CN114729610A - 内燃机的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置和控制方法，其能够抑制用于判定机械噪声的产生的运算处理负荷的增加，即使在产生机械噪声的情况下也能够高精度地判定爆震的发生。内燃机的控制装置(50)在比较期间的第二频带的分量的强度的最大值(SF2_MXCP)超过第一频带的分量的强度的最大值(SF1_MXCP)时，进行基于第一频带的分量的强度而不使用第二频带的分量的强度来判定是否发生了爆震的第二侧停止判定处理。

Description

内燃机的控制装置及控制方法

技术领域

本申请涉及内燃机的控制装置及控制方法。

背景技术

以往，已知一种控制装置，通过直接安装在内燃机的燃烧室块上的振动传感器(以下称为爆震传感器)检测在内燃机上发生的爆震现象(knocking现象)。在内燃机的运行过程中发生爆震时，根据内燃机的孔径和爆震的振动模式，产生固有频带的振动，因此控制装置通过测量该固有频率的振动强度来检测爆震。

然而，由于上述振动传感器检测的不仅是由爆震引起的振动，还检测内燃机发出的机械噪声，因此需要在避免这种机械噪声的情况下进行爆震检测。

作为进行这样的爆震控制的技术，例如已知下述的专利文献1和专利文献2中记载的技术。

在专利文献1中公开了以下技术。在使用用于判定爆震发生的两个频率分量和用于判定噪声发生的至少一个频率分量，判定为爆震发生并且噪声未发生时进行点火延迟。

在专利文献2中公开了以下技术。基于爆震信号(爆震频带的爆震窗口之间的峰值)的分布特征来判定噪声的发生。具体而言，计算爆震信号的峰值的分布形状(平均值、方差)，并基于方差与平均值之比判定噪声的有无。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2582969号公报

专利文献2：日本专利第4605642号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在专利文献1的技术中，存在着这样的问题：进行噪声判定专用的频带的分析，需要3个以上的频带的分析，运算负荷增大。另外，在专利文献2的技术中，存在着这样的问题：需要对平均值、方差进行运算，运算负荷增大，并且在这些运算完成之前无法进行爆震和噪声的判定。

因此，需要一种内燃机的控制装置和控制方法，其能够抑制用于判定机械噪声的产生的运算处理负荷的增加，即使在产生机械噪声的情况下也能够高精度地判定爆震的发生。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所涉及的内燃机控制装置包括：

爆震信号计算部，该爆震信号计算部计算在设置于内燃机的爆震传感器的输出信号中包含的第一频带的分量的强度、以及频率高于所述第一频带的第二频带的分量的强度；以及

爆震判定部，该爆震判定部基于在对应于燃烧冲程而设定的爆震判定期间中计算出的所述第一频带的分量的强度和所述第二频带的分量的强度，判定在所述燃烧冲程中是否发生了爆震，

在对应于所述爆震判定期间而设定的比较期间的所述第二频带的分量的强度的最大值超过在所述比较期间的所述第一频带的分量的强度的最大值的情况下，所述爆震判定部进行第二侧停止判定处理，该第二侧停止判定处理基于所述第一频带的分量的强度而不使用所述第二频带的分量的强度来判定是否发生了爆震。

此外，本申请所涉及的内燃机的控制方法包括：

计算在设置于内燃机的爆震传感器的输出信号中包含的第一频带的分量的强度、以及频率高于所述第一频带的第二频带的分量的强度的爆震信号计算步骤；以及

基于在对应于燃烧冲程而设定的爆震判定期间中计算出的所述第一频带的分量的强度和所述第二频带的分量的强度，判定在所述燃烧冲程中是否发生了爆震的爆震判定步骤，

在所述爆震判定步骤中，在对应于所述爆震判定期间而设定的比较期间的所述第二频带的分量的强度的最大值超过在所述比较期间的所述第一频带的分量的强度的最大值的情况下，进行第二侧停止判定处理，该第二侧停止判定处理基于所述第一频带的分量的强度而不使用所述第二频带的分量的强度来判定是否发生了爆震。

发明效果

根据本申请的内燃机的控制装置和控制方法，在进行不执行第二侧停止判定处理的通常判定处理的情况下，基于在爆震判定期间的第一频带的分量的强度和第二频带的分量的强度来判定有无发生爆震，因此，即使由于爆震的种类而产生频带的倾向差，也能够高灵敏度地检测爆震的发生。另一方面，对于机械噪声，由于仅判定在对应于爆震判定期间而设定的比较期间的第二频带的分量的强度的最大值是否超过第一频带的分量的强度的最大值，因此能通过对为了判定爆震发生而计算出的第一频带的分量的强度的最大值和第二频带的分量的强度的最大值进行判定，并比较它们这样简单的处理来进行。此外，由于基于第一频带的分量的强度而不使用叠加了机械噪声的第二频带的分量的强度来判定是否发生了爆震，因此即使叠加机械噪声，也能够高精度地判定爆震的发生。

