专利名称：用于内燃机的爆震判定设备和方法
技术领域：
本发明涉及爆震判定设备和方法，具体涉及用于内燃机的技术，其根 据内燃机的振动波形来判定发动机是否发生爆震。
背景技术：
传统地，公知一些用于检测内燃机是否发生爆震的技术。日本专利早
期公开号2001-227400揭示了一种用于内燃机的爆震控制设备，其可对发 动机是否发生爆震进行精确判定。在日本专利早期公开号2001-227400中 揭示的爆震控制设备包括对内燃机中发生的振动波形信号进行检测的信号 检测单元、对作为发生时段(在该时段期间由信号检测单元检测到的振动 波形信号具有至少预定值)的时段进行检测的发生时段检测单元、对由发 生时段检测单元检测到的发生时段中的峰值位置进行检测的峰值位置检测 单元、根据发生时段与峰值位置之间的关系对内燃机是否发生爆震进行判 定的爆震判定单元、以及根据爆震判定单元的判定结果对内燃机的运转状 态进行控制的爆震控制单元。爆震判定单元在相对于发生时段的峰值位置 处于预定范围内时判定内燃机发生爆震。信号检测单元检测爆震信号所特 有的预定频率成分作为振动波形信号。
在如以上公告所述的用于内燃机的爆震控制设备中，由信号检测单元 对在内燃机中发生的振动波形信号进行检测，并由发生时段检测单元和峰 值位置检测单元分别检测发生时段(在该时段期间振动波形信号具有至少 预定值)和峰值位置。因此，可以发现振动波形信号的发生时段中达到峰 值所处的位置，据此由爆震判定单元来判定内燃机是否发生爆震，并根据 该判定来控制内燃机的运转状态。当相对于发生时段的峰值位置处于预定 范围内时，S卩，如果波形具有其中峰值位置在具有预定长度的振动波形信 号的发生时段中出现得更早的形状时，将其识别为当发动机发生爆震时特
4有的波形。因此，在内燃机的运转状态突然改变时(例如处于过渡状态， 或处于电气负载接通/关断状态等)，也可精确判定内燃机是否发生爆震， 由此适当地控制内燃机的运转状态。
如日本专利早期公开号2001-227400中揭示的用于内燃机的爆震控制 设备允许检测爆震特有的频率成分作为振动波形信号。但是，采用这种使 得爆震特有的频率成分得到检测的技术去除了对爆震没有作用的振动成分 所对应的噪声成分，结果去除了噪声成分的特征部分(例如，振动发生的 时间、振动的衰减率等)的结果。结果，如果振动归因于噪声，则可以获 得与归因于爆震的振动相似的波形。在此情况下，难以将归因于爆震的振 动与归因于噪声的振动区别开，并因此难以精确判定发动机是否发生爆 震。然而，在日本专利早期公开号2001-227400中揭示的用于内燃机的爆 震控制设备并未对这些问题给予考虑。
发明内容
本发明构思了能够精确判定发动机是否发生爆震的用于内燃机的爆震 爆震判定设备等。
本发明在一个方面提供了一种用于内燃机的爆震判定设备，包括爆 震传感器，其检测所述内燃机的振动；以及运算单元，其工作以从所检测 到的振动提取不包括所述内燃机的共振频率的第一频带的振动，从所检测 到的振动提取包括所述第一频带和所述内燃机的所述共振频率的第二频带 的振动，基于所述第二频带的所述振动，以预定曲轴转角间隔检测振动的 波形，预先存储用作所述内燃机的振动波形的基准的波形，并基于所检测 到的波形与所存储的波形的比较结果以及所述第一频带的所述振动的强度 来判定所述内燃机是否发生爆震。
根据此构造，爆震传感器检测内燃机的振动。当发动机发生爆震时特 有的振动被引发在包括内燃机的共振频率的特定频带中。但是，当发动机 发生爆震时和当其未发生爆震时都可以引起内燃机的共振频率的振动。因 此，从内燃机的振动提取不包括内燃机的共振频率的第一频带的振动。可 以精确地提取当内燃机发生爆震时特有的振动(具体而言，其幅值)。但
