DE102009034220B4

DE102009034220B4 - Klopfsteuervorrichtung für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102009034220B4
Application number: DE102009034220.6A
Authority: DE
Inventors: Yuhei Matsushima; Hideki Hagari; Keitaro Ezumi; Tomokuni Kusunoki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: DE102009034220A1; JP4703731B2; US20100174472A1; JP2010159642A; US7853400B2

Abstract

Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Klopfsensor (4), der geeignet ist zum Detektieren von Klopfen des Verbrennungsmotors (8); einen Signalverarbeitungsabschnitt (41), der geeignet ist zum Durchführen einer Frequenzanalyse unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation an einem aus dem Klopfsensor (4) ausgegebenen Klopfsensorsignal für jeden Zylinder und jeden Zündzyklus, um hierauf basierend eine Klopfintensität zu berechnen; und einen Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43), der geeignet ist zum Berechnen eines Durchschnittswertes der Klopfintensität und um, basierend auf dem Durchschnittswert, eine Gesamtvarianz zu berechnen, die eine Varianz der Klopfintensität einer Gesamtheit einer Frequenzverteilung darstellt, wobei eine höhere Varianz einer Varianz der Klopfintensität über dem Durchschnittswert entspricht und eine niedrigere Varianz einer Varianz der Klopfintensität unter dem Durchschnittswert entspricht; sowie zum Berechnen einer Standardabweichung der Klopfintensität aus der Gesamtvarianz; zum Voreinstellen eines Wertes, der es gestattet, dass die Frequenzverteilung der Klopfintensität ein vorgegebenes Konfidenzintervall ergibt, das über einen Konfidenzkoeffizienten bestimmt wird, um, basierend auf der höheren Varianz und der niedriger Varianz, einen korrigierten Konfidenzkoeffizienten zu berechnen; und zum Einstellen einer Summe des Durchschnittswertes und eines durch Multiplizieren der Standardabweichung mit dem korrigierten Konfidenzkoeffizienten erhaltenen Werts als einen Klopfbestimmungspegel.

Description

HTNTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und spezifisch auf ein Verfahren zum Einstellen eines Klopfbestimmungspegels.
2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
Im Allgemeinen entscheidet ein Klopfsteuerungssystem über das Vorliegen von Klopfen, wenn ein elektrisches Signal aus einem Klopfsensor zum Detektieren einer Vibration eines Motors (nachfolgend als Klopfsensorsignal bezeichnet) einen vorgegebenen Pegel (nachfolgend als einen Klopfbestimmungspegel bezeichnet) übersteigt, um das Zündtiming zu verzögern. Wenn andererseits das Klopfen über einen vorgegebenen Zeitraum nicht detektiert wird, stellt das Klopfsteuersystem das Zündtiming vor, um das Zündtiming konstant zu steuern, so dass es in der Nahe eines Klopflimits ist. Auf diese Weise werden maximale Kraftstoffeffizienz und Leistungsabgabe-Charakteristik des Motors erhalten.
Beim oben beschriebenen Klopfsteuersystem kommt dem Klopfbestimmungspegel eine große Wichtigkeit zu. Spezifisch, wenn der Klopfbestimmungspegel zu hoch ist, wird das Klopfen nicht detektiert, selbst wenn tatsächlich ein Klopfen auftritt. Daher wird das Zündtiming vorgestellt, um häufiges Klopfen zu verursachen, was zur Beschädigung des Motors führt. Wenn andererseits der Klopfbestimmungspegel zu niedrig ist, wird Klopfen irrtümlich detektiert, obwohl tatsächlich kein Klopfen auftritt. Als Ergebnis wird das Zündtiming verzögert, so dass das Erhalten einer hinreichend hohen Abgabe aus dem Motor scheitert.
Als Verfahren zum Einstellen des Klopfbestimmungspegels ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, das das Multiplizieren eines Durchschnittswertes von Spitzenhaltewerten der Klopfsensorsignale mit einer Verstärkung, die für jede Drehzahl des Motors eng vorabgestimmt wird, und dann das Addieren einer Versatzspannung zum Ergebnis der Multiplikation involviert, um einen adäquaten Klopfbestimmungspegel zu erhalten.
Neben dem oben erwähnten Verfahren ist auch eine Technologie zum Korrigieren des Klopfbestimmungspegels vorgeschlagen worden, die auf einer Log-Normalverteilung basiert, welche durch logarithmische Transformation eines Maximalwertes des Ausgangssignals aus dem Klopfsensor erhalten wird, um über das Auftreten/Nichtauftreten von Klopfen präzise zu entscheiden (beispielsweise japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2007009725 A bzw. US 2007/0 084 266 A1 in der gleichen Familie).
Bei dem konventionell bekannten Verfahren zum Einstellen des Klopfbestimmungspegels ist jedoch eine beachtlich große Anzahl von Schritten für die Verstärkung oder das Versatzanpassen notwendig. Darüber hinaus hat jeder Innenverbrennungsmotor einen Produktionsfehler, selbst wenn die Innenverbrennungsmotoren vom selben Typ sind. Daher gibt es das Problem, dass der Klopfbestimmungspegel auf einen unangemessenen Wert eingestellt wird, so dass verhindert wird, dass eine präzise Klopfdetektion durchgeführt wird, selbst wenn die Verstärkung oder der Versatz eng angepasst ist.
Weiterhin wird bei der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2007009725 A bzw. US 2007/0 084 266 A1 offenbarten Technologie das Klopfsensorsignal einer statistischen Verarbeitung unterworfen, nachdem es der logarithmischen Transformation unterzogen worden ist. Daher, wenn die Verteilung des Klopfsensorsignals nicht zur Log-Normalverteilung wird, gibt es das Problem, dass der Klopfbestimmungspegel auf einen ungeeigneten Wert eingestellt wird, so dass verhindert wird, dass präzise Klopfdetektion durchgeführt wird.
