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Hintergrund der Erfindung
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft eine Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung (engl.: internal combustion engine knock controlling apparatus) zum Steuern eines Klopfphänomens, das in einem Verbrennungsmotor auftritt.
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2. STAND DER TECHNIK
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Es ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Klopfphänomens bekannt, das in einem Verbrennungsmotor auftritt, mittels eines Sensors, der direkt an einem Block des Verbrennungsmotors befestigt ist, d. h. einem Vibrationssensor (im Folgenden als ein „Klopfsensor” bezeichnet), das beispielsweise in der
JP 2006-22 648 A (Patentdokument 1) offenbart ist. Es ist bekannt, dass, wenn ein Klopfen während des Betriebs des Verbrennungsmotors auftritt, eine Vibration in einem bestimmten Frequenzband gemäß dem Bohrungsdurchmesser des Verbrennungsmotors oder dem Vibrationsmodus des Klopfens auftritt. Durch Messen der Vibrationsintensität bei der spezifischen Frequenz (im Folgenden als ein „Klopfsignal” bezeichnet), wird eine Klopferfassung durchgeführt.
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Eine Klopfsteuervorrichtung, die ein Klopfen durch korrigieren des Zündzeitpunktes in Richtung der Verzögerungsseite unterdrückt, wenn ein Klopfen erfasst wird, und eine Drehmomentreduzierung durch Rückführen des Zündzeitpunktes zu einer Frühzündungsseite (engl.: advance side) minimiert, wenn das Klopfen nicht erfasst wird, ist auch bekannt, wie in beispielsweise der
JP S56-115 861 A (Patentdokument 2) offenbart. Es ist bekannt, dass ein Verbrennungsmotor die folgenden Eigenschaften aufweist. Wenn ein Zündzeitpunkt in Richtung Frühzündung verschoben wird, verbessert sich das Ausgangsdrehmoment der Verbrennungskraftmaschine, jedoch tritt ein Klopfen leichter rauf. Auf der anderen Seite, wenn ein Zündzeitpunkt nach hinten verschoben wird, verringert sich das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors, jedoch tritt ein Klopfen nicht leicht auf. Die oben erwähnte Klopfsteuervorrichtung ist derart, dass, wenn ein Klopfen erfasst wird, ein Zündzeitpunkt hin zu der Verzögerungsseite korrigiert wird, während, wenn ein Klopfen nicht erfasst wird, ein Zündzeitpunkt zu der vorgerückten Seite zurückkommt, wodurch die Verbrennungskraftmaschine gesteuert wird, um bei dem Klopfgrenzzündzeitpunkt betrieben zu werden, bei welchem das maximale Drehmoment erzeugt wird, während das Auftreten eines Klopfens unterdrückt wird. Jedoch, wenn beispielsweise der Verbrennungsmotor mit einer niedrigen Last betrieben wird, gibt es Fälle, in welchen ein Klopfen nicht auftritt, sogar falls der Zündzeitpunkt zu dem Zeitpunkt nach vorne verschoben wird, bei welchem das Drehmoment ein Maximum einnimmt. In solch einem Betriebsbereich ist die oben beschriebene Klopfsteuerung nicht notwendig.
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Bei diesen Arten von Klopfsteuervorrichtungen wird der Klopferfassungsgrenzwert zum Ermitteln eines Klopfens im Allgemeinen basierend auf Standardstatistiken (engl.: standard statistics), wie beispielsweise dem Mittelwert und der Standardabweichung des Klopfsignals, das durch Filtern eines Klopfsignals berechnet wird, eingestellt. Beispielsweise sind verschiedene Methoden des Einstellens des Klopferfassungsgrenzwerts bekannt, wie beispielsweise in
JP H04-140 454 A (Patentdokument 3) offenbart. Bei einem Verfahren wird der Grenzwert verwendend den Mittelwert eines Klopfsignals, der durch Filtern des Klopfsignals berechnet wurde, und die Verstärkung und den Offset, die Vorab zur Deckung gebracht wurden, eingestellt. Bei einem anderen Verfahren wird der Grenzwert verwendend den Mittelwert des Klopfsignals und die Standardabweichung des Klopfsignals, die durch Filtern des Mittelwerts des Klopfsignals und der Abweichung des Klopfsignals berechnet wurden, eingestellt.
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Bei diesen Verfahren, wenn der Verbrennungsmotor sich in einem stationären Betriebszustand befindet, bei welchem die Drehzahl des Verbrennungsmotors und die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors nahezu konstant ist, werden die Variationen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals abgesenkt, um Variationen bei dem Klopferfassungsgrenzwert zu unterdrücken, indem der Filterkoeffizient des Filterprozesses eingestellt wird, um groß zu sein, d. h. indem die Grenzfrequenz (engl.: cut-off frequency) niedrig eingestellt wird. Dadurch kann ein stabiler Betriebszustand, bei welchem die Drehmomentschwankung gering ist, erhalten werden.
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Zusätzlich, wenn der Verbrennungsmotor sich in einem Übergangsbetriebszustand befindet, bei welchem die Drehzahl des Verbrennungsmotors oder die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors ansteigt oder abnimmt, erhöht sich das Ansprechverhalten der Standardstatistik des Klopfsignals, wie beispielsweise der Mittelwert und die Standardabweichung des Klopfsignals, um den Klopferfassungsgrenzwert zu steuern, um eine gute Nachführfähigkeit (engl.: tracking capability) aufzuweisen, indem der Filterkoeffizient des Filterprozesses gering eingestellt wird, d. h. indem die Ausschaltfrequenz hoch eingestellt wird. Dadurch kann eine fehlerhafte Erfassung des Klopfens unterdrückt werden.