5是，能够包括在所提取的振动中的噪声成分被去除，因此除了幅值之外的 噪声成分的特征部分(例如，振动发生的时间、振动的衰减率等)被去 除。结果，如果振动归因于噪声，则可以获得与归因于爆震的振动相似的 波形。于是，难以将归因于爆震的振动与归因于噪声的振动彼此区别开。 因此，提取包括第一频带和内燃机的共振频率的第二频带的振动。根据第 二频带的振动，以预定的曲轴转角间隔检测振动的波形。这可以提供也包 含噪声成分的特征部分的振动波形。将这种波形与作为基准振动波形存储 的波形(例如，作为当发动机发生爆震时引起的波形存储的波形)进行比 较，并根据该比较和第一频带的振动幅值来判定内燃机是否发生爆震。因 此高精度地判定具有当发动机发生爆震时特有的波形和幅值的振动。于是 提供了能够精确判定内燃机是否发生振动的爆震判定设备。
优选地，所述第一频带是不包括所述共振频率并还不包括所述共振频 率乘以二以上的整数的频率的频带。所述第二频带是包括所述共振频率并 还包括所述共振频率乘以所述二以上的整数的频率的频带。
在此构造中，通过使用第一频带(其作为不包括共振频率并还不包括 等于共振频率乘以二以上的整数的频率的频带)的振动的幅值，来判定发 动机是否发生爆震。这是因为即使发动机未发生爆震，也可以在等于共振 频率乘以二以上的整数的频率处引起振动。提取不包括这种频率的第一频 带的振动。因此能够以更高精度提取当发动机发生爆震时特有的该振动。 此外，通过使用第二频带(作为包括共振频率并还包括等于共振频率乘以 二以上的整数的频率的频带)的振动波形，来判定发动机是否发生爆震。 这可以提供包含噪声成分的特征部分的振动波形。能够精确地判定所检测 的振动是归因于爆震的振动还是归因于噪声的振动。
更优选地，所述二以上的整数是二。
在此构造中，通过使用第一频带(其作为不包括共振频率并还不包括 等于共振频率乘以二的频率的频带)的振动的幅值，来判定发动机是否发 生爆震。这是因为即使发动机未发生爆震，也可以在等于共振频率乘以二 的频率处引起振动。提取不包括这种频率的第一频带的振动。因此能够以 更高精度提取当发动机发生爆震时特有的该振动。此外，通过使用第二频
6带(作为包括共振频率并还包括等于共振频率乘以二的频率的频带)的振 动波形，来判定发动机是否发生爆震。这可以提供包含噪声成分的特征部 分的振动波形。能够精确地判定所检测的振动是归因于爆震的振动还是归 因于噪声的振动。
图1是示意性结构视图，其示出了其中安装有根据本发明的实施方式 的爆震判定设备的车辆的发动机。
图2是示出缸内压力的振动的频带的图。
图3是示出由爆震传感器检测的振动的频带的(第一)图。
图4是示出由爆震传感器检测的振动的频带的(第二)图。
图5示出了频带F中的振动波形。
图6是示出图1中的发动机ECU的控制框图。
图7是示出存储在发动机ECU的存储器中的爆震波形模型的图。
图8是示出由图1的发动机ECU执行以用于控制的程序的结构的流程图。
图9是示出发动机的振动波形的图。
图IO是归一化振动波形与爆震波形模型之间的比较的图。
具体实施例方式
以下将参考附图以各实施方式描述本发明。在以下描述中，由相同的 附图标记来表示相同的部件。其名称和功能也相同。因此，将不再重复对 其的详细描述。
参考图1，将描述结合有根据本发明的实施例的爆震判定设备的车辆 的发动机100。通过例如由发动机ECU (电子控制单元)200执行的程序 来实现本实施方式的爆震判定设备。
发动机100是内燃机，其使得通过空气滤清器102吸入的空气与由喷 射器104喷射的燃料的混合物在燃烧室内被火花塞106引燃并燃烧。
燃烧的空气燃料混合物引起将活塞108下压的燃料压力，由此曲轴110旋转。燃烧后的空气燃料混合物(即排气)由三元催化剂112净化，
随后排到车辆外。发动机100吸入由节气门114调节的空气量。
发动机100受到发动机ECU 200的控制，发动机ECU 200连接至爆震 传感器300、水温传感器302、与正时转子304相对布置的曲轴位置传感 器306、节气门开度传感器308、车速传感器310、以及点火开关312。
