CN105899792B - 内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置 - Google Patents

内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够快速检测大的爆震且容易进行爆震判定的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置。为此，使用爆震用时间窗及BPF(B1～B2)从爆震传感器信号(Sg1)提取爆震频率的波形信号，对其进行积分而求出第一运算值(B3)，使用参考用时间窗及BPF(B4～B5)从爆震传感器信号(Sg1)提取参考频率的波形信号，对其进行积分而求出第二运算值(B6)、求出第二运算值的多个平均值(B7)、求出将第一运算值除以平均值而得到的S/N比(B8)、求出将S/N乘以权重系数而得到的乘积(B9)、求出乘积的多个移动平均值(B10)、使用移动平均值作为爆震指标来进行爆震的判定、控制(B11～B13)。

Description

内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置
技术领域
本发明涉及一种进行燃气发动机或汽油发动机等的爆震判定及控制的内 燃机的爆震判定装置及爆震控制装置。
背景技术
在燃气发动机或汽油发动机等内燃机中，会在缸内产生燃料异常燃烧的 爆震。如果爆震强度大，则发动机可能会受到损伤。因此在这些发动机中要 进行检测爆震的、根据爆震强度进行点火正时的控制和降低输出的控制。
在使用缸内压力传感器进行爆震判定的情况下，例如存在使用加速度传 感器等情况。在爆震判定中一般使用下述方法。
(1)从传感器信号提取发生爆震的时间带(时间窗)的数据。
(2)使传感器信号通过仅使爆震频率的成分通过的带通滤波器(以下称 作BPF)，来提取爆震频率的波形信号。
(3)对提取的波形信号进行运算处理，求出爆震强度。例如，进行求出 振幅最大值的运算处理、进行高速傅里叶变换分析(以下称作FFT分析)而 求出爆震频率附近的功率谱密度的平方和即局部整体值(パーシャルオーバ ーオール)的(以下称作POA)的运算处理、对波形信号进行积分而求出相 当于POA的值的运算处理，从而求出爆震强度。
(4)在各循环中进行这些运算，针对在各循环中运算出的爆震强度，求 出考虑了规定次数的循环(例如50次循环)中的频度的爆震指标，来进行爆 震判定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2007-231903号公报
专利文献2：(日本)特许第4919097号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
爆震并非在各循环中连续成为相同强度。在容易发生爆震的状态下，上 述爆震指标的平均值上升，并且具有爆震指标大的频度变高的倾向。另外， 在爆震强度大的情况下，为了防止发动机损伤，要求具有快速检测性能。
因此，在防止发动机损伤、维持一定爆震等级的控制中，需要考虑到下 述项目来进行爆震判定。
(a)根据爆震强度和爆震频度两种信息来进行爆震判定；
(b)在爆震强度大的情况下，为了防止发动机损伤，要快速(例如在一 个循环中)进行检测。
然而，在现有的爆震检测中，不仅要统计爆震强度，还要统计爆震频度， 因此需要规定次数的循环，因而存在以下问题：无法进行大的爆震的快速检 测(例如参照专利文献1的0041段)、爆震指标的运算(例如参照专利文献 2的图8、图9，尤其是用于求出爆震判定值Vkdl的u值的运算)复杂、无法 快速且容易地检测大的爆震。
本发明是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于，提供一种内燃机的 爆震判定装置及爆震控制装置，能够快速检测出大的爆震，并且容易进行爆 震判定。
用于解决技术问题的技术方案
解决上述技术问题的第一发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，具 备：
加速度传感器或缸内压力传感器，其安装于内燃机的各气缸，并且测定 与爆震的强度相关联的加速度或缸内压力；
控制单元，基于由所述加速度传感器或所述缸内压力传感器测定的传感 器信号，进行爆震的判定及控制；
所述控制单元，
从所述传感器信号中提取爆震频率的波形信号，计算基于所述爆震频率 的波形信号的第一运算值，