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Die deutsche Patentoffenlegungsschrift
DE 10 2011 087 303 A1 schlägt ein Verfahren zum Wechseln der Filterkoeffizienten vor, die bei dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals zwischen einem stabilen Betriebszustand und einem Übergangsbetriebszustand verwendet werden. Der Zweck davon ist es, den Übergangsbetriebszustand ohne Verzögerung zu berechnen und den Übergangskorrekturbetrag umfassend den Grad der Beschleunigung/Verzögerung, die Übergangskorrekturdauer und die Übergangskorrekturbetragsabnehmgeschwindigkeit in einer geringeren Anzahl an Schritten zur Deckung zu bringen. Ein Filterprozess wird für jeden einer Vielzahl an Betriebszustandswerten durchgeführt und ein Übergangskorrekturfaktor wird basierend auf einem Wert berechnet, der durch Normalisieren einer Abweichung zwischen dem Betriebszustandswert und dem gefilterten Betriebszustandswert durch einen repräsentativen Wert erhalten wird. Der Filterkoeffizient, der bei dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verwendet wird, wird verwendend den erhaltenen Übergangskorrekturfaktor korrigiert, sodass der Klopfermittlungsgrenzwert in dem Übergangsbetriebszustand geeignet eingestellt werden kann, um eine fehlerhafte Klopferfassung zu unterdrücken.
[Patentdokument 1]
JP 2006-22 648 A [Patentdokument 2]
JP S56-115 861 A [Patentdokument 3]
JP H04-140 454 A -
Jedoch verwendet das in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2011 087 303 A1 vorgeschlagene Verfahren einen vorgegebenen Wert, der vorab zur Deckung gebracht wurde, als den Filterkoeffizienten, der bei dem Filterprozess verwendet wird, der dem Betriebszustandswert entspricht. Folglich, da der Filterkoeffizient, der bei dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verwendet wird, durch den Übergangskorrekturfaktor korrigiert wird, wird das Ansprechverhalten des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verbessert. Auf der anderen Seite ist ein Problem dieses, dass der Übergangskorrekturfaktor weiterhin nach dem das Nachführen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals abgeschlossen wurde, berechnet wird, d. h., die Korrekturdauer des Filterkoeffizienten, der bei dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verwendet wird, ist ungeeignet, sodass eine Klopferfassung nicht geeignet durchgeführt werden kann.
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Ein weiteres Problem stellt sich wie folgt dar, wenn die Berechnungsprozessdauer des Übergangskorrekturfaktors sich von der Berechnungsprozessdauer des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals unterscheidet, werden das Ansprechverhalten des Filterprozesses zum Berechnen des Übergangskorrekturfaktors und das Ansprechverhalten des Filterprozesses zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals zueinander unterschiedlich. Folglich wird die Korrekturdauer ungeeignet und die Klopferfassung kann nicht geeignet durchgeführt werden.
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Das gerade erwähnte Problem wird nun unter Bezugnahme auf 6 erklärt. 6A zeigt den ersten Betriebszustandswert und den gefilterten Wert davon in einem Übergangsbetriebszustand. 6B zeigt die erste Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichung, die basierend auf dem ersten Betriebszustandswert berechnet wurde. 6C zeigt einen zweiten Betriebszustandswert und den Filterwert davon. 6D zeigt die zweite Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichung, die basierend auf dem zweiten Betriebszustandswert berechnet wurde. 6E zeigt den Übergangskorrekturfaktor, der durch Summieren der ersten Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichung und der zweiten Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichung erhalten wurde. 6F zeigt ein Betriebsbeispiel des Klopfsignals in einem Übergangsbetriebszustand, den Mittelwert des Klopfsignals in einem Zustand, in welchem sein Ansprechverhalten um einen Übergangskorrekturfaktor erhöht wurden, und den Klopfermittlungsgrenzwert, der gemäß dem Mittelwert des Klopfsignals eingestellt wurde und, wie an dem Punkt A in 6F gezeigt, wird ein Zustand gezeigt, in welchem das Klopfen unmittelbar nach dem Übergangsbetriebszustand aufgetreten ist.
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Gemäß dem in der deutschen Patentoffenlegungsschrift
DE 10 2011 087 303 A1 vorgeschlagenen Verfahren sind die Filterkoeffizienten, die bei dem Filterprozess zum Berechnen der Betriebszustandswerte verwendet werden, vorgegebene Werte. Daher wird sogar nachdem das Nachführen des Mittelwerts des Klopfsignals durch Erhöhen des Ansprechverhaltens um einen Übergangskorrekturfaktor abgeschlossen wurde, weiterhin der Übergangskorrekturfaktor berechnet. Folglich bleibt das Ansprechverhalten des Mittelwerts des Klopfsignals schnell, sodass der Klopfermittlungsgrenzwert nicht stabilisiert wird. Daher kann die Klopferfassung nicht geeignet durchgeführt werden oder ein Klopferfassungsfehler tritt auf.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es, um die vorgenannten Probleme zu lösen, eine Aufgabe der Erfindung, eine Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Klopferfassungsleistung durch Einstellen einer Korrekturdauer ohne ein Anpassen (engl.: matching) durchzuführen verbessern kann, wenn ein Übergangskorrekturfaktor zum Korrigieren eines Filterkoeffizienten, der zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals in einem Übergangsbetriebszustand verwendet wird, berechnet wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung umfasst: einen Sensor, der ein Signal basierend auf einer Vibration eines Verbrennungsmotors ausgibt; eine Klopfsignalberechnungseinrichtung zum Berechnen aus dem Ausgang des Sensors einer charakteristischen Komponente eines Klopfens, das in dem Verbrennungsmotor auftritt, als ein Klopfsignal zu jedem Zündzeitpunkt; eine Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung (engl.: knock signal standard statistic calculating means) zum Berechnen einer Standardstatistik des Klopfsignals durch eine Filterbearbeitung (engl.: filtering processing) des Klopfsignals, das von der Klopfsignalberechnungseinrichtung berechnet wurde; eine Klopferfassungsgrenzwertberechnungseinrichtung (engl.: knock determination treshold calculating means) zum Berechnen eines Klopferfassungsgrenzwertes zum Ermitteln eines Klopfens basierend auf der Standardabweichung des Klopfsignals, das von der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung berechnet wurde; eine Klopferfassungseinrichtung zum Erfassen, dass ein Klopfen aufgetreten ist, falls das Klopfsignal, das von der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung berechnet wurde, den Klopfsignalerfassungsgrenzwert überschreitet, der von der Klopferfassungsgrenzwertberechnungseinrichtung berechnet wurde; eine Betriebszustandswerterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Vielzahl an Betriebszustandswerten, die jeweils einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine anzeigen; eine Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung (engl.: operating state value deviation normalization means) zum Normalisieren von Abweichungen zwischen den Betriebszustandswerten, die von der Betriebszustandswerterfassungseinrichtung erfasst wurden, und von Werten, die durch Filterbearbeitung der Betriebszustandswerte erhalten wurden, verwendend einen repräsentativen Wert der Betriebszustandswerte; eine Übergangskorrekturfaktorberechnungseinrichtung (engl.: transistion correction factor calculation means) zum Berechnen eines Übergangskorrekturfaktors basierend auf einer Vielzahl an Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichungen, die von der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung berechnet wurden; eine Filterkoeffizientkorrektureinrichtung zum Korrigieren eines Filterkoeffizienten, der bei einem Filterprozess der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung basierend auf dem Übergangskorrekturfaktor, der von der Übergangskorrekturfaktorberechnungseinrichtung berechnet wurde, verwendet wird; und eine Filtereigenschafteinstelleinrichtung zum Einstellen eines Ansprechverhaltens des Filterprozesses bei der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung, um gleich einem Ansprechverhalten des Filterprozesses in der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung zu sein.