爆震传感器300由压电器件来实现。当发动机100振动时，爆震传感 器300会产生具有与振动相应的大小的电压。爆震传感器300将表示该电 压的信号发送至发动机ECU 200。水温传感器302对发动机100的水套内 的冷却水的温度进行检测，并将表示检测结果的信号发送至发动机ECU 200。
正时转子304被设置于曲轴110，并随着曲轴110的旋转而旋转。正 时转子304在其外周以预定间隔设置有多个突起。曲轴位置传感器306与 正时转子304的突起相对布置。当正时转子304旋转时，正时转子304的 突起与曲轴位置传感器306之间的气隙发生变化，由此曲轴位置传感器 306的线圈部分所经过的磁通量增大/减小，由此产生电动势。曲轴位置传 感器306将表示该电动势的信号发送至发动机ECU 200。根据该信号，发 动机ECU 200检测曲轴转角。
节气门开度传感器308检测节气门开度，并将表示检测结果的信号发 送至发动机ECU 200。车速传感器310检测车轮(未示出)的旋转速率， 并将表示检测结果的信号发送至发动机ECU 200。根据车轮的旋转速率， 发动机ECU 200对车速进行计算。由驾驶员接通点火开关312以起动发动 机100。
发动机ECU 200利用从各个传感器和点火开关312发送的信号以及存 储在存储器202中的对照图和程序来对控制设备执行操作，使得发动机 100具有期望的驱动状态。
在本实施方式中，发动机ECU 200根据从爆震传感器300发送的信号 以及曲轴转角，对处于预定爆震检测区间(即，从预定第一曲轴转角到预 定第二曲轴转角的部分)的发动机100的振动的波形进行检测。此后将该 波形简称为"振动波形"。如此后将描述的，将检测到的振动波形与预先产生的爆震波形模型进行比较来判定100是否发生爆震。本实施方式的爆
震检测区间从燃烧行程中的上止点(0°)到90°。注意，爆震检测区间并
不限于此。
当发动机100的气缸内发生爆震时，缸内压力共振。缸内压力的这种 共振引起发动机100的气缸体振动。于是，气缸体的振动，即由爆震传感 器300检测的振动频率经常也被包括在缸内压力共振频带中。
缸内压力共振频率对应于缸内气柱的共振模型。爆震特有的振动所出 现的频带代表性地包括第一、第二、第三和第四阶切向和第一阶径向振动 模型频带。
由共振模型、气缸孔径和声速来计算缸内压力共振频率。图2示出了 对于具有恒定声速和从X到Y改变的气缸孔径的各个共振模型的缸内压力 共振频率的示例。如图2所示，缸内压力共振频率随着第一阶切向、第二 阶切向、第一阶径向、第三阶切向和第四阶切向频带的升序而升高。
图2示出了当爆震发生时提供的缸内压力共振频率。在爆震发生之 后，燃烧室的容积随着活塞降低而增大，因此燃烧室内的温度和压力降 低。结果，声速降低，缸内压力共振频率降低。因此，如图3所示，随着 曲轴转角从ATDC (上止点后)增大，缸内压力的频率的峰值成分降低。
由于具有这种特性的缸内压力的共振，气缸体发生振动。因此，在爆 震已经发生的点火周期中，由爆震传感器300检测的振动包括与第一阶切 向共振模型频带相同的频带A的振动、与第二阶切向共振模型频带相同的 频带B的振动、与第一阶径向频带相同的频带C的振动、与第三阶切向频 带相同的频带D的振动、以及与第四阶切向共振模型频带相同的频带E的 振动。
如图3所示，第一阶切向共振模型频带A包括气缸体、活塞108、连 杆、曲轴等各自的共振频率。
因此，如图4所示，即使未发生爆震，随着喷射器104、活塞108、 进气门116、排气门118、对燃料施压并将起输送到喷射器104的泵120 等的工作所不可避免地引起的振动存在于频带A中。此外，这种振动可以 存在于共振频率两倍的频率附近。共振频率两倍的频率的振动被包括在第
9一阶径向共振模型频带B中。
因此，在本实施方式中，在频带A-E中，提取频带B、 D和E的振动 以去除与不归因于爆震的振动相对应的噪声。因此，可以精确提取爆震特 有的振动。