从所述传感器信号中提取参考频率的波形信号，计算基于所述参考频率 的波形信号的第二运算值，求出所述第二运算值的多个平均值，
求出将所述第一运算值除以所述平均值的比，
将所述比变换为包括爆震强度和爆震频度的爆震指标，
基于所述爆震指标的大小来进行爆震的判定。
解决上述技术问题的第二发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元预先规定将所述比变换为所述爆震指标的权重系数，求出 将所述比乘以所述权重系数的乘积，求出所述乘积的多个移动平均值，将所 述移动平均值作为进行爆震的判定的所述爆震指标来使用。
解决上述技术问题的第三发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第二发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元随着所述比变大而使所述权重系数增大。
解决上述技术问题的第四发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元预先规定相对于所述比的阈值和与该阈值对应的规定次 数，求出将所述比超过所述阈值的次数除以所述规定次数的百分比，将所述 百分比作为进行爆震的判定的所述爆震指标来使用。
解决上述技术问题的第五发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第四发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元规定多组各不相同的所述阈值和与各个所述阈值对应的所 述规定次数的组，随着所述阈值变大而使所述规定次数减小。
解决上述技术问题的第六发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一～第五任一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元从所述传感器信号的相同时间带中提取所述爆震频率的波 形信号和所述参考频率的波形信号，并且将预先规定的规定值以下的信号作 为所述参考频率的波形信号。
解决上述技术问题的第七发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一～第五任一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元从所述传感器信号的不同时间带中提取所述爆震频率的波 形信号和所述参考频率的波形信号，并且使所述参考频率的波形信号的所述 时间带为与所述爆震频率的波形信号的所述时间带临近的时间带或未点火时 的时间带。
解决上述技术问题的第八发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一～第七任一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元求出多个所述第二运算值的标准差，使用处于该标准差范 围内的所述第二运算值来求出所述平均值。
解决上述技术问题的第九发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一～第八任一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元，
将所述内燃机的初始的所述第二运算值作为基准值保存，并且规定相对 于该基准值的基准阈值，
在重新计算出的所述第二运算值相对于所述基准值下降超过所述基准阈 值的情况下，判定为所述加速度传感器或所述缸内压力传感器的灵敏度下降 而进行通知。
解决上述技术问题的第十发明的内燃机的爆震判定装置的特征在于，
在上述第一～第八任一发明所记载的内燃机的爆震判定装置中，
所述控制单元预先将所有的所述气缸的所述第二运算值的平均值作为基 准值保存，并且预先规定相对于该基准值的基准阈值，
在重新计算出的所述第二运算值相对于所述基准值下降超过所述基准阈 值的情况下，判定为所述加速度传感器或所述缸内压力传感器的灵敏度下降 而进行通知。
解决上述技术问题的第十一发明的内燃机的爆震控制装置的特征在于，
使用上述第一～第十任一发明所记载的内燃机的爆震判定装置，
所述控制单元根据爆震的判定来进行所述气缸点火正时的滞后角化、所 述内燃机的输出的降低或停止。
发明的效果