附图说明

图1是实施方式1的内燃机的简要结构图。

图2是实施方式1的控制装置的框图。

图3是实施方式1的控制装置的硬件结构图。

图4是说明实施方式1的爆震传感器信号的频率特性的图。

图5是说明实施方式1的爆震发生时的动作的图。

图6是说明实施方式1的爆震未发生时的动作的图。

图7是说明实施方式1的机械噪声叠加时的动作的图。

图8是示出实施方式1的控制装置的处理的流程图。

图9是说明实施方式2的机械噪声叠加时的动作的图。

图10是示出实施方式2的控制装置的处理的流程图。

图11是说明实施方式3的机械噪声叠加时的动作的图。

图12是示出实施方式3的控制装置的处理的流程图。

具体实施方式

1.实施方式1

参照附图对实施方式1所涉及的内燃机1的控制装置50(以下简称为控制装置50)进行说明。图1是本实施方式所涉及的内燃机1的简要结构图。另外，虽然本实施方式的内燃机1包括多个燃烧室25(例如，三个)，但是为了方便起见，图1仅示出了一个燃烧室25。内燃机1及控制装置50搭载于车辆，内燃机1成为车辆(车轮)的驱动力源。

1-1.内燃机1的结构

首先，对内燃机1的结构进行说明。内燃机1具有供空气与燃料的混合气体进行燃烧的燃烧室25。内燃机1具备将空气提供给燃烧室25的进气通路23、以及将在燃烧室25中进行了燃烧的废气排出的排气通路17。内燃机1具备对进气通路23进行开闭的节流阀6。节流阀6为通过由控制装置50控制的电动机来进行开闭驱动的电子控制式节流阀。在节流阀6设有输出与节流阀6的开度相对应的电信号的节流阀开度传感器7。

在进气通路23的最上游部，设有对被吸入进气通路23中的空气进行净化的空气净化器24。在节流阀6的上游侧的进气通路23中设有气流传感器3，该气流传感器3输出与吸入到进气通路23中的吸入空气流量相对应的电信号。节流阀6的下游侧的进气通路23的部分设为进气歧管11，并连接到多个燃烧室25。进气歧管11的上游侧的部分设为用于抑制进气脉动的气室。

进气歧管11中设有歧管压力传感器8，该歧管压力传感器8输出与进气歧管11内的气体压力即歧管压力相对应的电信号。另外，可以仅设置气流传感器3和歧管压力传感器8中的任一个。在进气歧管11下游侧的部分设置有喷射燃料的喷射器13。另外，喷射器13也可以设置为直接向燃烧室25内喷射燃料。

在燃烧室25的顶部设有对空气与燃料的混合气体进行点火的火花塞、向火花塞18提供点火能量的点火线圈16。另外，在燃烧室25的顶部设置有对从进气通路23吸入到燃烧室25内的吸入空气量进行调节的进气阀14、以及对从气缸内排出到排气通路17中的废气量进行调节的排气阀15。在进气阀14设置有使其阀开关正时可变的进气阀的可变阀正时机构14a。进气阀的可变阀正时机构14a具有用于改变进气阀的开关正时的电动致动器。

在内燃机1的曲柄轴设置有信号板，在该信号板的外周以预定的角度间隔设置有多个齿。曲柄角传感器9与曲柄轴的信号板的齿相对地固定在气缸体上，并输出与齿的通过同步的脉冲信号。虽然省略了图示，但在内燃机1的曲柄轴上设置有信号板，在该信号板的外周以预定的角度间隔设置有多个齿。凸轮角传感器10与凸轮轴的信号板的齿相对地固定，并输出与齿的通过同步的脉冲信号。

控制装置50基于曲柄角传感器9以及凸轮角传感器10的两种输出信号，对以各活塞5的上死点为基准的曲柄角度进行检测，并且判别各燃烧室25的冲程。

在气缸体上固定有爆震传感器12。爆震传感器12输出对应于内燃机1的振动的信号(振动波形信号)。爆震传感器12由压电元件等构成。

1-2.控制装置50的结构

接着，对控制装置50进行说明。控制装置50是将内燃机1作为控制对象的控制装置。如图2的框图所示，控制装置50包括爆震信号计算部51、爆震判定部52、点火控制部53和阀正时控制部54等控制部。控制装置50的各控制部51～54等由控制装置50所具有的处理电路来实现。具体而言，控制装置50如图3所示，作为处理电路，包括CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、向运算处理装置90输入外部的信号的输入电路92、以及从运算处理装置90向外部输出信号的输出电路93等。