当在较小带宽中检测振动时，可以抑制包括在所检测的振动的幅值中 的噪声成分。但是，振动的波形将也具有从其去除的噪声成分的特征部分 (例如振动发生的时间，振动的衰减率等)。在该情况下，如果发生实际 上归因于噪声成分的振动，则检测到不包括该噪声成分的振动波形，艮口， 与当发生爆震时提供的振动波形相似的波形。这使得难以将归因于爆震的 振动与归因于噪声的振动区别开。
因此，在本实施方式中，当发生噪声时，在判定是否已经发生爆震时 考虑该噪声，并且为此，在包括全部频带A-E的较宽频带F中检测振动， 以将噪声包括在内。使用频带F中的振动来检测发动机100的振动波形。
如图5所示，在频带F中，如实线所示，在发生爆震时提供的振动波 形具有使得振动在振动波形达到峰值之后平缓地衰减的形状。相反，当未 发生爆震并由噪声引起振动时提供的振动波形具有如虚线所示的穹形的形 状。因此，通过频带F的振动波形，可以精确地将归因于爆震的振动和归 因于噪声的振动彼此区别开。
参考图6，将进一步描述发动机ECU 200。发动机ECU 200包括模拟/ 数字(A/D)转换器400、带通滤波器(1) 410、带通滤波器(2) 420、 带通滤波器(3) 430、带通滤波器(4) 440、以及积分器450。
A/D转换器400将从爆震传感器300发送的模拟信号转换为数字信 号。带通滤波器(1) 410仅允许从爆震传感器300发送的信号中频带B的 信号通过。即，从由爆震传感器300检测到的振动中，仅频带B的振动被 带通滤波器(1) 410提取。
带通滤波器(2) 420仅允许从爆震传感器300发送的信号中频带D的 信号通过。即，从由爆震传感器300检测的振动中，仅频带D的振动被带 通滤波器(2) 420提取。
带通滤波器(3) 430仅允许从爆震传感器300发送的信号中频带E的
10信号通过。即，从由爆震传感器300检测的振动中，仅频带E的振动被带 通滤波器(3) 430提取。
带通滤波器(4) 440仅允许从爆震传感器300发送的信号中频带F的 信号通过。g卩，从由爆震传感器300检测的振动中，仅频带F的振动被带 通滤波器(4) 440提取。
积分单元450将由带通滤波器(1) 410至带通滤波器(4) 440每个所 选择的信号(即，振动的幅值)对于每五度的曲轴转角进行积分。以下， 还将通过上述积分获得的值称为积分值。为各个频带均计算积分值。
在所计算的积分值中，对于各个曲轴转角将频带B、 D和E的积分值 相加。即，将频带B、 D和E的振动波形进行合成。此外，频带F的积分 值用作发动机100的振动波形。
将频带F的振动波形与图7所示的爆震波形模型进行比较，以判定发 动机100是否发生爆震。该爆震波形模型是当发动机100发生爆震时的振 动波形的模型。该爆震波形模型被存储在发动机ECU 200的存储器202 中。
在该爆震波形模型下，振动幅值由0至1的无量纲数表示，并且并不 唯一地与曲轴转角对应。具体而言，对于本实施方式的爆震波形模型，虽 然在振动的幅值的峰值之后限定振动的幅值随着曲轴转角增大而减小，但 并不限定振动幅值达到峰值时的曲轴转角。
本实施方式的爆震波形模型对应于因爆震引起的振动中的在振动幅值 的峰值之后的那部分。应该注意，可以存储与归因于爆震的振动中的在振 动上升之后的那部分相对应的爆震波形模型。
通过以下方式获得爆震波形模型进行实验等以强迫发动机100发生 爆震，从而对发动机100的振动波形进行检测，基于此预先产生并存储爆 震波形模型。但是，应当注意，可通过不同方法来建立该模型。
参考图8，以下将描述在根据本实施例的爆震判定设备中由发动机 ECU 200执行的程序的控制结构。
在步骤(以下简称为"S" ) 100，发动机ECU 200基于从爆震传感器 300发送的信号来对发动机100的振动幅值进行检测。由从爆震传感器300输出的电压值来表示振动幅值。注意，可由与从爆震传感器300输出 的电压值相对应的值来表示振动幅值。在燃烧行程中对于从上止点至90°
(曲轴转角)的角度来检测振动幅值。