Ferner beschreibt die DE 10 2008 014 672 A1 ein Klopfdetektionsmodul für einen Motor mit einem Statistikspeichermodul und einem Verarbeitungsmodul. Das Statistikspeichermodul speichert M mal N Vibrationsprofile, die M Zonen des Betriebs des Motors und N Zylindern des Motors entsprechen, wobei M und N ganze Zahlen und größer als Eins sind. Das Verarbeitungsmodul ermittelt, in welcher der M Zonen der Motor arbeitet, und ermittelt, ob bei einem der N Zylinder ein Klopfen aufgetreten ist, indem gemessene Vibrationsdaten mit einem ausgewählten der Vibrationsprofile verglichen werden, das der einen der M Zonen und dem einen der N Zylinder entspricht.
Ferner beschreiben US 5,394,330 und US 2008/0276688 A1 ein System und Verfahren zur Detektion von Klopfen unter Einbeziehung einer diskreten Fourier-Transformation in der Signalverarbeitung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und hat daher die Aufgabe, eine Klopfsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor zu erhalten, der zum Einstellen eines präzisen Klopfbestimmungspegels in der Lage ist, ohne eine enge Anpassung durchzuführen, unabhängig von einem Verteilungsprofil eines Klopfsensorsignals.
Eine Klopfsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen Klopfsensor, der geeignet ist zum Detektieren von Klopfen des Verbrennungsmotors; einen Signalverarbeitungsabschnitt, der geeignet ist zum Durchführen einer Frequenzanalyse unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation an einem aus dem Klopfsensor ausgegebenen Klopfsensorsignal für jeden Zylinder und jeden Zündzyklus, um hierauf basierend eine Klopfintensität zu berechnen; und einen Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt, der geeignet ist zum Berechnen eines Durchschnittswertes der Klopfintensität und um, basierend auf dem Durchschnittswert, eine Gesamtvarianz zu berechnen, die eine Varianz der Klopfintensität einer Gesamtheit einer Frequenzverteilung darstellt, wobei eine höhere Varianz einer Varianz der Klopfintensität über dem Durchschnittswert entspricht und eine niedrigere Varianz einer Varianz der Klopfintensität unter dem Durchschnittswert entspricht; sowie zum Berechnen einer Standardabweichung der Klopfintensität aus der Gesamtvarianz; zum Voreinstellen eines Wertes, der es gestattet, dass die Frequenzverteilung der Klopfintensität ein vorgegebenes Konfidenzintervall ergibt, das über einen Konfidenzkoeffizienten bestimmt wird, um, basierend auf der höheren Varianz und der niedriger Varianz, einen korrigierten Konfidenzkoeffizienten zu berechnen; und zum Einstellen einer Summe des Durchschnittswertes und eines durch Multiplizieren der Standardabweichung mit dem korrigierten Konfidenzkoeffizienten erhaltenen Werts als einen Klopfbestimmungspegel.
Die Klopfsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu in der Lage, automatisch den Klopfbestimmungspegel hinsichtlich verschiedener Faktoren zu korrigieren, wie etwa einer Herstellvariation im Innenverbrennungsmotor oder im Klopfsensor und einen Betriebszustand, welcher die Frequenzverteilung der Klopfintensität variieren können. Daher kann die Klopfsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor den Klopfbestimmungspegel ohne enge Anpassung auf einen geeigneten Wert einstellen. Als ein Ergebnis hat die Klopfsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor den Effekt, die Detektion eines Zustandes zu ermöglichen, bei dem das Klopfen auftritt, bei hoher Genauigkeit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen:
1 ist eine Ansicht, die eine schematische Abschnittskonfiguration einer Peripherie eines Innenverbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Steuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine innere Konfiguration einer elektrischen Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
4 ist ein Timing-Diagramm, welches Betriebe eines A/D-Wandlers und eines Signalverarbeitungsabschnitts in einer Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
5 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm einer Klopfintensität, die einer Normalverteilung folgt, wenn kein Klopfen auftritt;
6 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm einer Klopfintensität, die einer Normalverteilung folgt, wenn Klopfen auftritt;
7 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der tatsächlichen Klopfintensität, wenn kein Klopfen auftritt;
8 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der Klopfintensität vor und nach logarithmischer Transformationsverarbeitung;
9 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der Klopfintensität für die Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb eines Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnittes in der Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine Klopfsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die eine schematische Abschnittskonfiguration einer Peripherie eines Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet dasselbe Bezugszeichen denselben oder äquivalenten Teil in jeder der Zeichnungen.
Wie in 1 illustriert, sind ein Luftflusssensor 1, ein Drosselöffnungsgradsensor 2, ein Einlassverteilungsdrucksensor 3, ein Klopfsensor 4 und ein Kurbelwinkelsensor 5 vorgesehen, Der Luftflusssensor 1 ist stromaufwärts (links von) eines Einlassluftdurchgangs vorgesehen, um die Menge an Einstromluftfluss zu messen. Der Drosselöffnungsgradsensor 2 misst einen Öffnungsgrad eines unten beschriebenen elektronisch gesteuerten Drosselventils 11. Der Einlassverteilungsdrucksensor 3 misst einen Druck in einem stromabwärts des elektronisch gesteuerten Drosselventils 11 gelegenen Ausgleichsbehälters 6. Der Klopfsensor 4 detektiert eine Vibration (Klopfen) eines Innenverbrennungsmotors 8. Der Kurbelwinkelsensor 5 detektiert eine Kante einer auf einer Kurbelwelle vorgesehenen Platte, um eine Drehzahl eines Kurbelwinkels des Innenverbrennungsmotors 8 zu detektieren.
Zusätzlich sind das elektronisch gesteuerte Drosselventil 11, ein elektronisch gesteuertes EGR-Ventil 12, ein Injektor 13, eine Zündspule 14 und eine Zündkerze 7 vorgesehen. Das elektronisch gesteuerte Drosselventil 11 ist stromabwärts des Einlassluftdurchgangs vorgesehen und wird elektronisch gesteuert, um eine Einlassluftflussmenge einzustellen. Das elektronisch gesteuerte EGR-Ventil 12 ist mit einer Bodenoberfläche des Ausgleichsbehälters 6 verbunden. Der Injektor 13 ist im Einlassluftdurchgang stromabwärts des Ausgleichsbehälters 6 vorgesehen, um einen Kraftstoff zu injizieren. Die Zündspule 14 und die Zündkerze 7 dienen zur Zündung eines Luft-Kraftstoffgemischs in einem Zylinder des Innenverbrennungsmotors 8.
