分值不是因為爆震而已經(jīng)改變。
在使用確定范圍所判定的研究范圍中，確定強度大于相鄰曲柄角的強 度的曲柄角。以此方式，可以確定可以被認為振動強度在點火循環(huán)之間改 變的曲柄角。換而言之，可以確定很可能發(fā)生爆震的曲柄角。在定義為內(nèi) 燃機振動基準的振動波形中強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與確定曲柄角匹配，并 且，基于所述波形和波形模型之間的比較結(jié)果，判定是否在內(nèi)燃機中發(fā)生 爆震。因此，可以基于檢測的波形中的強度突然增大部分判定是否已經(jīng)發(fā) 生爆震。因此，可以避免當沒有爆震時錯誤判定發(fā)生爆震。由此，可以提 供可以減少錯誤判定的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備或爆震判定方法。
更優(yōu)選地，所述運算單元計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的 差的系數(shù)，使得所述系數(shù)隨著所述波形和所述波形模型之間的差變小而變 大；以及，如果所述系數(shù)大于閾值，所述運算單元判定所確定的范圍的所
述積分值已經(jīng)因為爆震而改變；如果所述系數(shù)小于所述閾值，所述運算單
元判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變。
在此方案中，運算單元計算隨著所述波形和所述波形模型之間的差變 小而變大的對應(yīng)于波形和波形模型之間的差的系數(shù)。系數(shù)越大，發(fā)生爆震 的可能性越高。因此，當系數(shù)大于閾值時，判定確定范圍的積分值因為爆 震而已經(jīng)改變。相反，如果系數(shù)小于閾值，判定確定范圍的積分值不是因 為爆震而改變。因此，可以高精度判定積分值是否因為爆震而改變。
更優(yōu)選地，如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，所述運算單元判定 所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變。
在此方案中，如果確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，判定所確定的范圍的 所述積分值不是因為爆震而改變。因此，即使當不可能發(fā)生爆震的曲柄角 突然增大振動強度時，可以避免當實際沒有爆震時錯誤判定己經(jīng)發(fā)生爆
震。
更優(yōu)選地，所述運算單元在所述多個曲柄角范圍中確定其中所述積分 值的改變量較大的多個曲柄角范圍；以及，所述運算單元判定所述多個所
確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變。
在此方案中，確定積分值的改變量較大的多個曲柄角范圍。確定多個 確定范圍的積分值是否因為爆震而改變。因此，可以提高去頂積分值是否 因為爆震而改變的范圍的精度。
更優(yōu)選地，如果判定多個所述確定范圍中至少一個的所述積分值因為 爆震而已經(jīng)改變，所述運算單元抑制所檢測的波形的修正。
在此方案中，如果判定多個所述確定范圍中至少一個的所述積分值因 為爆震而已經(jīng)改變，使用沒有修正的檢測波形計算的積分值之和判定是否 已經(jīng)發(fā)生爆震。
更優(yōu)選地，如果判定所述多個所確定的范圍的至少一個的所述積分值 不是因為爆震而改變，所述運算單元修正所述檢測到的振動波形，使得其 中所述積分值被判定不是因為爆震而改變的范圍的所述積分值的改變量變 小。
在此方案中，如果判定所述多個所確定的范圍的至少一個的所述積分 值不是因為爆震而改變，修正所述檢測到的振動波形，使得其中所述積分 值被判定不是因為爆震而改變的范圍的所述積分值的改變量變小。因此， 可以從檢測波形中排除強度由于不同于爆震的因素而突然增大的部分。
更優(yōu)選地，所述運算單元使用所述修正波形的所述積分值之和修正用
于判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震的判定值；以及，所述運算單元基于所述內(nèi)燃機 的振動強度和所述修正判定值之間的比較結(jié)果判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震，由 此使用所述修正波形的所述積分值的每個之和判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
在此方案中，使用所述修正波形的所述積分值之和修正用于判定是否 已經(jīng)發(fā)生爆震的判定值?；谒鰞?nèi)燃機的振動強度和所述修正判定值之 間的比較結(jié)果判定是否己經(jīng)發(fā)生爆震，由此使用所述修正波形的所述積分 值的每個之和判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，使用考慮各個內(nèi)燃機的振動 特性而修正判定值，可以高精度地判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU 控制的發(fā)動機的示意性構(gòu)造圖。
圖2示出發(fā)動機中在爆震時產(chǎn)生的振動頻帶。
圖3是示出圖1中發(fā)動機ECU的控制框圖。 圖4示出發(fā)動機振動波形。
圖5示出存儲在發(fā)動機ECU的ROM中的爆震波形模型。 圖6示出振動波形和爆震波形模型之間的比較。 圖7是示出存儲在發(fā)動機ECU的ROM或SRAM中的判定值V (J) 的映射圖。
圖8是表示幅度值LOG (V)的頻率分布的(第一)曲線圖。 圖9是表示15度積分值的改變量的(第一)曲線圖。 圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU的 功能框圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU的 功能框圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖14是15度積分值的改變量的(第二)曲線圖。
圖15示出在本發(fā)明第三實施例中其中強度達到峰值的曲柄角研究范圍。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU的 功能框圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖18是表示15度積分值的改變量的(第三)曲線圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU的 功能框圖。
圖20是表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機
ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖21是表示15度積分值的改變量的(第四)曲線圖。
圖22是表示強度值LOG (V)的頻率分布的(第二)曲線圖。
圖23是表示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機
ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖24是表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機
ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖25是根據(jù)本發(fā)明第八實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU的
功能框圖。
圖26是表示根據(jù)本發(fā)明第八實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖27是表示根據(jù)本發(fā)明第九實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖28是表示強度值LOG (V)的頻率分布的(第三)曲線圖。
圖29是根據(jù)本發(fā)明第十實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU的 功能框圖。
圖30是根據(jù)本發(fā)明第十實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU所 執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的(第一)流程圖。
圖31是根據(jù)本發(fā)明第十實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU所 執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的(第二)流程圖。
圖33是表示15度積分值的改變量的(第五)曲線圖。
圖34示出修正振動波形。
具體實施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例。在下面的說明書中，相同的部件 賦予相同的參考標號。它們具有相同的名稱和功能。因此，不再重復(fù)相同 部件的具體描述。
(第一實施例)
參考圖1，描述根據(jù)本發(fā)明一實施例的安裝爆震狀態(tài)判定設(shè)備的車輛 的發(fā)動機100。發(fā)動機100設(shè)置有多個氣缸。例如，根據(jù)本實施例的爆震
狀態(tài)判定設(shè)備通過執(zhí)行存儲在發(fā)動機ECU (電子控制單元)200的ROM (只讀存儲器)202中的程序?qū)崿F(xiàn)。
發(fā)動機IOO是內(nèi)燃機，其中由空氣濾清器102吸入的空氣和由噴射器 104噴射的燃料的空燃混合氣由火花塞106點燃，并在燃燒室中燃燒。雖 然調(diào)節(jié)點火正時，以獲得MBT (最佳扭矩的最小提前)而最大化輸出扭 矩，但是其可以根據(jù)發(fā)動機100的運算狀態(tài)(例如當發(fā)生爆震時)提前或 延遲。
空燃混合氣的燃燒產(chǎn)生將活塞108向下壓的燃燒壓力，由此旋轉(zhuǎn)曲軸 110。燃燒后的空燃混合氣(廢氣)由三通催化劑112凈化，并排出汽車 外。吸入到發(fā)動機IOO的空氣量由節(jié)流閥114調(diào)節(jié)。
發(fā)動機100由發(fā)動機ECU200控制。發(fā)動機ECU200具有連接到其的 爆震傳感器300、水溫傳感器302、設(shè)置成面對正時轉(zhuǎn)子304的曲柄位置 傳感器306、節(jié)流閥的開度位置傳感器308、車速傳感器310、點火開關(guān) 312以及氣流計314。
爆震傳感器300設(shè)置在發(fā)動機100的氣缸體中。爆震傳感器300由壓 電元件實現(xiàn)。隨著發(fā)動機100振動，爆震傳感器300產(chǎn)生電壓，電壓的幅 度對應(yīng)于振動的幅度。爆震傳感器300將表示電壓的信號發(fā)送到發(fā)動機 ECU200。水溫傳感器302檢測發(fā)動機100的水套中的冷卻水的溫度，并 將表示檢測結(jié)果的信號發(fā)送到發(fā)動機ECU200。
正時轉(zhuǎn)子304設(shè)置在曲軸IIO處，并與曲軸110—起旋轉(zhuǎn)。正時轉(zhuǎn)子 304的外周邊以預(yù)定間隔設(shè)置有多個突起。曲柄位置傳感器306設(shè)置成面 對正時轉(zhuǎn)子304的突起。當正時轉(zhuǎn)子304旋轉(zhuǎn)時，正時轉(zhuǎn)子304的突起和 曲柄傳感器306之間的氣隙變化，使得通過曲柄位置傳感器306的線圈部 分的磁通量增大或減小，由此產(chǎn)生電動勢。曲柄位置傳感器306將表示電 動勢的信號發(fā)送到發(fā)動機ECU200。發(fā)動機ECU200從曲柄位置傳感器 306發(fā)送的信號中檢測曲柄角和曲軸IIO的轉(zhuǎn)數(shù)。
節(jié)流閥的開度位置傳感器308檢測節(jié)流閥的開度位置，并將表示檢測 結(jié)果的信號發(fā)送到發(fā)動機ECU200。車速傳感器310檢測車輪(未示出) 的轉(zhuǎn)數(shù)，并將表示檢測結(jié)果的信號發(fā)送到發(fā)動機ECU200。發(fā)動機 ECU200從車輪的轉(zhuǎn)數(shù)計算車速。點火開關(guān)312在起動發(fā)動機100中由駕 駛者接通。氣流計314檢測發(fā)動機100的進氣量，并將表示檢測結(jié)果的信 號發(fā)送到發(fā)動機ECU200。
發(fā)動機ECU200使用從輔助電池320供給的電功率操作。發(fā)動機 ECU200使用從各種傳感器和點火開關(guān)312發(fā)送的信號以及存儲在 ROM202和SRAM (靜態(tài)隨機訪問存儲器)204中的映射圖和程序進行操 作，以控制設(shè)備使得發(fā)動機獲得期望的驅(qū)動條件。