在S102，发动机ECU 200对于每五度曲轴转角计算从爆震传感器300 输出的电压值的积分("积分值")(即，表示振动幅值)。为各个频带 均计算积分值。注意，对于各个曲轴转角将频带B、 D和E的积分值相加
(即，对它们波形进行合成)。此外，计算F的积分值，以检测发动机 IOO的振动波形。
在S104，发动机ECU 200计算在频带B、 D和E的合成波形中的积 分值的最大的一个值(或峰值)。在S106，检测在频带B、 D和E的合成 波形中峰值的位置(或与该峰值相对应的曲轴转角)。以下，在频带B、 D和E的合成波形中的峰值的位置(或与该峰值相对应的曲轴转角)被称 为"峰值位置(1)"。
在S108，在距峰值位置(1)的预定范围(曲轴转角)内，发动机 ECU 200对在频带F中的峰值的位置进行检测。以下，在频带F中的峰值 的位置被称为"峰值位置(2)"。
在本实施方式中，在峰值位置(1)之前的范围内检测峰值位置 (2)。例如，峰值位置(1)之前的三个积分值位置中检测峰值位置 (2)。频带F的积分值中的处于峰值位置(1)之前的范围内最大的积分 值的位置被检测为峰值位置(2)。注意，可以不在此范围中检测峰值位 置(2)，而可以在峰值位置(1)之后的范围中对它进行检测。
在SllO，发动机ECU 200将频带F的积分值(即，发动机100的振 动波形)归一化。这里，归一化是指使各个积分值除以在S104计算得到 的峰值，从而以由无量纲数(例如0至1)来表示振动幅值。注意，归一 化不限于以上方式；可例如通过使各个积分值除以峰值位置(2)处的积 分值来实现归一化。
在S112，发动机ECU 200计算相关系数K，其是与归一化振动波形 与爆震波形模型之间的偏差相关的值。峰值位置(2)与在爆震波形模型 中振动幅值最大的位置(或时间)相匹配，同时为各个曲轴转角(每五
12度)计算归一化振动波形与爆震波形模型之间的偏差的绝对值(或偏移 量)，由此获得相关系数K。
如果归一化振动波形和爆震波形模型提供了对于各个曲轴转角的偏差
的绝对值AS (I)(其中I为自然数)，并由S来表示由曲轴转角对由幅值
表示的爆震波形模型的振动进行积分(即，爆震波形模型的面积)，则通
过等式K = (S - SAS (I))/S来计算相关系数K，其中SAS (I)表示AS (I)的总 和。注意，可以通过不同的方法来计算相关系数K。
在SI 14，发动机ECU 200计算爆震强度N。当由P来表示所计算的 峰值，且发动机100未发生爆震并以由背景水平(BGL)为表示幅值的值 发生振动，则通过等式N-P/BGL来计算爆震强度N。 BGL被存储在存储 器202中。注意，可通过不同方法来计算爆震强度N。
在SI 16，发动机ECU 200判定爆震强度N是否大于预定基准值并且 相关系数K是否大于阈值。如果是(S116为"是")，则控制进行至 S118。否则(S116为"否")，控制进行至S122。
在S118，发动机ECU 200判定发动机IOO发生爆震。在S120，发动 机ECU 200引入点火延迟。在S122，发动机ECU 200判定发动机100未 发生爆震。在S124，发动机ECU200引入点火提前。
将描述根据以上述结构及流程图为基础的本实施方式的爆震判定设备 的发动机ECU 200的工作。
当驾驶员接通点火开关312且发动机IOO起动时，根据从爆震传感器 300发送的信号来检测发动机100的振动的幅值(S100)。
在对于从上止点至90。的范围的燃烧行程，为频带B、 D、 E和F的振 动中的每一者分别计算每五度的积分值(S102)。对于各个曲轴转角将频 带B、 D和E的积分值相加，并如图9中的点划线所示，将它们的振动波 形一起合成。此外，在图9中，实线表示对于频带F的积分值，其被用作 发动机IOO的振动波形。
因为利用每五度的积分值来检测振动波形，所以能够检测到抑制了微 小变化的振动波形。这使得更易于将所检测的振动波形与爆震波形模型进 行比较。