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Die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung kann eine fehlerhafte Ermittlung eines Klopfens, die sich aus einer Nachführverzögerung des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals bei einem Übergangsbetriebszustand ohne das Durchführen einer umfassenden Anpassung beim Berechnen eines Korrekturfaktors in dem Übergangsbetriebszustand ergibt, verhindern und kann die Korrekturdauer und den Korrekturbetrag zum Verbessern des Ansprechverhaltens des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals einstellen, sodass sie die Klopferfassungsleistungsfähigkeit verbessern kann.
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Die vorgenannte und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen studiert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Konfigurationsansicht, die schematisch einen Verbrennungsmotor zeigt, an welchem eine Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung angewendet wird;
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2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Steuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine zeigt, an welcher die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung angewendet wird;
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3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturfaktors und ein Verfahren zum Korrigieren eines Filterkoeffizienten zum Berechnen eines Hintergrundniveaus, welches der Mittelwert eines Klopfsignalsvibrationsniveaus ist, durch den Übergangskorrekturfaktor in der Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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5 zeigt Graphen, die Betriebe eines Übergangskorrekturfaktors, eines Klopfsignalmittelwertes, der durch den Übergangskorrekturfaktor korrigiert wurde, und eines Klopferfassungsgrenzwertes in der Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigen; und
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6 zeigt Graphen, die Betriebe eines Übergangskorrekturfaktors, eines Klopfsignalmittelwertes, der durch den Übergangskorrekturfaktor korrigiert wurde, und eines Klopferfassungsgrenzwertes in einer bekannten Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung zeigen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erste bevorzugte Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Konfigurationsansicht, die schematisch einen Verbrennungsmotor zeigt, an welchem die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform angewendet wird. Es muss verstanden werden, dass obwohl der Verbrennungsmotor für Fahrzeuge, wie beispielsweise Automobile, im Allgemeinen eine Vielzahl an Zylindern und Kolben aufweist, in 1 aus Gründen der Einfachheit nur ein Zylinder und ein Kolben dargestellt ist.
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Bezugnehmend auf 1 ist ein Luftfilter 50 an der Flussaufwärtsseite eines Einlasssystems 100 eines Verbrennungsmotors 1 (im Folgenden als ein „Motor” bezeichnet) vorgesehen, und ein Druckausgleichsbehälter 5 zum Vorhalten der durch den Luftfilter 50 angesaugten Luft, ist an der Flussabwärtsseite davon vorgesehen. Der Druckausgleichsbehälter 5 ist mit einer Vielzahl an Zylindern des Motors 1 über einen Ansaugkrümmer 51 verbunden.
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Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil (im Folgenden als „Drosselventil” bezeichnet) 2 ist an der Flussaufwärtsseite des Druckausgleichbehälters 5 vorgesehen. Der Grad des Öffnens des Drosselventils 2 wird elektronisch gesteuert, um die Einlassluftstromrate des Einlasssystems 100 einzustellen. Ein Luftstromsensor 4 ist an der Flussaufwärtsseite des Drosselventils 2 vorgesehen. Der Luftstromsensor 4 misst die Einlassluftstromrate in dem Einlasssystem 100 und gibt ein Einlassluftbetragssignal, das dem gemessenen Wert entspricht, aus.
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Ein Drosselöffnungssensor 3 misst den Grad des Öffnens des Drosselventils 2 und gibt ein Drosselventilöffnungssignal, das dem gemessenen Wert entspricht, aus. Anstatt des elektronischen Drosselventils 2 ist es auch möglich ein mechanisches Drosselventil zu verwenden, das direkt mit einem in den Zeichnungen nicht gezeigten Gaspedal über ein Kabel verbunden ist.
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Ein Ansaugkrümmerdrucksensor 6, der an dem Druckausgleichsbehälter 5 vorgesehen ist, misst den Ansaugluftdruck in dem Druckausgleichsbehälter 5, d. h. den Ansaugluftdruck in dem Ansaugkrümmer 51 und gibt das Ansaugkrümmerdrucksignal, das dem gemessenen Wert entspricht, aus. Obwohl sowohl der Luftstromsensor 4 als auch der Ansaugkrümmerdrucksensor 6 in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, kann auch nur einer von ihnen vorgesehen werden.
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Ein Lufteinlassventil 71 ist an dem Lufteinlass flussabwärts des Druckausgleichsbehälters 5 vorgesehen. Der Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Lufteinlassventils 71 wird variabel über einen variablen Einlassventilmechanismus 7 gesteuert. Eine Einspritzdüse 8 zum Einspritzen von Kraftstoff ist an dem Lufteinlass vorgesehen. Die Einspritzdüse 8 kann vorgesehen sein, um Kraftstoff direkt in einen Zylinder des Motors 1 einzuspritzen.