根据本发明，由于使用包括爆震强度和爆震频度的爆震指标，因此能够 容易地对爆震进行判定，越是大的爆震越能够快速地进行检测。另外，还能 够检测出老化引起的灵敏度降低。
附图说明
图1是对本发明的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置的实施方式的 一个例子进行说明的简要结构图。
图2是对图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置的爆震判定 及控制的一个例子(实施例1)进行说明的方框图。
图3是对图2所示的方框图中的时间窗进行说明的图。
图4是对图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置中的爆震判 定及控制的另外的一个例子(实施例2)进行说明的方框图。
图5对图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置中的爆震判定 及控制的另外的一个例子(实施例3)进行说明的方框图。
具体实施方式
以下，参照图1～图5对本发明的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置 的实施方式进行说明。
(实施例1)
图1是对本实施例的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置进行说明的 简要结构图。另外，图2是对图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控制 装置中的爆震判定及控制进行说明的方框图，图3是对图2所示的方框图中 的时间窗进行说明的图。
在本实施例的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置中，如图1所示， 内燃机(发动机)具有：至少一个气缸10(在图1中作为一个例子而图示了 四个气缸10)、根据后述的运算处理来进行判定和控制的ECU(Electronics Control Unit)20、基于来自ECU20的指令来控制后述火花塞14的点火装置 21。需要说明的是，在后述的实施例4中会对警报装置22进行说明。
各气缸10具有缸体11、在缸体11内往复运动的活塞12、与活塞12连 结的曲柄13，曲轴(未图示)经由曲柄13而被旋转驱动。另外还具有：将由 燃气或汽油等组成的燃料与空气一起向缸体11供给的进气阀及进气道、将燃 烧后的燃料从缸体11排出的排气阀及排气道等，但在图1中省略了图示。
利用在缸体11上安装的火花塞14对供给到缸体11的燃料进行点火使其 燃烧。此时，利用在缸体11上安装的爆震传感器15检测与在各气缸10中产 生的爆震强度相关联的物理量作为爆震传感器信号Sg1。在本实施例中，作为 爆震传感器15，使用检测加速度的加速度传感器，但是使用检测缸内压力的 缸内压力传感器也能够实施本实施例及后述的实施例2～4。
爆震传感器15所检测出的各气缸10的爆震传感器信号Sg1向ECU20输 入，利用所输入的爆震传感器信号Sg1进行后述运算处理，来进行爆震判定。 然后，ECU20基于运算处理所进行的爆震判定，向点火装置21发送相对于各 气缸10的点火正时指令Sg2，点火装置21基于点火正时指令Sg2来向各气 缸10发送点火信号Sg3。
需要说明的是，在图1所示的各气缸10中，还设置有检测曲轴的曲轴转 角的曲轴转角传感器，来自该传感器的信号也向ECU20输入，用于后述的运 算处理。
另外，图1所示的内燃机，只要是具有同等功能的结构，也可以是其它 内燃机。例如也可以是燃气发动机、汽油发动机、柴油发动机等。
接着，参照图2、图3，对图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控制 装置中的爆震判定及控制进行说明。需要说明的是，以下的爆震判定及控制 在各气缸、各循环中分别进行。
(方框B1)
爆震传感器15所检测出的各气缸10的爆震传感器信号Sg1向ECU20输 入，使用作为爆震发生的时间带的爆震用时间窗TW1(参照图3)，从爆震 传感器信号Sg1截取爆震用数据。作为爆震用时间窗TW1，预先规定曲轴转 角的范围即可。在这里，作为一个例子，将点火后，即从即将到达缸内压力 的峰值的曲轴转角到燃烧结束的曲轴转角视为爆震用时间窗TW1。
(方框B2)
使截取的爆震用数据通过仅使爆震频率的成分通过的BPF，来提取爆震 频率(例如3kHz左右)的波形信号。
