DE112007001297B4

DE112007001297B4 - Klopfbestimmungsvorrichtung und Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE112007001297B4
Application number: DE112007001297T
Authority: DE
Inventors: Rihito Kaneko; Kenji Kasashima; Masatomo Yoshihara; Kenji Senda; Yuuichi Takemura; Shuhei Oe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2027-05-24
Also published as: US20090158816A1; DE112007001297T5; WO2007139127A1; JP4575902B2; JP2007315360A; US8042381B2

Abstract

Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Klopfsensor (300), welcher eine Größe einer bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugten Vibration erfasst, und einer Betriebseinheit (200), wobei die Betriebseinheit (200) Größen von Vibrationen in einem Frequenzband, welches eine Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, unter Vibrationen erfasst, die aufgrund von Klopfen bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugt werden, und bestimmt, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klopfbestimmungsvorrichtung und Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Technik zur Bestimmung eines Auftretens eines Klopfens auf der Grundlage von Vibrationen in einem Frequenzband, das eine Resonanzfrequenz einer Verbrennungskraftmaschine umfasst.
Hintergrundtechnik
Herkömmlicherweise wurden verschiedenste Verfahren zum Bestimmen eines Auftretens eines Klopfens (eines Klopfvorgangs) vorgeschlagen. Beispielsweise wird eine Größe einer Vibration, die in einer Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird, erfasst, und dann wird sie mit einem Schwellenwert verglichen, um ein Auftreten von Klopfen zu bestimmen. Bei der Verbrennungskraftmaschine kann jedoch, zusätzlich zu der aufgrund des Klopfens erzeugten Vibration, eine Vibration aufgrund eines Aufsitzens eines Einlassventils oder eines Auslassventils erzeugt werden. Darüber hinaus kann eine Vibration auch aufgrund eines Betriebs einer Einspritzeinrichtung (insbesondere einer Einspritzeinrichtung des Direkteinspritztyps, die Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt) oder einer Hochdruckpumpe erzeugt werden, die der Einspritzeinrichtung Kraftstoff zuführt. In einem Fall, in welchem diese Vibrationen als Störung erfasst werden, ist es in einigen Fällen unmöglich, eine Vibration, welche aufgrund von Klopfen erzeugt wird, von einer Vibration, die aufgrund von Störung erzeugt wird, aus der Größe der Vibration zu unterscheiden. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Technik eines Bestimmens eines Auftretens von Klopfen unter Berücksichtigung einer Schwingungsverlaufsform einer Vibration vorgeschlagen.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-353531 offenbart eine Klopfsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, und diese Vorrichtung bestimmt ein Auftreten von Klopfen durch Verwendung einer Signalverlaufsform. Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-353531 offenbarte Klopfsteuervorrichtung umfasst ein Signalerfassungsteil, welches ein bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugtes Vibrationsschwingungssignal erfasst, ein Frequenztrennteil, welches das durch das Signalerfassungsteil erfasste Vibrationsschwingungssignal in eine Vielzahl von Frequenzkomponenten trennt, ein Schwingungsverlaufsetzteil, welches einen Klopfschwingungsverlauf auf der Grundlage eines Werts setzt, der durch Integration von Größen der durch das Frequenztrennteil getrennten Vielzahl von Frequenzkomponenten für jedes vorbestimmte Intervall, das einem vorbestimmten Kurbelwinkel bzw. Kurbelwellenwinkel entspricht, erlangt, ein Klopfbestimmungsteil, welches ein Auftreten eines Klopfvorgangs bei der Verbrennungskraftmaschine auf der Grundlage der durch das Schwingungsverlaufsetzteil gesetzten Klopfschwingungsverlaufsform bestimmt, und ein Klopfsteuerteil, welches einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine gemäß einem Ergebnis der Bestimmung durch das Klopfbestimmungsteil steuert.
Die in dieser Patentveröffentlichung beschriebene Klopfsteuervorrichtung trennt das bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Vibrationsschwingungssignal in die Vielzahl von Frequenzkomponenten. Die Klopfsteuervorrichtung setzt die Klopfschwingungsverlaufsform auf der Grundlage des Werts, der durch Integration der Größen der Vielzahl von getrennten Frequenzkomponenten für jedes vorbestimmte Intervall erlangt wird, das dem vorbestimmten Kurbelwinkel entspricht. Auf diese Weise kann die Klopfschwingungsverlaufsform als eine Summe der jeweiligen Vibrationsbetriebsarten repräsentiert werden. Die Klopfsteuervorrichtung kann ein Auftreten eines Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine durch Verwendung dieser Klopfschwingungsverlaufsform akkurat bestimmen.
Typischerweise wird eine Größe einer Vibration, die aufgrund von Störung erzeugt wird, gemäß ihrer Charakteristik rapide gedämpft. Andererseits wird eine Größe einer Vibration, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird, gemäß ihrer Charakteristik langsam gedämpft. Mit den zuvor beschriebenen Charakteristika ist es normalerweise möglich, die Vibration, die aufgrund der Störung erzeugt wird, von der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, durch einen Schwingungsverlauf zu unterscheiden. Jedoch ist bei einem Fall einer Vibration, welche aufgrund von Störung erzeugt wird und eine kleine Größe hat, in einigen Fällen eine Form der Vibration gleich derjenigen einer Vibration, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird. Als Konsequenz davon ist es sogar in einem Fall, in welchem ein Vibrationsschwingungssignal in eine Vielzahl von Frequenzkomponenten getrennt wird und eine Klopfschwingungsverlaufsform durch einen Wert gesetzt wird, der durch Integration von Größen der Vielzahl von getrennten Frequenzkomponenten für jedes vorbestimmte Intervall, das einem vorbestimmten Kurbelwinkel entspricht, erlangt wird, wie bei der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-353531 beschriebenen Klopfsteuervorrichtung, schwierig, in einigen Fällen die Vibration, die aufgrund von Störung erzeugt wird, von der Vibration zu unterscheiden, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird. In diesem Fall besteht eine Möglichkeit, dass das Auftreten des Klopfens fehlerhaft bestimmt wird.
Die Druckschrift DE 10 2006 061 851 A1 offenbart eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Klopfbestimmung an einer Brennkraftmaschine, wobei eine Schwingung einer Brennkraftmaschine in den Frequenzbändern erfasst wird, die keine Resonanzfrequenz der Brennkraftmaschine enthalten.
Die Druckschrift EP 1 586 880 A2 offenbart ein Verfahren, bei dem die Erfassung eines Schwingungssignals einer Brennkraftmaschine ebenfalls in mehreren Frequenzbändern erfolgt, wobei zur Bestimmung des Hintergrundsignals die beim Klopfen auftretenden Resonanzfrequenzen ausgelassen werden.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klopfbestimmungsvorrichtung und dergleichen, die in der Lage ist, ein Auftreten von Klopfen mit guter Genauigkeit zu bestimmen, für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine in Patentanspruch 1 angegebene Klopfbestimmungsvorrichtung und alternativ durch ein in Patentanspruch 7 angegebenes Klopfbestimmungsverfahren gelöst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine einen Klopfsensor, welcher eine Größe einer bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Vibration erfasst, und eine Betriebseinheit. Die Betriebseinheit erfasst Größen von Vibrationen in einem Frequenzband, welches eine Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, unter Vibrationen, die aufgrund von Klopfen bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden, und bestimmt, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst.