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Eine Zündspule 9 zum Zünden eines Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder und eine Zündkerze 10, die einstückig mit der Zündspule 9 ausgebildet ist, sind an einem Zylinderkopf des Motors 1 vorgesehen. Zusätzlich ist eine Platte 110, die eine Vielzahl an Rändern an ihrer Umfangsoberfläche in vorgegebenen Abständen aufweist, an der Kurbelwelle des Motors 1 vorgesehen. Ein Kurbelwellensensor 11 ist gegenüber den Rändern der Platte 110 vorgesehen. Der Kurbelwellensensor 11 ermittelt die Ränder der Platte 110, die gemeinsam mit der Kurbelwelle rotiert und gibt ein Pulssignal synchron zu den Anordnungsabständen der jeweiligen Ränder aus. Ein Klopfsensor 12, der an dem Motor 1 vorgesehen ist, gibt ein Vibrationswellenformsignal basierend auf einer Vibration des Motors 1 aus.
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Ein Abgasventil 81, das an einem Abgasanschluss des Zylinders vorgesehen ist, entlädt Abgas aus dem Inneren des Zylinders an ein Abgassystem 200 durch Öffnen des Ventils. Ein Katalysator (nicht gezeigt) zum Reinigen des Abgases ist an der Flussabwärtsseite des Abgassystems 200 vorgesehen.
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2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Steuereinrichtung des Verbrennungsmotors zeigt, an welcher die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform angewendet wird. Bezugnehmend auf 2 umfasst eine elektronische Steuereinheit 13 (im Folgenden als „ECU” bezeichnet) des Motors 1 eine Arithmetikeinrichtung, wie beispielsweise einen Mikrocomputer. Die ECU 13 empfängt ein Einlassluftstromratensignal (engl.: intake air flow rate signal), das von dem Luftstromsensor 4 ausgegeben wird, ein Ansaugkrümmerdrucksignal, das von dem Ansaugkrümmerdrucksensor 6 ausgegeben wird, ein Drosselventilöffnungssignal, das von dem Drosselventilöffnungssensor 3 ausgegeben wird, ein Pulssignal, das synchron zu den Anordnungsabständen der Kanten der Platte 110 ist und von dem Kurbelwellensensor 11 ausgegeben wird, und ein Vibrationswellenformsignal des Motors 1, das von dem Klopfsensor 12 ausgegeben wird.
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Abgesehen von den eben erwähnten Signalen empfängt die ECU 13 entsprechende Signale, die den jeweiligen gemessenen Werten von verschiedenen anderen Sensoren 300 entsprechen und sie empfängt auch Signale von anderen Steuergeräten 400, wie beispielsweise einem Automatikgetriebesteuersystem, einem Bremssteuersystem und einem Traktionssteuersystem.
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Die ECU 13 berechnet einen Zieldrosselklappenöffnungsgrad basierend auf beispielsweise dem Betätigungsgrad des Gaspedals und den Betriebszuständen des Motors 1 und sie steuert den Grad des Öffnens des Drosselventils 2 basierend auf dem berechneten Zieldrosselklappenöffnungsgrad. Zusätzlich steuert die ECU 13 den variablen Einlassventilmechanismus 7, um variabel den Öffnungszeitpunkt des Einlassventils 71 gemäß den Betriebszuständen des Motors 1 zu steuern. Auch treibt die ECU 13 das Einspritzventil 8 an, um ein Zielluft-Kraftstoffverhältnis zu erreichen, um den Kraftstoffeinspritzbetrag zu steuern. Die ECU 13 steuert ferner den elektrischen Strom, der zu der Zündspule 9 geht, um einen Zielzündzeitpunkt zu erhalten, um den Zündzeitpunkt zu steuern.
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Zusätzlich führt die ECU 13 eine Steuerung zum Unterdrücken des Auftretens eines Klopfens durch Einstellen des Zielzündzeitpunkts hin zu einer Verzögerungsseite durch, wenn sie ein Klopfen des Motors 1 ermittelt, wie später beschrieben wird. Ferner berechnet die ECU 13 Anweisungswerte zum Steuern von verschiedenen Aktuatoren 500 zusätzlich zu den vorgenannten und sie steuert die verschiedenen Aktuatoren 500 basierend auf den Anweisungswerten.
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Als nächstes wird die Klopfsteuerung, die in der ECU 13 durchgeführt wird, beschrieben. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Motorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Bezugnehmend auf 3 weist die ECU 13 verschiedene Schnittstellenschaltkreise 131 und einen Mikrocomputer 132 auf. Die verschiedenen Schnittstellenschaltkreise 131 umfassen einen Tiefpassfilter (im Folgenden als „LPF” bezeichnet), welches ein Schnittstellenschaltkreis zur Klopfsteuerung ist, um eine hochfrequente Komponente des Signalausganges des Klopfsensors 12 zu entfernen.
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Der Mikrocomputer 132 umfasst als Ganzes einen A-D-Umwandler zum Umwandeln eines analogen Signals in ein digitales Signal, einen ROM-Bereich zum Speichern von Steuerprogrammen und Steuerparametern, einen RAM-Bereich zum Steuern von Variablen beim Ausführen von Programmen und dergleichen, jedoch zeigt 3 vorwiegend die Konfiguration des Mikrocomputers, die sich auf die Klopfsteuervorrichtung bezieht.