(方框B3)
进行所提取的爆震频率的波形信号的运算处理，求出第一运算值。例如， 进行求出波形信号的绝对值的积分值而求出相当于POA的值的运算处理。需 要说明的是，也可以进行求出振幅最大值的运算处理或者执行FFT分析而求 出POA的运算处理来代替该运算处理。需要说明的是，上述积分值与POA 在数学上是等价的。
在执行FFT分析而求出POA的情况下，通过FFT分析来计算功率谱， 基于计算出的功率谱来计算功率谱密度，再通过计算爆震频率附近的功率谱 密度的平方和而求出POA即可。
(方框B4)
与上述方框B1相同，使用参考用时间窗，从爆震传感器信号Sg1截取参 考用数据。
在这里，参照图3对参考用时间窗以及参考用数据进行说明。作为参考 用数据，能够使用未发生爆震时的数据Dr1、燃烧初始阶段的数据Dr2或者 未点火时的背景数据Dr3。需要说明的是，在图3中，为了便于参考，也一并 记载了缸体11的缸内压力。
在使用未发生爆震时的数据Dr1的情况下，使用与检测爆震的爆震用时 间窗TW1相同的时间窗，保存预先规定的规定值以下的数据，将其作为参考 用数据来使用。在能够重新获得规定值以下的数据的情况下，逐次更新所保 存的数据，将其作为参考用数据来使用。
另外，在使用燃烧初始阶段的数据Dr2的情况下，与时间窗TW1不同， 而使用与时间窗TW1临近的时间窗TW2的数据。另外，在使用未点火时的 背景数据Dr3的情况下，也与时间窗TW1不同，而使用未点火时的时间窗 TW3的数据。
(方框B5)
与上述方框B2相同，使截取的参考用数据通过仅使参考频率的成分通过 的BPF，来提取参考频率的波形信号。
在这里，在参考用数据和爆震用数据的时间窗使用同一时间窗TW1的情 况下，使用仅使与爆震检测频率相同的频率成分(例如3kHz左右)通过的 BPF即可。另一方面，在参考用数据和爆震用数据的时间窗不同，而使用时 间窗TW2或者TW3的情况下，参考用的BPF也不同，使用仅使与爆震检测 频率不同的频率成分(例如1kHz左右)通过的BPF即可。
(方框B6)
与上述方框B3相同，进行对提取的参考频率的波形信号的运算处理而求 出第二运算值，例如参考频率的波形信号的绝对值的积分值或者振幅最大值 或者POA。
(方框B7)
进行第二运算值的平均处理而求出参考平均值，该第二运算值是利用方 框B6的运算处理求出的，。
此时，可以通过移动平均处理来求出参考平均值，该移动平均处理使用 最近多次循环的第二运算值，但是，也可以例如在通过用于除去上限值和下 限值的低通滤波器后求出参考平均值，或者也可以求出多次循环的第二运算 值的标准差(σ)，对于处于所求出的1σ范围内的第二运算值，求出参考平 均值。虽然需要预先决定上限值和下限值，但在使用处于1σ范围内的第二运 算值的情况下，不需要预先决定上限值和下限值，例如，即使存在经时变化 也能够追随该经时变化来求出参考平均值。
(方框B8)
将利用方框B3的运算处理求出的第一运算值除以利用方框B7的平均处 理求出的参考平均值，求出第一运算值的S/N比。由此，能够修正爆震传感 器15的传感器灵敏度的个体差异。
(方框B9)
预先规定S/N比与权重系数的关系，对在方框B8中求出的S/N比进行加 权。也就是说，求出将所求出的S/N与对应的权重系数相乘的乘积。该权重 系数是相对于所求出的S/N比，包括爆震强度和爆震频度的数值的系数，由 此，仅通过在一个循环中评价一个数值就能够进行爆震判定。以往，根据爆 震强度和爆震频度进行爆震判定，为了进行判定而需要规定次数的循环，但 通过进行上述加权，能够快速且容易地检测出大的爆震。
实际上，S/N比与权重系数的关系要进行内燃机的试运转而规定为映射数 据。此时，规定S/N比与权重系数的关系，以使得与表示对内燃机的损伤(例 如，气缸套温度所造成的损伤、活塞环、衬垫的损伤等)的爆震强度和点火 正时的提前角化的关系成为同等关系。例如，以仅发生一次就会对发动机造 成损伤的最大S/N比为基准，规定S/N比和权重系数的关系，以成为如方框 B9所示的曲线(例如，n次曲线)，即，S/N比越大，权重系数越大。
(方框B10)
对于在方框B9加权的S/N比(乘积)，求出移动平均值。例如，对于最 近多个加权的S/N比，求出移动平均值。
(方框B11)
在本实施例中，在方框B10求出的移动平均值成为爆震指标。
(方框B12)
基于预先规定的爆震判定阈值对方框B11中的爆震指标进行爆震判定。 需要说明的是，爆震判定阈值根据内燃机的规格而不同，因此与内燃机的规 格对应地设定，例如是20～50％。
