專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)爆震判定設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及爆震判定設(shè)備，更具體而言，涉及基于內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形 判定是否發(fā)生爆震的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，公知用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)爆震的技術(shù)。日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2001-227400公開(kāi)了一種能夠精確地判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震的用于內(nèi)燃機(jī)的爆 震控制設(shè)備。該用于內(nèi)燃機(jī)的爆震控制設(shè)備包括信號(hào)檢測(cè)器、發(fā)生時(shí)段檢 測(cè)器、波峰位置檢測(cè)器、爆震判定器和爆震控制器，其中信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè) 表示內(nèi)燃機(jī)中發(fā)生的振動(dòng)波形的信號(hào)(或者振動(dòng)波形信號(hào))，發(fā)生時(shí)段檢 測(cè)器將由檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)的振動(dòng)波形信號(hào)為預(yù)定值或者更高的時(shí)段檢 測(cè)為發(fā)生時(shí)段，波峰位置檢測(cè)器檢測(cè)在由發(fā)生時(shí)段檢測(cè)器檢測(cè)的發(fā)生時(shí)段 中的波峰位置，爆震判定器基于發(fā)生時(shí)段和波峰位置之間的關(guān)系判定內(nèi)燃 機(jī)是否發(fā)生爆震，爆震控制器根據(jù)爆震判定器的判定結(jié)果控制內(nèi)燃機(jī)的工 作狀態(tài)。當(dāng)相對(duì)于發(fā)生時(shí)段的波峰位置處于預(yù)定范圍中時(shí)，爆震判定器判 定發(fā)生 爆震。
根據(jù)在公開(kāi)中所揭示的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震控制設(shè)備，表示在內(nèi)燃機(jī)中 發(fā)生的振動(dòng)波形的信號(hào)是由信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)的。振動(dòng)波形信號(hào)為預(yù)定值或 者更高的發(fā)生時(shí)段和其中的波峰位置分別由發(fā)生時(shí)段檢測(cè)器和波峰位置檢 測(cè)器檢測(cè)。因而，爆震判定器能夠通過(guò)檢測(cè)振動(dòng)波形信號(hào)的發(fā)生時(shí)段中波 峰的位置來(lái)判定發(fā)生是否發(fā)生爆震。根據(jù)爆震判定結(jié)果，控制內(nèi)燃機(jī)的工 作狀態(tài)。當(dāng)相對(duì)于發(fā)生時(shí)段的波峰位置在預(yù)定范圍中時(shí)，即，當(dāng)波形的形 狀為波峰的位置相對(duì)于振動(dòng)波形信號(hào)的發(fā)生時(shí)段的預(yù)定長(zhǎng)度出現(xiàn)較早時(shí)， 爆震判定器將其識(shí)別為爆震特有的。因而，即使在內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)急劇 變化的過(guò)渡狀態(tài)或者當(dāng)電負(fù)荷開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)，可以精確地判定內(nèi)燃機(jī)是否發(fā)
生爆震，因而能夠適合地控制內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)。
然而，在內(nèi)燃機(jī)發(fā)生爆震時(shí)，幅度比因爆震引起的振動(dòng)大的振動(dòng)有時(shí) 會(huì)檢測(cè)為噪聲。即，在一些情況下，因爆震傳感器的異常或者因內(nèi)燃機(jī)自 身振動(dòng)引起的振動(dòng)的幅度會(huì)比因爆震引起的振動(dòng)大。在此情況下，利用曰
本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2001-227400的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震控制設(shè)備，會(huì)有這樣的 問(wèn)題，即在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際發(fā)生爆震時(shí)，基于相對(duì)于發(fā)生時(shí)段的波峰位置不在 預(yù)定范圍內(nèi)這樣的情況而判定發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有發(fā)生爆震。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠高精度地判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震 的爆震判定設(shè)備。
根據(jù)一方面，本發(fā)明提供一種用于判定內(nèi)燃機(jī)的爆震的爆震判定設(shè) 備。爆震判定設(shè)備包括曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元，其檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角； 波形檢測(cè)單元，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)單 元，其預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)波形，波形表示與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形，且不管內(nèi) 燃機(jī)的類(lèi)型和工作狀態(tài)如何都不變化；以及判定單元，其基于所檢測(cè)到的 波形和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā) 生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角，波形檢測(cè)單 元檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形。存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)與 爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)的波形，該波形不管內(nèi)燃機(jī)的類(lèi)型和工作狀態(tài)如何都不 變化?；谒鶛z測(cè)到的波形和所存儲(chǔ)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃 機(jī)中是否發(fā)生爆震。因而，如果例如可以規(guī)定一個(gè)與爆震相對(duì)應(yīng)的且不依 內(nèi)燃機(jī)的類(lèi)型和工作狀態(tài)而變化的振動(dòng)波形，可以預(yù)先形成和存儲(chǔ)作為當(dāng) 爆震發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)波形的爆震波形模型，并通過(guò)比較爆震波形模型和 所檢測(cè)到的波形，能夠判定是否發(fā)生爆震。此外，爆震波形模型是不依內(nèi) 燃機(jī)的類(lèi)型和工作狀態(tài)而變化的一個(gè)波形。因而，不必針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的不同 類(lèi)型和不同的工作狀態(tài)存儲(chǔ)大量爆震波形模型，因而，能夠減小預(yù)先要存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。此外，不必針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的不同類(lèi)型設(shè)定多個(gè)爆震波形模型，
因而設(shè)定所需的時(shí)間能夠變短。因而，能夠提供一種在能夠減小預(yù)先存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)量的同時(shí)能夠精確地判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震的爆震判定設(shè)備。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于判定內(nèi)燃機(jī)的爆震的爆震判定設(shè) 備。該爆震判定設(shè)備包括曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元，其檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn) 角；波形檢測(cè)單元，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ) 單元，其預(yù)先存儲(chǔ)內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)振動(dòng)波形，振動(dòng)波形與內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài) 相對(duì)應(yīng)；以及判定單元，其基于所檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的多 個(gè)波形中與內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃 機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角，波形檢測(cè)單 元檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形。存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)內(nèi)燃機(jī)的多 個(gè)振動(dòng)波形，該振動(dòng)波形與內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)(諸如曲軸的轉(zhuǎn)數(shù))相對(duì) 應(yīng)?；谒鶛z測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī) 中是否發(fā)生爆震。具體地，通過(guò)實(shí)驗(yàn)等準(zhǔn)備表示爆震發(fā)生時(shí)的振動(dòng)波形且 與工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)爆震波形模型，并將其預(yù)先存儲(chǔ)。通過(guò)比較所檢 測(cè)到的波形和所存儲(chǔ)的多個(gè)爆震波形模型中與工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)，能 夠判定是否發(fā)生爆震。與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)可以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài) (其隨時(shí)間而變化)而具有不同的趨勢(shì)。因而，通過(guò)存儲(chǔ)與內(nèi)燃機(jī)的工作 狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)爆震波形模型，可以提供一種能夠精確地判定在內(nèi)燃機(jī) 中是否發(fā)生爆震的爆震判定設(shè)備。