Der Luftflusssensor 1 und der Einlassverteilungsdrucksensor 3 können beide vorgesehen sein, oder nur einer von einen kann vorgesehen sein. Der Injektor 13 kann dafür vorgesehen sein, den Kraftstoff direkt dem Zylinder des Innenverbrennungsmotors 8 einzuspritzen.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
In 2 werden die vom Luftflusssensor 1 gemessene Einlassluftflussmenge, ein Öffnungsgrad des elektronisch gesteuerten Drosselventils 11, der durch den Drosselöffnungsgradsensor 2 gemessen wird, ein Einlassverteilungsdruck, der durch den Einlassverteilungsdrucksensor 3 gemessen wird, eine Vibrationswellenform des Innenverbrennungsmotors, die durch den Klopfsensor 4 gemessen wird, und ein mit der Kante der an der Kurbelwelle vorgesehenen Platte synchronisierter Impuls, der aus dem Kurbelwinkelsensor 5 ausgegeben wird, an einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend als eine ECU bezeichnet) 100 eingegeben. Messwerte werden auch aus verschiedenen anderen Sensoren als den oben beschriebenen an der ECU 100 eingegeben. Weiterhin wird auch ein Signal von anderen Steuerungen (z. B. dem Steuersystem für die Automatikgetriebesteuerung, Bremsensteuerung, Traktionssteuerung usw.) der ECU 100 eingegeben.
Die ECU 100 berechnet einen Ziel-Drosselöffnungsgrad, basierend auf einem Öffnungsgrad eines Gaspedals, einem Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors und dergleichen, um das elektronisch gesteuerte Drosselventil 11 zu steuern. Die ECU 100 steuert auch einen Öffnungsgrad des elektronisch gesteuerten EGR-Ventils 12 gemäß einem aktuellen Betriebszustand. Auf diese Weise treibt die ECU 100 den Injektor 13 dazu an, ein Ziel-Luft-Kraftstoffgemisch zu erzielen und steuert die Energetisierung der Zündspule 14, um Ziel-Zündtiming zu erzielen.
Wenn das Klopfen durch ein unten beschriebenes Verfahren detektiert wird, verschiebt und setzt die ECU 100 das Ziel-Zündtiming auf die Verzögerungsseite, um die Steuerung zum Unterdrücken des Auftretens von Klopfen durchzuführen.
Weiterhin berechnet die ECU 100 auch Anweisungswerte an verschiedene andere Aktuatoren als den oben beschriebenen.
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine innere Konfiguration der ECU gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
In 3 beinhaltet die ECU 100 verschiedene I/F-Schaltungen 20, eine A/D-Wandler 30 zum Umwandeln eines Analogsignals in ein Digitalsignal und einen Mikrocomputer 40.
Die I/F-Schaltung 20 zur Klopfsteuerung ist ein Tiefpass-Filter (LPF) 21 zum Entfernen einer Hochfrequenzkomponente eines aus dem Klopfsensor ausgegebenen Signals.
Der Mikrocomputer 40 beinhaltet einen ROM-Bereich zum Speichern verschiedener Programme und verschiedener Konstanten eines Konfidenzkoeffizientenkennfelds und einen RAM-Bereich zum Speichern von Variablen zum Zeitpunkt der Ausführung des Programms.
Im ROM-Bereich des Mikrocomputers 40 werden ein Signalverarbeitungsabschnitt 41, Klopfbestimmungspegeleinstellabschnitte 42 und 43 jeweils für unterschiedliche Frequenzen, arithmetische Vergleichsabschnitte 44 und 45, die beide für die beiden unterschiedlichen Frequenzen da sind, ein Klopfentscheidungsabschnitt 46 und ein Zündtiming-Berechnungsabschnitt 47 als ein Programm gespeichert.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Der A/D-Wandler 30 führt eine A/D-Wandlung des Klopfsensorsignals zu vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. alle 10 μs oder alle 20 μs) durch. Der A/D-Wandler 30 kann die A/D-Wandlung konstant durchführen oder kann die A/D-Wandlung nur während einer Periode durchführen, in der das Klopfen auftritt (beispielsweise ab einem oberen Totpunkt (TDC) bis zu einem Nach-Oberer-Totpunkt (ATDC) 50° KW (Kurbelwinkel), nachfolgend wird die Periode als ein Klopfbestimmungsfenster bezeichnet).
Der Signalverarbeitungsabschnitt 41 führt eine Frequenzanalyse unter Verwendung diskreter Fourier-Transformation (DFT) am Klopfsensorsignal durch, das der A/D-Wandlung unterworfen worden ist, für jeden Zylinder und jeden Zündzyklus. Dann berechnet der Signalverarbeitungsabschnitt 41 Spektren einer Mehrzahl von unterschiedlichen Frequenzkomponenten, die für Klopfen spezifisch sind, um dann Werte zu berechnen, die mit einer Klopfintensität V_KNK korreliert sind, spezifisch einen Klopfhaltewert V_PH und einen Durchschnittswert V_AVE für jedes der Spektren.
Die Berechnung des Spitzenhaltewertes V_PH und des Durchschnittswertes V_AVE des Spektrums durch den Signalverarbeitungsabschnitt 41 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist ein Timingdiagramm, welches Betriebe des A/D-Wandlers und des Signalverarbeitungsabschnittes in der Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
4 illustriert ein Klopfbestimmungsfenster (a), ein Klopfsensorsignal (b), eine A/D-Wandlung (c), Beobachtungsintervalle (d) und eine DFT-Verarbeitung (e).
Spezifisch repräsentiert (c) die Prozessierung der A/D-Wandlung, die alle 20 μs am Klopfsensorsignal in der Periode durchgeführt wird, in der das Klopfbestimmungsfenster offen ist (nachfolgend als eine Klopfbestimmungsfenster-Offenperiode bezeichnet).