在本實施例中，使用從爆震傳感器300發(fā)送的信號和曲柄角，發(fā)動機 ECU200檢測發(fā)動機100在預(yù)定爆震檢測期間(從預(yù)定第一曲柄角到預(yù)定 第二曲柄角的部分)的振動波形(下面稱為"振動波形")，并從檢測的 振動波形判定發(fā)動機100中是否已經(jīng)發(fā)生爆震。本實施例中的爆震檢測期 間是在燃燒沖程中從上死點(0°)到90°。應(yīng)當注意到爆震檢測期間不限 與此。爆震檢測期間對應(yīng)于上述實施例的第一范圍。
當發(fā)生爆震時，發(fā)動機100中產(chǎn)生圖2中由實線表示的頻率附近的頻 率的振動。爆震產(chǎn)生的爆震頻率并非恒定，而是具有預(yù)定頻帶。因此，在 本實施例中，如圖2中所示，檢測包括在第一頻帶A、第二頻帶B以及第 三頻帶C中頻率的振動。在圖2中，CA表示曲柄角。包括由于爆震產(chǎn)生 的振動的頻率的頻帶數(shù)不限于3個。
參考圖3，將進一步描述發(fā)動機ECU200。發(fā)動機ECU200包括A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換單元400、帶通濾波器(1) 410、帶通濾波器(2) 420、帶通濾波器(3) 430以及積分單元450。
A/D轉(zhuǎn)換器400將從爆震傳感器300發(fā)送的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號。帶通濾波器(1) 410僅允許從爆震傳感器300發(fā)送的信號中第一頻帶 A的信號通過。具體而言，在爆震傳感器300檢測的振動中，通過帶通濾 波器(1) 410僅提取第一頻帶A中的振動。
帶通濾波器(2) 420僅允許從爆震傳感器300發(fā)送的信號中第二頻帶 B的信號通過。具體而言，從爆震傳感器300檢測的振動中，通過帶通濾 波器(2) 420提取第二頻帶B中的振動。
帶通濾波器(3) 430僅允許從爆震傳感器300發(fā)送的信號中第三頻帶 C的信號通過。具體而言，從爆震傳感器300檢測的振動中，通過帶通濾 波器(3) 430提取第三頻帶C中的振動。
積分單元450對由帶通濾波器(1) 410到帶通濾波器(3) 430所選擇 的信號進行積分，即，每次5度的曲柄角的振動幅度。在下文中，曲柄角 每次5度積分的值將稱為5度積分值。為每個頻帶計算5度積分值。在每 個頻帶中計算5度積分值實現(xiàn)振動波形的檢測。
此外，將由此計算的第一頻帶A到第三頻帶C的5度積分值相加，以 對應(yīng)于曲柄角。具體而言，合成第一頻帶A到第三頻帶C的振動波形。
由此，如圖4中所示，檢測發(fā)動機100的振動波形。使用第一到第三 頻帶A-C的合成波形作為發(fā)動機100的振動波形。
將檢測的振動波形與發(fā)動機ECU200的ROM202中存儲的爆震波形模 型進行比較，如圖5中所示。當發(fā)動機IOO爆震時，提前形成作為爆震波 形的模型的爆震波形模型。
在爆震波形模型中，將振動幅度表示為無量綱的0-1范圍內(nèi)的數(shù)字， 并且振動的幅度并非單一的對應(yīng)于曲柄角。更具體而言，對于本實施例的 爆震波形模型，在振動強度的峰值之后，隨著曲柄角的增大，判定振動幅 度減小，不判定振動強度呈現(xiàn)峰值時的曲柄角。
本實施例中的爆震波形模型對應(yīng)于由爆震產(chǎn)生的振動強度的峰值后的 振動?？梢源鎯εc由爆震引起的振動的上升后的振動對應(yīng)的爆震波形模 型。
基于當通過實驗等強制產(chǎn)生爆震時檢測的發(fā)動機100的振動波形，提 前形成并存儲爆震波形模型。
使用其爆震傳感器300的尺寸和輸出值是爆震傳感器300的尺寸公差 和輸出公差的中值的發(fā)動機100 (下文稱為中值特性發(fā)動機)形成爆震波 形模型。換而言之，爆震波形模型是在中值特性發(fā)動機中強制產(chǎn)生爆震時
獲得的振動波形。形成爆震波形模型的方法并不局限于此，并且其可以通 過模擬(作為示例)形成。
在檢測的波形和爆震波形模型的比較中，如圖6所示，比較歸一化的 波形和爆震波形模型進行比較。這里，例如，歸一化是指通過將每5度積
分值除以比相鄰曲柄角的5度積分值大的5度積分值(即，5度積分值的 峰值)而將振動強度表述為0-1范圍的無量綱數(shù)。但是，歸一化的方法不
限于此。
在本實施例中，發(fā)動機ecu200計算與歸一化的振動波形和爆震波形 模型彼此間的偏差相關(guān)的值的關(guān)聯(lián)系數(shù)k。在振動波形的強度(5度積分 值)達到峰值處的曲柄角與爆震波形模型的強度達到峰值處的正時匹配， 并且在此狀態(tài)中，以曲柄角(每5°)計算歸一化后的振動波形與爆震波形 模型之間的偏差的絕對值(偏差量)，由此計算關(guān)聯(lián)系數(shù)k。這里，下面 詳細描述確定振動波形中的強度達到峰值處的曲柄角的方法。
當我們將每個曲柄角處的歸一化后的振動波形和爆震波形模型相互間 的偏差的絕對值表示為as (i)(其中，i是自然數(shù))并且將爆震波形模型 的振動強度對曲柄角進行積分獲得的值(爆震波形模型的面積)表示為
s，則通過等式k= (s-i:as a) ) /s計算關(guān)聯(lián)系數(shù)k,其中i:as (i)表
示as (i)的和。在本實施例中，當振動波形的形狀越接近于爆震波形模 型的形狀時，則計算的關(guān)聯(lián)系數(shù)k的值越大。因此，如果振動波形包括不 是由爆震引起的振動波形，則計算的關(guān)聯(lián)系數(shù)k的值較小。注意，可以通 過不同方法計算關(guān)聯(lián)系數(shù)k。
此外，發(fā)動機ecu200基于5度積分值的最大值計算爆震強度n。當 我們將5度積分值的最大值表示為p并且將當發(fā)動機100不爆震時表示發(fā) 動機100的振動幅度的值表示為bgl (背景水平)時，通過等式 n=p/bgl計算爆震強度n。將計算爆震強度n的5度積分值的最大值p 進行對數(shù)轉(zhuǎn)換。注意，可以通過不同方法計算爆震強度n。
通過將在下面描述的強度值log (v)的頻率分布從中值v (50)減 去標準偏差o與系數(shù)(例如，"1")的乘積計算值bgl。 bgl可以由不 同的方法計算，并且可以存儲在rom202中。
在本實施例中，發(fā)動機ECU200將計算的爆震幅度N和存儲在存儲器
202中的判定值V (KX)進行比較，并且進一步地將檢測到的波形與存儲 的爆震波形模型進行比較，由此為每個點火循環(huán)(720度曲柄角)判定發(fā) 動機100中是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
如圖7中所示，將判定值V (KX)存儲作為由操作狀態(tài)分割的每個范 圍的映射圖，其使用發(fā)動機速度NE和進氣量KL作為參數(shù)。在本實施例 中，通過根據(jù)低速(NE<NE (1))、中速(NE (1)《NE《NE (2))、高速(NE (2)《NE)、低負載(KL<KL (1))、中負載 (KL (1)《KL《KL (2))和高負載(KL (2)《KL)，為每個氣缸提 供九個范圍。范圍數(shù)不限于此。此外，可以使用除了發(fā)動機速度NE和進 氣量KL之外的參數(shù)或多個參數(shù)分割范圍。
在發(fā)動機100或車輛的運輸時，通過實驗等提前判定的值被用作存儲 在ROM202中的判定值V (J)(運輸時的初始判定值V (J))。根據(jù)爆 震傳感器300的輸出值的變動或退化，即使在發(fā)動機100中發(fā)生的振動相 同，檢測的強度也可能變動。在此情況下，需要修正判定值V (J)和使用 適于實際檢測強度的判定值V (J)判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
因此，在本實施例中，基于表示對強度V進行對數(shù)轉(zhuǎn)換獲得的強度值 LOG (V)和每個強度值LOG (V)的檢測的頻率(次數(shù)或可能性)之間 的關(guān)系的頻率分布計算爆震判定級別V (KD)。
為發(fā)動機速度NE和進氣量KL作為參數(shù)限定的每個范圍計算強度值 LOG (V)。用于計算強度值LOG (V)的強度V是檢測的波形的最大強 度(最大的5度積分值)。基于計算的強度值LOG (V)，計算從最小值 累積的強度值LOG (V)的頻率達到50%處的中值V (50)。此外，計算 不大于中值V (50)的強度值LOG (V)的標準偏差o 。作為示例，在本 實施例中，通過該下面方法計算每個點火周期的約等于基于多個(例如， 200周期)強度值LOG (V)計算的中值和標準偏差的中值V (50)和標 準偏差o 。
如果當前檢測的強度值LOG (V)大于上次計算的中值V (50)，通 過該將預(yù)定值C (1)加到上次計算的中值V (50)獲得的值被提供作為此次的中值V (50)。相反，如果當前檢測的強度值LOG (V)小于上次計 算的中值V (50)，通過從上次計算的中值V (50)中減去預(yù)定值C (2)
(例如，值C (2)可以與C (1)相同)獲得的值被提供作為此次的中值 V (50)。
如果此次檢測的強度值LOG (V)小于上次計算的中值V (50)并且 大于從上次計算的中值V (50)中減去上次計算的標準偏差o所獲得的 值，通過從上次計算的標準偏差o中減去兩倍預(yù)定值C (3)獲得的值被 提供作為此次的標準偏差o 。相反，如果當前檢測的強度值LOG (V)大 于上次檢測的中值V (50)或者如果其小于通過從上次計算的中值V (50)中減去上次計算的標準偏差o獲得的值，通過將預(yù)定值C (4) (例如，值C (4)可以與C (3)相同)加到上次計算的標準偏差o獲得 的值被提供作為此次的標準偏差o 。中值V (50)和標準偏差o可以通過 其它方法計算。此外，中值V (50)和標準偏差o的初始值可以是預(yù)設(shè)值 或"0"。
使用中值V (50)和標準偏差o，計算爆震判定級別V (KD)。如圖 8所示，通過將系數(shù)U (1) (U (1)為常數(shù)，例如U (1) =3)和標準偏 差的乘積加到中值V (50)獲得的值被提供作為爆震判定級別V (KD)。 爆震判定級別V (KD)可以通過其它方法計算。
大于爆震判定級別V (KD)的強度值LOG (V)的比率被判定為爆 震的頻率，并被認為爆震占有率KC。
如果爆震占有率KC大于閾值KC (0)，將判定值V (J)修正為減小 預(yù)定修正量A (1)，使得增大延遲點火正時的頻率。修正的判定值V (J)被存儲在SRAM204中。
系數(shù)U (1)是從通過實驗等獲得數(shù)據(jù)和經(jīng)驗中得到的系數(shù)。大于當 U (1) =3時的爆震判定級別的強度值LOG (V)基本等于其中實際產(chǎn)生 爆震的點火循環(huán)的強度值LOG (V)。除了 "3"之外的其它值可以用作 系數(shù)U (1)。
在下文中，將描述確定振動波形中強度達到峰值處的曲柄角的方法。 在本實施例中，計算通過將爆震判定時段6等分所限定的每個范圍
(即，為了每個15度的曲柄角)的強度進行積分的15度積分值(3個5
度積分值)，如圖9所示。每隔幾個點火循環(huán)計算15度積分值。15度積 分值對應(yīng)于上述第一方案的積分值。范圍數(shù)不限于6，可以使用任何數(shù)目 的范圍，只要其不小于2。
從當前點火循環(huán)的15度積分值和上一個(在前)點火循環(huán)的15度積 分值之間的差中，計算由圖9中陰影線所表示的改變量AV (1) AV (6)。
從檢測15度積分值的改變量AV (1) AV (6)的六個范圍中，確 定具有最大改變量的兩個范圍。確定的范圍數(shù)不限于兩個。
與確定范圍相同的范圍被判定為研究范圍，并且在研究范圍中，確定 強度高于相鄰曲柄角的強度并且在這些強度(5度積分值)中為最高的曲 柄角。具體而言，確定振動波形中強度達到峰值的曲柄角。曲柄角與爆震 波形模型中的振動強度最大化時的正時匹配，并將振動波形與爆震波形模 型相比。
參考圖10，描述根據(jù)本發(fā)明的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200的 功能。下面描述的發(fā)動機ECU200的功能可以由硬件或軟件實現(xiàn)。
發(fā)動機ECU200包括強度檢測單元210、波形檢測單元212、爆震強 度計算單元220、關(guān)聯(lián)系數(shù)計算單元222、爆震判定單元230、 15度積分 值計算單元240、改變量檢測單元242、范圍確定單元250和曲柄角確定 單元252。
強度檢測單元210基于從爆震傳感器300發(fā)送的信號檢測爆震檢測時 段的振動強度V。波形檢測單元212通過對每5度曲柄角的振動強度進行 積分檢測爆震檢測時段的振動波形。
爆震強度計算單元220計算爆震強度N。關(guān)聯(lián)系數(shù)計算單元222計算 關(guān)聯(lián)系數(shù)K。如果爆震強度N大于判定值V (J)并且關(guān)聯(lián)系數(shù)K大于閾 值K(O)，爆震判定單元230判定已經(jīng)產(chǎn)生爆震。
15度積分值計算單元240計算通過6等分爆震檢測時段所獲得每個范 圍的15度積分值。改變量檢測單元242檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。
范圍確定單元250從6個范圍中確定其中檢測的15度積分值的改變量
較大的曲柄角范圍。在本實施例中，范圍確定單元250確定其中檢測的15 度積分值的改變量較大的兩個范圍。