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Der Mikrocomputer 132 weist eine A-D-Umwandlungseinheit 15 als A-D-Umwandlungseinrichtung, eine digitale Verarbeitungseinheit 16 als eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung, eine Spitzenwerthalteeinheit 17 als eine Spitzenwerthalteeinrichtung, eine Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinheit 18 als eine Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung, eine Klopfermittlungsgrenzwertberechnungseinheit 19 als eine Klopfermittlungsgrenzwertberechnungseinheit, eine Klopfermittlungseinheit 20 als eine Klopfermittlungseinrichtung und eine Klopfkorrekturbetragsberechnungseinheit 21 als eine Klopfkorrekturbetragsberechnungseinrichtung auf. Der Mikrocomputer 132 weist auch eine Betriebszustandswerterfassungseinheit 22 als eine Betriebszustandswertermittlungseinrichtung auf, in welche die Ausgangssignale von dem Drosselöffnungssensor 3, dem Luftstromsensor 4, dem Ansaugkrümmerdrucksensor 6 und dem Kurbelwellensensor 11 über die Schnittstellenschaltkreise 131 eingegeben werden, eine Betriebszustandswertabweichungs-Normalisierungseinheit 23 als eine Betriebszustandswertabweichungs-Normalisierungseinrichtung, eine Übergangskorrekturfaktorberechnungseinheit 24 als eine Übergangskorrekturfaktorberechnungseinrichtung, eine Filterkoeffizientkorrektureinheit 25 als eine Filterkoeffizientkorrektureinrichtung, und eine Filtercharakteristikeinstelleinheit 26 als eine Filtercharakteristikeinstelleinrichtung auf.
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Die A-D-Umwandlungseinheit 15 des Mikrocomputers 132 führt eine A-D-Umwandlung eines Vibrationswellenformsignals durch, welches von dem Klopfsensor 12 über einen LPF 14 (Tiefpassfilter) in regelmäßigen Abständen, beispielsweise alle 10 μs oder 20 μs, eingegeben wird. Der LPF 14 umfasst auch eine Funktion zum Einstellen des Zentrums der Vibrationskomponente auf 2,5 V durch Anlegen eines Bias von 2,5 V, sodass die A-D-Umwandlungseinheit 15 die gesamte Vibrationskomponente aufnehmen kann. Der LPF 14 umfasst auch die Verstärkungsumwandlungsfunktion, um die Vibrationskomponente an ihrem Zentrum bei 2,5 V zu verstärken, wenn die Vibrationskomponente gering ist und um die Vibrationskomponente an ihrem Zentrum bei 2,5 V zu reduzieren, wenn die Vibrationskomponente groß ist, sodass die Vibrationskomponente in den Bereich von 0 V bis 5 V, der bei 2,5 V zentriert ist, fallen kann.
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Es ist möglich, dass die A-D-Umwandlungseinheit 15 ausgebildet ist, um eine A-D-Umwandlung des analogen Signals aus dem LPF 14 zu jedem Zeitpunkt durchzuführen und um nur die Daten während der Zeitdauer, während welcher ein Klopfen in dem Motor 1 auftritt, beispielsweise während der Klopfermittlungszeitdauer, die von dem oberen Totpunkt (im Folgenden als „TDC” (top dead center) bezeichnet) des Kolbens bis 50° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt (im Folgenden als „ATDC” (after top dead center) bezeichnet) eingestellt ist, an die Signalverarbeitungseinheit 16 und darüber hinaus zu senden. Alternativ kann beispielsweise die A-D-Umwandlungseinheit 15 ausgebildet sein, um eine A-D-Umwandlung nur während einer Klopfermittlungszeitdauer durchzuführen, die von dem TDC bis 50° Kurbelwelle ATDC eingestellt ist, und um die Daten an die digitale Signalverarbeitungseinheit 16 und darüber hinaus zu senden.
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Bei der digitalen Signalverarbeitungseinheit 16 wird die Zeit-Frequenz-Analyse durch digitale Signalverarbeitung für das Klopfsensorsignal durchgeführt, das durch das A-D-Fenster der A-D-Umwandlungseinheit 15 verlaufen ist. Bei dieser digitalen Signalverarbeitung wird ein Prozess wie beispielsweise eine diskrete Fourierumwandlung (DFT) oder eine Kurzzeitfouriertransformation (STFT) verwendet, um die Bandbreite (engl.: spectrum column) der klopfspezifischen Frequenzkomponente bei jeder vorgegebenen Dauer zu berechnen. Als die digitale Signalverarbeitung können ein IIR-Filter (infinite Impulsantwort, infinite impulse response) und ein FIR-Filter (finite Impulsantwort; finite impulse response) verwendet werden, um die klopfspezifische Frequenzkomponente zu extrahieren. Zusätzlich kann die Berechnung der digitalen Signalverarbeitungseinheit 16 verarbeitet werden, während die A-D-Umwandlung durchgeführt wird oder kann kollektiv durch eine unterbrochene Verarbeitung synchron zu der Rotation des Motors durchgeführt werden.
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Die Spitzenwerthalteeinheit 17 berechnet den Spitzenwert der Bandbreite, der von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 16 berechnet wurde, als ein Klopfsignal VP. Folglich wirkt die Spitzenwerthalteeinheit 17 als eine Klopfsignalberechnungseinrichtung. Der Prozess in der Spitzenwerthalteeinheit 17 und darüber hinaus wird in einer unterbrochenen Bearbeitung (engl.: interrupt process) synchron zu der Rotation des Motors durchgeführt.
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Die Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinheit 18 führt eine Filterbearbeitung des Klopfsignals VP, das für jeden Hub des Motors mittels der Spitzenwerthalteeinheit 17 berechnet wurde, durch und berechnet einen Filterwert VBGL verwendend die folgende Gleichung (1). Dieser Filterwert VBGL entspricht dem BGL, welches der Mittelwert des Vibrationsniveaus des Klopfsignals VP ist. VBGL(n) = KBGL(n) × VBGL(n – 1) + (1 – KBGL(n)) × VP(n) (1) VBGL(n): Mittelwert des Klopfsignals VP, VP(n): Klopfsignal nach der Normalisierung, KBGL(n): Filterkoeffizient
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Im Folgenden wird ein Klopfermittlungsgrenzwert VTH in der Klopfermittlungsgrenzwertberechnungseinheit 19 verwendend die folgende Gleichung (2) berechnet. VTH(n) = KTH × VBGL(n) + VOFS(n) (2) VTH(n): Klopfermittlungsgrenzwert, KTH: Klopfermittlungsgrenzwertberechnungskoeffizient, VOFS: Offset
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Hier bezeichnet (n) den Prozess zum momentanen Zündzeitpunkt und (n – 1) bezeichnet den Prozess zum vorherigen Zündzeitpunkt. Der Filterkoeffizient KBGL(n) zum Berechnen des BGL, der in der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinheit 18 verwendet wird, wird mittels eines Übergangskorrekturfaktors KT(n) korrigiert. Das Verfahren zum Berechnen des Übergangskorrekturfaktors KT(n) und das Verfahren zum Korrigieren des Filterkoeffizienten KBGL(n) zum Berechnen des BGL verwendend den Übergangskorrekturfaktor KT(n) wird später beschrieben.