作为运算处理装置90，可以具备ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、IC(Integrated Circuit：集成电路)、DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、各种逻辑电路和各种信号处理电路等。另外，作为运算处理装置90，也可以具备多个同种类或不同种类的运算处理装置来分担执行各处理。作为存储装置91，可以具备构成为能从运算处理装置90读取并写入数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、构成为能从运算处理装置90读取数据的ROM(Read Only Memory：只读存储器)等。输入电路92与各种传感器、开关相连接，包括将这些传感器、开关的输出信号输入至运算处理装置90的A/D转换器等。输出电路93与电负载连接，并具备将控制信号从运算处理装置90输出至这些电负载的驱动电路等。

而且，控制装置50所包括的各控制部51～54等的各功能是通过由运算处理装置90执行存储于ROM等存储装置91的软件(程序)，并与存储装置91、输入电路92、以及输出电路93等控制装置50的其它硬件协作来实现的。另外，各控制部51～54等使用的阈值、爆震判定期间等设定数据作为软件(程序)的一部分存储在ROM等存储装置91中。

在本实施方式中，气流传感器3、节流阀开度传感器7、歧管压力传感器8、曲柄角传感器9、凸轮角传感器10、爆震传感器12、油门位置传感器26等连接到输入电路92。节流阀6(电动机)、喷射器13、进气阀的可变阀正时机构14a、以及点火线圈16等连接到输出电路93。另外，控制装置50与未图示的各种传感器、开关及致动器等相连接。

控制装置50基于气流传感器3或歧管压力传感器8的输出信号等检测吸入空气量，基于节流阀开度传感器7的输出信号检测节流阀开度，并且基于油门位置传感器26的输出信号检测油门开度。控制装置50基于曲柄角传感器9和凸轮角传感器10的输出信号检测曲柄角度和转速以及进气阀14的开关正时。

作为基本的控制，控制装置50基于所输入的各种传感器的输出信号等计算燃料喷射量、点火时期等，并对喷射器13及点火线圈16等进行驱动控制。点火控制将在后文阐述。控制装置50基于油门开度等来计算驾驶员所要求的内燃机1的输出转矩，并对节流阀6等进行控制，以使得成为实现该要求输出转矩的吸入空气量。具体地，控制装置50计算目标节流阀开度，并驱动控制节流阀6的电动机，使得节流阀开度接近目标节流阀开度。

阀正时控制部54基于内燃机的转速和吸入空气量等计算进气阀14的目标开关正时，并驱动控制进气阀的可变阀正时机构14a的电动致动器，使得进气阀14的开关正时接近目标开关正时。

1-2-1.爆震信号计算部51

爆震信号计算部51计算包括在爆震传感器12的输出信号中的第一频带F1的分量的强度SF1和第二频带F2的分量的强度SF2。第二频带F2的频率被设定为高于第一频带F1。

图4中示出了爆震发生时和未发生爆震时的频率、以及各个频率的爆震传感器12的输出信号的强度的特性的示例。如该特性所示，当发生爆震时，爆震传感器信号的强度在所有频率下增加，特别是，信号的强度在多个特定频带变得更高，从而提高了爆震的检测性。另外，随着频率变高，爆震发生时的信号强度有下降的趋势。

例如，如图4所示，第一频带F1和第二频带F2被设定为在爆震发生时的强度高于周围频率的频带。例如，第一频带F1被设定为包含11kHz的频带，第二频带F2被设定为包含18kHz的频带。

此外，爆震发生时的第二频带F2的分量的强度低于第一频带F1的分量的强度。第一频带F1和第二频带F2也可以不被设定为在爆震发生时强度高于周围频率的频带。

在本实施方式中，爆震信号计算部51对爆震传感器12的输出信号执行傅立叶变换处理或带通滤波处理等，从而计算第一频带的分量的强度SF1和第二频带的分量的强度SF2。

例如，爆震信号计算部51每隔规定时间对爆震传感器12的输出信号进行离散傅立叶变换(DFT)或短时傅立叶变换(STFT)等作为傅里叶变换处理，从而计算第一频带F1的频谱列和第二频带F2的频谱列。然后，爆震信号计算部51计算第一频带F1的频谱列的峰值或平均值作为第一频带的分量的强度SF1，并计算第二频带F2的频谱列的峰值或平均值作为第二频带的分量的强度SF2。

或者，爆震信号计算部51每隔规定时间对爆震传感器12的输出信号进行无限冲激响应(IIR)滤波或有限冲激响应(FIR)滤波等作为带通滤波处理，提取第一频带F1的分量和第二频带F2的分量，计算第一频带F1的分量的振幅作为第一频带的分量的强度SF1，计算第二频带F2的分量的振幅作为第二频带的分量的强度SF2。