曲柄角確定單元252在判定具有與確定范圍相同范圍的研究范圍中確 定強度大于相鄰曲柄角的強度并且在這些強度中為最大的曲柄角。
參考圖11，描述根據(jù)本發(fā)明作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200所執(zhí) 行的程序的控制結(jié)構(gòu)。以預(yù)定周期重復(fù)執(zhí)行下述的程序。
在步驟100 (下文中將"步驟"簡稱為"S")，發(fā)動機ECU200基于 曲柄傳感器306發(fā)送的信號檢測發(fā)動機速度NE以及基于氣流計314發(fā)送 的信號檢測進氣量KL。
在S102中，發(fā)動機ECU200基于爆震傳感器300發(fā)送的信號檢測發(fā) 動機100的振動強度。振動強度由爆震傳感器300輸出的電壓值表示。注 意，振動強度可以由與爆震傳感器300的輸出電壓對應(yīng)的值表示。在從上 死點到90° (90。的曲柄角)角的燃燒沖程中執(zhí)行強度的檢測。
在S104中，發(fā)動機ECU200計算5度積分值，即，通過對每5度的曲 柄角(只對5度積分)的爆震傳感器300輸出的電壓(表示振動強度的 值)積分值。對于第一到第三頻帶A-C的每個頻帶中的振動計算5度積分 值。另外，對應(yīng)于曲柄角將第一到第三頻帶A-C中的5度積分值相加，并 檢測到發(fā)動機100的振動波形。
在S110中，發(fā)動機ECU200為6等分爆震檢測時段獲得的每個范圍 計算15度積分值。
在S112中，發(fā)動機ECU200從當前點火循環(huán)的15度積分值與上次 (前一)點火循環(huán)的15度積分值之間的差檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。
在S114中，發(fā)動機ECU200從六個范圍中確定其中檢測的15度積分 值的改變量較大的兩個范圍。
在S116中，發(fā)動機ECU200在判定具有與確定范圍相同的范圍的研 究范圍中確定強度與大于相鄰曲柄角的強度并且為這些強度中最大的曲柄 角。
在S120中，發(fā)動機ECU200對發(fā)動機100的振動波形進行歸一化。 在S122中，發(fā)動機ECU200計算關(guān)聯(lián)系數(shù)K，關(guān)聯(lián)系數(shù)是與與歸一化振 動波形和爆震波形模型之間的偏差相關(guān)的值。在S124中，發(fā)動機ECU200 計算爆震強度N。
在S126中，發(fā)動機ECU200判定爆震強度N是否大于判定值V (J) 以及關(guān)聯(lián)系數(shù)K是否大于閾值K (0)。如果爆震強度N大于判定值V (J)并關(guān)聯(lián)系數(shù)K大于閾值K (0) (S126中是)，處理進行到S128。 如果否，處理進行到S132。
在S128中，發(fā)動機ECU200判定發(fā)動機100中已經(jīng)發(fā)生爆震。在 S130中，發(fā)動機ECU200延遲點火正時。在S132中，發(fā)動機ECU200判 定發(fā)動機100中沒有發(fā)生爆震。在S134中，發(fā)動機ECU200提前點火正 時。
描述基于上述構(gòu)造和流程圖的根據(jù)本發(fā)明作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU200的操作。
當發(fā)動機IOO操作時，基于從曲柄位置傳感器306發(fā)送的信號檢測發(fā) 動機速度NE，基于從氣流計314發(fā)送的信號檢測進氣量KL (S100)。此 外，基于從爆震傳感器300發(fā)送的信號檢測發(fā)動機100的振動強度 (S102)。
在從上死點到90度范圍的燃燒沖程中，計算第一到第三頻帶A-C (S104)中每一個的振動的5度積分值。將第一到第三頻帶A-C的計算的 5度積分值對應(yīng)于曲柄角相加，并檢測諸如圖4所示的發(fā)動機100的振動 波形。
此外，如上述圖9所示，計算通過6等分爆震檢測時段所獲得的每個 范圍的15度積分值。從當前點火循環(huán)的15度積分值和上次(前一)點火 循環(huán)的15度積分值之間的差檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6) (S112)。
爆震突然發(fā)生，因此，其中15度積分值的改變量AV (1) - AV (6) 較大的范圍很可能包括發(fā)生爆震的曲柄角。因此，在六個范圍中確定15 度積分值中檢測的改變量較大的兩個范圍(S114)。 在判定為與確定范圍相同的研究范圍中，確定強度大于相鄰曲柄角的 強度并且在這些強度中為最大的曲柄角(s116)。以此方式，可以確定可 能已經(jīng)發(fā)生爆震處的曲柄角。
將振動波形歸一化(s120)。振動強度在爆震波形模型中變?yōu)樽罡叩?正時與確定曲柄角匹配，在此狀態(tài)下，為每個曲柄角計算歸一化的振動波
形和爆震波形模型之間的偏差的絕對值as (i)?；赼s (i)的和i:as (i)和為每個曲柄角的爆震波形模型的振動強度進行積分獲得的值s，將
關(guān)聯(lián)系數(shù)k計算為k- (s-sas (i) ) /s (s122)。以此方式，可以用數(shù)
字表示檢測的振動波形和爆震波形模型之間的匹配程度，這允許客觀的判 定。此外，振動波形和爆震波形模型之間的比較允許基于諸如振動的衰減 傾向之類的振動行為分析振動是否起源于爆震。
此外，計算爆震強度n (s124)。如果爆震強度n大于判定值v (j)并且關(guān)聯(lián)系數(shù)k大于閾值k (0) (s126的是)，判定已經(jīng)發(fā)生爆震 (s128)，并延遲點火正時(s130)。這防止爆震。
如果爆震強度n不大于判定值v (j)或者關(guān)聯(lián)系數(shù)k不大于閾值k (0) (s126的否)，則判定沒有發(fā)生爆震，并且提前點火正時 (s134)。
如上所述，在根據(jù)本實施例的作為控制器的發(fā)動機ecu中，為六等 分爆震檢測時段所獲得的每個范圍計算15度積分值。從當前點火循環(huán)的 15度積分值和上次點火循環(huán)的15度積分值之間的差檢測15度積分值的改 變量av (1) -av (6)。在六個范圍中確定檢測的15度積分值的改變量 較大的兩個范圍。在確定范圍中，確定強度大于相鄰曲柄角的強度并為最 大的曲柄角。以此方式，可以確定被認為包括點火循環(huán)之間的振動強度的 改變的曲柄角。具體而言，可以判定可能已經(jīng)發(fā)生爆震的曲柄角。在爆震 波形模型中振動強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與確定曲柄角匹配，在此狀態(tài)下，計 算關(guān)聯(lián)系數(shù)k。使用關(guān)聯(lián)系數(shù)k，判定是否己經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以基 于檢測的波形中強度突然增大的部分判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可避 免基于恒定具有較高強度的部分判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以避免 當實際上沒有爆震時錯誤判定為已經(jīng)發(fā)生爆震。
第二實施例
在下文中，描述本發(fā)明的第二實施例。在本實施例中，如果所確定的 強度(5度積分值)達到峰值的曲柄角位于預(yù)定范圍內(nèi)，作出沒有發(fā)生爆 震的判定，在此點上，與第一實施例不同。除了此點之外，其它構(gòu)造與上 述第一實施例的相同。功能也相同。因此，下面不再重復(fù)其詳細描述。
參考圖12，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 的功能。下面描述的發(fā)動機ECU200的功能可以由硬件或軟件實現(xiàn)。與上 面第一實施例中相同的部件采用相同的參考標號表示，并且其詳細描述不 再重復(fù)。
發(fā)動機ECU200另外還包括判定單元260。如果確定為具有峰值強度 的曲柄角存在于兩等分爆震判定時段所獲得的兩個范圍中延遲側(cè)(較大的 曲柄角)的一個中，判定單元260判定沒有發(fā)生爆震。
換而言之，如果確定為具有峰值強度的曲柄角不存在于兩等分爆震判 定時段所獲得的兩個范圍中提前側(cè)(較小的曲柄角)的一個中，判定單元 260判定沒有發(fā)生爆震。
用于判定沒有發(fā)生爆震的范圍不限于兩等分爆震檢測時段所獲得的范 圍，并且可以使用爆震檢測時段的任何范圍。作為示例，可以設(shè)置諸如從 上死點到10度和從55度到90度的范圍之類的多個這樣的范圍。此外，根
據(jù)操作條件可以改變范圍。
參考圖13，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一實施例中相同的處理使用相同的步驟表 示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在步驟S200中，發(fā)動機ECU200判定確定的曲柄角是否在兩等分爆 震檢測時段所獲得的范圍中延遲側(cè)的一個中。如果確定的曲柄角在兩等分 爆震檢測時段所獲得的范圍中延遲側(cè)的一個中(S200中的是)，處理進 行到S132。如果否(S200中的否)，處理進行到S120。
描述基于上述構(gòu)造和流程的根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動 機ECU200的操作。
如圖14中的陰影所示，如果15度積分值的改變量在90度曲柄角附近
(即，爆震檢測時段的端點附近)的范圍較大，包括峰值強度的曲柄角可 被確定在兩等分爆震檢測時段所獲得的范圍的延遲側(cè)一個中。
爆震發(fā)生在發(fā)動機100的上死點附近是公知的。換而言之，90度曲柄 角附近發(fā)生的振動不是由爆震引起的。
因此，如果判定為15度積分值的改變量為較大的范圍的范圍存在于
兩等分爆震檢測時段所獲得的范圍的延遲側(cè)一個中(S200中的是)，判定 沒有發(fā)生爆震(S132)。
因此，即使在振動強度在不可能發(fā)生爆震的曲柄角處突然增大時，可 避免當實際沒有發(fā)生爆震時錯誤判定已經(jīng)發(fā)生爆震。除了判定沒有發(fā)生爆 震的判定，關(guān)聯(lián)系數(shù)K可以被計算為"0"。
第三實施例
在下文中，描述本發(fā)明第三實施例。在本實施例中，將確定為包括15 度積分值的改變量較大并且寬于預(yù)定范圍的范圍的范圍限定為研究范圍， 在此點上，其不同于上述的第一實施例。如果在研究范圍中沒有強度達到 峰值的曲柄角，則判定沒有發(fā)生爆震，并且在此點上，也不同于上述第一 實施例。除了這些點之外，其它構(gòu)造與上述第一實施例的相同。功能也相 同。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
如圖15所示，在本實施例中，將確定為包括15度積分值的改變量大 于并且寬于預(yù)定范圍的范圍的范圍限定為研究范圍。因此，即使從積分值 的改變量較大的曲柄角范圍附近也可以檢測振動峰值。因此，即使在確定 為15度積分值的改變量較大的范圍中沒有強度達到峰值的曲柄角，如果 在確定范圍附近存在這樣的曲柄角，可以確定強度達到峰值的曲柄角。因 此，可以高精度地確定起源于爆震的峰值強度。
參考圖16，描述根據(jù)本發(fā)明作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200的功 能。下面描述的發(fā)動機ECU200的功能可以由硬件或軟件實現(xiàn)。與上面第 一實施例中相同的部件采用相同的參考標號表示，并且其詳細描述不再重 復(fù)。
發(fā)動機ECU200另外還包括判定單元262。如果確定為強度大于相鄰 曲柄角的曲柄角(具有峰值強度的曲柄角)不存在于研究范圍中，判定單
元262判定沒有發(fā)生爆震。
參考圖17，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一實施例中相同的處理使用相同的步驟表 示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在步驟S300中，發(fā)動機ECU200判定在研究范圍中是否具有強度大 于鄰近曲柄角的任何曲柄角(即，具有峰值強度的曲柄角)。如果具有峰 值強度的曲柄角存在于研究范圍中(S300中的是)，處理進行到S116。 如果否(S300中的否)，處理進行到S132。
描述基于上述構(gòu)造和流程的根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動 機ECU200的操作。
如果具有峰值強度的曲柄角不存在于研究范圍中(S300中的是)，可 以是在不可能發(fā)生爆震的曲柄角處(即，研究范圍之外)突然增大振動強 度的情況。在此情況下，判定沒有發(fā)生爆震(S132)。因此，可以避免在 實際沒有爆震時錯誤判定已經(jīng)發(fā)生爆震。除了判定沒有發(fā)生爆震之外，可 以將關(guān)聯(lián)系數(shù)K計算為"0"。
第四實施例