Mit dieser Konfiguration erfasst die Klopfbestimmungsvorrichtung die Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden. Wenn das Klopfen auftritt, wird eine Vibration mit einer bestimmten Frequenz erzeugt, welche die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Unter Vibrationen, die aufgrund von Störung erzeugt werden, erscheint eine Vibration mit einer relativ hohen Größe bei der bestimmten Frequenz, welche die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Unter den Vibrationen, die aufgrund der Störung erzeugt werden, erscheint andererseits keine Vibration mit einer relativ geringen Größe bei der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine. Dementsprechend kann die Klopfbestimmungsvorrichtung die Vibration, die eine relativ geringe Größe hat und aufgrund der Störung erzeugt wird, von der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, auf der Grundlage der Größen der Vibrationen bei der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine unterscheiden. Auf diese Weise bestimmt die Klopfbestimmungsvorrichtung, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der erfassten Größen aus dem Frequenzband, das die Resonanzfrequenz umfasst. Als Ergebnis davon kann die Klopfbestimmungsvorrichtung eine Verwechslung zwischen der Vibration, die aufgrund der Störung erzeugt wird, und der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, reduzieren. Daher ist es möglich, eine Klopfbestimmungsvorrichtung, die in der Lage ist, ein Auftreten von Klopfen mit guter Genauigkeit zu bestimmen, für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
Vorzugsweise erfasst die Betriebseinheit die Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, zu einer Vielzahl von Zeiten unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden, in Entsprechung mit einem Kurbelwinkel bzw. Kurbelwellenwinkel, und bestimmt, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage davon, ob die Größen, welche größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden oder nicht, die gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist.
Mit dieser Konfiguration erfasst die Klopfbestimmungsvorrichtung die Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, zu der Vielzahl von Zeiten unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden, in Entsprechung mit dem Kurbelwinkel. Wenn Klopfen auftritt werden die Vibrationen bei der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine für eine relativ lange Zeitdauer aufrechterhalten. Dementsprechend bestimmt die Klopfbestimmungsvorrichtung, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage davon, ob die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden oder nicht, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist. Auf diese Weise kann die Klopfbestimmungsvorrichtung ein Auftreten von Klopfen mit guter Genauigkeit bestimmen.
Zudem erfasst die Betriebseinheit vorzugsweise Schwingungsverläufe von Vibrationen in einem Frequenzband, welches nicht die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden, bestimmt, dass kein Klopfen auftritt, in einem Fall, in welchem die Größen, welche großer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, und bestimmt zudem, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Schwingungsverläufe in einem Fall, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist.
Mit dieser Konfiguration werden, wenn Klopfen auftritt, die Vibrationen bei der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine für eine relativ lange Zeitdauer aufrechterhalten. Daher kann es, falls dies nicht der Fall ist, das heißt, falls die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, gesagt werden, dass eine geringe Möglichkeit eines Auftretens von Klopfen besteht. Dementsprechend bestimmt die Klopfbestimmungsvorrichtung in dem Fall, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, dass kein Klopfen auftritt. Andererseits kann es, falls die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, gesagt werden, dass eine Möglichkeit eines Auftretens von Klopfen besteht. Hierbei erscheint die Vibration, die eine relativ große Größe hat und aufgrund der Störung erzeugt wird, in einigen Fällen bei der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine. Daher muss das Auftreten von Klopfen genauer analysiert werden. Es ist schwierig, die Vibration, die eine relativ große Größe hat und aufgrund der Störung erzeugt wird, von der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, auf der Grundlage der Vibration bei der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine zu unterscheiden. Die Klopfbestimmungsvorrichtung kann jedoch die Vibration, die eine relativ große Größe hat und aufgrund der Störung erzeugt wird, von der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, auf der Grundlage einer Vibration bei einer anderen Frequenz unterscheiden. Dementsprechend bestimmt die Klopfbestimmungsvorrichtung, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Schwingungsverläufe der Vibrationen in dem Frequenzband, welches nicht die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine enthält, in dem Fall, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist. Auf diese Weise kann die Klopfbestimmungsvorrichtung ein Auftreten von Klopfen mit besserer Genauigkeit bestimmen.
Zudem berechnet die Betriebseinheit vorzugsweise als den Schwellenwert einen Wert, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein minimaler Wert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst.
Mit dieser Konfiguration berechnet die Klopfbestimmungsvorrichtung als den Schwellenwert einen Wert, welcher um den vorbestimmten Wert größer als der minimale Wert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Auf diese Weise kann die Klopfbestimmungsvorrichtung einen Schwellenwert auf der Grundlage von Größen von Vibrationen berechnen, die aufgrund eines anderen Faktors als Klopfen oder Störung erzeugt werden, das heißt, mechanischen Vibrationen der Verbrennungskraftmaschine selbst. Daher kann die Klopfbestimmungsvorrichtung einen Schwellenwert erlangen, der für jede Verbrennungskraftmaschine geeignet ist.
Zudem berechnet die Betriebseinheit vorzugsweise als den Schwellenwert einen Wert, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein Medianwert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst.
Mit dieser Konfiguration berechnet die Klopfbestimmungsvorrichtung als den Schwellenwert einen Wert, welcher um den vorbestimmten Wert größer als der Medianwert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Auf diese Weise kann die Klopfbestimmungsvorrichtung einen Schwellenwert auf der Grundlage von Größen von Vibrationen berechnen, die aufgrund eines anderen Faktors als Klopfen oder Störung erzeugt werden, das heißt, mechanischen Vibrationen der Verbrennungskraftmaschine selbst. Daher kann die Klopfbestimmungsvorrichtung einen Schwellenwert erlangen, der für jede Verbrennungskraftmaschine geeignet ist.
Zudem berechnet die Betriebseinheit vorzugsweise als den Schwellenwert einen Wert, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein Durchschnittswert einer vorbestimmten Anzahl von Größen ist, die aus den Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, derart ausgewählt werden, dass bevorzugt kleinere Größen ausgewählt werden.
Mit dieser Konfiguration berechnet die Klopfbestimmungsvorrichtung als den Schwellenwert einen Wert, welcher um den vorbestimmten Wert größer als der Durchschnittswert der vorbestimmten Anzahl von Größen ist, die aus den Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, derart ausgewählt werden, dass bevorzugt kleinere Größen ausgewählt werden. Auf diese Weise kann die Klopfbestimmungsvorrichtung einen Schwellenwert auf der Grundlage von Größen von Vibrationen berechnen, die aufgrund eines anderen Faktors als Klopfen oder Störung erzeugt werden, das heißt, mechanischen Vibrationen der Verbrennungskraftmaschine selbst. Daher kann die Klopfbestimmungsvorrichtung einen Schwellenwert erlangen bzw. ermitteln, der für jede Verbrennungskraftmaschine geeignet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Konfigurationsschaubild einer Maschine, die durch eine Maschinen-ECU gesteuert wird, welche eine Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist ein Diagramm, das ein Frequenzband einer bei der Maschine erzeugten Vibration zeigt.
3 ist ein Steuerblockschaltbild, welches die Maschinen-ECU in 1 zeigt.
4 ist ein Diagramm, welches einen Vibrationsschwingungsverlauf bei der Maschine zeigt.
5 ist ein Diagramm, welches ein Klopfschwingungsverlaufsmodell zeigt, das in einem ROM der Maschinen-ECU gespeichert ist.