優(yōu)選地，爆震判定設(shè)備還包括轉(zhuǎn)數(shù)感測(cè)單元，其感測(cè)內(nèi)燃機(jī)的輸出軸 的轉(zhuǎn)數(shù)。存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形。判定單元基于 所檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中與所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的波形之間的 比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)例如通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的、與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸 (發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸)的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形。通過(guò)比較所檢測(cè)到的波 形與所存儲(chǔ)的多個(gè)波形中與所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的波形來(lái)高精度地判定在 內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
更優(yōu)選地，爆震判定設(shè)備還包括負(fù)荷率感測(cè)單元，其感測(cè)內(nèi)燃機(jī)的負(fù) 荷率。存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)與負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形。判定單元基于 所檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中與所感測(cè)的負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形之間 的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)例如通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的、與內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷率 相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形。通過(guò)比較所檢測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的多個(gè)波形中 與所感測(cè)的負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形來(lái)高精度地判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆 震。
更優(yōu)選地，爆震判定設(shè)備還包括轉(zhuǎn)數(shù)感測(cè)單元，其感測(cè)內(nèi)燃機(jī)的輸出 軸的轉(zhuǎn)數(shù)，以及負(fù)荷率感測(cè)單元，其感測(cè)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷率。存儲(chǔ)單元預(yù)先 存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形。判定單元基于所檢測(cè)到的波 形與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中與所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)和所感測(cè)的負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形之 間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)例如通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的、與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸 (發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸)的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形。通過(guò)比較所檢 測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的多個(gè)波形中與所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形 來(lái)高精度地判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
更優(yōu)選地，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū) 間的波形。第一和第二轉(zhuǎn)角都大于或者都小于與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的 轉(zhuǎn)角。
根據(jù)本發(fā)明，由于第一和第二轉(zhuǎn)角都大于或者都小于與振動(dòng)波形的峰 值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角，振動(dòng)波形的上升部分或者衰減部分都可以用作爆震波形 模型。因而，通過(guò)比較爆震波形模型與所檢測(cè)到的波形的上升部分或者衰 減部分的波形，能夠高精度地判定爆震特有的波形的形狀。此外，僅僅存 儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)的特征部分，因而能夠減小預(yù)先要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
更優(yōu)選地，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū) 間的波形。區(qū)間包括與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的第一轉(zhuǎn)角和第 二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形，因而，覆蓋包括峰值的振動(dòng)波形的上升部分和 衰減部分中至少一者的波形能夠用作爆震波形模型。因而，通過(guò)比較爆震
波形模型與對(duì)應(yīng)區(qū)間的波形，能夠高精度地判定爆震特有的波形的形狀， 因?yàn)榘ǚ逯挡糠值牟ㄐ尉哂懈咝盘?hào)輸出。此外，僅僅存儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng) 的振動(dòng)的特征部分，因而能夠減小預(yù)先要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
更優(yōu)選地，第一轉(zhuǎn)角是與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。 根據(jù)本發(fā)明，第一轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于振動(dòng)波形的峰值。具體地，覆蓋包括峰 值的振動(dòng)波形的上升部分和衰減部分中至少一者的波形能夠用作爆震波形 模型。因而，通過(guò)比較爆震波形模型與對(duì)應(yīng)區(qū)間的波形，能夠高精度地判 定爆震特有的波形的形狀，因?yàn)榘ǚ逯挡糠值牟ㄐ尉哂懈咝盘?hào)輸出。 更優(yōu)選地，第二轉(zhuǎn)角是從第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。 根據(jù)本發(fā)明，第二轉(zhuǎn)角是從對(duì)應(yīng)于峰值的第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的 轉(zhuǎn)角。具體地，通過(guò)存儲(chǔ)從與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的第一轉(zhuǎn)角到第二轉(zhuǎn) 角的區(qū)間的波形，包括峰值的振動(dòng)波形的衰減部分能夠用作爆震波形模 型。因而，由于包括峰值的部分的波形的信號(hào)輸出較高，通過(guò)比較爆震波 形模型與所檢測(cè)到的包括峰值的衰減部分的波形，能夠高精度地判定爆震 特有的波形的形狀。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于判定內(nèi)燃機(jī)的爆震的爆震判定設(shè) 備。該爆震判定設(shè)備包括曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元，其檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn) 角；波形檢測(cè)單元，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ) 單元，其預(yù)先存儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形的振幅的包絡(luò)線(xiàn)；以及判定單 元，其基于所檢測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的包絡(luò)線(xiàn)之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi) 燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角，波形檢測(cè)單 元檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形。