在下文中，描述本發(fā)明第四實施例。在本實施例中，從當前點火循環(huán) 的15度積分值和上次點火循環(huán)的15度積分值之間的差的絕對值檢測15度 積分值的改變量，在此點上，其不同于上述的第一實施例。除了此點之 外，其它構(gòu)造與上述第一實施例的相同。功能也相同。因此，不再重復(fù)其 詳細描述。
當從當前點火循環(huán)的15度積分值和上次點火循環(huán)的15度積分值之間 的差的絕對值檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)，即使當前點 火循環(huán)的強度小于上次點火循環(huán)的強度，也可以檢測15度積分值的改變 量AV (1) - AV (6)，如圖18中陰影所示。
第五實施例
在下文中，描述本發(fā)明第五實施例。在本實施例中，根據(jù)15度積分 值的改變量AV (1) - AV (6)中每一個與15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)的和AV (A)的比率，判定被確定為具有較大改變量的范圍數(shù)，在此點上，其不同于上述的第一實施例。除了此點之外，其它構(gòu) 造與上述第一實施例的相同。功能也相同。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
參考圖19，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200
的功能。下面描述的發(fā)動機ECU200的功能可以由硬件或軟件實現(xiàn)。與上 面第一實施例中相同的部件采用相同的參考標號表示，并且其詳細描述不 再重復(fù)。
發(fā)動機ECU200另外還包括比率計算單元264和確定數(shù)設(shè)置單元 266。比率計算單元264計算15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)中 每一個與15度積分值的改變量AV (1) - AV (6)的和AV (A)的比率。
如果15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)與15度積分值的改變 量AV (1) -AV (6)的和AV (A)的比率中至少一個等于或高于閾值 (例如，50%)，確定數(shù)設(shè)置單元266判定"1"為確定的范圍數(shù)。
如果15度積分值的改變量AV (1) - AV (6)與15度積分值的改變 量AV (1) -AV (6)的和AV (A)的所有比率低于閾值，則確定數(shù)設(shè)置 單元266判定"2"為確定的范圍數(shù)。確定的范圍數(shù)可以是"1"或"2" 之外的數(shù)。
參考圖20，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一實施例中相同的處理使用相同的步驟表 示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在S500中，發(fā)動機ECU200計算15度積分值的改變量A V (1 ) - △ V (6)中每一個與15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)的和AV (A) 的比率。
在S502中，發(fā)動機ECU200判定15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)與15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)的和AV (A)的比率中 的至少一個是否等于或高于閾值。
如果15度積分值的改變量AV (1) - AV (6)與15度積分值的改變 量AV (1) -AV (6)的和AV (A)的比率中的至少一個等于或高于閾值 (S502中的是)，處理進行到S504。如果否(S502中否)，處理進行到
S508。
在S504中，發(fā)動機ECU200判定"1"為確定的范圍數(shù)。在S506 中，發(fā)動機ECU200確定檢測的檢測的15度積分值的改變量較大的一個 范圍。具體而言，確定15度積分值的改變量最大的范圍。在S508中，發(fā) 動機ECU200判定"2"為確定的范圍數(shù)。
描述基于上述構(gòu)造和流程的根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動 機ECU200的操作。
如果沒有發(fā)生爆震而由爆震之外的其它因素引起振動，如圖21所 示，不可能發(fā)生爆震的范圍的15度積分值的改變量與其它范圍的15度積 分值的改變量相比可以急劇增大。
如果兩個范圍被確定為15度積分值的改變量較大的范圍，可以確定 相對改變量較大而絕對改變量較小的范圍。這樣的范圍的確定可以導(dǎo)致錯 誤判定已經(jīng)發(fā)生爆震。
因此，計算15度積分值的改變量AV (1) - AV (6)與15度積分值 的改變量AV (1) -AV (6)的和AV (A)的比率(S500)。如果15度 積分值的改變量AV (1) -AV (6)與15度積分值的改變量AV (1) -A V (6)的和AV (A)的比率中任意一個等于或高于閾值(S502中是)， "1"被判定為確定的范圍數(shù)(S504)。
因此，在六個范圍中確定檢測的15度積分值的改變量較大的一個范 圍(S506)。因此，可以避免確定相對改變量較大而絕對改變量較小的范 圍。因此，可以防止從發(fā)生爆震的可能性較低的范圍中錯誤確定強度達到 峰值的曲柄角。因此，可以減少錯誤判定。
如果15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)與15度積分值的改變 量AV (1) -AV (6)的和的比率的全部都小于閾值(S502中的否)， "2"被判定為正常判定的范圍數(shù)(S508)。
第六實施例
在下文中，描述本發(fā)明第六實施例。在本實施例中，基于當前點火循 環(huán)的15度積分值與滿足強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)的 條件的上次或上上次點火循環(huán)的15度積分值之間的差，檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)，在此點上，其不同于上述的第一實施例。
除了此點之外，其它構(gòu)造與上述第一實施例的相同。功能也相同。因此， 不再重復(fù)其詳細描述。
在本實施例中，基于當前點火循環(huán)的15度積分值與滿足強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)的條件的上次或再上次點火循環(huán)的15 度積分值之間的差，檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)，如圖 22中的頻率分布所示。
具體而言，如果上次點火循環(huán)的強度值LOG (V)不小于爆震判定標 準V (KD)并且上上次點火循環(huán)的強度值LOG (V)小于爆震判定標準 V (KD)，則基于當前點火循環(huán)的15度積分值與上上次點火循環(huán)的15度 積分值之間的差檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。
這里，使用檢測的振動波形的最大強度計算強度值LOG (V)，因 此，強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)與檢測的波形的最大 強度小于通過對爆震判定標準V (KD)進行反對數(shù)運算所獲得的值相 同。
參考圖23，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一實施例中相同的處理使用相同的步驟表 示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在S600中，發(fā)動機ECU200判定上次點火循環(huán)的強度值LOG (V) 是否小于爆震判定標準V (KD)。如果上次點火循環(huán)的強度值LOG
(V)小于爆震判定標準V (KD) (S600中的是)，處理進行到SI 12。 如果否(S600中的否)，處理進行到S602。
在S602中，基于當前點火循環(huán)的15度積分值與最近強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)的上上次或再上次點火循環(huán)的15度積 分值之間的差，發(fā)動機ECU200檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。
注意，可以使用強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)但不 是最近點火循環(huán)的上上次或再上次點火循環(huán)中的一個。
描述基于上述構(gòu)造和流程的根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動
機ECU200的操作。
如果上次點火循環(huán)中由爆震之外的其它因素而已經(jīng)發(fā)生爆震或已經(jīng)發(fā) 生高強度的振動，上次點火循環(huán)的15度積分值可能較大。如果基于這樣 的點火循環(huán)的15的積分值檢測15度積分值的改變量AV (1) - AV (6)，即使在當前點火循環(huán)中已經(jīng)發(fā)生爆震，改變量自身也變小。
因此，如果上次點火循環(huán)的強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD) (S600中否)，基于當前循環(huán)的15度積分值與最近強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)的上上次點火循環(huán)或再上次點火循環(huán)中 一個的15度積分值之間的差，檢測15度積分值的改變量AV (1) - AV (6) (S602)。
具體而言，使用沒有由于爆震引起的振動或由于除了爆震之外的因素 引起的振動的點火循環(huán)的15度積分值作為基準，檢測15度積分值的改變 量AV (1) -AV (6)。
因此，可以避免不管是否發(fā)生爆震而改變量都變小的情況。因此，可 以高精度地確定已經(jīng)可能發(fā)生爆震的范圍。
如果上次點火循環(huán)的強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD) (S600中是)，基于當前點火循環(huán)的15度積分值和上次(其上次)點火 循環(huán)的15度積分值之間的差檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。
第七實施例
在下文中，描述本發(fā)明第七實施例。在本實施例中，基于當前點火循 環(huán)的15度積分值與連續(xù)超過預(yù)定次數(shù)滿足強度值LOG (V)大于爆震判 定標準V (KD)的條件的多個上次或再上次點火循環(huán)的15度積分值之間 的差，檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)，在此點上，其不同 于上述的第六實施例。除了此點之外，其它構(gòu)造與上述第一和第六實施例 的相同。功能也相同。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
參考圖24，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一或第六實施例中相同的處理使用相同的 步驟表示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在S700中，發(fā)動機ECU200判定強度值LOG (V)大于爆震判定標 準V (KD)的點火循環(huán)到上次點火循環(huán)時是否己經(jīng)持續(xù)預(yù)定數(shù)量次數(shù)或 更多次數(shù)。如果強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD)的點火循 環(huán)到上次點火循環(huán)時已經(jīng)持續(xù)預(yù)定數(shù)量次數(shù)或更多次數(shù)(S700中的是)， 處理進行到S112。如果否(S700中的否)，處理進行到S602。
描述基于上述構(gòu)造和流程的根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動 機ECU200的操作。
如果再上次點火循環(huán)的強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD) (S600中否)，判定強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD)的點火循環(huán)到上次點火循環(huán)時是否己經(jīng)持續(xù)預(yù)定數(shù)量次數(shù)或更多 次數(shù)(S700)。