6 ist ein Diagramm (Nr. 1) zum Vergleich eines Vibrationsschwingungsverlaufs in einem dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
7 ist ein Diagramm (Nr. 1), das einen zusammengesetzten Schwingungsverlauf in einem ersten Frequenzband A und einem zweiten Frequenzband B zeigt, welcher zur Berechnung einer Klopfgröße N Verwendung findet.
8 ist ein Diagramm, welches eine Bezugsgröße zeigt, die unter Verwendung eines Integrationswerts in dem Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C berechnet wird.
9 ist ein Diagramm, das ein Kennfeld eines Bestimmungswerts V(KX) zeigt, das in dem ROM oder einem SRAM der Maschinen-ECU gespeichert ist.
10 ist ein Diagramm (Nr. 1), das eine Frequenzverteilung von Größenwerten LOG(V) zeigt.
11 ist ein Diagramm (Nr. 2), das eine Frequenzverteilung von Größenwerten LOG(V) zeigt.
12 ist ein Diagramm (Nr. 3), das eine Frequenzverteilung von Größenwerten LOG(V) zeigt.
13 ist ein Diagramm (Nr. 4), das eine Frequenzverteilung von Größenwerten LOG(V) zeigt.
14 ist ein Diagramm, das Größenwerte LOG(V) zeigt, die zur Bildung der Frequenzverteilung der Größenwerten LOG(V) verwendet wird.
15 ist ein Flussdiagramm (Nr. 1), welches eine Steuerstruktur eines Programms zeigt, das durch die Maschinen-ECU ausgeführt wird, welche die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
16 ist ein Flussdiagramm (Nr. 2), welches eine Steuerstruktur eines Programms zeigt, das durch die Maschinen-ECU ausgeführt wird, welche die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
17 ist ein Flussdiagramm (Nr. 3), welches eine Steuerstruktur eines Programms zeigt, das durch die Maschinen-ECU ausgeführt wird, welche die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
18 ist ein Diagramm, welches den Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C zeigt.
19 ist ein Diagramm, welches den Vibrationsschwingungsverlauf in einem vierten Frequenzband D zeigt.
20 ist ein Diagramm (Nr. 2) zum Vergleich des Vibrationsschwingungsverlaufs im dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
21 ist ein Diagramm (Nr. 3) zum Vergleich des Vibrationsschwingungsverlaufs im dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
22 ist ein Diagramm (Nr. 4) zum Vergleich des Vibrationsschwingungsverlaufs im dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
23 ist ein Diagramm (Nr. 5) zum Vergleich des Vibrationsschwingungsverlaufs im dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
24 ist ein Diagramm (Nr. 6) zum Vergleich des Vibrationsschwingungsverlaufs im dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
25 ist ein Diagramm (Nr. 7) zum Vergleich des Vibrationsschwingungsverlaufs im dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell.
26 ist ein Diagramm (Nr. 2), das einen zusammengesetzten Schwingungsverlauf im ersten Frequenzband A und zweiten Frequenzband B zeigt, welcher zur Berechnung einer Klopfgröße N Verwendung findet.
Beste Arten zur Ausführung der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Sie haben dieselben Namen und Funktionen. Daher wird eine ausführliche Beschreibung derselben Teile nicht wiederholt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Maschine 100 eines Fahrzeugs beschrieben, welches eine Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Maschine 100 ist mit einer Vielzahl von Zylindern ausgestattet. Die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch ein Programm realisiert, das beispielsweise durch eine Maschinen-ECU (Elektronische Steuereinheit) 200 ausgeführt wird.
Die Maschine 100 ist eine Verbrennungskraftmaschine, in welcher ein Luft-Kraftstoff-Gemisch aus Luft, die von einer Luftreinigungseinrichtung 102 eingezogen wird, und Kraftstoff, der von einer Einspritzeinrichtung 104 eingespritzt wird, durch eine Zündkerze 106 gezündet und in einer Verbrennungskammer verbrannt wird. Eine Zündzeitsteuerung wird derart gesteuert, dass sie MBT (Minimum advance for Best Torque = Minimales Vorziehen für bestes Drehmoment) ist, bei welchem ein Ausgabedrehmoment maximal wird, jedoch gemäß einem Betriebszustand der Maschine 100, wie beispielsweise einem Auftreten eines Klopfens, verzögert oder vorgezogen wird.
Wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, wird ein Kolben 108 durch Verbrennungsdruck herabgedrückt und es wird eine Kurbelwelle 110 gedreht. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach der Verbrennung (Abgas) wird durch einen Dreiwegekatalysator 112 gereinigt und auf die Außenseite eines Autos ausgestoßen. Eine Menge von in die Maschine 100 eingezogener Luft wird durch ein Drosselventil 114 geregelt.
Die Maschine 100 wird durch die Maschinen-ECU 200 gesteuert. Mit der Maschinen-ECU 200 sind ein Klopfsensor 300, ein Wassertemperatursensor 302, ein Kurbelwellenstellungssensor 306, der einem Zeitsteuerungsrotor 304 zugewandt bereitgestellt ist, ein Drosselöffnungssensor 308, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 310, ein Zündschalter 312, und ein Luftströmungsmesser 314 verbunden.
Der Klopfsensor 300 ist für einen Zylinderblock der Maschine 100 bereitgestellt. Der Klopfsensor 300 ist aus einem piezoelektrischen Element gebildet. Der Klopfsensor 300 erzeugt eine Spannung als Reaktion auf eine Vibration der Maschine 100. Eine Größe der Spannung entspricht einer Größe der Vibration. Der Klopfsensor 300 sendet ein die Spannung anzeigendes Signal an die Maschinen-ECU 200. Der Wassertemperatursensor 302 erfasst eine Temperatur von Kohlwasser in einem Wasserkühlmantel der Maschine 100 und sendet ein das Erfassungsergebnis anzeigendes Signal an die Maschinen-ECU 200.
Der Zeitsteuerungsrotor 304 ist an der Kurbelwelle 110 bereitgestellt und dreht sich mit der Kurbelwelle 110. An einem äußeren Umfang des Zeitsteuerungsrotors 304 sind bei vorbestimmten Intervallen eine Vielzahl von Auskragungen bzw. Vorsprüngen bereitgestellt. Der Kurbelwellenstellungssensor 306 ist bereitgestellt, dass er den Vorsprüngen des Zeitsteuerungsrotors zugewandt ist. Wenn sich der Zeitsteuerungsrotor 304 dreht, ändert sich ein Luftspalt zwischen dem Vorsprung des Zeitsteuerungsrotors 304 und dem Kurbelwellenstellungssensor 306, und als ein Ergebnis nimmt ein magnetischer Fluss, der durch einen Spulenabschnitt des Kurbelwellenstellungssensors 306 läuft, zu und ab, so dass in dem Spulenabschnitt eine elektromotorische Kraft erzeugt wird. Der Kurbelwellenstellungssensor 306 sendet ein die elektromotorische Kraft anzeigendes Signal an die Maschinen-ECU 200. Die Maschinen-ECU 200 erfasst einen Kurbelwinkel bzw. Kurbelwellenwinkel und die Anzahl von Drehungen der Kurbelwelle 110 auf der Grundlage des von dem Kurbelwellenstellungssensor 306 gesendeten Signals.