1-2-2.爆震判定部52

<通常判定处理>

在进行不执行后述的第二侧停止处理的通常判定处理的情况下，爆震判定部52基于在与燃烧冲程相对应地设定的爆震判定期间中计算出的第一频带的分量的强度SF1和第二频带的分量的强度SF2，判定在燃烧冲程中是否发生爆震。

各个燃烧室25的爆震判定期间设定为以各个燃烧室25的活塞的上止点为基准的规定曲柄角度间隔(例如，从上止点前60°到上止点后90°的曲柄角度间隔)。爆震判定期间可根据转速、吸入空气量、点火时期等运行状态而改变。

在爆震判定期间中，爆震判定部52进行用于将第一频带的分量的强度SF1与第一阈值TH1进行比较的第一比较，进行用于将第二频带的分量的强度SF2与第二阈值TH2进行比较的第二比较，并且基于第一比较的比较结果和第二比较的比较结果中的一方或双方来判定是否发生了爆震。

如图4所示，爆震发生时的第二频带F2的分量的强度小于第一频带F1的分量的强度。因此，第2阈值TH2被设定为比第1阈值TH1更小的值。第一阈值TH1和第二阈值TH2可以根据转速、吸入空气量、点火时期等运行状态而变化。另外，可以根据第一频带的分量的强度SF1的统计值等适应性地设定第一阈值TH1，也可以根据第二频带的分量的强度SF2的统计值等适应性地设定第二阈值TH2。

如图5和图6所示，爆震判定部52中，作为第一比较，判定在爆震判定期间的第一频带的分量的强度SF1的最大值SF1_MX(以下，也称为第一分量强度最大值SF1_MX)，并判定第一分量强度最大值SF1_MX是否超过第一阈值TH1。爆震判定部52中，作为第二比较，判定在爆震判定期间的第二频带的分量的强度SF2的最大值SF2_MX(以下，也称为第二分量强度最大值SF2_MX)，并判定第二分量强度最大值SF2_MX是否超过第二阈值TH2。

在本实施方式中，在通常判定处理中，爆震判定部52在判定为第一分量强度最大值SF1_MX和第二分量强度最大值SF2_MX中的至少一方超过第一阈值TH1或第二阈值TH2的情况下，判定发生了爆震，在判定为第一分量强度最大值SF1_MX和第二分量强度最大值SF2_MX双方没有超过第一阈值TH1或第二阈值TH2的情况下，判定没有发生爆震。

由此，在通常判定处理中，在第一分量强度最大值SF1_MX和第二分量强度最大值SF2_MX中的至少一方超过阈值时，能够检测爆震的发生，因此，即使根据爆震的种类产生频带的倾向差，也能够高灵敏度地检测爆震的发生。

爆震判定部52基于爆震发生的判定结果改变点火时期。在本实施方式中，爆震判定部52基于第一频带的分量的强度SF1(在本示例中，第一分量强度最大值SF10_MX)超过第一阈值TH1的第一超出幅度WF1和第二频带的分量的强度SF2(在本实施方式中，第二分量强度最大值SF2_MX)超过第二阈值TH2的第二超出幅度WF2，计算点火时期的延迟角量θR。

如下式所示，爆震判定部52在第一分量强度最大值SF1_MX超过第一阈值TH1时，将通过从第一分量强度最大值SF1_MX减去第一阈值TH1而获得的值设定为第一超出幅度WF1，在第一分量强度最大值SF1_MX未超过第一阈值TH1时，将0设定为第一超出幅度WF1。

1)当SF1_MX＞TH1时，

WF1＝SF1_MX－TH1···(1)

2)当SF1_MX≤TH1时，

WF1＝0

如下式所示，爆震判定部52在第二分量强度最大值SF2_MX超过第二阈值TH2时，将通过从第二分量强度最大值SF2_MX减去第二阈值TH2而获得的值设定为第二超出幅度WF2，在第二分量强度最大值SF2_MX未超过第二阈值TH2时，将0设定为第二超出幅度WF2。

1)当SF2_MX＞TH2时，

WF2＝SF2_MX－TH2···(2)

2)当SF2_MX≤TH2时，

WF2＝0

例如，如下式所示，爆震判定部52基于第一超出幅度WF1的平方值与第二超出幅度WF2的平方值的加法值的平方根，计算点火时期的延迟角量θR。这里，Kr1是通常判定处理的反映系数，并且被设定为正值。

θR＝－Kr1×√(WF1²+WF2²)···(3)

＜由于机械噪声的叠加引起的误判定＞

爆震传感器不仅检测由于爆震引起的振动，还检测内燃机产生的机械噪声。在机械噪声中有其他燃烧室的进气阀或排气阀就座时产生的振动分量。机械噪声的频带与第二频带F2重复。因此，如图7所示，当在爆震判定期间中产生机械噪声时，机械噪声叠加在第二频带F2的分量上，尽管没有发生爆震，但第二频带的分量的强度SF2变大，从而被误判定为发生了爆震。若被误判定，则点火时期产生延迟角，转矩降低，油耗恶化。因此，希望防止由于机械噪声叠加而引起的爆震误判定。