存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)與爆震 相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形的振幅的包絡(luò)線(xiàn)?；谒鶛z測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的包絡(luò) 線(xiàn)之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。具體地，通過(guò)實(shí)驗(yàn)等 基于發(fā)生爆震時(shí)振動(dòng)波形的振幅的包絡(luò)線(xiàn)準(zhǔn)備爆震波形模型，并將其預(yù)先 存儲(chǔ)。通過(guò)比較所檢測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的包絡(luò)線(xiàn)，能夠判定是否發(fā)生爆 震。因而，能夠不僅基于內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)的幅度而且基于振動(dòng)發(fā)生時(shí)的曲軸轉(zhuǎn) 角來(lái)判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震。此外，在振動(dòng)波形的峰值之后的振幅的包
絡(luò)線(xiàn)具有爆震特有的振動(dòng)衰減曲線(xiàn)。因而，可以提供這樣一種爆震判定設(shè) 備，其通過(guò)比較所檢測(cè)到的波形與爆震波形模型而能夠精確地判定在內(nèi)燃 機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于判定內(nèi)燃機(jī)的爆震的爆震判定設(shè) 備。該爆震判定設(shè)備包括曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元，其檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn) 角；波形檢測(cè)單元，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ) 單元，其預(yù)先存儲(chǔ)與內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角之后預(yù)定的衰 減率；以及判定單元，其基于所檢測(cè)到的波形與從所存儲(chǔ)的衰減率得到的 波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震。
根據(jù)本發(fā)明，曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角，波形檢測(cè)單 元檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)波形。存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)與內(nèi)燃 機(jī)的振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角之后預(yù)定的衰減率?；谒鶛z測(cè)到的波 形與從所存儲(chǔ)的衰減率得到的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在內(nèi)燃機(jī)中是否 發(fā)生爆震。具體地，通過(guò)實(shí)驗(yàn)等預(yù)先存儲(chǔ)在與爆震發(fā)生時(shí)的振動(dòng)波形的峰 值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角之后的衰減率，并比較所檢測(cè)到的波形與從所存儲(chǔ)的衰減 率得到的波形，能夠判定是否發(fā)生爆震。因而，能夠不僅基于內(nèi)燃機(jī)振動(dòng) 的幅度而且基于振動(dòng)發(fā)生時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角來(lái)判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震。此 外，根據(jù)預(yù)定的衰減率，能夠近似計(jì)算在與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)峰值之后的 衰減波形，因而，能夠減小預(yù)先要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量?？蛇x地，通過(guò)存儲(chǔ)多個(gè) 衰減率，可以提供這樣一種爆震判定設(shè)備，其通過(guò)比較所檢測(cè)到的波形與 從與內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的衰減率得到的波形能夠精確地判定在內(nèi)燃 機(jī)中是否發(fā)生爆震。
優(yōu)選地，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間 的波形。第一轉(zhuǎn)角是與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
根據(jù)本發(fā)明，由于存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的第一轉(zhuǎn)角 和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形，包括峰值的振動(dòng)波形的衰減部分能夠用作 爆震波形模型。因而，通過(guò)比較爆震波形模型與所檢測(cè)到的波形中包括峰 值的衰減部分的波形，能夠高精度地判定爆震特有的波形的形狀，因?yàn)榘?括峰值部分的波形具有高信號(hào)輸出。此外，僅僅存儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)
的特征部分，因而能夠減小預(yù)先要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
更優(yōu)選地，第二轉(zhuǎn)角是從第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。 根據(jù)本發(fā)明，第二轉(zhuǎn)角是從對(duì)應(yīng)于振動(dòng)波形的峰值的第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了 預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。具體地，通過(guò)存儲(chǔ)從與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的第一轉(zhuǎn) 角到第二轉(zhuǎn)角的區(qū)間的波形，包括峰值的振動(dòng)波形的衰減部分能夠用作爆 震波形模型。因而，由于包括峰值的部分的波形的信號(hào)輸出較高，通過(guò)比 較爆震波形模型與所檢測(cè)到的包括峰值的衰減部分的波形，能夠高精度地 判定爆震特有的波形的形狀。


圖1是示出由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爆震判定設(shè)備控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意 構(gòu)造圖。
圖2是表示在發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生的振動(dòng)的頻率的圖。 圖3表示爆震波形模型(1)。
圖4表示限定爆震波形模型的區(qū)間。
圖5表示爆震波形模型(2)。
圖6表示由爆震傳感器感測(cè)的振動(dòng)波形。
圖7A至圖7C示出不同發(fā)動(dòng)機(jī)速度下的振動(dòng)波形。
圖8是圖示由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖9A和圖9B表示與發(fā)動(dòng)機(jī)的速度相對(duì)應(yīng)的爆震波形模型。
圖IOA和圖IOB表示發(fā)動(dòng)機(jī)速度和衰減率之間關(guān)系。
圖11是表示用于比較歸一化振動(dòng)波形與爆震波形模型的正時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在以下描述中，相同的部件用 相同的參考符號(hào)表示。其名稱(chēng)和功能也相同。因而，不再重復(fù)其詳細(xì)描 述。
參照?qǐng)D1，將描述包括了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爆震判定設(shè)備的車(chē)輛的 發(fā)動(dòng)機(jī)100。本實(shí)施例的爆震判定設(shè)備由例如發(fā)動(dòng)機(jī)ECU (電子控制單
元)200執(zhí)行的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)IOO是這樣的內(nèi)燃機(jī)，在其中，通過(guò)空氣濾清器102吸入的空 氣與由噴射器104噴射的燃料的混合氣由火花塞106點(diǎn)燃，然后在燃燒室 中燃燒。
空氣燃料混合氣的燃燒產(chǎn)生了將活塞108向下壓的燃燒壓力，由此曲 軸110旋轉(zhuǎn)。已燃空氣燃料混合氣(或者排出氣體)由三元催化劑112凈 化，然后排出到車(chē)外。吸入發(fā)動(dòng)機(jī)110的空氣量由節(jié)氣門(mén)114調(diào)節(jié)。
發(fā)動(dòng)機(jī)100由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200控制，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200具有與其相連的 爆震傳感器300、水溫傳感器302、與正時(shí)轉(zhuǎn)子304相對(duì)布置的曲軸位置 傳感器306、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器308、車(chē)輛速度傳感器310和點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 312。
爆震傳感器300由壓電元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)100振動(dòng)，爆震傳感 器300產(chǎn)生幅度對(duì)應(yīng)于振動(dòng)幅度的電壓。爆震傳感器300將表示該電壓的 信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU200。水溫傳感器302檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的水套內(nèi)冷 卻水的溫度，然后將表示檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU200。