Der Drosselöffnungssensor 308 erfasst eine Drosselöffnung und sendet ein das Erfassungsergebnis anzeigendes Signal an die Maschinen-ECU 200. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 310 erfasst die Anzahl von Umdrehungen eines (nicht abgebildeten) Rads und sendet ein das Erfassungsergebnis anzeigendes Signal an die Maschinen-ECU 200. Die Maschinen-ECU 200 berechnet eine Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Anzahl von Umdrehungen des Rads. Der Zündschalter 312 wird durch einen Fahrer beim Starten der Maschine 100 eingeschaltet. Der Luftströmungsmesser 314 erfasst die Einlassluftmenge in die Maschine 100 und sendet ein das Erfassungsergebnis anzeigendes Signal die Maschinen-ECU 200.
Die Maschinen-ECU 200 wird durch elektrische Energie aktiviert, die von einer Hilfsbatterie 320 zugeführt wird, die eine Energieversorgung ist. Die Maschinen-ECU 200 führt eine Berechnung auf der Grundlage von Signalen, die von den jeweiligen Sensoren und dem Zündschalter 312 gesendet werden, und einem Kennfeld und dem Programm, das in einem RAM (Nur-Lese-Speicher) 202 und einem SRAM (Statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 204 gespeichert ist, durch und steuert die Vorrichtungen, um so die Maschine 100 in einen gewünschten Betriebszustand zu bringen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die ECU 200 einen (nachfolgend als ein „Vibrationsschwingungsverlauf” bezeichneten) Schwingungsverlauf einer Vibration der Maschine 100 in einem vorbestimmten Klopferfassungstor (einem Abschnitt zwischen einem vorbestimmten ersten Kurbelwinkel und einem vorbestimmten zweiten Kurbelwinkel) auf der Grundlage des von dem Klopfsensor 300 gesendeten Signals und dem Kurbelwinkel, und bestimmt auf der Grundlage des erfassten Vibrationsschwingungsverlaufs, ob bei der Maschine 100 Klopfen auftritt oder nicht. Das Klopferfassungstor in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt zwischen einem oberen Totpunkt bzw. Umkehrpunkt (0°) und 90° in einem Verbrennungshub. Es ist zu erwähnen, dass das Klopferfassungstor nicht darauf beschränkt ist.
Wenn Klopfen auftritt, wird bei der Maschine 100 eine Vibration bei einer Frequenz in der Nähe einer Frequenz erzeugt, die durch eine durchgezogene Linie in 2 gezeigt ist. Die in Folge des Klopfens erzeugte Frequenz der. Vibration ist nicht konstant und hat eine vorbestimmte Bandbreite. Das heißt, wenn Klopfen auftritt, werden bei der Maschine 100 Vibrationen bei Frequenzen erzeugt, die in einem ersten Frequenzband A, einem zweiten Frequenzband B, und einem fünften Frequenzband E umfasst sind, das eine Resonanzfrequenz (eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 2) der Maschine 100 selbst umfasst.
Zusätzlich zu den aufgrund des Klopfens erzeugten Vibrationen werden auch Vibrationen aufgrund von Störung (Vibrationen, die aufgrund von Betrieben eines Einlassventils 116, eines Auslassventils 118, einer Einspritzeinrichtung 104 (insbesondere einer Einspritzeinrichtung des Direkteinspritztyps, die Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt), einer Pumpe 120 (insbesondere einer Hochdruckpumpe, welche der Einspritzeinrichtung des Direkteinspritztyps Kraftstoff zuführt) bei der Maschine 100 erzeugt.
In Hinblick auf die aufgrund der Störung erzeugten Vibrationen, werden Vibrationen mit einer relativ großen Größe in der Nähe einer Frequenz, die in 2 durch eine abwechselnd lang und zweimal kurz gestrichelte Linie gezeigt ist, und in der Nähe der Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst erzeugt. Das heißt, die Vibrationen, die aufgrund der Störung erzeugt werden und eine relativ große Größe haben, werden in einem dritten Frequenzband C erzeugt, welches das erste Frequenzband A und das zweite Frequenzband B umfasst, aber nicht das fünfte Frequenzband umfasst, und dem fünften Frequenzband E erzeugt.
In Hinblick auf die aufgrund der Störung erzeugten Vibrationen werden andererseits die Vibrationen mit einer relativ geringen Größe nur in der Nähe der Frequenz erzeugt, die in 2 durch eine abwechselnd lang und zweimal kurz gestrichelte Linie gezeigt ist (drittes Frequenzband C). Das heißt, in der Nähe der Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst (fünftes Frequenzband E) werden keine Vibrationen mit einer relativ geringen Größe erzeugt (fünftes Frequenzband E).
In Hinblick auf die zuvor beschriebenen Vibrationen werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vibrationen in dem ersten Frequenzband A und dem zweiten Frequenzband B (die keine Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst umfassen) unter den Vibrationen erfasst, die aufgrund des Klopfens erzeugt werden.
Darüber hinaus werden die Vibrationen in dem breiten dritten Frequenzband C erfasst, welches das erste Frequenzband A und das zweite Frequenzband B umfasst, aber nicht die Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst (fünftes Frequenzband E) umfasst. Zudem werden die Vibrationen in einem breiten vierten Frequenzband D erfasst, welches das erste Frequenzband A, das zweite Frequenzband B und die Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst (fünftes Frequenzband E) umfasst. Es ist zu erwähnen, dass CA in 2 den Kurbelwinkel bezeichnet. Darüber hinaus ist die Anzahl von Frequenzbändern, welche Frequenzen von Vibrationen umfasst, die aufgrund des Klopfens erzeugt werden, nicht auf drei beschränkt.
Hierbei besteht, falls die Bandbreite jedes Frequenzbands breit ist, eine große Möglichkeit, dass das Frequenzband eine andere Störung als die Vibration umfasst, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird.
Umgekehrt kann, falls die Bandbreite zur Erfassung der Vibration schmal ist, eine Störungskomponente reduziert werden, die in einer Größe einer zu erfassenden Vibration enthalten ist. Jedoch Werden charakteristische Abschnitte (wie beispielsweise eine Zeitsteuerung, dass eine Vibration erzeugt wird, und ein Verstärkungsfaktor der Vibration) der Störungskomponente von einem Vibrationsschwingungsverlauf beseitigt. In diesem Fall wird ein keine Störungskomponente enthaltender Vibrationsschwingungsverlauf, das heißt ein Schwingungsverlauf ähnlich einem Vibrationsschwingungsverlauf beim Klopfen tatsächlich in Hinblick auf die Vibration erfasst, die aufgrund der Störungskomponente erzeugt wird. Als Konsequenz davon wird es schwierig, auf der Grundlage eines Vibrationsschwingungsverlaufs eine aufgrund von Klopfen erzeugte Vibration von einer aufgrund von Störung erzeugten Vibration zu unterscheiden.
Um einen derartigen Nachteil zu vermeiden, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine für Klopfen einzigartige Vibration mit guter Genauigkeit extrahiert. Daher werden die Vibrationen in dem ersten Frequenzband A und dem zweiten Frequenzband B erfasst, die jede eine schmale Bandbreite haben.
Darüber hinaus wird, wenn Störung erzeugt wird, unter Berücksichtigung der Störung ein Auftreten von Klopfen bestimmt. Daher werden die Vibrationen in dem breiter dritten Frequenzband C erfasst, welches das erste Frequenzband A und das zweite Frequenzband B umfasst, aber nicht die Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst (fünftes Frequenzband E) umfasst.