即使在未发生爆震时机械噪声叠加的状态下，由于机械噪声没有过多叠加在第一频带F1的分量上，因此第一频带的分量的强度SF1不会变大。因此，如果在没有发生爆震的状态下叠加机械噪声，则第二频带的分量的强度SF2大于第一频带的分量的强度SF1。

根据图4所示的特性，如果在没有叠加机械噪声的状态下发生爆震，则如图5所示，第一频带的分量的强度SF1大于第二频带的分量的强度SF2。此外，如果在没有叠加机械噪声的状态下没有发生爆震，则如图6所示，第一频带的分量的强度SF1大于第二频带的分量的强度SF2。当由于燃烧而导致振动的产生水平非常低时，第一频带的分量的强度SF1可能小于第二频带的分量的强度SF2，但是在这种情况下，不进行爆震的误判定，也不进行爆震的发生判定，因此可以不考虑。

因此，当第二频带的分量的强度SF2大于第一频带的分量的强度SF1时，能判定为叠加了机械噪声，在这种情况下，通过使用第一频带的分量的强度SF1而不使用第二频带的分量的强度SF2来判定爆震的发生，从而能防止误判定为发生了爆震。

＜第二侧停止处理>

因此，爆震判定部52判定在与爆震判定期间相对应地设定的比较期间的第二频带的分量的强度的最大值SF2_MXCP是否超过比较期间的第一频带的分量的强度的最大值SF1_MXCP，在判定为超过的情况下(即，判定为叠加了机械噪声的情况下)，进行第二侧停止判定处理，该第二侧停止判定处理基于第一频带的分量的强度SF1而不使用第二频带的分量的强度SF2来判定是否发生了爆震。另一方面，当判定为未超过的情况下(即，判定为未叠加机械噪声的情况下)，爆震判定部52执行上述的通常判定处理。

根据该结构，通过比较第二频带的分量的强度的最大值SF2_MXCP与第一频带的分量的强度的最大值SF1_MXCP之间的大小关系的简单处理，判定机械噪声是否叠加在第二频带的分量的强度SF2上，在判断为机械噪声叠加的情况下，基于很少叠加机械噪声的第一频带的分量的强度SF1而不使用叠加有机械噪声的第二频带的分量的强度SF2，能高精度地判定有无发生爆震。因此，能防止由于机械噪声而误判定为发生了爆震。

在本实施方式中，比较期间被设定为爆震判定期间。根据该结构，不仅能评价由于其他燃烧室的进气阀或排气阀的就座而产生的机械噪声，还能评价由于喷射器的驱动而产生的机械噪声等在爆震判定期间内产生的所有机械噪声。

当执行第二侧停止判定处理时，爆震判定部52基于第一比较的比较结果判定是否发生了爆震。在本实施方式中，在第二侧停止判定处理中，当判定为第一分量强度最大值SF1_MX超过第一阈值TH1时，爆震判定部52判定为发生了爆震，当判定为第一分量强度最大值SF1_MX未超过第一阈值TH1时，爆震判定部52判定为未发生爆震。

在第二侧停止判定处理中，如式(1)所示，当第一分量强度最大值SF1_MX超过第一阈值TH1时，爆震判定部52将通过从第一分量强度最大值SF1_MX减去第一阈值TH1后得到的值设定为第一超出幅度WF1，当第一分量强度最大值SF1_MX未超过第一阈值TH1时，爆震判定部52将0设定为第一超出幅度WF1。

例如，在第二侧停止判定处理中，如下式所示，爆震判定部52基于第一超出幅度WF1计算点火时期的延迟角量θR。Kr2是第二侧停止判定处理的反映系数，并且被设定为正值。与式(3)相比，由于延迟角量θR降低了没有使用第二超出幅度WF2的量，因此第二侧停止判定处理的反映系数Kr2可以被设定为大于通常判定处理的反映系数Kr1。

θR＝－Kr2×WF1···(4)

＜最终延迟角量FθR的计算＞

如下式所示，爆震判定部52与一个爆震判定期间对应地进行通常判定处理或第二侧停止判定处理，在每次计算点火时期的延迟角量θR时，通过累计延迟角量θR来计算最终延迟角量FθR。然后，如后述式(6)所示，利用最终延迟角量FθR进行点火时期的延迟。另外，以下记载的“(n)”表示在本次的处理定时计算的值，“(n-1)”表示在上一处理定时计算的值。

FθR(n)

＝min{FθR(n－1)+θR(n)+Ka，Fθmax}

···(5)