正時(shí)轉(zhuǎn)子304設(shè)置在曲軸110處，并隨著曲軸IIO旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。正時(shí) 轉(zhuǎn)子304的外周設(shè)置有多個(gè)以預(yù)定的距離間隔開(kāi)的突起。曲軸位置傳感器 306與正時(shí)轉(zhuǎn)子304的突起相對(duì)布置。當(dāng)正時(shí)轉(zhuǎn)子304旋轉(zhuǎn)時(shí)，正時(shí)轉(zhuǎn)子 304的突起和曲軸位置傳感器306之間的空氣間隙變化，使得通過(guò)曲軸位 置傳感器的線(xiàn)圈部分的磁通量增大/減小，由此產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。曲軸位置傳 感器306將表示電動(dòng)勢(shì)的信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU200。根據(jù)從曲軸位置傳 感器306傳輸?shù)男盘?hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200檢測(cè)曲軸IIO的曲軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)數(shù)。
節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器308檢測(cè)節(jié)氣門(mén)打開(kāi)位置，并將表示檢測(cè)結(jié)果的信 號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU200。車(chē)輛速度傳感器310檢測(cè)車(chē)輪(未示出)的轉(zhuǎn) 數(shù)，并將表示檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU200。根據(jù)車(chē)輪的轉(zhuǎn)數(shù)， 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200計(jì)算車(chē)輛速度。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)312由駕駛員開(kāi)啟，以起動(dòng)發(fā)動(dòng) 機(jī)100。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200使用從各個(gè)傳感器和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)312傳輸?shù)男盘?hào)以及存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中的映射圖和程序，來(lái)進(jìn)行控制設(shè)備的操作，使得發(fā)動(dòng)機(jī)100達(dá)到所期望的驅(qū)動(dòng)狀況。
在本實(shí)施例中，使用從爆震傳感器300傳輸?shù)男盘?hào)和曲軸轉(zhuǎn)角，發(fā)動(dòng)
機(jī)ECU200在預(yù)定的爆震檢測(cè)距離(從預(yù)定第一曲軸轉(zhuǎn)角到預(yù)定第二曲軸 轉(zhuǎn)角的區(qū)間)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)的波形(以下，該振動(dòng)的波形也將簡(jiǎn) 稱(chēng)為"振動(dòng)波形")，并根據(jù)所檢測(cè)到的振動(dòng)波形判定發(fā)動(dòng)機(jī)100是否發(fā) 生爆震。本實(shí)施例的爆震檢測(cè)距離是在燃燒行程中從上死點(diǎn)(0° )到 90° 。注意，爆震檢測(cè)距離不限于此。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)100發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)的頻率在由圖2中 的實(shí)線(xiàn)表示的頻率附近。即，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)100發(fā)生振動(dòng)時(shí)，發(fā)生振動(dòng)的頻率 包括在第一頻帶A、第二頻帶B、第三頻帶C和第四頻帶D中。在圖2 中，CA表示曲軸轉(zhuǎn)角。包括因爆震引起的振動(dòng)的頻率的頻帶的數(shù)量不限于 四個(gè)。
在這些頻帶中，第四頻帶D包括由圖2中的點(diǎn)劃線(xiàn)表示的、發(fā)動(dòng)機(jī) 100自身的共振頻率。不管是否有爆震，共振頻率的振動(dòng)都產(chǎn)生。
因而，在本實(shí)施例中，基于不包括共振頻率的第一至第三頻帶A至C 的振動(dòng)幅度檢測(cè)振動(dòng)波形。用在檢測(cè)振動(dòng)波形中的頻帶數(shù)量不限于三個(gè)。 注意。在受發(fā)動(dòng)機(jī)自身共振或者機(jī)械噪聲影響較小的發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以不必 選擇頻帶。至于提取頻帶的方法，可以采用任何公知的方法。所檢測(cè)到的 振動(dòng)波形與后述的爆震波形模型進(jìn)行比較。
為了判定是否發(fā)生了爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200的存儲(chǔ)器202存儲(chǔ)爆震波 形模型。爆震波形模型是如圖3中的虛線(xiàn)所示、發(fā)動(dòng)機(jī)100發(fā)生爆震的振 動(dòng)波形的模型。
在爆震波形模型中，振動(dòng)大小由無(wú)量綱數(shù)字0至1表示，并不唯一地 對(duì)應(yīng)于曲軸轉(zhuǎn)角。更具體地，對(duì)于本實(shí)施例的爆震波形模型，盡管確定了 振動(dòng)的幅度在振動(dòng)幅度的峰值之后隨著曲軸轉(zhuǎn)角增大而減小，但是不確定 振動(dòng)幅度為峰值時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角。在本實(shí)施例中，爆震波形模型存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器202中，且振動(dòng)幅度為峰值時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角設(shè)定為零。
爆震波形模型是第一到第三頻帶A至C的合成波(實(shí)線(xiàn))的振幅(振 動(dòng)幅度)的包絡(luò)線(xiàn)。計(jì)算包絡(luò)線(xiàn)的方法不受特定的限制，可以用任何公知
的方法計(jì)算。例如，其可以通過(guò)每隔預(yù)定轉(zhuǎn)角對(duì)振幅進(jìn)行積分來(lái)計(jì)算，或 者其可以使用均方根(RMS)或者希耳伯特包絡(luò)來(lái)計(jì)算。在本實(shí)施例中，
通過(guò)每隔五度(5° )對(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)等獲得的波形的第一至第三頻帶A至C
的每個(gè)的振幅進(jìn)行積分，并通過(guò)將第一至第三頻帶的積分值進(jìn)行合成來(lái)計(jì) 算包絡(luò)線(xiàn)。
在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D4，在通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的波形中，例如，將從轉(zhuǎn) 角a (1)到轉(zhuǎn)角a (2)的區(qū)間(虛線(xiàn))的波形設(shè)定為爆震波形模型，其 中轉(zhuǎn)角。(1)對(duì)應(yīng)于爆震產(chǎn)生的振動(dòng)幅度的峰值，轉(zhuǎn)角a (2)從轉(zhuǎn)角a (1)前進(jìn)預(yù)定的轉(zhuǎn)角。爆震波形模型不限于此區(qū)間。例如，轉(zhuǎn)角a (1) 和a (2)可以都大于或者小于對(duì)應(yīng)于振動(dòng)波形峰值的轉(zhuǎn)角，覆蓋爆震引起 的振動(dòng)的上升部分或者衰減部分中任一者的波形可以設(shè)定為爆震波形模 型。可選地，覆蓋因爆震引起的振動(dòng)的上升部分和衰減部分中至少一者的 波形可以設(shè)定為爆震波形模型。
爆震模型是這樣的獲得的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等強(qiáng)制發(fā)動(dòng)機(jī)100爆震，檢測(cè)發(fā) 動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)波形，根據(jù)此波形形成爆震波形模型，然后將其進(jìn)行預(yù)先 存儲(chǔ)。
注意，爆震波形模型不具體地限制為如上所述所檢測(cè)到的與爆震相對(duì) 應(yīng)的振動(dòng)的、第一至第三頻帶A至C的合成波的振幅的包絡(luò)線(xiàn)。例如，可 以基于預(yù)定的衰減率、通過(guò)規(guī)定與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)的衰減部分的近似波 形的方程式計(jì)算爆震波形模型。具體地，參照?qǐng)D5，與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng) 的衰減波形能夠近似地用指數(shù)函數(shù)式表示(振動(dòng)大小)=exp (—入X 曲軸轉(zhuǎn)角)，其中A表示衰減率(對(duì)數(shù)衰減率)。因而，僅僅衰減率入 和上述式必須預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中。同樣以此方式，可以形成對(duì)應(yīng)于 圖4所示的從轉(zhuǎn)角a (1)到轉(zhuǎn)角a (2)的區(qū)間的波形的爆震波形模型， 其中轉(zhuǎn)角a (1)對(duì)應(yīng)于振動(dòng)的峰值，轉(zhuǎn)角a (2)從轉(zhuǎn)角a (1)前進(jìn)預(yù)定 的轉(zhuǎn)角?？梢杂貌煌姆椒ㄐ纬杀鸩ㄐ文Ｐ?。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200比較所檢測(cè)到的波形與所存儲(chǔ)的爆震波形模型，并判 定發(fā)動(dòng)機(jī)IOO是否發(fā)生爆震。
在本實(shí)施例中，圖6所示的從轉(zhuǎn)角P (1)到轉(zhuǎn)角P (2)的區(qū)間用