如果強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD)的點火循環(huán)到上 次點火循環(huán)時已經(jīng)持續(xù)預(yù)定數(shù)量次數(shù)或更多次數(shù)，認為高強度的震度不是 由于爆震等引起的突然振動，而是發(fā)動機100自身產(chǎn)生的恒定振動。
在此情況下，如正常所做的，基于當前點火循環(huán)的15度積分值與上 次(上上次)點火循環(huán)的15度積分值之間的差，檢測15度積分值的改變 量AV (1) -AV (6) (S112)。因此，可以基于發(fā)動機100中恒定產(chǎn)生 的振動判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以避免在實際沒有爆震時錯誤判 定已經(jīng)發(fā)生爆震。
如果強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD)的點火循環(huán)到上 次點火循環(huán)時沒有已經(jīng)持續(xù)預(yù)定數(shù)量次數(shù)或更多次數(shù)(S700中的否)，認 為高強度的震度對應(yīng)于由于爆震等引起的突然振動。
在此情況下，基于當前點火循環(huán)的15度積分值與最近強度值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)的上上次或再上次點火循環(huán)中一個的15 度積分值之間的差，檢測15度積分值的改變量AV (1) - AV (6) (S602)。
具體而言，使用沒有由于爆震引起的振動或由于爆震之外的因素引起 的高強度振動的點火循環(huán)的15度積分值作為基準，檢測15度積分值的改 變量AV (1) -AV (6)。
因此，可以避免不管是否發(fā)生爆震而改變量都變小的情況。因此，可 以高精度地確定已經(jīng)可能發(fā)生爆震的范圍。
如果強度值LOG (V)大于爆震判定標準V (KD)的點火循環(huán)到上
次點火循環(huán)已經(jīng)持續(xù)預(yù)定數(shù)量的次數(shù)或更多次數(shù)，可以替代上次點火循環(huán)
使用持續(xù)預(yù)定數(shù)量的次數(shù)或更多次數(shù)滿足強度值LOG (V)大于爆震判定 標準V (KD)的多次點火循環(huán)中的人以一次的15度及分值。 第八實施例
在下文中，描述本發(fā)明第八實施例。在本實施例中，基于當前點火循 環(huán)的15度積分值與使用作為基準的指數(shù)平滑的平滑方法從過去15度積分 值所計算的運算值(即，通過平滑15度積分值所獲得的運算值)之間的 差，檢測15度積分值的改變量AV (1) - AV (6)，在此點上，其不同于 上述的第一實施例。除了此點之外，其它構(gòu)造與上述第一實施例的相同。 功能也相同。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
參考圖25，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 的功能。下面描述的發(fā)動機ECU200的功能可以由硬件或軟件實現(xiàn)。與上 面第一實施例中相同的部件采用相同的參考標號表示，并且其詳細描述不 再重復(fù)。
發(fā)動機ECU200另外還包括運算值計算單元268。運算值計算單元 268根據(jù)下面等式(1)計算運算值(平滑的15度積分值)。在等式(1) 中，VN (i)表示在當前點火循環(huán)中計算的運算值VN。 VN (i-l)表示在 上次點火循環(huán)中計算的操著值。V15 (i-l)表示上次點火循環(huán)中的15度積 分值。Z是常數(shù)。
VN (i) =VN (i-l) +ZX (V15 (i-l) -VN (i-l)…(1)
為多個點火循環(huán)的每一個計算運算值VN。
參考圖26，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一實施例中相同的處理使用相同的步驟表 示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在S800中，發(fā)動機ECU200通過指數(shù)平滑從15度積分值計算運算值VN。
在S802中，基于當前點火循環(huán)的15度積分值與運算值VN之間的 差，發(fā)動機ECU200檢測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。
以此方式，可以使用隨著點火循環(huán)變化不大的運算值VN作為基準檢 測15度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。因此，可以穩(wěn)定地以高精度 判定是否發(fā)生爆震。平滑的方法不限于上述方法，并且其可以使用簡單移 動平均或濾波實現(xiàn)。
第九實施例
在下文中，描述本發(fā)明第九實施例。在本實施例中，僅使用滿足強度 值LOG (V)小于爆震判定標準V (KD)的條件的那些點火循環(huán)的15度 積分值計算運算值VN，在此點上，其不同于上述的第一實施例。除了此 點之外，其它構(gòu)造與上述第一和第八實施例的相同。功能也相同。因此， 不再重復(fù)其詳細描述。
參考圖27，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一或第八實施例中相同的處理使用相同的 步驟表示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在S900中，發(fā)動機ECU200判定強度值LOG (V)是否小于上次點 火循環(huán)的爆震判定標準V (KD)。如果強度值LOG (V)小于上次點火 循環(huán)的爆震判定標準V (KD) (S900中的是)，處理進行到S800。如果 否(S900中的否)，處理進行到S802。
以此方式，可以從排除發(fā)生爆震的點火循環(huán)的15度積分值的15度積 分值計算操著值VN。因此，可以使用這樣的運算值VN作為基準檢測15 度積分值的改變量AV (1) -AV (6)。因此，可以穩(wěn)定地以高精度判定 是否發(fā)生爆震。
第十實施例
在下文中，描述本發(fā)明第十實施例。在本實施例中，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)K 不大于閾值K (0)或者如果確定為具有峰值強度的曲柄角存在于兩等分 爆震檢測時段所獲得的兩個范圍的延遲側(cè)一個(較大的曲柄角)中，修正 檢測的振動波形。在此點上，其不同于上述的第一實施例。
此外，在本實施例中，通過對燃燒沖程中從上死點到90度的強度進
行積分所獲得的值進行對數(shù)運算計算用于圖28中所示的頻率分布的強度
值LOG (V)(以下稱做90度積分值)。此外，在本實施例中，通過將 90度積分值除以BGL計算爆震強度N。具體而言，在本實施例中，使用 90度積分值取代5度積分值，形成頻率分布以及計算爆震強度。
除了此點之外，發(fā)動機100自身的構(gòu)造等與上述第一實施例的相同。 功能也相同。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
參考圖29，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機ECU200 的功能。下面描述的發(fā)動機ECU200的功能可以由硬件或軟件實現(xiàn)。與上 面第一實施例中相同的部件采用相同的參考標號表示，并且其詳細描述不 再重復(fù)。
發(fā)動機ECU200另外還包括判定單元270、修正單元272、積分值計 算單元274、更新單元276和抑制單元278。判定單元270判定確定為具 有較大的15度積分值的改變量的曲柄角范圍的曲柄角范圍的15度積分值 是否已經(jīng)由于爆震之外的因素而改變。具體而言，如果改變是由于起源于 發(fā)動機100自身的部件(進氣閥116、排氣閥118等)的操作的機械振動 引起的，則判定為否。
作為示例，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)不大于閾值K (0)或者如果確定為具有峰 值強度的曲柄角存在于兩等分爆震檢測時段所獲得的兩個范圍的延遲側(cè) (較大曲柄角) 一個中，判定15度積分值不是因為爆震而改變。
相反，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)大于閾值K (0)或者如果確定為具有峰值強度 的曲柄角存在于兩等分爆震檢測時段所獲得的兩個范圍的提前側(cè)一個中， 判定15度積分值因為爆震而改變。
為確定為具有較大的15度積分值的改變量的曲柄角范圍的多個范圍 (在本實施例中為兩個)中每一個判定15度積分值是否因為爆震而改 變。因此，使用確定為具有峰值強度的曲柄角的各個曲柄角計算多個(本 實施例中為兩個)關(guān)聯(lián)系數(shù)K。用于計算關(guān)聯(lián)系數(shù)的方法與上述第一實施 例中的相同，因此，不再重復(fù)其詳細描述。
判定15度積分值是否因為爆震而已經(jīng)改變的方法不限于上述方法。 此外，如果確定為具有峰值強度的曲柄角存在于兩等分爆震檢測時段所獲
得的兩個范圍的延遲側(cè)(較大曲柄角) 一個中，關(guān)聯(lián)系數(shù)K可以計算為 "0，， 。
校正單元272校正所檢測到的振動波形，使得在判定15度積分值不 是因為爆震而已經(jīng)改變的范圍中的15度積分值的改變量變小。更具體而 言，15度積分值被調(diào)解為等于在上次點火循環(huán)中計算的15度積分值。
積分值計算單元274計算修正振動波形中強度的15度積分值和90度 積分值。更新單元276使用90度積分值更新強度值LOG (V)的頻率分 布。通過更新頻率分布，執(zhí)行BGL的計算、爆震判定標準V (KD)的計 算以及判定值V (J)的修正。
如果確定為具有較大的15度積分值改變量的曲柄角范圍的多個曲柄 角范圍的至少一個的15度積分值被判定為起源于爆震，抑制單元278抑 制振動波形的修正。具體而言，抑制所有范圍的振動波形的修正。
參考圖30和31，描述根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動機 ECU200所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。與第一實施例中相同的處理使用相同 的步驟表示。因此，不再重復(fù)其詳細描述。
在S1000中，發(fā)動機ECU200判定被確定為15度積分值較大的范圍 的所有范圍的15度積分值是否因為爆震之外的因素而己經(jīng)改變。如果所 有范圍的15度積分值由于爆震之外的因素而已經(jīng)改變(S1000中的是)， 處理進行到S1010。如果否(S1000中的否)，處理進行到S1002。在 S1002中，發(fā)動機ECU200抑制爆震波形的修正。
在S1010中，發(fā)動機ECU200判定被確定為15度積分值較大的范圍 的范圍的15度積分值的改變量(當前15度積分值一上次15度積分值)是 否為正值。如果改變量為正(S101中的是)，處理進行到S1012。如果否 (S1010中的否)，處理進行到S1020。
在S1012中，發(fā)動機ECU200修正檢測的振動波形。在S1014中，發(fā) 動機ECU200計算修正的振動波形的15度積分值。在S1016中，發(fā)動機 ECU200計算修正的振動波形的15度積分值的和，即，修正的振動波形的 90度積分值。
在S1018中，發(fā)動機ECU200使用修正振動波形的90度積分值更新
強度值LOG (V)的頻率分布。通過更新頻率分布，執(zhí)行BGL的計算、 爆震判定標準V (KD)的計算以及判定值V (J)的修正。
在S1020中，發(fā)動機ECU200計算未修正的振動波形的90度積分 值。在S1022中，發(fā)動機ECU200使用在未修正振動波形的情況下計算的 90度積分值更新強度值LOG (V)的頻率分布。
在S1030中，發(fā)動機ECU200判定爆震強度N是否大于判定值V (J)。如果爆震強度N大于判定值V (J) (S1040中的是)，處理進行 到S128。如果否(S1040中的否)，處理進行到S132。
描述基于上述構(gòu)造和流程的根據(jù)本實施例的作為爆震判定設(shè)備的發(fā)動 機ECU200的操作。
如圖32中的陰影所示，如果15度積分值的改變量在爆震檢測時段的 端點附近(即，90度曲柄角附近)較大，從兩等分爆震檢測時段所獲得的 兩個范圍中延遲側(cè)一個可以確定強度達到峰值的曲柄角。
爆震發(fā)生在發(fā)動機IOO的上死點附近是公知的。換而言之，90度曲柄 角附近發(fā)生的振動不是由爆震引起的。
因此，如果被確定為15度積分值的改變量較大的范圍的范圍存在于 兩等分爆震檢測時段所獲得的范圍的延遲側(cè)一個中，判定15度積分值不 是由于爆震而己經(jīng)發(fā)生振動。如果計算的關(guān)聯(lián)系數(shù)K不大于閾值K (0)，判定15度積分值不是由于爆震而已經(jīng)發(fā)生振動。這里，假設(shè)，在 每個確定的范圍中判定15度積分值不是由于爆震而已經(jīng)改變(S1000中的 是)。