Unter Bezugnahme auf 3 wird die Maschinen-ECU 200 weiter beschrieben. Die Maschinen-ECU 200 umfasst ein A/D-Wandlungsteil (Analog/Digital-Wandlungsteil) 400, ein Bandpassfilter. (1) 410, ein Bandpassfilter (2) 420, ein Bandpassfilter (3) 430, ein Bandpassfilter (4) 440, und ein Integrationsteil 450.
Das A/D-Wandlungsteil 400 wandelt ein von dem Klopfsensor 300 gesendetes analoges Signal in ein digitales Signal. Das Bandpassfilter (1) 410 lässt von Signalen, die von dem Klopfsensor 300 gesendet werden, nur Signale im ersten Frequenzband A durch. Mit anderen Worten, durch das Bandpassfilter (1) 410 werden nur Vibrationen in dem ersten Frequenzband A von den Vibrationen extrahiert, die durch den Klopfsensor 300 erfasst werden.
Das Bandpassfilter (2) 420 lässt von Signalen, die von dem Klopfsensor 300 gesendet werden, nur Signale im zweiten Frequenzband B durch. Mit anderen Worten, durch das Bandpassfilter (2) 420 werden nur Vibrationen in dem zweiten Frequenzband B von den Vibrationen extrahiert, die durch den Klopfsensor 300 erfasst werden.
Das Bandpassfilter (3) 430 lässt von Signalen, die von dem Klopfsensor 300 gesendet werden, nur Signale im dritten Frequenzband C durch. Mit anderen Worten, durch das Bandpassfilter (3) 430 werden nur Vibrationen in dem dritten Frequenzband C von den Vibrationen extrahiert, die durch den Klopfsensor 300 erfasst werden.
Das Bandpassfilter (4) 440 lässt von Signalen, die von dem Klopfsensor 300 gesendet werden, nur Signale im vierten Frequenzband D durch. Mit anderen Worten, durch das Bandpassfilter (4) 440 werden nur Vibrationen in dem vierten Frequenzband D von den Vibrationen extrahiert, die durch den Klopfsensor 300 erfasst werden.
Das Integrationsteil 450 integriert durch die Bandpassfilter (1) 410 bis (4) 440 ausgewählte Signale, das heißt Größen von Vibrationen für jeden Kurbelwinkel von 5°, aus. Nachfolgend wird der durch die Integration erhaltene Wert als ein Integrationswert bezeichnet. Der Integrationswert wird für jedes Frequenzband berechnet. Durch diese Berechnung des Integrationswerts wird der Vibrationsschwingungsverlauf in jedem Frequenzband erfasst.
Ferner werden die berechneten Integrationswerte in dem ersten Frequenzband A und dem zweiten Frequenzband B addiert, dass sie den Kurbelwinkeln entsprechen. Mit anderen Worten, die Vibrationsschwingungsverläufe in dem ersten Frequenzband A und dem zweiten Frequenzband B werden kombiniert.
Wie in 4 gezeigt wird folglich ein Vibrationsschwingungsverlauf der Maschine 100 erfasst. Mit anderen Worten, der zusammengesetzte Schwingungsverlauf in dem ersten Frequenzband A und dem zweiten Frequenzband B, der Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C, und der Vibrationsschwingungsverlauf in dem vierten Frequenzband D werden als der Vibrationsschwingungsverlauf der Maschine 100 verwendet. Der Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C und der Vibrationsschwingungsverlauf in dem vierten Frequenzband D (die Integrationswerte) werden einzeln, ohne dass sie kombiniert sind, verwendet.
Wie in 5 gezeigt, wird der Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C unter den erfassten Vibrationsschwingungsverläufen mit einem Klopfschwingungsverlaufsmodell verglichen, das in dem ROM 202 der Maschinen-ECU 200 gespeichert ist. Der Klopfschwingungsverlauf wird im Voraus als ein Modell eines Vibrationsschwingungsverlaufs in einem Fall geformt, in welchem bei der Maschine 100 Klopfen auftritt.
In dem Klopfschwingungsverlaufsmodell sind die Größen der Vibrationen als eine dimensionslose Zahl in einem Bereich zwischen 0 und 1 ausgedrückt, und die Größe der Vibration entspricht nicht eindeutig dem Kurbelwinkel. Mit anderen Worten, bei dem Klopfschwingungsverlaufsmodell bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es definiert, dass die Größe der Vibration nach einem Spitzenwert der Größe der Vibration mit zunehmendem Kurbelwinkel abnimmt, jedoch ist ein Kurbelwinkel, bei welchem die Größe der Vibration der Spitzenwert wird, nicht definiert.
Das Klopfschwingungsverlaufsmodell bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Vibration nach dem Spitzenwert der Größe der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird. Es ist zu erwähnen, dass ein Klopfschwingungsverlaufsmodell entsprechend einer Vibration nach einer Anstiegsflanke der aufgrund des Klopfens erzeugten Vibration gespeichert werden kann.
Das Klopfschwingungsverlaufsmodell wird auf der Grundlage eines Vibrationsschwingungsverlaufs der Maschine 100 im Voraus gebildet und gespeichert, der in einen Fall erfasst wird, wenn ein Klopfen in einem Experiment und dergleichen zwangsweise verursacht wird.
Das Klopfschwingungsverlaufsmodell wird unter Verwendung der Maschine 100 mit Dimensionen der Maschine 100 und einem Ausgabewert des Klopfsensors 300 gebildet, welche Medianwerte einer Dimensionstoleranz und einer Toleranz des Ausgabewerts des Klopfsensors 300 sind (die nachfolgend als „eine Mediancharakteristikmaschine” bezeichnet werden). Mit anderen Worten, das Klopfschwingungsverlaufsmodell ist ein Vibrationsschwingungsverlauf in einem Fall, in welchem das Klopfen bei der Mediancharakteristikmaschine zwangsweise verursacht wird. Es ist zu erwähnen, dass ein Verfahren eines Bildens des Klopfschwingungsverlaufsmodells nicht darauf beschränkt ist, und das Modell kann durch Simulation gebildet werden.
Bei einem Vergleich zwischen dem erfassten Schwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell werden, wie in 6 gezeigt, eine normalisierte Schwingungsverlauf und das Klopfschwingungsverlaufsmodell miteinander verglichen. Hier bedeutet Normalisierung beispielsweise ein Ausdrücken der Größe der Vibration als eine dimensionslose Zahl in einem Bereich zwischen 0 und 1, indem jeder Integrationswert durch einen maximalen Wert des Integrationswerts in dem erfassten Vibrationsschwingungsverlauf dividiert wird. Es sei erwähnt, dass ein Verfahren der Normalisierung nicht darauf beschränkt ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Maschinen-ECU 200 einen Korrelationskoeffizienten K, welcher ein Wert ist, der sich auf eine Abweichung des normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf und des Klopfschwingungsverlaufsmodell voneinander bezieht. Mit einer Zeitsteuerung, bei welcher die Größe der Vibration ein maximaler Wert in dem Vibrationsschwingungsverlauf nach der Normalisierung wird, und einer Zeitsteuerung, bei welcher die Größe der Vibration ein maximaler Wert in dem Klopfschwingungsverlaufsmodell wird, die miteinander koinzident gemacht bzw. zusammenfallen gelassen werden, wird ein absoluter Wert (ein Abweichungsmaß) der Abweichung des Vibrationsschwingungsverlaufs nach der Normalisierung von dem Klopfschwingungsverlaufsmodells bei jedem Kurbelwinkel (5°) berechnet, um dadurch den Korrelationskoeffizienten K zu berechnen.