作用于判定爆震波形模型的區(qū)間，其中轉(zhuǎn)角3 (1)對(duì)應(yīng)于由爆震傳感器 300檢測(cè)的波形的峰值，轉(zhuǎn)角3 (2)從轉(zhuǎn)角3 (1)前進(jìn)預(yù)定的轉(zhuǎn)角。判 定區(qū)間限定在爆震檢測(cè)距離內(nèi)，并對(duì)應(yīng)于上述的爆震判定模型的設(shè)定區(qū) 間。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200計(jì)算由爆震傳感器300檢測(cè)的波形的第一至第三頻率 的合成波(實(shí)線(xiàn))的振幅的包絡(luò)線(xiàn)(虛線(xiàn))。計(jì)算包絡(luò)線(xiàn)的方法與針對(duì)爆 震波形模型的方法相同，因而，其詳細(xì)描述將不再重復(fù)。
本發(fā)明的特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中的爆震波形 模型和所檢測(cè)到的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在發(fā)動(dòng)機(jī)100中是否發(fā)生爆 震。
注意，在本實(shí)施例中，爆震波形模型包括對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)100的工作狀 態(tài)的多個(gè)爆震波形模型。如圖7A至圖7C所示，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸 IIO的轉(zhuǎn)數(shù)，與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形示出不同的趨勢(shì)。尤其是，圖7A至 圖7C所示的波形的衰減部分隨著轉(zhuǎn)數(shù)變高而變更緩和。與爆震相對(duì)應(yīng)的 振動(dòng)的峰值之后的衰減具有依賴(lài)于曲軸轉(zhuǎn)角的分量和依賴(lài)于實(shí)時(shí)時(shí)間的分 量。因而，當(dāng)曲軸IIO高速旋轉(zhuǎn)(伴隨轉(zhuǎn)數(shù)較高)，依賴(lài)于實(shí)時(shí)時(shí)間的分 量的影響相對(duì)增大，依賴(lài)于曲軸轉(zhuǎn)角的分量的影響減小，由此波形的衰減 區(qū)域更緩和。
參考圖9，將描述在根據(jù)本實(shí)施例的爆震判定設(shè)備中由發(fā)動(dòng)機(jī)200執(zhí) 行的程序控制結(jié)構(gòu)。
在步驟(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為"S" ) 100，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200根據(jù)從爆震傳感器 300傳輸?shù)男盘?hào)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)幅度。振動(dòng)幅度由爆震傳感器300 輸出的電壓值表示。注意，振動(dòng)幅度可以由與從爆震傳感器300輸出的電 壓值相對(duì)應(yīng)的值表示。在燃燒行程中，在從上死點(diǎn)到90°曲軸轉(zhuǎn)角之間的 轉(zhuǎn)角對(duì)振動(dòng)幅度進(jìn)行檢測(cè)。
在S102，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200每隔五度的曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)從爆震傳感器300輸 出的電壓值(即，表示振動(dòng)幅度)進(jìn)行積分計(jì)算(以下還稱(chēng)為"積分 值")。針對(duì)第一至第三頻帶A至C的每個(gè)的振動(dòng)計(jì)算積分值。
在S104，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200將相應(yīng)頻帶的振動(dòng)波形進(jìn)行合成。具體地，
根據(jù)所計(jì)算的積分值，將第一至第三頻帶A至C的振動(dòng)的積分值進(jìn)行合 成。因而，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)波形的振幅的包絡(luò)線(xiàn)。
在S106,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200使用合成振動(dòng)波形的積分值的最大值對(duì)波形 進(jìn)行歸一化。此處，對(duì)波形進(jìn)行歸一化意思是例如將各積分值除以所檢測(cè) 到的波形中積分值的最大值，使得振動(dòng)幅度由無(wú)量綱數(shù)字0至l表示。每 個(gè)積分值的除數(shù)不限于積分值的最大值。
在S108，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200設(shè)定爆震波形模型。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī) ECU200感測(cè)從曲軸位置傳感器306接收到的曲軸110的轉(zhuǎn)數(shù)，并設(shè)定對(duì) 應(yīng)于所感測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)的爆震波形模型。例如，諸如圖9所示的映射圖預(yù)先存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器202中，ECU可以從該映射圖插值計(jì)算對(duì)應(yīng)于所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)的爆 震波形模型。
可選地，當(dāng)參照?qǐng)D5所述用預(yù)定衰減率人和指數(shù)函數(shù)式計(jì)算的近似 波形用作爆震波形模型時(shí)，如圖10A所示對(duì)應(yīng)于每隔1000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)的衰 減率A的值可以作為映射圖存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中，可以插值計(jì)算與爆震 相對(duì)應(yīng)的波形模型、與從曲軸位置傳感器306接收的曲軸110的轉(zhuǎn)數(shù)一致 的率減率A,從而設(shè)定爆震波形模型?？蛇x地，諸如圖10B所示的映射圖 可以預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中，可以從映射圖計(jì)算對(duì)應(yīng)于所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)的 衰減率A的值，以設(shè)定爆震波模型，或者衰減率A可以存儲(chǔ)為函數(shù)。具 體地，可以預(yù)先存儲(chǔ)衰減率X=fl (轉(zhuǎn)數(shù)Ne)的函數(shù)式，并基于所感測(cè) 的轉(zhuǎn)數(shù)Ne計(jì)算衰減率入。
此外，盡管已經(jīng)在本實(shí)施例中描述了基于轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算衰減率入的值， 但是可以不基于轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)計(jì)算。例如，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)荷率，與爆震 相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)的波形也趨于不同。負(fù)荷率表示實(shí)際進(jìn)氣量相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī) 100滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣量的比率。因而，能夠基于由設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)100的進(jìn) 氣系統(tǒng)中的空氣流量計(jì)(未示出)所感測(cè)的進(jìn)氣量計(jì)算負(fù)荷率。
如圖9B所示，與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形的衰減部分隨著發(fā)動(dòng)機(jī)100 的曲軸上的負(fù)荷增大(負(fù)荷率增大)而變緩和，并隨著負(fù)荷減小(負(fù)荷率 減小)而變陡。
因而，如圖9B所示的、表示負(fù)荷率KL和衰減率之間的關(guān)系的映射圖
可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中，并通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)100的進(jìn)氣量檢測(cè)負(fù)荷率，可 以從該映射圖計(jì)算對(duì)應(yīng)于所感測(cè)的負(fù)荷率的衰減率入的值，從而設(shè)定爆 震波形模型。
該映射圖不限于圖9B所示的映射圖，可以存儲(chǔ)如圖10B所示的、負(fù) 荷率代替轉(zhuǎn)數(shù)Ne作為橫軸的映射圖?？蛇x地，衰減率入可以存儲(chǔ)為發(fā)動(dòng) 機(jī)100的負(fù)荷率KL的函數(shù)。具體地，可以預(yù)先存儲(chǔ)衰減率A 二f2 (負(fù)荷 率KL)的函數(shù)式，并基于所感測(cè)的負(fù)荷率KL計(jì)算衰減率入。
可選地，衰減率入可以存儲(chǔ)為發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)數(shù)Ne和負(fù)荷率KL的 函數(shù)。具體地，可以預(yù)先存儲(chǔ)衰減率A 二f3 (轉(zhuǎn)數(shù)Ne，負(fù)荷率KL)的函 數(shù)式，并可以基于所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)NE和所感測(cè)的負(fù)荷率KL計(jì)算衰減率入。 可以預(yù)先存儲(chǔ)衰減率入、轉(zhuǎn)數(shù)Ne和負(fù)荷率KL的三維映射圖(未示出)， 并可以基于所感測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)NE和所感測(cè)的負(fù)荷率KL計(jì)算衰減率入。
在SllO，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200計(jì)算相關(guān)系數(shù)K，該相關(guān)系數(shù)K是關(guān)于歸 一化的振動(dòng)波形和爆震波形模型之間偏差的值。使歸一化的振動(dòng)波形的最 大振動(dòng)幅度時(shí)刻與爆震波形模型的最大振動(dòng)幅度時(shí)刻一致，同時(shí)針對(duì)每個(gè) (每隔五度)曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)算歸一化的振動(dòng)波形和爆震波形模型之間的偏差 絕對(duì)值(或者偏離量)，由此獲得相關(guān)系數(shù)K。