(方框B13)
基于方框B12中的爆震判定来进行控制。例如，根据爆震指标的大小， 使点火正时小幅延迟或者大幅延迟(滞后角化)，进而向点火装置21发送使 输出降低或使内燃机关闭(停止)的点火正时指令Sg2。
这样，通过使用进行了加权的爆震指标，而能够成为包括爆震强度和爆 震频度的数值，因此从小的爆震到大的爆震都能够以一个模拟值进行处理。 由此，爆震判定变得容易，能够容易地进行控制，并且快速检测出大的爆震。
(实施例2)
图4是说明本实施例的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置中的爆震 判定及控制的方框图。参照图4，对本实施例的爆震判定及控制进行说明。在 这里，作为一个例子，在图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置 中实施了以下所说明的爆震判定及控制，但只要是具有同等功能的结构，也 可以是其它装置。另外，以下的爆震判定及控制也在各气缸、各循环中分别 进行。
(方框B21)
爆震传感器15所检测出的各气缸10的爆震传感器信号Sg1向ECU20输 入，使用爆震发生的时间带的爆震用时间窗TW1从爆震传感器信号Sg1中截 取爆震用数据。对于爆震用时间窗TW1，可以是在实施例1中说明的时间窗 (参照图3)。
(方框B22)
使截取的爆震用数据通过仅使爆震频率的成分通过的BPF，提取爆震频 率(例如3kHz左右)的波形信号。
(方框B23、B24)
对提取的爆震频率的波形信号进行FFT分析，进行求出经过FFT的爆震 频率的波形信号的POA的运算处理。需要说明的是，可以代替该运算处理， 而进行求出振幅最大值的运算处理、或者进行求出波形信号的绝对值的积分 值来求出相当于POA的值的运算处理。需要说明的是，上述POA与积分值 在数学上是等价的。
(方框B25、B26)
使用以下式1及表1，对于经过运算处理的POA，对各爆震指标，即大 爆震指标、中爆震指标以及小爆震指标进行运算。在以下式1中，C1是超过 相对于POA预先规定的阈值Th的循环次数，C2是规定循环次数，求出将超 过阈值Th的循环次数C1除以规定循环次数C2所得的百分比。
另外，在表1中，从爆震强度与爆震频度这两个观点来规定多组大爆震 指标、中爆震指标以及小爆震指标中的阈值Th和与该阈值Th对应的规定循 环次数C2的组。需要说明的是，表1所示的阈值Th以及规定循环次数C2 仅是示例，根据内燃机的特性能够适当地变更，阈值Th越大使规定循环次数 C2越小。
各爆震指标[％]＝C1/C2×100···(式1)
[表1]
阈值Th 规定循环次数C2 爆震判定时的控制
大爆震指标 0.5～0.8 1(瞬时值) 内燃机关闭/降低输出控制
中爆震指标 0.3～0.7 10 延迟点火正时(大)
小爆震指标 0.2～0.5 50 延迟点火正时(小)
(方框B27、B28)
基于预先规定的相对于大爆震指标、中爆震指标以及小爆震指标的爆震 判定阈值来判定计算出的大爆震指标、中爆震指标以及小爆震指标，基于该 判定进行控制。例如，在判定为小爆震的情况下，使点火正时小幅延迟，在 判定为中爆震的情况下大幅延迟(滞后角化)，另外，在判定为大爆震的情 况下，向点火装置21发送降低输出或使内燃机关闭(停止)的点火正时指令 Sg2。需要说明的是，爆震判定阈值根据内燃机的规格而不同，因此与其规格 对应地设定，例如是20～50％。
(方框B29)
针对在方框B24运算处理的POA，求出移动平均。例如，针对最近多个 POA求出移动平均。通过求出POA移动平均能够掌握爆震的倾向。
以往，如果仅进行FFT分析而进行POA计算，在检测上需要花费时间， 不适合大爆震的检测。然而，如上所述，将POA分为大爆震指标、中爆震指 标及小爆震指标，在计算各爆震指标时，对于每个爆震指标改变规定循环次 数，能够对于每个爆震指标改变检测的速度，由此，越是大爆震越能够快速 进行检测。
(实施例3)
图5是对本实施例的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置中的爆震判 定及控制进行说明的方框图。参照图5来对本实施例的爆震判定及控制进行 说明。在这里，作为一个例子，在图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震 控制装置中实施以下说明的爆震判定及控制，但只要是具有同等功能的结构， 也可以是其它的装置。另外，以下的爆震判定及控制也在各气缸、各循环中 分别进行。