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Als nächstes beurteilt die Klopfermittlungseinheit 20, ob ein Klopfen aufgetreten ist oder nicht, verwendend die folgende Gleichung (3) und gibt ein Signal gemäß der Klopfintensität aus. VK(n) = (VP(n) – VTH(n))/VTH(n) (3) VK(n): Klopfintensität (es wird ermittelt, dass ein Klopfen aufgetreten ist, wenn VK(n) > 0).
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Das Signal gemäß der Klopfintensität, welches aus der Klopfermittlungseinheit 20 ausgegeben wird, wird in die Klopfkorrekturbetragsberechnungseinheit 21 eingegeben und die Klopfkorrekturbetragsberechnungseinheit 21 berechnet einen Verzögerungsbetrag für jede einzelne Zündung gemäß der Klopfintensität verwendend die folgende Gleichung (4). ΔθR(n) = max(–VK(n) × Kg(n), θmin) (4) ΔθR(n): Verzögerungsbetrag für eine Zündung, Kg(n): Verzögerungsbetragsreflexionsfaktor (engl.: retard amount reflection coefficient), θ(min): maximaler Verzögerungsbetrag
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Ferner wird der Verzögerungsbetrag für jede einzelne Zündung aufaddiert, um den Zündzeitpunktklopfkorrekturbetrag zu berechnen, jedoch wird, wenn das Klopfen nicht auftritt, sich der Zündzeitpunkt erholen, indem er in Richtung früh verschoben wird. Dies wird gemäß der folgenden Gleichung (5) berechnet. θR(n) = min(θR(n – 1) + ΔθR(n) + Ka, θma) (5) θR(n): Klopfkorrekturbetrag, Ka(n): Vorrückwiederherstellfaktor (engl.: advance recovery factor), θmax: maximaler Vorrückbetrag
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Verwendend den Klopfkorrekturbetrag θR, der auf diese Weise berechnet wurde, wird der endgültige Zündzeitpunkt verwendend die folgende Gleichung (6) berechnet.
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θIG = θR(n) (6) θIG: endgültiger Zündzeitpunkt, θB: Standardzündzeitpunkt
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Folglich hat das vorgenannte das Verarbeitungsverfahren zum Erhalten einer Klopfermittlung verwendend das Frequenzanalyseergebnis verwendend eine digitale Signalverarbeitung aus der digitalen Verarbeitungseinheit 16 an der Klopfkorrekturbetragsberechnungseinheit 21 und das Klopfsteuern, das das Klopfen durch Verzögern des Zündzeitpunktes unterdrückt, beschrieben.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Berechnen eines Filterkoeffizienten KBGL(n) zum Berechnen des BGL, welches der Mittelwert des Vibrationsniveaus ist, das in der oben beschriebenen Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinheit 18 verwendet wird, und ein Verfahren zum Berechnen des Übergangskorrekturfaktors KT(n) zum Korrigieren des Filterkoeffizienten KBGL(n) zum Berechnen des BGLs beschrieben.
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Bezugnehmend auf 3 erfasst die Betriebszustandswertermittlungseinrichtung eine Vielzahl an Betriebszustandswerten basierend auf den Signalen einer Vielzahl an Sensoren, beispielsweise von dem Drosselöffnungssensor 3, dem Luftströmungssensor 4, dem Ansaugkrümmerdrucksensor 6 und dem Kurbelwellensensor 11, wie in 2 gezeigt. Die folgende Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinheit 23 berechnet die Abweichung zwischen dem Betriebszustandswert, der von der Betriebszustandswertermittlungseinheit 22 erfasst wurde und dem Wert, der durch Aussetzen des Betriebszustandswerts in dem Filterprozess erhalten wurde, und normalisiert die berechnete Betriebszustandswertabweichung indem sie durch den repräsentativen Wert der jeweiligen Betriebszustandswerte geteilt wird. Hier wird der vorhergehende Wert des Filterkoeffizienten KBGL(n) zum Berechnen des BGL, der von der Filterkoeffizientkorrektureinheit 25 berechnet wurde, als der Filterkoeffizient verwendet, der bei dem Filterprozess der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinheit 23 durch die Filtereigenschaftseinstelleinheit 26 verwendet wird.
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Die folgende Übergangskorrekturfaktorberechnungseinheit 24 berechnet den Übergangskorrekturfaktor KT(n) basierend auf einer Vielzahl an normalisierten Betriebszustandswertabweichungen. Die folgende Filterkoeffizientkorrektureinheit 25 berechnet den oben beschriebenen Filterkoeffizienten KBGL(n) zum Berechnen des BGL verwendend den berechneten Übergangskorrekturfaktor KT(n).
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Im Folgenden werden das Verfahren zum Berechnen des Übergangskorrekturfaktors KT(n) und das Verfahren zum Korrigieren des Filterkoeffizienten KBGL(n) zum Berechnen des BGL verwendend den Übergangskorrekturfaktor KT(n) detaillierter unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen des Übergangskorrekturfaktors in der Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Das Flussdiagramm, das in 4 gezeigt ist, stellt die Berechnung des Übergangskorrekturfaktors durch die Übergangskorrekturfaktorberechnungseinheit 24 sowie die Filterkoeffizientkorrektureinheit 25 und die Filtereigenschaftseinstelleinheit 26, die detaillierter in 3 gezeigt sind, dar und sie zeigt ein Beispiel in dem Fall, in dem verschiedenen Betriebszustandswerte TA und TB von der Betriebszustandswertermittlungseinheit 22 verwendet werden. Der in 4 gezeigte Prozess wird in derselben Zeitdauer verarbeitet wie der zur Berechnung der Klopfsignalstandardstatistik.