其中，Ka是预先设定的向提前角侧的恢复量，其被设定为正值，当判定未发生爆震且延迟角量θR为0时，使最终延迟角量FθR逐渐向提前角侧恢复。Fθmax是预先设定的提前角侧的最大值，并且是最终延迟角量FθR的上限限制值。min{A，B}是输出A和B的最小值的函数。

1-2-3.点火控制部53

在本实施方式中，点火控制部53根据由爆震判定部52计算出的延迟角量(在本示例中，最终延迟角量FθR)来延迟点火时期。点火控制部53基于转速和吸入空气量等内燃机1的运行状态计算基本点火时期θB。基本点火时期θB通常被设定为转矩最大的点火时期。然后，如下式所示，点火控制部53将通过将基本点火时期θB加上最终延迟角量FθR而获得的值设定为最终点火时期θIG。

θIG＝θB+FθR···(6)

最终点火时期θIG是活塞5的上止点前角度，延迟角侧为负，提前角侧为正。控制装置50基于最终点火时期θIG和曲柄角度进行对点火线圈16的通电控制，以使得在最终点火时期θIG(曲柄角度)开始对火花塞18进行放电。

1-2-4.流程图

基于图8所示的流程图，对本实施方式所涉及的控制装置50的处理(内燃机的控制方法)进行说明。

在步骤S01，爆震信号计算部51在对应于燃烧冲程而设定的爆震判定期间中，如上所述，计算包含在爆震传感器12的输出信号中的第一频带的分量的强度SF1和第二频带的分量的强度SF2。在爆震判定期间的各个定时计算出的第一频带的分量的强度SF1和第二频带的分量的强度SF2存储在RAM等存储装置91中。

然后，若爆震判定期间结束，则在步骤S02，爆震判定部52计算在与爆震判定期间相对应地设定的比较期间中计算出的第二频带的分量的强度的最大值SF2_MXCP和第一频带的分量的强度的最大值SF1_MXCP。然后，爆震判定部52判定第二频带的分量的强度的最大值SF2_MXCP是否超过第一频带的分量的强度的最大值SF1_MXCP，在没有超过的情况下，前进到步骤S03，进行通常判定处理，在超过的情况下，前进到步骤S04，进行第二侧停止判定处理。

在步骤S03，在通常判定处理中，爆震判定部52基于在爆震判定期间中计算出的第一频带的分量的强度SF1和第二频带的分量的强度SF2，判定在燃烧冲程中是否发生爆震。在本实施方式中，如上所述，在爆震判定期间中，爆震判定部52进行将第一频带的分量的强度SF1与第一阈值TH1进行比较的第一比较，进行将第二频带的分量的强度SF2与第二阈值TH2进行比较的第二比较，并且基于第一比较的比较结果和第二比较的比较结果中的一方或双方来判定是否发生了爆震。

此外，在本实施方式中，在通常判定处理中，爆震判定部52基于爆震发生的判定结果改变点火时期。在本实施方式中，如上所述，爆震判定部52基于第一分量强度最大值SF1_MX超过第一阈值TH1的第一超出幅度WF1、以及第二分量强度最大值SF2_MX超过第二阈值TH2的第二超出幅度WF2，计算点火时期的延迟角量θR。

另一方面，在步骤S04，在第二侧停止判定处理中，爆震判定部52基于在爆震判定期间中计算出的第一频带的分量的强度SF1，而不使用第二频带的分量的强度SF2，判定在燃烧冲程中是否发生爆震。在本实施方式中，如上所述，爆震判定部52在爆震判定期间中进行比较第一频带的分量的强度SF1和第一阈值TH1的第一比较，并且基于第一比较的比较结果，判定是否发生了爆震。

此外，在本实施方式中，在第二侧停止判定处理中，爆震判定部52基于爆震发生的判定结果改变点火时期。在本实施方式中，如上所述，爆震判定部52基于第一分量强度最大值SF1_MX超过第一阈值TH1的第一超出幅度WF1，计算点火时期的延迟角量θR。

然后，在步骤S05，如式(5)所示，爆震判定部52基于通过通常判定处理或第二侧停止判定处理计算出的延迟角量θR，计算最终延迟角量FθR。

在步骤S06，如上所述，点火控制部53根据由爆震判定部52计算出的延迟角量(在本示例中，最终延迟角量FθR)，来使点火时期延迟。然后，点火控制部53基于点火时期来进行对点火线圈16的通电控制。

2.实施方式2

接着，对实施方式2所涉及的控制装置50进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的控制装置50的基本结构与实施方式1相同，但比较期间的设定与实施方式1不同。

在未发生爆震时，如叠加有机械噪声的图9的示例所示，在第一频带F1和第二频带F2中，由于燃烧引起的振动分量的产生定时大致相同。另一方面，机械噪声分量的产生定时有时与由于燃烧引起的振动分量的产生定时不同。因此，根据机械噪声分量的产生定时来设定比较期间，能提高有无叠加机械噪声的判定精度。