Wenn der absolute Wert der Abweichung des Vibrationsschwingungsverlaufs nach der Normalisierung von dem Klopfschwingungsverlaufsmodell für jeden Kurbelwinkel ΔS(I) (I ist eine natürliche Zahl) ist und ein Wert (ein Bereich des Klopfschwingungsverlaufsmodells), der durch Integration der Größe der Vibration in dem Klopfschwingungsverlaufsmodell über den Kurbelwinkel erlangt wird, S ist, wird der Korrelationskoeffizient K durch eine Gleichung K = (S – ΣΔS (I))/S berechnet, wobei ΣΔS(I) die Summe von ΔS(I) ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Wert des Korrelationskoeffizienten K umso größer berechnet, je näher eine Form des Vibrationsschwingungsverlaufs einer Form des Klopfschwingungsverlaufsmodells kommt. Daher wird der Korrelationskoeffizient K als ein kleiner Wert berechnet, falls ein Schwingungsverlauf von Vibration, die durch andere Faktoren als das Klopfen erzeugt wird, in dem Vibrationsschwingungsverlauf umfasst ist. Es ist zu erwähnen, dass ein Verfahren eines Berechnens des Korrelationskoeffizienten K nicht darauf beschränkt ist.
Der Vibrationsschwingungsverlauf in dem breiten dritten Frequenzband C wird mit dem Kopfschwingungsverlaufsmodell verglichen, um den Korrelationskoeffizienten K zu berechnen, da eine Schwingungsverlaufsform im Vergleich mit dem schmalen ersten Frequenzband A und zweiten Frequenzband B eine hohe Genauigkeit hat.
Der zusammengesetzte Schwingungsverlauf im ersten Frequenzband A und zweiten Frequenzband B wird zur Berechnung einer Klopfgröße N verwendet. Wie durch schräge Linien in 7 gezeigt, wird die Klopfgröße N mit einem Wert α, welcher durch Summation (Integration) der Bezugsgröße für jeden Kurbelwinkel von 90° erlangt wird, und einem Abschnitt (eine Summe von Differenzen zwischen Integrationswerten und einer Bezugsgröße) β berechnet, welcher größer als die Bezugsgröße in einem Klopfbereich (beispielsweise ein Bereich bei dem Kurbelwinkel von 40^) definiert ist, während ein Kurbelwinkel CA(P), der einen Spitzenintegrationswert hat, auf einen Startpunkt gesetzt wird.
Das heißt, in dem Klopfbereich, in welchem die Größe der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, relativ groß ist, wird die Klopfgröße N unter Verwendung des Abschnitts β berechnet, welcher größer als die Bezugsgröße ist. In einem Bereich, in welchem die Größe der Vibration, die aufgrund des Klopfens erzeugt wird, kleiner als diejenige in dem Klopfbereich ist (in welchem sich die Vibration abschwächt) (eine andere Region als die Klopfregion), wird die Klopfgröße N ohne Verwendung des Abschnitts berechnet, welcher größer als die Bezugsgröße ist. Es ist zu erwähnen, dass ein Verfahren zur Berechnung der Klopfgröße N später beschrieben wird.
Die Bezugsgröße wird unter Verwendung des Integrationswerts in dem dritten Frequenzband C berechnet. Wie in 8 gezeigt, wird die Bezugsgröße als ein Durchschnittswert von M (M ist eine natürliche Zahl kleiner als die Zahl von erlangten Integrationswerten, beispielsweise „3”) Integrationswerten, die aus Integrationswerten, die als die Integrationswerte in dem dritten Frequenzband C erlangt werden, derart ausgewählt werden, dass vorzugsweise kleinere Integrationswerte ausgewählt werden. Es ist zu erwähnen, dass das Verfahren zur Berechnung der Bezugsgröße nicht darauf beschränkt ist, und es kann ein M-ter kleiner Integrationswert als die Bezugsgröße verwendet werden.
Der Vibrationsschwingungsverlauf (der Integrationswert) in dem vierten Frequenzband D wird zur vorläufigen Bestimmung von Klopfen (was später zu beschreiben ist) verwendet. Wenn es vorläufig bestimmt wird, dass Klopfen auftritt, vergleicht die Maschinen-ECU 200 die berechnete Klopfgröße N mit dem Bestimmungswert V(KX), der in dem SRAM 204 gespeichert ist, und bestimmt für jeden Zündungszyklus, ob bei der Maschine 100 Klopfen auftritt oder nicht.
Wie in 9 gezeigt, wird ein Bestimmungswert V(KX) als ein Kennfeld für jede Region gespeichert, die auf der Grundlage eines Betriebszustands unterteilt ist, dass eine Maschinendrehzahl NE und eine Einlassluftmenge KL als Parameter Verwendung finden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für jeden Zylinder neun Regionen bereitgestellt, das heißt eine Region geringer Drehzahl (NE < NE(1)), eine Region mittlerer Drehzahl (NE(1) ≤ NE < NE(2)), eine Region hoher Drehzahl (NE(2) ≤ NE), eine Region geringer Last (KL < KL(1), eine Region mittlerer Last (KL(1) ≤ KL < KL(2)) und eine Region hoher Last (KL(2) ≤ KL). Es ist zu erwähnen, dass die Anzahl von Regionen nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann die Region unter Verwendung von anderen Parametern als der Maschinendrehzahl NE und der Einlassluftmenge KL unterteilt werden.
Bei Auslieferung der Maschine 100 oder des Fahrzeugs ist ein Bestimmungswert V(KX) (ein Anfangswert des Bestimmungswerts V(KX) bei Auslieferung), der in dem ROM 202 gespeichert ist, ein durch Experiment und dergleichen im Voraus bestimmter Wert. Jedoch kann sogar in einem Fall, in welchem dieselbe Vibration bei der Maschine 100 aufgrund einer Variation der Ausgabewerte aus dem Klopfsensor 300 oder einer Verschlechterung erzeugt wird, eine zu erfassende Größe variieren. In diesem Fall muss der Bestimmungswert V(KX) derart korrigiert werden, dass es unter Verwendung des Bestimmungswert V(KX) gemäß einer tatsächlich gemessenen Größe bestimmt wird, ob Klopfen auftritt oder nicht.
Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Klopfbestimmungspegel V(KD) auf der Grundlage einer Frequenzverteilung berechnet, welche eine Beziehung zwischen einem Größenwert LOG(V), welcher ein Wert ist, der durch logarithmisches Wandeln einer Größe V erlangt wird, und einer Frequenz (der Anzahl von Malen, eine Wahrscheinlichkeit) einer Erfassung jedes Größenwerts LOG(V) anzeigt.
Der Größenwert LOG(V) wird für jede Region berechnet, in welcher die Maschinendrehzahl NE und die Einlassluftmenge KL als Parameter verwendet werden. Die Größe V, die zur Berechnung des Größenwerts LOG(V) verwendet wird, ist ein Spitzenwert (ein Spitzenwert von Integrationswerten bei jeden 5°) einer Größe zwischen vorbestimmten Kurbelwinkeln. Auf der Grundlage der berechneten Größe LOG(V) wird ein Medianwert V(50) berechnet, bei welchem die Akkumulationssumme von Frequenzen von Größenwerten LOG(V) von dem minimalen Wert 50% erreicht. Zudem werden Standardabweichungen σ bei Größenwerten LOG(V) gleich oder kleiner als der Medianwert V(50) berechnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden beispielsweise der Medianwert V(50) und die Standardabweichung σ, die jeweils an einen Medianwert angenähert sind, und eine Standardabweichung, die auf der Grundlage einer Vielzahl (beispielsweise 200 Zyklen) von Größenwerten LOG(V) berechnet ist, bei jedem Zündungszyklus durch das folgende Berechnungsverfahren berechnet.