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Bezugnehmend auf 4 wird im Schritt S101 ein Filterprozess für den ersten Betriebszustandswert TA(n) durchgeführt, um einen gefilterten Betriebszustandswert TAF(n) zu berechnen. Hier ist der Filterkoeffizient KBGL(n – 1), der bei dem Filterprozess verwendet wird, der vorherige Wert des Filterkoeffizienten KBGL(n), der bei dem Filterprozess zum Ausmitteln bzw. Berechnen des Durchschnittswerts des Klopfsignals VP verwendet wird, welches in dem später beschriebenen Schritt S106 berechnet wird.
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Im folgenden Schritt S102 wird die Abweichung des ersten Betriebszustandswerts TA(n) vor und nach dem Filtern berechnet und ferner wird die Normalisierung durch Teilen durch einen Normalisierungsbezugswert TAB des ersten Betriebszustandswert TA(n) ausgeführt, um einen Post-Normalisierungsbetriebszustandswert KTA(n) zu berechnen.
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Im folgenden Schritt S103 wird ein Filterprozess des zweiten Betriebszustandswerts TB(n) durchgeführt, um einen gefilterten Betriebszustandswert TBF(n) zu berechnen. Hier ist der Filterkoeffizient KBGL(n – 1), der bei dem Filterprozess verwendet wird, der vorhergehende Wert des Filterkoeffizienten KBGL(n), der in dem Filterprozess beim Ermitteln des Durchschnitts bzw. beim Ausmitteln des Klopfsignals VP verwendet wird, welches in einem später beschriebenen Schritt S106 berechnet wird.
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Im folgenden Schritt S104 wird die Abweichung des zweiten Betriebszustandswerts TA(n) vor und nach dem Filtern berechnet und ferner wird eine Normalisierung durch Dividieren dieses Wertes durch einen Normalisierungsbezugswert TBB des zweiten Betriebszustandswerts TB(n) durchgeführt, um einen Post-Normalisierungsbetriebszustandswert KTB(n) zu berechnen.
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Im folgenden Schritt S105 wird der Übergangskorrekturfaktor T(n) berechnet. Wie in 4 gezeigt, wenn der Übergangskorrekturfaktor KT(n) aus den unterschiedlichen Betriebszustandswerten TA(n) und TB(n) berechnet wird, wird die Gesamtsumme der Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichungen berechnet. Obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, wenn der Übergangskorrekturfaktor verwendend sowohl den Zielwert und den tatsächlich gemessenen Wert für den gleichen Betriebszustandswert berechnet wird, um die Korrekturverzögerung in dem Übergangsbetriebszustand zu unterdrücken, d. h., wenn der zweite Betriebszustandswert TB(n) der Zielwert TAt(n) des ersten Betriebszustandswerts TA(n) in 4 ist, wird der maximale Wert der Post-Normalisierungsbetriebszustandsabweichung berechnet, sodass eine multiple Korrektur nicht unnötigerweise durchgeführt wird. Es ist auch möglich ein Verfahren zu verwenden, bei dem der Übergangskorrekturfaktor KT(n) bei einem vorgegebenen Wert (beispielsweise bei 1,0) abgeschnitten wird. Es ist auch möglich eine Todzone vorzusehen, in der der Übergangskorrekturfaktor KT(n) auf 0 gesetzt wird, wenn er gleich oder weniger als ein vorgegebener Wert ist (beispielsweise 0,05).
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Verwendend den Übergangskorrekturfaktor KT(n), der auf die oben beschriebene Weise berechnet wurde, wird der Filterkoeffizient KBGL(n), der in der vorgenannten Gleichung (1) verwendet wurde, im Schritt S106 berechnet. Hier ist der Filterkoeffizient KBGL1 der Filterkoeffizient, der zu dem Übergangsbetriebszustand passt, in welchem das Ansprechverhalten am meisten benötigt wird und KBGL2 ist der Filterkoeffizient, der zu dem stationären Betriebszustand passt.
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5 stellt ein Beispiel von Betrieben des Klopfsignals VP, des Klopfsignalmittelwerts VBGL und des Klopfermittlungsgrenzwerts VTH in dem Übergangsbetriebszustand verwendend den Übergangskorrekturfaktor KT(n), der gemäß dem oben beschriebenen Ablauf berechnet wurde, dar.
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5 ist ein Betriebsbeispiel, das einen Fall zeigt, in welchem die erste bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung an dem gleichen Übergangsbetriebszustand, der vorher unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurde, angewendet wird. Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, wird der Filterwert des Betriebszustandswerts verwendend den vorhergehenden Wert des Filterkoeffizienten zum Berechnen des BGL, der mittels des Übergangskorrekturfaktors korrigiert wurde, berechnet. Im Ergebnis werden die Berechnungsdauer des Filterwerts des Betriebszustandswerts und die Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichung kürzer als die in dem Verfahren, das die bekannte Vorrichtung verwendet, die in 6 gezeigt ist, und die Korrekturzeitdauer wird angemessen. Dadurch kann das Auftreten des Klopfens ermittelt werden ohne die Korrektur zum Verbessern des Ansprechverhaltens des Mittelwerts des Klopfsignals nach dem Abschluss des Übergangsbetriebszustands fortzusetzen.
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Wie oben beschrieben wurde, verwendet die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung den vorhergehenden Wert des Filterkoeffizienten, der bei dem Filterprozess zum Ausmitteln des Klopfsignals als der Filterkoeffizient verwendet wurde, der in dem Filterprozess beim Berechnen des Übergangskorrekturfaktors verwendet wurde, um die Prozessdauer des Filterprozesses zum Berechnen des Übergangskorrekturfaktors und die Prozessdauer des Filterprozesses zum Ausmitteln des Klopfsignals gleich zu machen. Dadurch ermöglicht es die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform den Übergangskorrekturfaktor gemäß der Dauer des Übergangsbetriebszustands ohne Durchführen des Übereinstimmens der Filterkoeffizienten, die beim Berechnen des Übergangskorrekturfaktors verwendet werden, zu berechnen.