當(dāng)我們用AS (I)(其中I是自然數(shù))表示每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角的歸一化振 動(dòng)波形和爆震波形模型之間的偏差絕對(duì)值，用S表示將爆震波形模型的振 動(dòng)幅度相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行積分的值(即，爆震波形模型的面積)時(shí)，于
是由式k= (s—i:as a) ) /s計(jì)算相關(guān)系數(shù)k，其中，i:as (i)表示
從上死點(diǎn)到90°的AS (I)之和。注意，可以用不同的方法計(jì)算相關(guān)系數(shù) K。
在S112，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200計(jì)算爆震強(qiáng)度N。當(dāng)我們用P表示所計(jì)算的 積分值的最大值，用BGL (Back Ground Level)表示發(fā)動(dòng)機(jī)100不發(fā)生爆 震時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)幅度的值時(shí)，由式N^PXK/BGL計(jì)算爆震強(qiáng)度N。 BGL存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器202中。注意可以用不同的方法計(jì)算爆震強(qiáng)度N。
在SI 14，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200判定爆震強(qiáng)度N是否大于預(yù)定的基準(zhǔn)值。 如果爆震強(qiáng)度N大于預(yù)定基準(zhǔn)值(在S114中為是)，控制進(jìn)行到S116。 否則(在S114為否)，控制進(jìn)行到S120。
在S116，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200判定發(fā)動(dòng)機(jī)IOO發(fā)生爆震。在S118，發(fā)動(dòng) 機(jī)ECU200延遲點(diǎn)火。在S120，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200判定發(fā)動(dòng)機(jī)IOO不發(fā)生爆 震。在S126，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU200提前點(diǎn)火。
將描述基于上述構(gòu)造和流程圖、本實(shí)施例的爆震判定設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī) ECU200的工作。
當(dāng)駕駛員開(kāi)啟點(diǎn)火開(kāi)關(guān)312，發(fā)動(dòng)機(jī)100起動(dòng)時(shí)，根據(jù)從爆震傳感器 300傳輸?shù)男盘?hào)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)幅度(S100)。
在燃燒行程的上死點(diǎn)到90°的范圍，針對(duì)第一至第三頻帶A至C的 每個(gè)的相應(yīng)振動(dòng)計(jì)算每隔五度的積分值(S102)。然后在所計(jì)算的積分值 中，將第一至第三頻帶A至C的振動(dòng)的積分值合成在一起(S104)。因 而，將發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)波形檢測(cè)為第一至第三頻帶A至C的振動(dòng)的合成
、、 由于使用每隔五度的積分值來(lái)檢測(cè)振動(dòng)波形，所以可以檢測(cè)細(xì)微變化 受到抑制的振動(dòng)波形。在這樣檢測(cè)的振動(dòng)波形的積分值中，最大積分值用 來(lái)對(duì)波形進(jìn)行歸一化(S106)。
此處，假定每個(gè)積分值除以從轉(zhuǎn)角P (1)到5°的積分值，且對(duì)振 動(dòng)波形進(jìn)行歸一化。通過(guò)歸一化，振動(dòng)波形的振動(dòng)大小由無(wú)量綱數(shù)字0至 1表示。因而，不管振動(dòng)幅度如何，所檢測(cè)到的振動(dòng)波形能夠與爆震波形 模型進(jìn)行比較。這能夠消除存儲(chǔ)大量的對(duì)應(yīng)于振動(dòng)幅度的爆震波形模型的 必要性，因而便于準(zhǔn)備爆震波形模型。
設(shè)定與由曲軸位置傳感器306感測(cè)的曲軸110的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的爆震波 形模型(S108),并如圖11所示，使歸一化的振動(dòng)波形的最大振動(dòng)幅度 時(shí)刻與爆震波形模型的最大振動(dòng)幅度時(shí)刻一致，同時(shí)針對(duì)每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角計(jì) 算歸一化的振動(dòng)波形和爆震波形模型之間的偏差絕對(duì)值A(chǔ)S (I)(陰影部分)。
使用AS (I)的總和EAS (I)和表示爆震波形模型的振動(dòng)幅度相對(duì) 于曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行積分的值S來(lái)計(jì)算相關(guān)系數(shù)K二 (S—EAS (I) ) /S (S110)。這允許用數(shù)值表示所檢測(cè)到的振動(dòng)波形和爆震波形模型之間的
一致程度，因而允許進(jìn)行客觀的判定。
所計(jì)算的相關(guān)系數(shù)K與最大積分值P的乘積除以BGL，以計(jì)算爆震
強(qiáng)度N (S112)。因而，使用振動(dòng)幅度和所檢測(cè)到的振動(dòng)波形與爆震波形 模型之間的一致程度，能夠更詳細(xì)地分析發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)是否由爆震引 起的。此處，假定相關(guān)系數(shù)K與從轉(zhuǎn)角P (1)前進(jìn)到5°的積分值的乘 積除以BGL以計(jì)算爆震強(qiáng)度N。
如果爆震強(qiáng)度N大于預(yù)定基準(zhǔn)值(在S114中為是)，則判定發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)生爆震(S116)，并延遲點(diǎn)火(S118)以抑制爆震。
如果爆震強(qiáng)度N不大于預(yù)定基準(zhǔn)值(在S114中為否)，則判定發(fā)動(dòng) 機(jī)沒(méi)有發(fā)生爆震(S120)，并提前點(diǎn)火(S122)。
如上所示，在根據(jù)本實(shí)施例的爆震判定設(shè)備中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU基于從 爆震傳感器傳輸?shù)男盘?hào)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)波形，并通過(guò)比較振動(dòng)波形和爆 震波形模型，計(jì)算相關(guān)系數(shù)。例如，通過(guò)實(shí)驗(yàn)等準(zhǔn)備表示發(fā)生爆震時(shí)振動(dòng) 波形且對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的多個(gè)爆震波形模型，并預(yù)先將其存儲(chǔ)。通過(guò)比 較所檢測(cè)到的波形和所存儲(chǔ)的多個(gè)爆震波形模型中與所感測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度 相對(duì)應(yīng)的波形進(jìn)行比較，可以判定是否已經(jīng)發(fā)生爆震。因而，可以通過(guò)存 儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的多個(gè)爆震波形模型，并和所檢測(cè)到的波形比較，可 以提供一種能夠精確地判定在內(nèi)燃機(jī)中是否發(fā)生爆震的爆震判定設(shè)備。
此外，通過(guò)比較爆震波形模型與包括振動(dòng)波形的上升部分和衰減部分 中至少一者的波形，能夠高精度地判定爆震特有的波形的形狀。
此外，通過(guò)比較爆震波形模型與覆蓋包括峰值的振動(dòng)波形的衰減部分 的波形，且限定判定區(qū)間的轉(zhuǎn)角3 (1)設(shè)定為與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng) 的轉(zhuǎn)角，由于包括峰值的部分的波形的信號(hào)輸出較大，能夠高精度地判定 爆震特有的波形的形狀。
通過(guò)僅僅將與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)的特征部分存儲(chǔ)為爆震波形模型，能 夠減小預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
當(dāng)根據(jù)預(yù)定的衰減率近似計(jì)算與爆震對(duì)應(yīng)的振動(dòng)的峰值之后的衰減波 形時(shí)，所需做的僅僅是存儲(chǔ)衰減率和方程式。因而，能夠減小預(yù)先存儲(chǔ)的 數(shù)據(jù)量。當(dāng)存儲(chǔ)多個(gè)衰減率時(shí)，可以通過(guò)比較所檢測(cè)到的波形和根據(jù)與內(nèi)
燃機(jī)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的衰減率得到的波形來(lái)高精度地判定是否發(fā)生爆 震。
在前面的描述中，假定根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)設(shè)定多個(gè)爆震波形模 型。然而，爆震波形模型可以作為一個(gè)具有爆震特有的形狀且不管內(nèi)燃機(jī) 的類(lèi)型或者工作狀態(tài)如何而不變化的波形存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。通過(guò)這樣的方 法，可以不必根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的類(lèi)型和工作狀態(tài)存儲(chǔ)多個(gè)爆震波形模型，因 而，能夠減小預(yù)先要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。此外，由于不必根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的類(lèi)型和 工作狀態(tài)設(shè)定多個(gè)爆震波形模型，能夠減小設(shè)定所需的時(shí)間。