Als Nächstes repräsentiert für das durch die Verarbeitung (c) geladene Klopfsensorsignal (e) die Verarbeitung des Unterteilens des Klopfsensorsignals in Beobachtungsintervalle und Berechnen der Spektren der Mehrzahl von Frequenzkomponenten, die für das Klopfen spezifisch sind, für jedes Beobachtungsintervall durch die DFT-Verarbeitung. Spezifisch berechnet der Signalverarbeitungsabschnitt 41 einen Maximalwert des Spektrums in der Klopfbestimmungsfenster-Offenperiode als den Spitzenhaltewert VON und teilt einen integrierten Wert des Spektrums in der Klopfbestimmungsfenster-Offenperiode durch die Klopfbestimmungsfenster-Offenperiode, um den Durchschnittswert W_AVE zu berechnen.
In der Verarbeitung (d) von 4 werden die angrenzenden Beobachtungsintervalle in einer Zeitrichtung verschoben, um halb zu überlappen. Eine solche Anordnung der Beobachtungsintervalle wird verwendet, um die Zeitgenauigkeit zu verbessern, weil die einfache Teilung der gesamten Beobachtungsperiode (beispielsweise wenn nur die ungeradzahligen Beobachtungsintervalle [1], [3], [5] und dergleichen verwendet werden) die Genauigkeit in der Zeitrichtung beeinträchtigt. Bei dieser Ausführungsform sind die angrenzenden Beobachtungsintervalle halb überlappend. Jedoch können in Übereinstimmung mit der zu analysierenden Frequenz die angrenzenden Beobachtungsintervalle beispielsweise um zwei Drittel überlappen.
Unter Verwendung des Spitzenhaltewertes V_PH und des Durchschnittswertes V_AVE, die durch den Signalverarbeitungsabschnitt 41 berechnet werden, stellen die Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 Klopfbestimmungspegel V_THP und V_THA für die entsprechenden Frequenzen ein, die spezifisch für Klopfen sind. Der detaillierte Betrieb der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 wird unten beschrieben.
Der arithmetische Vergleichsabschnitt 44 führt Berechnungen durch, um festzustellen, ob der Spitzenhaltewert V_PH größer als der Klopfbestimmungspegel V_THP ist oder nicht. Der arithmetische Vergleichsabschnitt 45 fuhrt Berechnungen durch, um festzustellen, ob der Durchschnittswert V_AVE größer als der Klopfbestimmungspegel V_THA ist oder nicht.
Der Klopfentscheidungsabschnitt 46 bewertet, ob Klopfen auftritt oder nicht, und die Klopfintensität, basierend auf den Ergebnissen der Berechnung durch die arithmetischen Vergleichsabschnitte 44 und 45 für die jeweiligen Frequenzen, die für Klopfen spezifisch sind. Hier wird eine der für Klopfen spezifischen Frequenzen erwogen. Wenn der Spitzenhaltewert V_PH größer als der Klopfbestimmungspegel V_THP ist, bewertet der Klopfentscheidungsabschnitt 46 manchmal, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt. Wenn der Durchschnittswert V_AVE größer als der Klopfbestimmungspegel V_THA ist, bewertet der Klopfentscheidungsabschnitt 46 manchmal, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt. Weiterhin erhält der Klopfentscheidungsabschnitt 46 manchmal eine logische Summe des Spitzenhaltewertes V_PK und des Durchschnittswerts V_AVE zur Bewertung des Auftretens von Klopfen. Wenn der Spitzenhaltewert V_PH größer als der Klopfbestimmungspegel V_THP ist oder wenn der Durchschnittswert V_AVE größer als der Klopfbestimmungspegel V_THA ist, entscheidet der Klopfentscheidungsabschnitt 46, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt. Weiterhin erhält der Klopfentscheidungsabschnitt 46 manchmal ein logisches Produkt des Spitzenhaltewerts V_PH und des Durchschnittswerts V_AVE für die Bewertung des Auftretens von Klopfen. Wenn der Spitzenhaltewert V_PH größer als der Klopfbestimmungspegel V_THP ist oder wenn der Durchschnittswert V_AVE größer als der Klopfbestimmungspegel V_THA ist, entscheidet der Klopfentscheidungsabschnitt 46, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt.
Für eine spezifische aus der Mehrzahl von für Klopfen spezifischen Frequenzen entscheidet der Klopfentscheidungsabschnitt 46 manchmal, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt, wenn der Spitzenhaltewert V_PH größer als der Klopfbestimmungspegel V_THP ist. Der Klopfentscheidungsabschnitt 46 entscheidet manchmal, das Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt, wenn der Durchschnittswert V_AVE größer als der Klopfbestimmungspegel V_THA ist. Die nachfolgende Bewertung ist dieselbe wie diejenige, die oben für den Fall beschrieben worden ist, bei dem eine der für Klopfen spezifischen Frequenzen erwogen wird.
Für die Mehrzahl der für Klopfen spezifischen Frequenzen erhält der Klopfentscheidungsabschnitt 46 manchmal eine logische Summe oder ein logisches Produkt der Ergebnisse der Entscheidung für die entsprechenden Frequenzen, um zu bewerten, dass das Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt.
Andererseits, wenn der Spitzenhaltewert V_PH gleich oder kleiner als der Klopfbestimmungspegel V_THP ist oder wenn der Durchschnittswert V_AVE gleich oder kleiner dem Klopfbestimmungspegel V_THA ist, entscheidet der Klopfbestimmungsabschnitt 46, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 nicht auftritt.
Der Zündtiming-Berechnungsabschnitt 47 justiert das Zündtiming entsprechend dem Auftreten von Klopfen. Wenn der Klopfentscheidungsabschnitt 46 entscheidet, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 auftritt, verzögert der Zündtiming-Berechnungsabschnitt 47 das Zündtiming. Wenn der Klopfentscheidungsabschnitt 46 entscheidet, dass Klopfen im Innenverbrennungsmotor 8 Licht auftritt, stellt der Zündtiming-Berechnungsabschnitt 47 das Zündtiming vor.