(方框B31)
爆震传感器15所检测出的各气缸10的爆震传感器信号Sg1向ECU20输 入，使用爆震发生的时间带的爆震用时间窗TW1从爆震传感器信号Sg1截取 爆震用数据。对于爆震用时间窗TW1，可以是在实施例1中说明的时间窗(参 照图3)。
(方框B32)
使截取的爆震用数据通过仅使爆震频率的成分通过的BPF，来提取爆震 频率(例如3kHz左右)的波形信号。爆震用BPF可以是在实施例1中说明 的爆震用BPF。
(方框B33)
对提取的爆震频率的波形信号进行运算处理，求出第一运算值。例如， 进行求出波形信号的绝对值的积分值而求出相当于POA的值的运算处理。需 要说明的是，可以进行求出振幅的最大值的运算处理，或者执行FFT分析而 求出POA的运算处理来代替该运算处理。需要说明的是，上述积分值与POA 在数学上是等价的。
(方框B34)
与上述方框B31相同，使用参考用时间窗从爆震传感器信号Sg1截取参 考用数据。对于参考用时间窗及参考用数据，可以是在实施例1中说明的参 考用时间窗及参考用数据(参照图3)。
(方框B35)
与上述方框B32相同，使截取的参考用数据通过仅使参考频率的成分通 过的BPF，来提取参考频率的波形信号。参考用BPF可以是在实施例1中说 明的参考用BPF。
(方框B36)
与上述方框B33相同，对提取的参考频率的波形信号进行运算处理，求 第二运算值，例如，参考频率的波形信号的绝对值的积分值或者振幅的最大 值或者POA。
(方框B37)
对利用方框B36的运算处理求出的第二运算值进行平均处理，求出参考 平均值。在这里，与实施例1相同，求出参考平均值即可。
(方框B38)
将利用方框B33的运算处理求出的第一运算值除以利用方框B37的平均 处理求出的参考平均值，求出第一运算值的S/N比。由此，能够修正爆震传 感器15的传感器灵敏度的个体差异。
(方框B39、B40)
对于经过运算处理所得的S/N比，使用上述式1及表1，对各爆震指标， 即大爆震指标、中爆震指标以及小爆震指标进行运算。需要说明的是，在本 实施例中，相对于S/N比规定表1中的阈值Th即可。
(方框B41、B42)
基于相对于大爆震指标、中爆震指标以及小爆震指标预先规定的爆震判 定阈值，来判定计算出的大爆震指标、中爆震指标以及小爆震指标，基于该 判定进行控制。例如，在判定为小爆震的情况下使点火正时小幅延迟，在判 定为中爆震的情况下使其大幅延迟(滞后角化)，另外，在判定为大爆震的 情况下，向点火装置21发送降低输出或使内燃机关闭(停止)的点火正时指 令Sg2。需要说明的是，爆震判定阈值根据内燃机的规格而不同，因此与其规 格对应地设定，例如是20～50％。
这样，在计算出各爆震指标时，通过针对每个爆震指标改变规定循环数， 能够针对每个爆震指标改变检测的速度。由此，越是大爆震越能够快速进行 检测。
(实施例4)
参照图1对本实施例的内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置进行说明。 在这里，作为一个例子，例示了图1所示的内燃机的爆震判定装置及爆震控 制装置，但只要具有同等功能的结构，也可以是其它装置。
在本实施例中，还具有基于来自ECU20的指令而发出、发送警报的警报 装置22。
对于在实施例1中说明的第二运算值(参考频率的波形信号的绝对值的 积分值、振幅最大值或者POA)，ECU20预先保存内燃机出厂初始阶段的数 据，将其作为基准值。然后，在其后获得的任意的气缸10的第二运算值相对 于基准值下降超过预先规定的基准阈值时，判定为因老化而引起灵敏度降低。
或者也可以进行所有气缸10的第二运算值的平均处理，将其作为基准值。 在该情况下，当之后获得的任意的气缸10的第二运算值相对于基准值下降超 过预先规定的基准阈值时，判定为因老化而引起灵敏度降低。
在任一情况下，都能够将爆震传感器15的劣化和线缆的劣化这两种检测 为老化。
然后，ECU20通过使用警报装置22将因老化而引起灵敏度降低的检测结 果报告给使用者或发送到远程监视设备，来通知老化或其预兆。
这样，能够检测出由爆震传感器15、线缆的老化恶化而引起的灵敏度降 低。
工业实用性
本发明可应用于燃气发动机和汽油发动机等内燃机。
附图标记说明
10 气缸
11 缸体
14 火花塞
15 爆震传感器
20 ECU(控制单元)
21 点火装置