Falls ein zu dieser Zeit erfasster Größenwert LOG(V) größer als ein zu der vorherigen Zeit berechneter Medianwert V(50) ist, wird ein Wert, welcher durch Addition eines vorbestimmten Werts C(1) zu dem zu der vorherigen Zeit berechneten Medianwert V(50) erlangt wird, als ein Medianwert V(50) zu dieser Zeit berechnet. Umgekehrt wird, falls der zu dieser Zeit erfasste Größenwert LOG(V) kleiner als der zu der vorherigen Zeit berechnete Medianwert V(50) ist, ein Wert, welcher durch Subtraktion eines vorbestimmten Werts C(2) (beispielsweise ist C(2) gleich C(1)) von dem zu der vorherigen Zeit berechneten Medianwert V(50) erlangt wird, als der Medianwert V(50) zu dieser Zeit berechnet.
Falls der zu dieser Zeit erfasste Größenwert LOG(V) kleiner als der zu der vorherigen Zeit berechnete Medianwert V(50) ist und größer als der Wert ist, welcher durch Subtraktion der zu der vorherigen Zeit berechneten Standardabweichung σ von dem zu der vorherigen Zeit berechneten Medianwert V(50) erlangt wird, wird ein Wert, welcher durch Subtraktion eines Werts, welcher durch Verdoppeln eines vorbestimmten Werts C(3) erlangt wird, von der zu der vorherigen Zeit berechneten Standardabweichung σ erlangt wird, als eine Standardabweichung σ zu dieser Zeit berechnet. Umgekehrt wird, falls der zu dieser Zeit erfasste Größenwert LOG(V) größer als der zu der vorherigen Zeit berechnete Medianwert V(50) ist oder kleiner als der Wert ist, welcher durch Subtraktion der zu der vorherigen Zeit berechneten Standardabweichung σ von dem zu der vorherigen Zeit berechneten Medianwert V(50) erlangt wird, ein Wert, welcher durch Addition eines vorbestimmten Werts C(4) (beispielsweise ist C(4) gleich C(3)) zu der zu der vorherigen Zeit berechneten Standardabweichung σ erlangt wird, als eine Standardabweichung σ zu dieser Zeit berechnet. Es ist zu erwähnen, dass die Verfahren zur Berechnung des Medianwerts V(50) und der Standardabweichung σ nicht darauf beschränkt sind. Alternativ können die Anfangswerte des Medianwerts V(50) und der Standardabweichung σ ein im Voraus gesetzter Wert oder Null sein.
Unter Verwendung des Medianwerts V(50) und der Standardabweichung σ wird ein Klopfbestimmungspegel V(KD) berechnet. Wie in 10 gezeigt, entspricht ein Wert, welcher durch Addition eines Produkts aus einem Koeffizienten U(1) (U(1) ist eine Konstante, beispielsweise gilt U(1) = 3) und einer Standardabweichung σ zu dem Medianwert V(50) erlangt wird, dem Klopfbestimmungspegel V(KD). Es ist zu erwähnen, dass das Verfahren zur Berechnung des Klopfbestimmungspegels V(KD) nicht darauf beschränkt ist.
Eine Rate (Frequenz) von Größenwerten LOG(V), die größer als der Klopfbestimmungspegel V(KD) ist, wird als eine Frequenz eines Auftretens von Klopfen bestimmt und wird als eine Klopftätigkeitsrate KC gezählt. Falls die Klopftätigkeitsrate KC größer als ein Schwellenwert KC(0) ist, wird der Bestimmungswert V(KX) um ein vorbestimmtes Korrekturmaß derart kleiner korrigiert, dass eine Frequenz eines Verzögerns einer Zündzeitsteuerung hoch wird. Falls die Klopftätigkeitsrate KC kleiner als der Schwellenwert KC(0) ist, wird der Bestimmungswert V(KX) um ein vorbestimmtes Korrekturmaß derart größer korrigiert, dass eine Frequenz eines Vorziehens der Zündzeitsteuerung hoch wird. Der wie zuvor beschrieben korrigierte Bestimmungswert V(KX) wird in dem SRAM 204 gespeichert.
Der Koeffizient U(1) ist ein Koeffizient, der aus Daten oder Sachkunde gefunden wird, die durch Experiment und dergleichen erlangt werden. Ein Größenwert LOG(V), welcher in einem Fall von U(1) = 3 größer als der Klopfbestimmungspegel V(KD) ist, ist im Wesentlichen gleich einem Größenwert LOG(V) in einem Zündungszyklus, in welchem Klopfen tatsächlich auftritt. Es ist zu erwähnen, dass der Koeffizient U(1) ein anderer Wert als „3” sein kann.
Die Frequenzverteilung der Größenwerte LOG(V) wird die in 11 gezeigte normale Verteilung mit Ausnahme davon, dass bei der Maschine 100 Klopfen auftritt, und ein maximaler Wert V(MAX) der Größenwerte LOG(V) wird gleich dem Klopfbestimmungspegel V(KD). Andererseits wird, falls Klopfen auftritt, die zu erfassende Größe V groß. Wenn ein größerer Größenwert LOG(V) berechnet wird, wie in 12 gezeigt, wird der maximale Wert V(MAX) größer als der Klopfbestimmungspegel V(KD).
Wenn die Frequenz eines Auftretens eines Klopfens höher wird, wird der maximale Wert V(MAX) größer als in 13 gezeigt. Hier werden der Medianwert V(50) und die Standardabweichung σ in der Frequenzverteilung zusammen mit dem maximalen Wert V(MAX) größer. Daher wird der Klopfbestimmungspegel (KD) groß.
In einem Zyklus, in dem Klopfen aufritt, wird ein Größenwert LOG(V), welcher kleiner als der Klopfbestimmungswert V(KD) ist, nicht als Größenwert LOG(V) bestimmt. Daher wird, wenn der Klopfbestimmungspegel V(KD) groß ist, eine Frequenz eines Bestimmens, dass kein Klopfen auftritt, sogar in einem Fall, wenn Klopfen auftritt, hoch.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 14 gezeigt, die Größenwerte LOG(V) in einer durch eine gestrichelte Linie umgebenen Region zur Berechnung des Medianwerts V(50) und der Standardabweichung σ verwendet, während Größenwerte LOG(V) ausgeschlossen sind, die größer als ein Schwellenwert V(1) sind. 14 ist ein Diagramm, in welchem berechnete Größenwerte LOG(V) für jeden Korrekturkoeffizienten K in einem Zyklus gezeichnet sind, in welchem der entsprechende Größenwert LOG(V) erlangt wird.
Der Schwellenwert V(1) ist ein Wert, welcher durch Addition eines Produkts aus einer Standardabweichung von Größenwerten LOG(V), welche gleich oder kleiner als ein Medianwert sind, voneinander und einem Koeffizienten U(2) (U(2) ist eine Konstante, beispielsweise gilt U(2) = 3) zu einem Medianwert der Frequenzverteilung von Größenwerten LOG(V) erlangt wird.