Als Nächstes werden die Betriebe der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 detailliert beschrieben. 5 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der Klopfintensität, die einer Normalverteilung folgt, wenn Klopfen nicht auftritt. 6 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der Klopfintensität, die der Normalverteilung folgt, wenn Klopfen auftritt. 7 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der tatsächlichen Klopfintensität, wenn Klopfen nicht auftritt. 8 ist ein. Frequenzverteilungsdiagramm der Klopfintensität vor und nach logarithmischer Transformationsverarbeitung. 9 ist ein Frequenzverteilungsdiagramm der Klopfintensität für die Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird ein Verfahren zum Durchführen statistischer Verarbeitung an der Frequenzverteilung der Klopfintensität V_KNK (bei dieser Ausführungsform der Spitzenhaltewertes V_PH oder der Durchschnittswert V_AVE) zum Einstellen des Klopfbestimmungspegels unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Wenn die Frequenzverteilung der Klopfintensität der in 5 illustrierten Normalverteilung folgt, kann ein Klopfbestimmungspegel V_TH aus einer Standardabweichung V_SD und einem Median V_M der Verteilung berechnet werden, basierend auf der nachfolgenden Gleichung (1). V_TH = V_M + K_R × V_SD (1) wobei K_R ein Konfidenzkoeffizient zum Bestimmen eines Konfidenzintervalls von Daten ist. Es ist bekannt, dass, wenn die Verteilung der Normalverteilung folgt, das Konfidenzintervall von 99,7% bei der Einstellung von K_R = 3 erhalten wird. Der Konfidenzkoeffizient K_R wird experimentell voreingestellt, um zu gestatten, dass eine Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Detektion eines Zustands, wo das Klopfen nicht auftritt, als ein Zustand, wo das Klopfen auftritt, auf einem vorbestimmten Wert liegt. Der Konfidenzkoeffizient wird basierend auf der Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Bewertung des Zustandes, bei dem kein Klopfen auftritt, als der Zustand, wo Klopfen auftritt, aus Daten oder Wissen, das zuvor durch Experimente oder dergleichen erhalten wird, eingestellt. Als Ergebnis können die Daten für kein Auftreten von Klopfen so eingestellt werden, dass sie innerhalb eines beliebigen Konfidenzintervalls verteilt sind. Daher kann der Klopfbestimmungspegel auf einen angemessenen Wert eingestellt werden, um das Detektieren des Zustandes, wo das Klopfen auftritt, bei hoher Genauigkeit zu ermöglichen.
Der Konfidenzkoeffizient K_R wird auf einem Kennfeld unter Verwendung eines Parameters voreingestellt, der mit einer Motordrehzahl oder einer Motorlast als einer Achse korreliert ist. Spezifisch wird ein zweidimensionales Konfidenzkoeffizienten-Kennfeld durch Einstellen des mit der Motordrehzahl oder der Motorlast korrelierten Parameters auf einer ersten Achse (beispielsweise einer X-Achse) und dem Konfidenzkoeffizienten K_R auf einer zweiten Achse (beispielsweise einer Y-Achse) erzeugt, das im ROM-Bereich des Mikrocomputers zu speichern ist. Alternativ wird ein dreidimensionales Konfidenzkoeffizienten-Kennfeld durch Flotten des mit Motordrehzahl oder Motorlast korrelierten Parameters auf einer ersten Achse (beispielsweise der X-Achse), des mit der anderen von Motordrehzahl und Motorlast korrelierten Parameters auf einer zweiten Achse (beispielsweise der Y-Achse) und des Konfidenzkoeffizienten K_R auf einer dritten Achse (beispielsweise einer Z-Achse) erzeugt, das im ROM-Bereich des Mikrocomputers 40 zu speichern ist. Die Einstellung des Konfidenzkoeffizienten K_R auf dem Kennfeld gestattet es dem Konfidenzkoeffizienten K_R, angemessen eingestellt zu werden, selbst wenn die Klopfintensität ein anderes Verteilungsprofil aufweist, abhängig vom Betriebszustand. Somit kann der Klopfbestimmungspegel auf einen angemessenen Wert eingestellt werden, um die Detektion des Zustands, bei dem Klopfen auftritt, bei hoher Genauigkeit zu ermöglichen.
Wenn die Klopfintensität V größer als der Klopfbestimmungspegel V_TH ist, wie in 5 illustriert, wird entschieden, dass Klopfen auftritt. Daher wird die Klopfintensität V_KNK in diesem Fall nicht für die Berechnung des Klopfbestimmungspegels verwendet.
In der Praxis jedoch wird die Verteilung der Klopfintensität V_KNK selten zur Normalverteilung und hat in vielen Fallen ein Verteilungsprofil mit einer verzerrten rechten Seite, wie in 7 illustriert. Daher wird beim Verfahren des Einstellens des Klopfbestimmungspegels, bei dem die Verteilung der Klopfintensität V_KNK als Normalverteilung angesehen wird, die Klopfintensität V_KNK größer als der Klopfbestimmungspegel V_TH, obwohl kein Klopfen auftritt. Als Ergebnis wird das Auftreten von Klopfen fehlerhaft detektiert.
Um die Verzerrung der Verteilung, wie in 7 illustriert, zu beseitigen, ist auch das folgende Verfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird die logarithmische Transformation an der Klopfintensität V_KNK durchgeführt, um eine lognormale Verteilung als das Verteilungsprofil zu erlangen. Danach wird der Klopfbestimmungspegel durch das statistische Verarbeiten berechnet.
Jedoch hat die Verteilung der Klopfintensität V_KNK verschiedene Profile, abhängig von der für das Klopfen oder den Betriebszustand spezifischen Frequenz, wie in 8 illustriert. Somit gibt es die Sorge, dass die logarithmische Transformation das Verteilungsprofil mit verzerrter linker Seite erzeugen kann. Als Ergebnis wird ein eingestellter Wert des Klopfbestimmungspegels zu groß und damit wird die Klopfintensität V_KNK kleiner als der Klopfbestimmungspegel V_TH, obwohl Klopfen auftritt. Folglich kann das Klopfen nicht detektiert werden.
Daher wird bei dieser Ausführungsform der oben beschriebene Konfidenzkoeffizient K_R basierend auf der Verzerrung der Frequenzverteilung der Klopfintensität V_KNK korrigiert, um den Klopfbestimmungspegel auf einen angemessenen Wert einzustellen.