22 警报装置

Claims (10)

1.一种内燃机的爆震判定装置，其特征在于，具备：
加速度传感器或缸内压力传感器，其安装于内燃机的各气缸，并且测定与爆震的强度相关联的加速度或缸内压力；
控制单元，基于由所述加速度传感器或所述缸内压力传感器测定的传感器信号，进行爆震的判定及控制；
所述控制单元，
从所述传感器信号中提取爆震频率的波形信号，计算基于所述爆震频率的波形信号的第一运算值，
从所述传感器信号中提取参考频率的波形信号，计算基于所述参考频率的波形信号的第二运算值，求出所述第二运算值的多个平均值，
求出将所述第一运算值除以所述平均值的比，
将所述比变换为包括爆震强度和爆震频度的爆震指标，
所述控制单元预先规定将所述比变换为所述爆震指标的权重系数，求出将所述比乘以所述权重系数的乘积，求出所述乘积的多个移动平均值，将所述移动平均值作为进行爆震的判定的所述爆震指标来使用，
基于所述爆震指标的大小来进行爆震的判定。
2.如权利要求1所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元随着所述比变大而使所述权重系数增大。
3.一种内燃机的爆震判定装置，其特征在于，具备：
加速度传感器或缸内压力传感器，其安装于内燃机的各气缸，并且测定与爆震的强度相关联的加速度或缸内压力；
控制单元，基于由所述加速度传感器或所述缸内压力传感器测定的传感器信号，进行爆震的判定及控制；
所述控制单元，
从所述传感器信号中提取爆震频率的波形信号，计算基于所述爆震频率的波形信号的第一运算值，
从所述传感器信号中提取参考频率的波形信号，计算基于所述参考频率的波形信号的第二运算值，求出所述第二运算值的多个平均值，
求出将所述第一运算值除以所述平均值的比，
将所述比变换为包括爆震强度和爆震频度的爆震指标，所述控制单元预先规定相对于所述比的阈值和与该阈值对应的规定次数，求出将所述比超过所述阈值的次数除以所述规定次数的百分比，将所述百分比作为进行爆震的判定的所述爆震指标来使用，
基于所述爆震指标的大小来进行爆震的判定。
4.如权利要求3所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元规定多组由各不相同的所述阈值和与各个所述阈值对应的所述规定次数组成的组，随着所述阈值变大而使所述规定次数减小。
5.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元从所述传感器信号的相同时间带中提取所述爆震频率的波形信号和所述参考频率的波形信号，并且将预先规定的规定值以下的信号作为所述参考频率的波形信号。
6.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元从所述传感器信号的不同时间带中提取所述爆震频率的波形信号和所述参考频率的波形信号，并且使所述参考频率的波形信号的所述时间带为与所述爆震频率的波形信号的所述时间带临近的时间带或未点火时的时间带。
7.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元求出多个所述第二运算值的标准差，使用处于该标准差范围内的所述第二运算值来求出所述平均值。
8.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元，
将所述内燃机的初始的所述第二运算值作为基准值保存，并且规定相对于该基准值的基准阈值，
在重新计算出的所述第二运算值相对于所述基准值下降超过所述基准阈值的情况下，判定为所述加速度传感器或所述缸内压力传感器的灵敏度下降而进行通知。
9.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的爆震判定装置，其特征在于，
所述控制单元预先将所有的所述气缸的所述第二运算值的平均值作为基准值保存，并且预先规定相对于该基准值的基准阈值，
在重新计算出的所述第二运算值相对于所述基准值下降超过所述基准阈值的情况下，判定为所述加速度传感器或所述缸内压力传感器的灵敏度下降而进行通知。
10.一种内燃机的爆震控制装置，其特征在于，
使用权利要求1至9中任一项所述的内燃机的爆震判定装置，
所述控制单元根据爆震的判定来进行所述气缸的点火正时的滞后角化、所述内燃机的输出的降低或停止。
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