如果15度積分值的改變量為正(S1010中的是)，修正振動波形，使 得確定范圍的15度積分值等于上次點火循環(huán)中計算的15度積分值 (S1012)。具體而言，移除圖32中的陰影部分。因此，獲得如圖33中 所示的波形。
計算修正波形的15度積分值(S1014)。此外，計算修正振動波形的 90度積分值(S1016)。使用90度積分值，更新強度值LOG (V)的頻率 分布。通過更新頻率分布，執(zhí)行BGL的計算、爆震判定標準V (KD)的 計算和判定值V (J)的修正。 以此方式，如果突然發(fā)生高強度的機械振動，可以使用移除這樣振動 強度的振動波形而判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以使用不會受到不是 因為爆震而導(dǎo)致的強度增加很大影響的振動波形來判定是否已經(jīng)發(fā)生爆 震。由此，可以減少錯誤判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
相反，如果確定為其中15度積分值得改變量較大的曲柄角范圍的多 個范圍中的至少一個的15度積分值被判定為已經(jīng)由于爆震而改變，則抑 制振動波形的檢測(S1002)。
此外，計算為修正振動波形獲得90度積分值(S1020)。使用在未修 正振動波形的情況下計算的90度積分值，更新強度值LOG (V)的頻率 分布(S1022)。
此外，計算爆震強度N (S124)。如果爆震強度N大于判定值V (J) (S1030中的是)，判定己經(jīng)發(fā)生爆震(S128)，并延遲點火正時。 如果爆震強度N不大于判定值V (J) (S1030中的否)，判定沒有發(fā)生爆 震(S132)，并提前點火正時(S134)。
如上所述，在根據(jù)本實施例的作為控制器的發(fā)動機ECU200中，如果 判定15度積分值不是由于爆震而己經(jīng)改變，修正檢測的振動波形，使得 15度積分值的改變量變小。使用修正的振動波形的90度積分值，更新強 度值LOG (V)的頻率分布。因此，如果突然發(fā)生高強度的機械振動，可 以使用移除這樣的振動的強度的振動波形而判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因 此，可以使用不會受到不是由于爆震而增大的強度影響很大的振動波形判 定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因此，可以減少錯誤判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
取代當前點火循環(huán)的15度積分值與上次點火循環(huán)的15度積分值之間 的差，可以將當前點火循環(huán)的15度積分值與上次點火循環(huán)的15度積分值 之間的差的絕對值用作15度積分值的改變量。
如上述第八實施例所述，可以將當前點火循環(huán)的15度積分值和使用 諸如指數(shù)平滑、簡單移動平均或濾波(低通濾波)的平滑方法從過去15 度積分值所獲得的運算值(即，通過平滑15度積分值所獲得的運算值) 之間的差或差的絕對值檢測為15度積分值的改變量。在這樣的情況下， 可以修正檢測的振動波形，使得被判定為不是因為爆震而已經(jīng)改變的15
度積分值的范圍的15度積分值與平滑的運算值相同。
此外，即使當判定被確定為具有較大的15度積分值改變量的曲柄角 范圍的多個范圍中至少一個的15度積分值因為爆震而已經(jīng)改變時，可以
修正被判定為15度積分值不是因為爆震而已經(jīng)改變的范圍的振動波形。
其它實施例
可以隨機組合使用上述第一到第十實施例。
雖然已經(jīng)詳盡描述和解釋本發(fā)明，但是應(yīng)當理解其僅是說明性和示例 性目的，而不應(yīng)認為限制性的。本發(fā)明的范圍僅由在適當參考實施例的描 述情況下的權(quán)利要求來限定，并且包括權(quán)利要求書的字面范圍和等同范圍 內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，包括爆震傳感器(300)，檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度；以及運算單元(200)；其中所述運算單元(200)基于所檢測到的振動強度檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動波形，所述運算單元(200)為預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分的積分值，基于所述積分值和預(yù)定值之間的差，所述運算單元(200)檢測點火循環(huán)之間的所述積分值的改變量，在所述多個曲柄角范圍中，所述運算單元(200)確定其中所述積分值的改變量較大的預(yù)定數(shù)目的曲柄角范圍，在參考所確定的曲柄角范圍判定的研究范圍中，所述運算單元(200)確定其強度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角，以及在限定為所述內(nèi)燃機(100)的基準振動的波形模型強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與確定的曲柄角匹配時，基于所述波形和所述波形模型的比較結(jié)果，所述運算單元(200)判定所述內(nèi)燃機(100)中是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，所述運算單元(200)判定所述內(nèi)燃機(100)沒有發(fā)生爆震。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 與所述確定的曲柄角范圍相同的范圍被判定為所述研究范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 包括所述確定的曲柄角范圍并且比所述確定的曲柄角范圍更寬的范圍被判定為所述研究范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果在所述研究范圍中不存在其強度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角，所述運算單元(200)判定所述內(nèi)燃機(100)沒有發(fā)生爆震。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 基于所述積分值和所述預(yù)定值之間的差的絕對值，所述運算單元(200)檢測點火循環(huán)之間所述積分值的改變量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)計算所述積分值的改變量與所述積分值的改變量之和的比率；以及對應(yīng)于所計算出的比率的數(shù)目被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果所述比率中至少一個大于預(yù)定比率，則1被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 在多個點火循環(huán)中檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度和所述波形； 為每個點火循環(huán)計算所述積分值；以及所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在 前的點火循環(huán)的積分值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在前的、并且滿足最大振動強度小于預(yù)定強度的條件的點火循環(huán)的積分值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在前的、并且連續(xù)超過預(yù)定次數(shù)滿足最大振動強度大于預(yù)定強度的條件的多 個點火循環(huán)中的任何一個點火循環(huán)的積分值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是通過平滑所述積分值獲得的運算值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是通過平滑其中最大振動強度小于預(yù)定強度的點火循環(huán)的積分值獲得的運算值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的差的值，使得所述值隨著所述波形和所述波形模型之間的差變小而變大；以及當對應(yīng)于所述差的值變得大于閾值時，所述運算單元(200)判定已 經(jīng)發(fā)生爆震。
15. —種內(nèi)燃機的爆震判定方法，包括以下步驟 檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度；基于檢測的振動強度檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動波形； 為預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分 的積分值；基于所述積分值和預(yù)定值之間的差，檢測點火循環(huán)之間的所述積分值 的改變量，在所述多個曲柄角范圍中，確定其中所述積分值的改變量較大的預(yù)定 數(shù)目的曲柄角范圍，在參考所確定的曲柄角范圍判定的研究范圍中，確定其強度高于相鄰 曲柄角的強度的曲柄角，以及在限定為所述內(nèi)燃機(100)的基準振動的波形模型強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與確定的曲柄角匹配時，基于所述波形和所述波形模型的比較結(jié)果，判定所述內(nèi)燃機(100)中是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其還包括以下步驟如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，判定所述內(nèi)燃機(100)沒有發(fā)生爆震。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 與所確定的曲柄角范圍相同的范圍被判定為所述研究范圍。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 包括所確定的曲柄角范圍并且比所確定的曲柄角范圍更寬的范圍被判定為所述研究范圍。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其還包括以下步 驟如果在所述研究范圍中不存在其強度高于相鄰曲柄角的曲柄角，判定 所述內(nèi)燃機(100)沒有發(fā)生爆震。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中檢測所述積分值的改變量的步驟包括基于所述積分值和所述預(yù)定值 之間的差的絕對值，檢測點火循環(huán)之間所述積分值的改變量的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟計算所述積分值的改變量與所述積分值的改變量之和的比率；其中 對應(yīng)于所計算的比率的數(shù)目被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 如果所述比率中至少一個大于預(yù)定比率，則1被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 在多個點火循環(huán)中檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度和所述波形； 為每個點火循環(huán)計算所述積分值；以及所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在 前的點火循環(huán)的積分值。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在前的、并且滿足最大振動強度小于預(yù)定強度的條件的點火循環(huán)的積分值。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在前的、并且連續(xù)超過預(yù)定次數(shù)滿足最大振動強度大于預(yù)定強度的條件的多 個點火循環(huán)中的任何一個點火循環(huán)的積分值。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 所述預(yù)定值是通過平滑所述積分值獲得的運算值。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 所述預(yù)定值是通過平滑其中最大振動強度小于預(yù)定強度的點火循環(huán)的的積分值獲得的運算值。
28. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟 計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的差的值，使得所述值隨著 所述波形和所述波形模型之間的差變小而變大；其中判定是否發(fā)生爆震的所述步驟包括當對應(yīng)于所述差的值變得大于閾 值時，判定已經(jīng)發(fā)生爆震。