Bei dieser Ausführungsform werden als ein die Verzerrung der Klopfintensität V_KNK repräsentierender Index eine Varianz V_VR der Daten oberhalb (auf der rechten Seite) des Medians V_M (nachfolgend als eine höhere Varianz V_VRK bezeichnet) und eine Varianz V_VRL der Daten unterhalb (auf der linken Seite) des Medians V_M (nachfolgend als eine niedrigere Varianz V_VRL bezeichnet) verwendet, wie in 9 illustriert. Alternativ werden eine Standardabweichung V_SDH der Daten oberhalb (auf der rechten Seite) des Medians V_M (nachfolgend als eine höhere Standardabweichung V_SDH bezeichnet) und eine Standardabweichung V_SDL der Daten unterhalb (auf der linken Seite) des Medians V_M (nachfolgend als niedrigere Standardabweichung V_SDL bezeichnet, verwendet. Der Konfidenzkoeffizient K_R wird basierend auf den oben erwähnten Werten korrigiert, um einen korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC zu berechnen.
Spezifisch, wenn die höhere Varianz V_VRH und die niedrigere Varianz V_VRL verwendet werden, kann der korrigierte Konfidenzkoeffizient K_RC basierend auf der folgenden Gleichung (2) aus der Beziehung:
K_RC:2 × V_VRH:(V_VRL + V_VRH) berechnet werden. K_RC = 2 × K_R × {V_VRH/(V_VRL + V_VRH)} (2)
Ähnlich, wenn die höhere Standardabweichung V_SDH und die niedrigere Standardabweichung V_SDL verwendet werden, kann der korrigierte Konfidenzkoeffizient K_RC basierend auf der nachfolgenden Gleichung (3) berechnet werden. K_RC = 2 × K_R × {V_SDH/(V_SDL + V_SDH)} (3)
Als Ergebnis wird der Konfidenzkoeffizient K_R konstant gemäß der Verzerrung der Verteilung korrigiert. Daher kann der Klopfbestimmungspegel V_TH auf einen angemessenen Wert eingestellt werden, ohne durch die Verzerrung der Frequenzverteilung der Klopfintensität V_KNK aufgrund einer Herstellvariation des Innenverbrennungsmotors 8 oder im Klopfsensor 4 oder dergleichen beeinträchtigt zu sein, und zusätzlich, ohne eine enge Abpassung zu erfordern.
Nachfolgend wird der Betrieb jedes der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte der Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 bzw. 43 stellen die Klopfbestimmungspegel V_TH(V_THP und V_THA) für jeden Zündzyklus ein.
Zuerst entscheidet in Schritt 101 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43, ob die Klopfintensität V_KNK (Spitzenhaltewert V_PH oder Durchschnittswert V_AVE)[n] größer als der vorherige Wert V_TH[n – 1] des Klopfbestimmungspegels ist oder nicht. Wenn die Klopfintensität V_KNK[n] größer als der vorherige Wert V_TH[n – 1] des Klopfbestimmungspegels ist (Ja in Schritt 101), entscheidet jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43, dass ein Klopfen auftritt und der Prozess rückt zu Schritt 102 vor. Wenn andererseits die Klopfintensität V_KNK[n] gleich oder kleiner als der vorherige Wert V_TH[n – 1] (Nein in Schritt 101) ist, schreitet der Prozess zu Schritt 103 fort.
Als Nächstes stellt in Schritt 102 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 den vorherigen Wert V_KNK[n – 1] der Klopfintensität als aktuellen Wert V_KNK[n] der Klopfintensität ein. Für die nachfolgende Berechnung des Klopfbestimmungspegels wird die Klopfintensität V_KNK[n], mit der das Auftreten des Klopfens entschieden wird, nicht verwendet. Dann schreitet der Prozess zu Schritt 104 fort.
In Schritt 103 verwendet jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 die Klopfintensität V_KNK[n] für die nachfolgende Berechnung des Klopfbestimmungspegels.
Als Nächstes berechnet in Schritt 104 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 einen Durchschnittswert V_BGL[n] der Klopfintensität V_KNK[n] basierend auf der nachfolgenden Gleichung (4). V_BGL[n] = K_BGL × V_BGL[n – 1] + (1 – V_BGL) × V_KNK[n] (4) wobei K_BGL ein Filterkoeffizient ist und ein für jede Motordrehzahl vorabgepasster Wert als K_BGL verwendet wird. Für die Berechnung des Zwischenwertes werden andere Werte als der primär gefilterte Wert, der oben beschrieben ist, verwendet werden. Beispielsweise kann ein gleitender Mittelwert verwendet werden.
Um den Median V_M der Frequenzverteilung zu erhalten, ist es notwendig, die Daten vorübergehend im RAM-Bereich zu speichern, die in ihrer Anzahl hinreichend sind, um zu gestatten, dass das Verteilungsprofil identifiziert wird. Daher ist ein extrem großer RAM-Bereich erforderlich. Bei dieser Ausführungsform wird der Durchschnittswert V_BGL, der durch Glättungsverarbeitung durch den Primärfilter erhalten wird, anstelle des Medians V_M verwendet.
In den Schritten 101 und 102, wenn das Auftreten von Klopfen festgestellt wird, kann der oben erwähnte Filterkoeffizient K_BGL adjustiert werden, um die Effekte der Klopfintensität V_KNK[n] zu reduzieren, mit der das Auftreten des Klopfens entschieden wird, anstelle der Verwendung des vorherigen Wertes V_KNK[n – 1] der Klopfintensität als der Klopfintensität V_KNK[n].