13所计算的积分值被用于对频带B、 D和E的合成波形中的积分值的峰 值P进行计算(S104)。注意，频带B、 D和E是不包括发动机IOO的共 振频率和发动机100的共振频率的两倍的频率的那些频率。这可以减少包 括在所检测到的振动中的噪声，并因此最小化或避免归因于噪声对峰值P 的这种错误计算。
检测峰值P的位置(或峰值位置(1) ) (S106)。在这里，如图9 所示，假定峰值位置(1)处于从左向右数的第六位置，S卩，对于25 — 30 度的积分值的位置。
从该峰值位置(1)之前的三个积分值的位置(即，从左向右数的第 四至第六位置)中，检测峰值位置(2) (S108)，具体而言，在频带F 中，在从左向右数的第四至第六位置中，将其积分值大于其两个相邻积分 值的位置检测为峰值位置(2)。
在这里，如图9所示，从左向右数的第五积分值大于两个相邻的积分 值(即，从左向右数的第四和第六积分值)。因此，将从左向右数的第五 积分值的位置检测为峰值位置(2)。
将频带F的积分值除以频带B、 D和E的合成波形中的峰值P，从而 如由图8中的实线表示，将振动波形归一化(S110)。
通过归一化，振动波形的振动幅值由0至1的无量纲数表示。因此， 可以与振动幅值无关地，将检测到的振动波形与爆震波形模型进行比较。 这样可消除存储大量与振动幅值相对应的爆震波形模型的必要，由此便于 产生爆震波形模型。
如图IO所示，将归一化振动波形中的提供了幅值最大的振动的时间 (即，峰值位置(2))与爆震波形模型中的提供了幅值最大的振动的时 间相匹配，同时为每个曲轴转角计算归一化振动波形与爆震波形模型之间 的偏差的绝对值AS (1)。利用上述AS (I)的总禾tlSAS (I)以及由曲轴转角积 分的表示爆震波形的振动幅值的值S来计算相关系数K = (S - SAS (i)ys (S106)。这允许以数字表示所检测的振动波形与爆震波形模型之间的匹 配程度，由此允许进行客观的判定。此外，将振动波形与爆震波形模型进 行比较，可以利用振动的衰减趋势或振动的类似特性来分析振动是否归因
14于爆震。
将峰值P除以BGL来计算爆震强度N (S114)。如果爆震强度N大 于预定基准值且相关系数K大于阈值(S116为"是")，则得到发动机 发生爆震的判定(S118)，并引入点火延迟(S120)以防止发动机发生爆 震。
如果爆震强度N小于预定基准值并/或相关系数K小于阈值(S116为 "否")，则得到发动机未发生爆震的判定(S122)，并引入点火提前 (S124)。
于是，在根据本实施方式的爆震判定设备中，发动机ECU从由爆震 传感器检测到的振动中提取频带B、 D、 E和包括所有频带A-E的F的振 动。将频带B、 D、 E和F的振动每个的幅值以每五度曲轴转角进行积 分。对于各个曲轴转角将作为窄带宽的频带B、 D和E的积分值相加以合 成频带B、 D和E的振动波形。计算该合成波形中积分值的峰值P。因 此，可以获得受噪音成分较少影响的峰值P。此外，从带宽较宽的频带F 的积分值中检测发动机的振动波形。因此，可以获得以下振动波形其包 含归因于噪声成分的振动，并使得归因于爆震的振动和归因于噪声的振动 容易地区别开。利用这种振动波形与爆震波形模型之间的比较结果、以及 频带B、 D和E的合成波形中的积分值的峰值P，来判定发动机是否发生 爆震。因此，可以精确地判定振动是否具有当发动机发生爆震时特有的波 形和幅值。结果，可以高精度地判定发动机是否发生爆震。
注意，虽然在本实施方式中，使用三个窄带宽的频率来检测振动波 形，但是也可以可选地选择一个、两个或多于三个这种频率。
此外，可以在不包括与共振频率乘以多于一的任何整数相等的任意频 率的频带中提取振动。
应该理解的是，这里揭示的实施方式在任何方面都是解释性的而非限 制性的，本发明的范围由各项权利要求而非以上说明界定，并意图将落在 与各项附权利要求相等同的范围和含以内的任意修改包括在内。
权利要求