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Zusätzlich kann durch Korrigieren des Filterkoeffizienten, der in dem Filterprozess zum Berechnen der Standardstatistik (der Mittelwert in dieser Ausführungsform) des Klopfsignals verwendet wird, verwendend den Übergangskorrekturfaktor, der auf die vorgenannte Weise berechnet wurde, der Mittelwert des Klopfsignals gemäß dem Übergangsbetriebszustand berechnet werden. Daher kann der Klopfermittlungsgrenzwert geeignet während des Übergangsbetriebs eingestellt werden und ferner kann die Klopfermittlungsleistung nach dem Abschluss des Übergangsbetriebs verbessert werden.
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Eine Ausführungsform der Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung wurde im Detail oben beschrieben. Die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung weist die folgenden Merkmale auf.
- (1) Eine Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Sensor, der ein Signal basierend auf einer Vibration eines Verbrennungsmotors ausgibt; eine Klopfsignalberechnungseinrichtung zum Berechnen aus dem Ausgang des Sensors einer charakteristische Komponente eines Klopfens, das in dem Verbrennungsmotor auftritt, als ein Klopfsignal zu jedem Zündzeitpunkt; eine Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Standardstatistik des Klopfsignals durch eine Filterbearbeitung des Klopfsignals, das von der Klopfsignalberechnungseinrichtung berechnet wurde; eine Klopferfassungsgrenzwertberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Klopferfassungsgrenzwertes zum Ermitteln eines Klopfens basierend auf der Standardabweichung des Klopfsignals, das von der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung berechnet wurde; eine Klopferfassungseinrichtung zum Erfassen, dass ein Klopfen aufgetreten ist, falls das Klopfsignal, das von der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung berechnet wurde, den Klopfsignalerfassungsgrenzwert überschreitet, der von der Klopferfassungsgrenzwertberechnungseinrichtung berechnet wurde; eine Betriebszustandswerterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Vielzahl an Betriebszustandswerten, die jeweils einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine anzeigen; eine Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung zum Normalisieren von Abweichungen zwischen den Betriebszustandswerten, die von der Betriebszustandswerterfassungseinrichtung erfasst wurden, und von Werten, die durch Filterbearbeitung der Betriebszustandswerte erhalten wurden, verwendend einen repräsentativen Wert der Betriebszustandswerte; eine Übergangskorrekturfaktorberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Übergangskorrekturfaktors basierend auf einer Vielzahl an Post-Normalisierungsbetriebszustandswertabweichungen, die von der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung berechnet wurden; eine Filterkoeffizientkorrektureinrichtung zum Korrigieren eines Filterkoeffizienten, der bei einem Filterprozess der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung basierend auf dem Übergangskorrekturfaktor, der von der Übergangskorrekturfaktorberechnungseinrichtung berechnet wurde, verwendet wird; und eine Filtereigenschafteinstelleinrichtung zum Einstellen eines Ansprechverhaltens des Filterprozesses in der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung, um gleich einem Ansprechverhalten des Filterprozesses in der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung zu sein.
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Bei dieser Struktur wird das Ansprechverhalten gleich zwischen dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals und dem Filterprozess des Berechnens des Korrekturfaktors zum Korrigieren des Filterkoeffizienten, der bei dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verwendet wird. Folglich können in einem Übergangsbetriebszustand die Korrekturdauer zum Verbessern des Ansprechverhaltens des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals und die Berechnungsdauer des Korrekturfaktors zueinander gleich gemacht werden bzw. weisen diese die gleiche Zeitdauer auf. Im Ergebnis wird die Korrektur zum Verbessern des Ansprechverhaltens des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals nicht durchgeführt nachdem der Übergangsbetriebszustand abgeschlossen wurde und eine Klopfermittlungsleistung kann verbessert werden.
- (2) Die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereigenschafteinstelleinrichtung einen vorhergehenden Wert des Filterkoeffizienten verwendet, der von der Filterkoeffizientkorrektureinrichtung als der Filterkoeffizient berechnet wurde, der bei dem Filterprozess in der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung verwendet wurde.
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Bei dieser Struktur wird der vorhergehende Wert des Filterkoeffizienten, der bei dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verwendet wurde, der verwendend den Korrekturfaktor korrigiert wurde, als der Filterkoeffizient verwendet, der bei dem Filterprozess zum Berechnen des Korrekturfaktors verwendet wurde. Dadurch können die Ansprechverhalten der Filterprozesse zum Berechnen des Korrekturfaktors zueinander gleich gemacht werden, um die Filterkoeffizienten zu korrigieren, die in dem Filterprozess zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung des Klopfsignals verwendet werden. Folglich kann ohne das Durchführen einer Anpassung (engl.: matching) die Übergangskorrekturzeitdauer geeignet eingestellt werden und eine Klopfermittlungsleistung kann verbessert werden.
- (3) Ferner ist die Verbrennungsmotorklopfsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess der Betriebszustandswertabweichungsnormalisierungseinrichtung in derselben Zeitdauer durchgeführt wird wie der Prozess der Klopfsignalstandardstatistikberechnungseinrichtung.
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Diese Struktur kann das Ansprechverhalten des Filterprozesses zum Berechnen des Mittelwertes und der Standardabweichung des Klopfsignals und das Ansprechverhalten des Filterprozesses zum Berechnen des Korrekturfaktors zueinander gleichmachen. Im Ergebnis kann die Übergangskorrekturzeitdauer geeignet eingestellt werden ohne eine Übereinstimmung (engl.: matching) durchzuführen und die Klopfermittlungsleistung kann verbessert werden.
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Es sei angemerkt, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen dieser Erfindung sich dem Fachmann ohne von dem Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen ergeben und dass diese Erfindung nicht auf die hier offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist.