Als Nächstes berechnet in Schritt 105 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 eine Varianz V_VR[n] der Gesamtverteilung der Klopfintensität V_KNK[n], eine Varianz V_VRH[n] der Klopfintensität V_KNK[n] über dem Durchschnittswert V_BGL[n], und eine Varianz V_VRL[n] der Klopfintensität V_KNK[n] unter dem Durchschnittswert V_BGL[n], basierend auf den nachfolgenden Gleichungen (5), (6) und (7). V_VR[n] = (V_KNK[n] – V_BGL[n])² (5) V_VRH[n] = (V_KNK[n] – V_BGL[n])² (weil V_KNK[n] ≥ V_BGL[n]) V_VRH[n – 1] (weil V_KNK[n] < V_BGL[n]) (6) V_VRL[n] = (V_KNK[n] – V_BGL[n])² (weil V_KNK[n] ≤ V_BGL[n]) = V_VRL[n – 1] (weil V_KNK[n] > V_BGL[n]) (7)
Wenn die Standardabweichungen anstelle der Varianzen für die Berechnung des korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC in Schritt 105 verwendet werden, berechnet jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 eine höhere Standardabweichung V_SDH[n] und eine niedrigere Standardabweichung Vs [n], basierend auf den nachfolgenden Gleichungen (6)' und (7)'. V_SDH[n] = (V_VRH[n])^1/2 (6)' V_SDL[n] = (V_VRL[n])^1/2 (7)'
Als Nächstes führt in Schritt S106 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 den Glättungsprozess an jeder der in Schritt 105 erhältenen Varianzen, basierend auf den nachfolgenden Gleichungen (8), (9) und (10) durch. Die Glättungsverarbeitung eliminiert die Notwendigkeit zur Speicherung einer großen Datenmenge im Speicher oder dergleichen, um das Verteilungsprofil der Klopfintensität über oder unter dem Durchschnittswert zu identifizieren, und damit kann ein Speicherbereich reduziert werden. VF_VR[n] = K_VR × VF_VR[n – 1] + (1 – K_VR) × V_VR[n – 1] (8) VF_VRH[n] = K_VRH × VF_VRH[n – 1] + (1 – K_VRH) × V_VRH[n – 1] (9) VF_VRL[n] = V_VRL × V_FRL[n – 1] + (1 – K_VRL) × V_VRL[n – 1] (10) wobei K_VR, K_VRH und K_VRL Filterkoeffizienten sind und ein für jede Motordrehzahl vorabgepasster Wert als K_VR, K_VRH und K_VRL verwendet wird.
Wenn die Standardabweichungen anstelle der Varianzen für die Berechnung der korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC in Schritt 106 verwendet werden, führt jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 die Glättungsverarbeitung an der höheren Standardabweichung V_SDH[n] und der niedrigeren Standardabweichung V_SDL[n] durch, wie durch die Gleichungen (9) und (10) ausgedrückt, die oben beschrieben sind, um eine höhere Standardabweichung V_SDH[n] und eine niedrigere Standardabweichung VF_SDL[n] zu berechnen.
Als Nächstes berechnet in Schritt 107 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 die Standardabweichung V_SD[n] der Klopfintensität V_KNK[n], basierend auf der nachfolgenden Gleichung (11). V_SD[n] = (VF_VR[n])^1/2 (11)
In diesem Fall kann die Varianz VF_VRL[n] anstelle der Varianz VF_VR[n] verwendet werden.
Dann berechnet in Schritt 108 jeder der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitte 42 und 43 den korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC und den Klopfbestimmungspegel V_TH[n], basierend auf den folgenden Gleichungen (12) und (13), aus den aktuell erhaltenen Ergebnissen der Berechnung. K_RC = 2 × K_R × V_VRH[n]/(VF_VRL[n] + VF_VRH[n] (12) V_TH[n] = V_BGL[n] + K_RC × V_SD[n] (13) wobei K_R der Konfidenzkoeffizient ist und basierend auf der Motordrehzahl oder der Motorlast vorangepasst wird, wie oben beschrieben.
Zu diesem Zeitpunkt kann ein Minimalwert des korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC so beschränkt sein, dass er der Konfidenzkoeffizient K_R ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Klopfbestimmungspegel kleiner eingestellt wird zumindest als das voreingestellte Konfidenzintervall. Somit kann verhindert werden, dass der Zustand, wo Klopfen nicht auftritt, irrtümlich als der Zustand, wo Klopfen auftritt, detektiert wird.
Für die Berechnung des korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC können die höhere Standardabweichung VF_SDH[n] und die niedrigere Standardabweichung VF_SDL[n], die jeweils positive Quadratwurzeln der höheren Varianz VF_VRH[n] und der niedrigeren VF_VRL[n] sind, anstelle der höheren Varianz VF_VRH[n] und der niedrigeren Varianz VF_VRL[n] verwendet werden, wie durch die nachfolgende Gleichung (14) ausgedrückt. K_RC = 2 × K_R × VF_SDH[n]/(VF_SDL[n] + VF_SDH[n]) (14)
Durch Erhalten des korrigierten Konfidenzkoeffizienten K_RC, wie durch die oben erwähnten Formeln (12) und (14) ausgedrückt, kann der Klopfbestimmungspegel basierend auf einem Verzerrungsgrad der Klopfintensitätsverteilung korrigiert werden. Als Ergebnis kann der Klopfbestimmungspegel auf einen angemessenen Wert eingestellt werden und daher kann der Zustand, wo Klopfen auftritt, bei hoher Genauigkeit detektiert werden.
Bei dieser Ausführungsform wird die Filterungsverarbeitung durchgeführt, um zu gestatten, dass das Verteilungsprofil für die Berechnung des Durchschnittswertes, der Varianzen und der Standardabweichungen präzise identifiziert werden, aber die Varianzen, Standardabweichungen und ein Median können berechnet werden, nachdem eine vorgegebene Anzahl von Abtastungen im Speicher gespeichert sind, für den Zweck der weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Berechnung des Klopfbestimmungspegels.
Wie oben beschrieben, wird in der Klopfsteuervorrichtung für den Innenverbrennungsmotor gemäß dieser Ausführungsform zum Einstellen des Klopfbestimmungspegels durch Durchführen der statistischen Verarbeitung an der Verteilung der Klopfintensität der Klopfbestimmungspegel gemäß der Verzerrung der Verteilung der Klopfintensität korrigiert. Daher kann die Fehlanpassung des Klopfbestimmungspegels aufgrund einer individuellen Fertigungsvariation des Innenverbrennungsmotors oder des Klopfsensors unterdrückt werden. Als Ergebnis kann die Genauigkeit der Detektion des Klopfens verbessert werden, ohne den Klopfbestimmungspegel eng anzupassen.