1. 一种用于内燃机的爆震判定设备，包括爆震传感器(300)，其检测所述内燃机(100)的振动；以及运算单元(200)，其工作以从所检测到的振动提取不包括所述内燃机(100)的共振频率的第一频带的振动，从所检测到的振动提取包括所述第一频带和所述内燃机(100)的所述共振频率的第二频带的振动，基于所述第二频带的所述振动以预定的曲轴转角间隔检测振动的波形，预先存储用作所述内燃机(100)的振动波形的基准的波形，并基于所检测到的波形与所存储的波形的比较结果以及所述第一频带的所述振动的强度来判定所述内燃机(100)是否发生爆震。
2. 根据权利要求1所述的爆震判定设备，其中，所述第一频带是不包括所述共振频率并还不包括所述共振频率乘以二 以上的整数的频率的频带；并且所述第二频带是包括所述共振频率并还包括所述共振频率乘以所述二 以上的整数的所述频率的频带。
3. 根据权利要求2所述的爆震判定设备，其中，所述二以上的整数是
4. 一种判定内燃机是否发生爆震的方法，包括以下步骤 检测所述内燃机的振动；从所检测到的振动提取不包括所述内燃机(100)的共振频率的第一 频带的振动；从所检测到的振动提取包括所述第一频带和所述内燃机(100)的所 述共振频率的第二频带的振动；基于所述第二频带的所述振动，以预定的曲轴转角间隔检测振动的波形；预先存储用作所述内燃机(100)的振动波形的基准的波形；以及 基于所检测到的波形与所存储的波形的比较结果以及所述第一频带的 所述振动的强度来判定所述内燃机(100)是否发生爆震。
5. 根据权利要求4所述的判定内燃机是否发生爆震的方法，其中， 所述第一频带是不包括所述共振频率并还不包括所述共振频率乘以二以上的整数的频率的频带；并且所述第二频带是包括所述共振频率并还包括所述共振频率乘以所述二 以上的整数的所述频率的频带。
6. 根据权利要求5所述的判定内燃机是否发生爆震的方法，其中，所 述二以上的整数是二。
7. —种用于内燃机的爆震判定设备，包括 用于检测所述内燃机的振动的装置(300);第一提取装置(200)，其用于从所检测到的振动提取不包括所述内 燃机(100)的共振频率的第一频带的振动；第二提取装置(200)，其用于从所检测到的振动提取包括所述第一 频带和所述内燃机(100)的所述共振频率的第二频带的振动；用于基于由所述第二提取装置提取的所述振动以预定的曲轴转角间隔 检测振动的波形的装置(200);用于预先存储用作所述内燃机(100)的振动波形的基准的波形的装 置(200);以及用于基于所检测到的波形与所存储的波形的比较结果以及由所述第一 提取装置(200)所提取的所述振动的强度来判定所述内燃机(100)是否 发生爆震的装置(200)。
8. 根据权利要求7所述的爆震判定设备，其中，所述第一频带是不包括所述共振频率并还不包括所述共振频率乘以二 以上的整数的频率的频带；并且所述第二频带是包括所述共振频率并还包括所述共振频率乘以所述二 以上的整数的所述频率的频带。
9. 根据权利要求8所述的爆震判定设备，其中，所述二以上的整数是
全文摘要
发动机ECU执行的程序包括以下步骤根据将包括发动机的共振频率的频带的振动波形与作为当发动机发生爆震时产生的振动波形的、预先产生的爆震波形模型的比较结果来计算相关系数(K)(S112)；由不包括发动机的共振频率的频带的振动强度来计算爆震强度(N)(S114)；如果爆震强度(N)大于基准值且相关系数大于阈值(S116为“是”)，则判定发动机发生爆震(S118)；如果爆震强度(N)小于基准值并/或相关系数(K)小于阈值，则判定发动机未发生爆震(S122)。
文档编号G01L23/22GK101467017SQ20078002127
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月5日 优先权日2006年6月6日
发明者千田健次, 吉原正朝, 大江修平, 竹村优一, 笠岛健司, 花井纪仁, 金子理人 申请人:丰田自动车株式会社