因此，在本实施方式中，爆震判定部52将比较期间设定为包含爆震判定期间中第二频带的分量的强度SF2达到最大的时刻的期间。例如，爆震判定部52将比较期间设定为以第二频带的分量的强度SF2达到最大的时刻为中心的期间。爆震判定部52将比较期间设定为以第二频带的分量的强度SF2达到最大的曲柄角度为中心的规定的曲柄角度间隔(±α度)。

根据该结构，如图9的示例所示，在机械噪声的产生定时与机械噪声分量的产生定时不同的情况下，比较期间被设定为在第二频带F2中产生机械噪声并且没有产生由于燃烧引起的振动分量的期间，因此在第一频带F1，在比较期间中没有产生由于燃烧引起的振动分量。因此，比较期间的第一频带的分量的强度的最大值SF1_MXCP低于爆震判定期间的第一频带的分量的强度的最大值SF1_MX，并且低于比较期间的第二频带的分量的强度的最大值SF2_MXCP，能判定为叠加有机械噪声。因此，能高精度地判定有无叠加机械噪声。

基于图10所示的流程图，对本实施方式所涉及的控制装置50的处理(内燃机的控制方法)进行说明。步骤S11、步骤S13～步骤S17的处理与实施方式1的图8的步骤S01至步骤S06的处理相同，因此省略说明。

在本实施方式中，在步骤S12，若爆震判定期间结束，则爆震判定部52基于在爆震判定期间中计算出的第二频带的分量的强度SF2，判定在爆震判定期间中第二频带的分量的强度SF2达到最大的时刻。然后，如上所述，爆震判定部52将比较期间设定为包含爆震判定期间中第二频带的分量的强度SF2达到最大的时刻的期间。

3.实施方式3

接着，对实施方式2所涉及的控制装置50进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的控制装置50的基本结构与实施方式1相同，但有无执行第二侧停止判定处理的判定方法与实施方式1不同。

若通过可变阀正时机构14a改变进气阀14的开关正时，则根据开关正时的变化，其它燃烧室的进气阀14的关阀正时与爆震判定期间重复或不重复。因此，如图11所示，当关阀正时与爆震判定期间不重复时，由于机械噪声与爆震判定期间的第二频带的分量的强度SF2叠加的可能性较低，因此可以不执行第二侧停止判定处理。另外，虽然发生频度低，但是当由于燃烧而引起的振动分量增加时，第二分量强度最大值SF2_MX有时高于第一分量强度最大值SF1_MX。

因此，在本实施方式中，爆震判定部52基于可变阀正时机构的控制值，判定关阀正时是否与爆震判定期间重复，在判定为不重复的情况下，不执行第二侧停止判定处理。例如，爆震判定部52获取重复可能性较高的特定燃烧室的进气阀的开关正时的相位信息作为可变阀正时机构的控制值，基于相位信息计算特定燃烧室的进气阀的关阀正时，并基于关阀正时计算由于关阀而产生的机械噪声的产生期间。然后，爆震判定部52判定机器噪声的产生期间是否与爆震判定期间重复。

根据该结构，当通过可变阀正时机构的控制值判定为关阀正时与爆震判定期间不重复时，由于机械噪声与爆震判定期间的第二频带的分量的强度SF2叠加的可能性较低，因此能抑制执行不必要的第二侧停止判定处理。尽管发生频度较低，但如图11所示，在由于燃烧引起的振动分量的增加而使第二分量强度最大值SF2_MX高于第一分量强度最大值SF1_MX时，能检测爆震的发生。

基于图12所示的流程图，对本实施方式所涉及的控制装置50的处理(内燃机的控制方法)进行说明。步骤S21、步骤S23～步骤S27的处理与实施方式1的图8的步骤S01至步骤S06的处理相同，因此省略说明。

在本实施方式中，如上所述，在步骤S22，爆震判定部52基于可变阀正时机构的控制值，判定其它燃烧室的进气阀的关阀正时是否与爆震判定期间重复，在判定为重复的情况下，前进到步骤S23，判定有无叠加机械噪声，并执行通常判定处理或第二侧停止判定处理，在判定为不重复的情况下，前进到步骤S24，并执行通常判定处理。

[其他实施方式]

最后，对本申请的其他的实施方式进行说明。另外，下面说明的各实施方式的结构并不限于分别单独地进行应用，只要不产生矛盾，也能与其它实施方式的结构相组合来进行应用。

(1)在上述实施方式3中，以在进气阀14中设置可变阀正时机构14a，爆震判定部52基于进气阀的可变阀正时机构14a的控制值，判定进气阀的关阀正时是否与爆震判定期间重复的情况为例进行了说明。但是，本申请的实施方式并不限于此。也就是说，可以在排气阀中设置可变阀正时机构，爆震判定部52可以基于排气阀的可变阀正时机构的控制值来判定排气阀的关阀正时是否与爆震判定期间重复。