此外，在本實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算爆震波形模型和所檢測(cè)到的波形的形 狀的相關(guān)系數(shù)來(lái)將兩者進(jìn)行比較，判定所檢測(cè)到的波形是否表示與爆震相 對(duì)應(yīng)的振動(dòng)，但是這樣的方法不受限制，可以使用任何其它方法，只要兩 者之間的類(lèi)似性能夠數(shù)值化即可。例如，通過(guò)使圖案一致的方法可以獲得 表示爆震波形模型和所檢測(cè)到的波形之間類(lèi)似性的數(shù)值，因而可以判定所 檢測(cè)到的波形是否是與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)。使圖案一致的具體方法已經(jīng)公 知，因而此處不對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
應(yīng)該理解到，此處公開(kāi)的實(shí)施例在各個(gè)方面是示例性和非限制性。本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求項(xiàng)限定，而不是以上描述，并意在包括該范圍和與 權(quán)利要求項(xiàng)等同的意義內(nèi)的任何修改。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)單元(300)，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)單元(202)，其預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)波形，所述波形表示與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形，且不管所述內(nèi)燃機(jī)(100)的類(lèi)型和工作狀態(tài)如何都不變化；以及判定單元(200)，其基于所述檢測(cè)到的波形和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一和第二轉(zhuǎn)角都大于或者都小于與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述區(qū)間包括與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
6. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角； 波形檢測(cè)單元(300)，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波形； 存儲(chǔ)單元(202)，其預(yù)先存儲(chǔ)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的多個(gè)振動(dòng)波形， 所述振動(dòng)波形與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)；以及判定單元(200)，其基于所述檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元 (202)中的所述多個(gè)波形中與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的波 形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，還包括-轉(zhuǎn)數(shù)感測(cè)單元(306)，其感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的輸出軸(110)的轉(zhuǎn)數(shù)；其中，所述存儲(chǔ)單元(202)預(yù)先存儲(chǔ)與所述轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形；并且所述判定單元(200)基于所述檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元 (202)中的與所述感測(cè)到的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在 所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，還包括 負(fù)荷率感測(cè)單元，其感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的負(fù)荷率；其中， 所述存儲(chǔ)單元(202)預(yù)先存儲(chǔ)與所述負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形；并且所述判定單元(200)基于所述檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元 (202)中的與所述感測(cè)到的負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定 在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，還包括 轉(zhuǎn)數(shù)感測(cè)單元(306)，其感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的輸出軸(110)的轉(zhuǎn)數(shù)；以及負(fù)荷率感測(cè)單元，其感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的負(fù)荷率；其中， 所述存儲(chǔ)單元(202)預(yù)先存儲(chǔ)與所述轉(zhuǎn)數(shù)和所述負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形；并且所述判定單元基于所述檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的與所述感測(cè)到的轉(zhuǎn)數(shù)和所述感測(cè)到的負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一和第二轉(zhuǎn)角都大于或者都小于與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述區(qū)間包括與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中，所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
14. 一種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角； 波形檢測(cè)單元(300)，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)單元(202)，其預(yù)先存儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形的振幅的包 絡(luò)線(xiàn)；以及判定單元，其基于所述檢測(cè)到的波形與所述存儲(chǔ)的包絡(luò)線(xiàn)之間的比較 結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
17. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角； 波形檢測(cè)單元(300)，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)單元(202)，其預(yù)先存儲(chǔ)在與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波形的 峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角之后的預(yù)定的衰減率；以及判定單元，其基于所述檢測(cè)到的波形與從所述存儲(chǔ)的衰減率得到的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
20. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(306)，其用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)裝置(300)，其用于檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)裝置(202)，其用于預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)波形，所述波形表示與爆震 相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形，且不管所述內(nèi)燃機(jī)(100)的類(lèi)型和工作狀態(tài)如何都 不變化；以及判定裝置，其用于基于所述檢測(cè)到的波形和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置 (202)中的所述波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否 發(fā)生爆震。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一和第二轉(zhuǎn)角都大于或者都小于與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之 間的區(qū)間的波形；并且所述區(qū)間包括與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中，所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
25. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(306)，其用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)裝置(300)，其用于檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)裝置(202)，其用于預(yù)先存儲(chǔ)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的多個(gè)振動(dòng)波 形，所述振動(dòng)波形與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)；以及判定裝置，其用于基于所述檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置 (202)中的所述多個(gè)波形中與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的波 形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，還包括 轉(zhuǎn)數(shù)感測(cè)裝置(306)，其用于感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的輸出軸(110)的轉(zhuǎn)數(shù)；其中，所述存儲(chǔ)裝置(202)包括用于預(yù)先存儲(chǔ)與所述轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振 動(dòng)波形的裝置；并且所述判定裝置包括這樣的裝置，所述裝置用于基于所述檢測(cè)到的波形 與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的與所述感測(cè)到的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的波形之 間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，還包括 負(fù)荷率感測(cè)裝置，其用于感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的負(fù)荷率；其中， 所述存儲(chǔ)裝置(202)包括用于預(yù)先存儲(chǔ)與所述負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形的裝置；并且 所述判定裝置包括這樣的裝置，所述裝置用于基于所述檢測(cè)到的波形 與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的與所述感測(cè)到的負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形 之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，還包括 轉(zhuǎn)數(shù)感測(cè)裝置(306)，其用于感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的輸出軸(110)的轉(zhuǎn)數(shù)；以及負(fù)荷率感測(cè)裝置，其用于感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的負(fù)荷率；其中，所述存儲(chǔ)裝置(202)包括用于預(yù)先存儲(chǔ)與所述轉(zhuǎn)數(shù)和所述負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)波形的裝置；并且所述判定裝置包括這樣的裝置，所述裝置用于基于所述檢測(cè)到的波形與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的與所述感測(cè)到的轉(zhuǎn)數(shù)和所述感測(cè)到的 負(fù)荷率相對(duì)應(yīng)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否 發(fā)生爆震。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一和第二轉(zhuǎn)角都大于或者都小于與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述區(qū)間包括與振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
33. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(306)，其用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角； 波形檢測(cè)裝置(300)，其用于檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)裝置(202)，其用于預(yù)先存儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形的振幅 的包絡(luò)線(xiàn)；以及判定裝置，其用于基于所述檢測(cè)到的波形與所述存儲(chǔ)的包絡(luò)線(xiàn)之間的 比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
36. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(306)，其用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)裝置(300)，其用于檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；存儲(chǔ)裝置(202)，其用于預(yù)先存儲(chǔ)在與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波 形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角之后的預(yù)定的衰減率；以及判定裝置，其用于基于所述檢測(cè)到的波形與從所述存儲(chǔ)的衰減率得到 的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置(202)中的所述波形是第一轉(zhuǎn)角和第二轉(zhuǎn)角之間的區(qū)間的波形；并且所述第一轉(zhuǎn)角是與所述振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的用于內(nèi)燃機(jī)的爆震判定設(shè)備，其中， 所述第二轉(zhuǎn)角是從所述第 一轉(zhuǎn)角前進(jìn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角。
39. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn) 角；波形檢測(cè)傳感器(300)，其檢測(cè)預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角之間的所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波形；以及 ECU;其中，所述ECU預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)波形，所述波形表示與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波 形，且不管所述內(nèi)燃機(jī)(100)的類(lèi)型和工作狀態(tài)如何都不變化，并且基于所述檢測(cè)到的波形和所述存儲(chǔ)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所 述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
40. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)傳感器(300)，其檢測(cè)預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角之間的所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；以及 ECU;其中，所述ECU預(yù)先存儲(chǔ)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的多個(gè)振動(dòng)波形，所述振動(dòng)波 形與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，并且基于所述檢測(cè)到的波形與所述存儲(chǔ)的多個(gè)波形中與所述內(nèi)燃機(jī) (100)的工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的波形之間的比較結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī) (100)中是否發(fā)生爆震。
41. 一種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)傳感器(300)，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī) (100)的振動(dòng)波形；以及 ECU;其中，所述ECU預(yù)先存儲(chǔ)與爆震相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)波形的振幅的包絡(luò)線(xiàn)，并且 基于所述檢測(cè)到的波形與所述存儲(chǔ)的包絡(luò)線(xiàn)之間的比較結(jié)果來(lái)判定在 所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
42. —種用于內(nèi)燃機(jī)(100)的爆震判定設(shè)備，包括.- 曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器(306)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的曲軸轉(zhuǎn)角；波形檢測(cè)傳感器(300)，其檢測(cè)預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角之間所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波形；以及 ECU;其中，所述ECU預(yù)先存儲(chǔ)在與所述內(nèi)燃機(jī)(100)的振動(dòng)波形的峰值相對(duì)應(yīng) 的轉(zhuǎn)角之后的預(yù)定的衰減率，并且基于所述檢測(cè)到的波形與從所述存儲(chǔ)的衰減率得到的波形之間的比較 結(jié)果來(lái)判定在所述內(nèi)燃機(jī)(100)中是否發(fā)生爆震。
全文摘要
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行包括以下步驟的程序設(shè)定與由曲軸位置傳感器感測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度相對(duì)應(yīng)的爆震波形模型(S108)；基于所檢測(cè)到的波形和所設(shè)定的爆震波形模型的比較結(jié)果計(jì)算爆震強(qiáng)度N；當(dāng)爆震強(qiáng)度N大于預(yù)定基準(zhǔn)值時(shí)(在S114中為是)，判定爆震已經(jīng)發(fā)生(S116)；當(dāng)爆震強(qiáng)度N不大于預(yù)定基準(zhǔn)值(在S114中為否)，判定爆震還未發(fā)生(S120)。
文檔編號(hào)G01L23/22GK101184980SQ20068001428
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者大原康司, 大江修平, 巖出純, 神尾茂, 竹村優(yōu)一, 笠島健司, 金子理人 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社;株式會(huì)社電裝;株式會(huì)社日本自動(dòng)車(chē)部品綜合研究所