29. —種內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，包括用于檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度的裝置(300);以及 用于基于檢測的振動強度檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動波形的裝置(200);用于為預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分的積分值的裝置(200);檢測裝置(200)，基于所述積分值和預(yù)定值之間的差檢測點火循環(huán) 之間的所述積分值的改變量；第一確定裝置(200)，在所述多個曲柄角范圍中確定其中所述積分 值的改變量較大的預(yù)定數(shù)目的曲柄角范圍；第二確定裝置(200)，在參考所確定的曲柄角范圍判定的研究范圍 中確定強度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角，以及判定裝置(200)，在限定為所述內(nèi)燃機(100)的基準振動的波形模 型中強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與所述確定的曲柄角匹配時，基于所述波形和所 述波形模型的比較結(jié)果，判定所述內(nèi)燃機(100)是否己經(jīng)發(fā)生爆震。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括 如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，判定所述內(nèi)燃機(100)沒有發(fā)生爆震的裝置(200)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 與所確定的曲柄角范圍相同的范圍被判定為所述研究范圍。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 包括所確定的曲柄角范圍并且比所確定的曲柄角范圍更寬的范圍被判定為所述研究范圍。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括 如果在所述研究范圍中不存在其強度高于相鄰曲柄角的曲柄角，判定 所述內(nèi)燃機(100)沒有發(fā)生爆震的裝置(200)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述檢測裝置(200)包括基于所述積分值和所述預(yù)定值之間的差的絕對值，檢測點火循環(huán)之間所述積分值的改變量的裝置。
35. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括 計算所述積分值的改變量與所述積分值的改變量之和的比率的裝置(200);其中對應(yīng)于所計算的比率的數(shù)目被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果所述比率中至少一個大于預(yù)定比率，則1被判定為所述預(yù)定數(shù)目。
37. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 在多個點火循環(huán)中檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度和所述波形； 為每個點火循環(huán)計算所述積分值；以及所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在 前的點火循環(huán)的積分值。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在 前的、并且滿足最大振動強度小于預(yù)定強度的條件的點火循環(huán)的積分值。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是其中檢測與所述波形模型相比較的波形的點火循環(huán)的在前的、并且連續(xù)超過預(yù)定次數(shù)滿足最大振動強度大于預(yù)定強度的條件的點 火循環(huán)的積分值。
40. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是通過平滑所述積分值獲得的運算值。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述預(yù)定值是通過平滑其中最大振動強度小于預(yù)定強度的點火循環(huán)的積分值獲得的運算值。
42. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括 計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的差的值使得所述值隨著所 述波形和所述波形模型之間的差變小而變大的裝置(200);其中所述判定裝置(200)包括當對應(yīng)于所述差的值變得大于閾值時判定已經(jīng)發(fā)生爆震的裝置。
43. —種內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，包括爆震傳感器(300)，檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度；以及運算單元(200);其中所述運算單元(200)基于所檢測到的振動強度檢測所述內(nèi)燃機 (100)的振動波形，所述運算單元(200)為預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個計算對所述波 形的振動強度進行積分的積分值，所述運算單元(200)為所述多個曲柄角范圍的每一個檢測點火循環(huán) 之間的所述積分值的改變量，在所述多個曲柄角范圍中，所述運算單元(200)確定其中所述積分 值的改變量較大的預(yù)定數(shù)目的曲柄角范圍，所述運算單元(200)判定所確定的范圍的所述積分值是否不是因為 爆震而已經(jīng)改變；如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變，所述運算 單元(200)修正所述檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的所述積分 值的改變量變??；所述運算單元(200)為所述多個曲柄角范圍的每個計算對所述修正 的波形的振動強度進行積分的積分值；以及所述運算單元(200)使用所述修正的波形的所述積分值的每個之和 判定是否己經(jīng)發(fā)生爆震。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而已經(jīng)改變，所述運算單元(200)修正所述檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的所述 積分值等于最終點火循環(huán)計算的積分值，使得所述積分值的改變量變小。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差檢測所述 積分值的改變量。
46. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差的絕對值檢測所述積分值的改變量。
47. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)通過平滑所述多個曲柄角范圍中每個的所述積分值而計算運算值；以及如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而已經(jīng)改變，所述 運算單元(200)修正所述檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的所述 積分值等于所述運算值，從而使得所述積分值的改變量變小。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)基于所述積分值和所述運算值之間的差檢測所述積分值的改變量。
49. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)基于所述積分值和所述運算值之間的差的絕對值檢測所述積分值的改變量。
50. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 在參考所確定的范圍判定的研究范圍中，所述運算單元(200)確定其強度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角；以及在限定為所述內(nèi)燃機(100)的基準振動的波形模型強度變?yōu)樽罡叩?正時與所述確定的曲柄角匹配時，基于所述波形和所述波形模型的比較結(jié) 果，所述運算單元(200)判定所確定的范圍的所述積分值是否不是因為 爆震而己經(jīng)改變。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的差的系數(shù)，使得所述系數(shù)隨著所述波形和所述波形模型之間的差變小而變 大；以及如果所述系數(shù)大于閾值，所述運算單元(200)判定所確定的范圍的 積分值已經(jīng)因為爆震而改變；以及如果所述系數(shù)小于所述閾值，所述運算單元(200)判定所確定的范 圍的積分值不是因為爆震而改變。
52. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，所述運算單元(200)判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變。
53. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)在所述多個曲柄角范圍中確定其中所述積分值的改變量較大的多個曲柄角范圍；以及所述運算單元(200)判定所述多個所確定的范圍的所述積分值是否 不是因為爆震而改變。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果判定多個所述確定范圍中至少一個的積分值因為爆震而已經(jīng)改變，所述運算單元(200)抑制所檢測的所述波形的修正。
55. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 如果判定所述多個所確定的范圍的至少一個的積分值不是因為爆震而改變，所述運算單元(200)修正所述檢測到的振動波形，使得其中所述 積分值被判定不是因為爆震而改變的范圍的所述積分值的改變量變小。
56. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述運算單元(200)使用所述修正波形的所述積分值之和修正用于判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震的判定值；以及所述運算單元(200)基于所述內(nèi)燃機(100)的振動強度和所述修正 判定值之間的比較結(jié)果判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震，由此使用所述修正波形的 所述積分值的每個之和判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
57. —種內(nèi)燃機的爆震判定方法，包括下面步驟 檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度；基于所述檢測的振動強度，檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動波形； 為預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分 的積分值； 為所述預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個檢測點火循環(huán)之間的所述積分值 的改變量；在所述多個曲柄角范圍中，確定其中所述積分值的改變量較大的預(yù)定 數(shù)目的曲柄角范圍，判定所確定的范圍的的所述積分值是否不是因為爆震而己經(jīng)改變；如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而改變，則修正所 述檢測到的振動波形，使得所確定的范圍的所述積分值的改變量變小；為所述多個曲柄角范圍的每個計算對所述修正的波形的振動強度進行 積分的積分值；以及使用所述修正的波形的所述積分值的每個之和判定是否己經(jīng)發(fā)生爆恭 辰。
58. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 修正所述檢測到的振動波形的步驟包括下面步驟如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而已經(jīng)改變，修正檢測到的所述振動波 形，使得所述確定范圍的所述積分值等于最終點火循環(huán)計算的積分值，從 而所述積分值的改變量變小。
59. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 檢測所述積分值的改變量的步驟包括下面步驟基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差檢測所述積分值的改變量。
60. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 檢測所述積分值的改變量的步驟包括下面步驟基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差的絕對值檢測所述積分值的改變量。
61. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟通過平滑所述多個曲柄角范圍中每個的所述積分值而計算運算值；其中修正所述檢測到的振動波形的步驟包括下面步驟如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而己經(jīng)改變，修正所述檢測到的振動波 形，使得所確定的范圍的所述積分值等于所述運算值，從而使得所述積分 值的改變量變小。
62. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中檢測所述積分值的改變量的步驟包括下面步驟基于所述積分值和所 述運算值之間的差檢測所述積分值的改變量。
63. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中檢測所述積分值的改變量的步驟包括下面的步驟基于所述積分值和 所述運算值之間的差的絕對值檢測所述積分值的改變量。
64. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟在參考所確定的范圍判定的研究范圍中，確定強度高于相鄰曲柄角的 強度的曲柄角；其中判定所述積分值是否不是因為爆震而已經(jīng)改變的步驟包括下面步驟在限定為所述內(nèi)燃機(100)的基準振動的波形模型強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與所述確定的曲柄角匹配時，基于所述波形和所述波形模型的比較結(jié)果， 判定所確定的范圍的所述積分值是否不是因為爆震而己經(jīng)改變。
65. 根據(jù)權(quán)利要求64所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟計算對應(yīng)于所述波形和所述波形模型之間的差的系數(shù)，使得所述系數(shù) 隨著所述波形和所述波形模型之間的差變小而變大；其中判定所述積分值是否不是因為爆震而已經(jīng)改變的步驟包括下面步驟如果所述系數(shù)大于閾值，判定所確定的范圍的積分值已經(jīng)因為爆震而改變；以及如果所述系數(shù)小于所述閾值，判定所確定的范圍的積分值不是因 為爆震而改變。
66. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中 判定所述積分值是否不是因為爆震而已經(jīng)改變的步驟包括下面步驟如果所述確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，判定所確定的范圍的所述積分值不 是因為爆震而改變。
67. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中確定所述積分值的改變量較大的步驟包括下面步驟在所述多個曲柄 角范圍中確定其中所述積分值的改變量較大的多個曲柄角范圍；以及判定所述積分值是否因為爆震而已經(jīng)改變的步驟包括下面步驟判定 所述多個所確定的范圍的所述積分值是否不是因為爆震而改變。
68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟如果判定所述多個所確定的范圍的至少一個的積分值因為爆震而已經(jīng) 改變，抑制所述檢測到的波形的修正。
69. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，其中修正所述檢測到的振動波形的步驟包括下面步驟如果判定所述多個所確定的范圍的至少一個的積分值不是因為爆震而改變，修正所述檢測到 的振動波形，使得其中所述積分值被判定為不是因為爆震而改變的范圍的 所述積分值的改變量變小。
70. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的內(nèi)燃機的爆震判定方法，還包括下面步驟使用所述修正波形的所述積分值之和修正用于判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震 的判定值；其中判定是否發(fā)生爆震的所述步驟包括下面步驟基于所述內(nèi)燃機(100)的振動強度和所述修正判定值之間的比較結(jié)果判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震，由此使用所述修正波形的所述積分值的每個之和判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
71. —種內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，包括用于檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動強度的裝置(300); 用于基于所述檢測的振動強度檢測所述內(nèi)燃機(100)的振動波形的裝置(200);用于為預(yù)定多個曲柄角范圍的每一個計算對所述波形的振動強度進行積分的積分值的裝置(200);檢測裝置(200)，為所述多個曲柄角范圍的每一個檢測點火循環(huán)之 間的所述積分值的改變量；確定裝置(200)，在所述多個曲柄角范圍中確定其中所述積分值的 改變量較大的預(yù)定數(shù)目的曲柄角范圍； 第一判定裝置(200)，判定所確定的范圍的所述積分值是否不是因為爆震而己經(jīng)改變；修正裝置(200)，如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆 震而改變，修正所述檢測到的所述振動波形，使得所確定的范圍的所述積 分值的改變量變??；用于為所述多個曲柄角范圍的每個計算對修正的所述波形的振動強度 進行積分的積分值的裝置(200);以及第二判定裝置(200)，使用修正的所述波形的所述積分值的每個之 和判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。
72. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述修正裝置(200)包括如果判定所確定的范圍的所述積分值不是因為爆震而已經(jīng)改變，修正檢測到的所述振動波形的裝置(200)，使 得所確定的范圍的所述積分值等于最終點火循環(huán)計算的積分值，從而使得 所述積分值的改變量變小。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述檢測裝置(200)包括基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差檢測所述積分值的改變量的裝置。
74. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述檢測裝置(200)包括基于連續(xù)點火循環(huán)的所述積分值的差的絕對值檢測所述積分值的改變量的裝置。
75. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括通過平滑 所述多個曲柄角范圍中每個的所述積分值而計算運算值的裝置(200); g巾所述修正裝置(200)包括如果判定所確定的范圍的所述積分值不 是因為爆震而已經(jīng)改變，修正所述檢測到的振動波形的裝置，使得所確定 的范圍的所述積分值等于所述運算值，從而使得所述積分值的改變量變小。
76. 根據(jù)權(quán)利要求75所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述檢測裝置(200)包括基于所述積分值和所述運算值之間的差檢 測所述積分值的改變量的裝置。
77. 根據(jù)權(quán)利要求75所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述檢測裝置(200)包括基于所述積分值和所述運算值之間的差的絕對值檢測所述積分值的改變量的裝置。
78. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括在參考所 確定的范圍判定的研究范圍中確定其強度高于相鄰曲柄角的強度的曲柄角 的裝置(200);其中所述第一判定裝置(200)包括在限定為所述內(nèi)燃機(100)的基準 振動的波形模型中強度變?yōu)樽罡叩恼龝r與所述確定的曲柄角匹配時，基于 所述波形和所述波形模型的比較結(jié)果，判定所確定的范圍的所述積分值是 否不是因為爆震而已經(jīng)改變的裝置。
79. 根據(jù)權(quán)利要求78所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括計算對應(yīng) 于所述波形和所述波形模型之間的差的系數(shù)使得所述系數(shù)隨著所述波形和 所述波形模型之間的差變小而變大的裝置(200);其中所述第一判定裝置(200)包括如果所述系數(shù)大于閾值，判定所確定的范圍的所述積分值己經(jīng)因 為爆震而改變的裝置；以及如果所述系數(shù)小于所述閾值，判定所確定的范圍的所述積分值不 是因為爆震而改變的裝置。
80. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述第一判定裝置(200)包括如果所確定的曲柄角位于預(yù)定范圍，判定所確定的范圍的積分值不是因為爆震而改變的裝置。
81. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述確定裝置(200)包括在所述多個曲柄角范圍中確定其中所述積分值的改變量較大的多個曲柄角范圍的裝置；以及所述第一判定裝置(200)包括判定所述多個確定的范圍的所述積分 值是否不是因為爆震而改變的裝置。
82. 根據(jù)權(quán)利要求81所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括 如果判定所述多個確定的范圍中至少一個的積分值因為爆震而己經(jīng)改 變，抑制所述檢測到的波形的修正的裝置(200)。
83. 根據(jù)權(quán)利要求81所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，其中 所述修正裝置(200)包括如果判定所述多個所確定的范圍的至少一個的所述積分值不是因為爆震而改變，修正所述檢測到的振動波形使得 其中所述積分值被判定不是因為爆震而改變的范圍的積分值的改變量變小 的裝置。
84. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的內(nèi)燃機的爆震判定設(shè)備，還包括 用于使用所述修正波形的所述積分值之和修正用于判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震的判定值的裝置(200);其中所述第二判定裝置(200)包括基于所述內(nèi)燃機(100)的振動強度 和所述修正判定值之間的比較結(jié)果判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震，由此使用所述 修正波形的所述積分值的每個之和判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震的裝置。
全文摘要
一種發(fā)動機ECU執(zhí)行的程序包括以下步驟為六個曲柄角范圍的每一個的振動強度進行積分值進行積分計算15積分值(S110)；檢測點火循環(huán)之間的15度積分值的改變量(S112)；確定具有較大改變量的兩個范圍(S114)；在被判定為與確定范圍相同的研究范圍中確定強度大于鄰近曲柄角的曲柄角(S116)；計算與振動波形和爆震波形模型之間的差對應(yīng)的關(guān)聯(lián)系數(shù)K(S122)，同時將確定的曲柄角與爆震波形模型中強度達到峰值的正時匹配；以及，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)K大于閾值K(0)(S126)，判定已經(jīng)發(fā)生爆震(S128)。
文檔編號F02D45/00GK101356356SQ20078000126
公開日2009年1月28日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者千田健次, 吉原正朝, 大原康司, 大江修平, 山迫靖廣, 枡田哲, 竹村優(yōu)一, 笠島健司, 花井紀仁, 金子理人 申請人:豐田自動車株式會社;株式會社日本自動車部品綜合研究所