(2)在上述各实施方式中，以爆震判定部52基于爆震发生的判定结果改变点火时期的情况为例进行了说明。但是，本申请的实施方式并不限于此。也就是说，爆震判定部52可以基于爆震发生的判定结果改变除点火时期以外的内燃机1的控制参数。例如，控制参数为可变阀正时机构的阀开关正时、吸入空气量、空燃比、压缩比等。

(3)在实施方式3中，爆震判定部52在判定为关阀正时与爆震判定期间重复的情况下，也可以与实施方式2相同，将比较期间设定为包含爆震判定期间中第二频带的分量的强度SF2达到最大的时刻的期间。

虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

1内燃机、12爆震传感器、14a可变阀正时机构、14进气阀、15排气阀、25燃烧室、50内燃机的控制装置、51爆震信号计算部、52爆震判定部、53点火控制部、54阀正时控制部、F1第一频带、F2第二频带、SF1第一频带的分量的强度、SF2第二频带的分量的强度、SF1_MX爆震判定期间的第一频带的分量的强度的最大值、SF2_MX爆震判定期间的第二频带的分量的强度的最大值、SF1_MXCP比较期间的第一频带的分量的强度的最大值、SF2_MXCP比较期间的第二频带的分量的强度的最大值、TH1第一阈值、TH2第二阈值、θR点火时期的延迟角量。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括：

爆震信号计算部，该爆震信号计算部计算在设置于内燃机的爆震传感器的输出信号中包含的第一频带的分量的强度、以及频率高于所述第一频带的第二频带的分量的强度；以及

爆震判定部，该爆震判定部基于在对应于燃烧冲程而设定的爆震判定期间中计算出的所述第一频带的分量的强度和所述第二频带的分量的强度，判定在所述燃烧冲程中是否发生了爆震，

在对应于所述爆震判定期间而设定的比较期间的所述第二频带的分量的强度的最大值超过在所述比较期间的所述第一频带的分量的强度的最大值的情况下，所述爆震判定部进行第二侧停止判定处理，该第二侧停止判定处理基于所述第一频带的分量的强度而不使用所述第二频带的分量的强度来判定是否发生了爆震。

2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述爆震判定部将所述比较期间设定为包含在所述爆震判定期间中所述第二频带的分量的强度变为最大的时刻的期间。

3.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

包括阀正时控制部，该阀正时控制部对改变燃烧室的进气阀和排气阀中的一方或双方的关阀正时的可变阀正时机构进行控制，

所述爆震判定部基于所述可变阀正时机构的控制值判定所述关阀正时是否与所述爆震判定期间重复，在判定为不重复的情况下，不执行所述第二侧停止判定处理。

4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述爆震判定部基于爆震发生的判定结果改变点火时期。

5.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在未执行所述第二侧停止判定处理的情况下，所述爆震判定部在所述爆震判定期间中进行比较所述第一频带的分量的强度与第一阈值的第一比较，进行比较所述第二频带的分量的强度与第二阈值的第二比较，并基于所述第一比较的比较结果和所述第二比较的比较结果中的一方或双方判定是否发生了爆震，

在执行所述第二侧停止判定处理的情况下，基于所述第一比较的比较结果，判定是否发生了爆震。

6.如权利要求1至5中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在未执行所述第二侧停止判定处理的情况下，所述爆震判定部基于所述第一频带的分量的强度超过第一阈值的第一超出幅度的平方值和所述第二频带的分量的强度超过第二阈值的第二超出幅度的平方值的加法值的平方根来计算点火时期的延迟角量，

在执行所述第二侧停止判定处理的情况下，基于所述第一超出幅度来计算所述点火时期的延迟角量。

7.如权利要求5或6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述第二阈值被设定为小于所述第一阈值的值。

8.一种内燃机的控制方法，其特征在于，包括：

计算在设置于内燃机的爆震传感器的输出信号中包含的第一频带的分量的强度、以及频率高于所述第一频带的第二频带的分量的强度的爆震信号计算步骤；以及

基于在对应于燃烧冲程而设定的爆震判定期间中计算出的所述第一频带的分量的强度和所述第二频带的分量的强度，判定在所述燃烧冲程中是否发生了爆震的爆震判定步骤，

在所述爆震判定步骤中，在对应于所述爆震判定期间而设定的比较期间的所述第二频带的分量的强度的最大值超过在所述比较期间的所述第一频带的分量的强度的最大值的情况下，进行第二侧停止判定处理，该第二侧停止判定处理基于所述第一频带的分量的强度而不使用所述第二频带的分量的强度来判定是否发生了爆震。

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