Claims

Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Klopfsensor (4), der geeignet ist zum Detektieren von Klopfen des Verbrennungsmotors (8); einen Signalverarbeitungsabschnitt (41), der geeignet ist zum Durchführen einer Frequenzanalyse unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation an einem aus dem Klopfsensor (4) ausgegebenen Klopfsensorsignal für jeden Zylinder und jeden Zündzyklus, um hierauf basierend eine Klopfintensität zu berechnen; und einen Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43), der geeignet ist zum Berechnen eines Durchschnittswertes der Klopfintensität und um, basierend auf dem Durchschnittswert, eine Gesamtvarianz zu berechnen, die eine Varianz der Klopfintensität einer Gesamtheit einer Frequenzverteilung darstellt, wobei eine höhere Varianz einer Varianz der Klopfintensität über dem Durchschnittswert entspricht und eine niedrigere Varianz einer Varianz der Klopfintensität unter dem Durchschnittswert entspricht; sowie zum Berechnen einer Standardabweichung der Klopfintensität aus der Gesamtvarianz; zum Voreinstellen eines Wertes, der es gestattet, dass die Frequenzverteilung der Klopfintensität ein vorgegebenes Konfidenzintervall ergibt, das über einen Konfidenzkoeffizienten bestimmt wird, um, basierend auf der höheren Varianz und der niedriger Varianz, einen korrigierten Konfidenzkoeffizienten zu berechnen; und zum Einstellen einer Summe des Durchschnittswertes und eines durch Multiplizieren der Standardabweichung mit dem korrigierten Konfidenzkoeffizienten erhaltenen Werts als einen Klopfbestimmungspegel.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der Klopfbestimmungspegeleinstellabschnitt (42, 43) eine Glättungsverarbeitung an der berechneten Gesamtvarianz, der berechneten höheren Varianz und der berechneten niedrigeren Varianz durchführt, bevor die Standardabweichung berechnet wird.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, wobei der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43) den korrigierten Konfidenzkoeffizienten gemäß einer Formel: 2 × Konfidenzkoeffizient × höhere Varianz/(niedrigere Varianz + höhere Varianz) berechnet.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 3, wobei der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43) den korrigierten Konfidenzkoeffizienten berechnet, um es einem Minimalwert des korrigierten Konfidenzkoeffizienten zu gestatten, der Konfidenzkoeffizient zu sein.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Konfidenzkoeffizient experimentell voreingestellt wird, um zu gestatten, dass eine Wahrscheinlichkeit irrtümlicher Detektion eines Zustands, bei dem Klopfen nicht auftritt, als ein Zustand, wo Klopfen auftritt, einen vorbestimmten Wert aufweist.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Konfidenzkoeffizient auf einem Kennfeld unter Verwendung eines Parameters eingestellt wird, der eine Motordrehzahl und/oder eine Motorlast auf einer Achse repräsentiert.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Klopfsensor (4), der geeignet ist zum Detektieren von Klopfen eines Verbrennungsmotors (8); einen Signalverarbeitungsabschnitt (41), der geeignet ist zum Durchführen einer Frequenzanalyse unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation an einem aus dem Klopfsensor (4) ausgegebenen Klopfsensorsignal für jeden Zylinder und jeden Zündzyklus, um hierauf basierend eine Klopfintensität zu berechnen; und einen Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43), der geeignet ist zum Berechnen eines Durchschnittswertes der Klopfintensität, und um, basierend auf dem Durchschnittswert, eine Gesamtvarianz zu berechnen, die eine Varianz der Klopfintensität einer Gesamtheit einer Frequenzverteilung darstellt, wobei eine höhere Varianz einer Varianz der Klopfintensität über dem Durchschnittswert entspricht und eine niedrigere Varianz einer Varianz der Klopfintensität unter dem Durchschnittswert entspricht, um eine höhere Standardabweichung und eine niedrigere Standardabweichung basierend auf der höheren Varianz und der niedrigeren Varianz zu berechnen; sowie zum Berechnen einer Standardabweichung der Klopfintensität aus der Gesamtvarianz; zum Voreinstellen eines Wertes, der es gestattet, dass die Frequenzverteilung der Klopfintensität ein vorgegebenes Konfidenzintervall ergibt, das über einen Konfidenzkoeffizient bestimmt wird, und Korrigieren des Konfidenzkoeffizienten, basierend auf der höheren Standardabweichung und der niedrigen Standardabweichung, um einen korrigierten Konfidenzkoeffizienten zu berechnen; und zum Einstellen einer Summe des Durchschnittswertes und eines durch Multiplizieren der Standardabweichung mit dem korrigierten Konfidenzkoeffizienten erhaltenen Werts als einen Klopfbestimmungspegel.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7, wobei der Klopfbestimmungspegeleinstellabschnitt (42, 43) eine Glättungsverarbeitung an der berechneten Gesamtvarianz, der berechneten höheren Standardabweichung und der berechneten niedrigeren Standardabweichung durchführt, bevor die Standardabweichung berechnet wird.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 8, wobei der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43) den korrigierten Konfidenzkoeffizienten gemäß einer Formel: 2 × Konfidenzkoeffizient × höhere Standardabweichung/(niedrigere Standardabweichung + höhere Standardabweichung) berechnet.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 9, wobei der Klopfbestimmungspegel-Einstellabschnitt (42, 43) den korrigierten Konfidenzkoeffizienten berechnet, um es einem Minimalwert des korrigierten Konfidenzkoeffizienten zu gestatten, der Konfidenzkoeffizient zu sein.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Konfidenzkoeffizient experimentell voreingestellt wird, um zu gestatten, dass eine Wahrscheinlichkeit irrtümlicher Detektion eines Zustands, bei dem Klopfen nicht auftritt, als ein Zustand, wo Klopfen auftritt, einen vorbestimmten Wert aufweist.
Klopfsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Konfidenzkoeffizient auf einem Kennfeld unter Verwendung eines Parameters eingestellt wird, der eine Motordrehzahl und/oder eine Motorlast auf einer Achse repräsentiert.