Es werden nur Größenwerte LOG(V), welche kleiner als der Schwellenwert V(1) sind, extrahiert, um den Medianwert V(50) und die Standardabweichung σ zu berechnen, so dass der Medianwert V(50) und die Standardabweichung σ ohne übermäßig zu werden stabil werden. Auf diese Weise wird es möglich zu verhindern, dass der Klopfbestimmungspegel V(KD) übermäßig wird. Daher ist es möglich zu verhindern, dass die Frequenz eines Bestimmens, dass kein Klopfen auftritt, sogar in einem Fall, in welchem Klopfen auftritt, hoch wird.
Es ist zu erwähnen, dass das Verfahren zum Extrahieren von Größenwerten LOG(V), die zur Berechnung des Medianwerts V(50) und der Standardabweichung σ verwendet werden, nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann ein Größenwert LOG(V), welcher bei einem Zündungszyklus berechnet wird, dass der Korrelationskoeffizient K größer als der Schwellenwert K(1) ist, von den Größenwerten LOG(V) extrahiert werden, die kleiner als der zuvor beschriebene Schwellenwert V(1) sind.
Unter Bezugnahme auf 15 bis 17 wird eine Beschreibung einer Steuerstruktur eines Programms gegeben, welches durch die Maschinen-ECU 200 auszuführen ist, welche die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, um eine Bestimmung über ein Auftreten eines Klopfens für jeden Zündungszyklus vorzunehmen, um eine Zündzeitsteuerung zu steuern.
Bei Schritt (nachfolgend wird der Ausdruck „Schritt” als „S” abgekürzt) 100 erfasst die Maschinen-ECU 200 eine Maschinendrehzahl NE auf der Grundlage eines von dem Kurbelwellenstellungssensor 306 gesendeten Signals und erfasst auch eine Einlassluftmenge KL auf der Grundlage eines von dem Luftströmungsmesser 314 gesendeten Signals.
Bei S102 erfasst die Maschinen-ECU 200 auf der Grundlage eines von dem Klopfsensor 300 gesendeten Signals eine Größe einer Vibration bei der Maschine 100. Die Größe der Vibration wird als ein Ausgangsspannungswert des Klopfsensors 300 ausgedrückt. Alternativ kann die Größe der Vibration als ein Wert ausgedrückt werden, welcher dem Ausgangsspannungswert des Klopfsensors 300 entspricht. Die Größe wird in einem Bereich von einem oberen Totpunkt bzw. Umkehrpunkt bis 90° (ein Kurbelwinkel von 90°) in einem Verbrennungshub erfasst.
Bei S104 berechnet die Maschinen-ECU 200 einen Wert (einen Integrationswert), der durch Integration des Ausgangsspannungswerts (des die Größe der Vibration anzeigenden Werts) des Klopfsensors 300 für jeden Kurbelwinkel von 5° (um einen Winkel von 5°) erlangt wird. Der Integrationswert wird für alle Vibrationen in dem ersten bis vierten Frequenzband A bis D berechnet. Hierbei werden der Integrationswert im ersten Frequenzband A und der Integrationswert im zweiten Frequenzband B addiert, damit sie den Kurbelwinkeln entsprechen. Mit anderen Worten, es werden ein Vibrationsschwingungsverlauf in dem ersten Frequenzband A und ein Vibrationsschwingungsverlauf in dem zweiten Frequenzband B kombiniert.
Bei S106 multipliziert die Maschinen-ECU 200 einen minimalen Wert des Integrationswerts in dem vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor mit einem Koeffizienten Y (Y ist ein positiver Wert), um einen vorläufigen Klopfbestimmungswert zu berechnen. Bei S108 bestimmt die Maschinen-ECU 200, ob die Anzahl von Integrationswerten, die größer als der vorläufige Klopfbestimmungswert sind, gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl unter den Integrationswerten in dem vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor ist oder nicht.
Falls die Anzahl von Integrationswerten, die größer als der vorläufige Klopfbestimmungswert sind, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl unter den Integrationswerten in dem vierten Frequenzband D ist (JA bei S108) geht die Verarbeitung zu S110 weiter. Ansonsten (NEIN bei S108) geht die Verarbeitung zu S112 weiter.
Bei S110 bestimmt die Maschinen-ECU 200 vorläufig, dass Klopfen auftritt. Bei S112 bestimmt die Maschinen-ECU 200, dass kein Klopfen auftritt. Danach ist die Verarbeitung beendet.
Bei S114 normalisiert die Maschinen-ECU die Vibrationsschwingungsverläufe in dem vierten Frequenzband D. Hier bedeutet „Normalisierung”, dass Integrationswerte durch einen Spitzenwert des Integrationswerts in einem Vibrationsschwingungsverlauf dividiert werden, und eine Größe einer Vibration wird als eine dimensionslose Zahl in einem Bereich zwischen 0 und 1 ausgedrückt.
Bei S200 berechnet die Maschinen-ECU 200 einen absoluten Wert ΔS(I) einer Abweichung zwischen dem normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf in dem vierten Frequenzband D und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell für jeden Kurbelwinkel.
Bei S202 bestimmt die Maschinen-ECU 200, ob es absolute Werte ΔS(I) gibt oder nicht, die größer als ein Schwellenwert ΔS(0) sind. Falls es absolute Werte ΔS(I) gibt, die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind (JA bei S202), geht die Verarbeitung zu S300 weiter. Ansonsten (NEIN bei S202) geht die Verarbeitung zu S312 weiter.
Bei S300 bestimmt die Maschinen-ECU 200, ob die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I), die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Anzahl Q(1) ist oder nicht. Falls die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I), die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind, gleich oder kleiner als die vorbestimmte Anzahl Q(1) ist (JA bei S300), geht die Verarbeitung zu S302 weiter. Ansonsten (NEIN bei S300) geht die Verarbeitung zu S312 weiter.
Bei S302 bestimmt die Maschinen-ECU 200, ob die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I), die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Anzahl Q(2) ist oder nicht. Falls die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I), die größer als der Schwellenwert AS(0) sind, gleich oder kleiner als die vorbestimmte Anzahl Q(2) ist (JA bei S302) , geht die Verarbeitung zu S304 weiter. Ansonsten (NEIN bei S302) geht die Verarbeitung zu S306 weiter.
Bei S304 korrigiert die Maschinen-ECU 200 den normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf derart, dass die Größe gleich der Größe des Klopfschwingungsverlaufsmodells (derart, dass der absolute Wert ΔS(I) herabgesetzt wird, damit er Null wird) bei dem Kurbelwinkel wird, bei welchem der absolute Wert ΔS(I) größer als der Schwellenwert ΔS(0) ist.
Bei S306 korrigiert die Maschinen-ECU 200 den normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf bei dem Kurbelwinkel eines Abschnitts Q(3) (Q(3) < Q(1)) derart, dass die Größe gleich der Größe des Klopfschwingungsverlaufsmodells (derart, dass der absolute Wert ΔS(I) herabgesetzt wird, damit er Null wird) in einer derartigen Weise wird, dass vorzugsweise ein Kurbelwinkel mit einem größeren absoluten Wert ΔS(I) unter den Kurbelwinkeln verwendet wird, bei welchen der absolute Wert ΔS(I) größer als der Schwellenwert ΔS(0) ist.
Bei S308 speichert die Maschinen-ECU 200 den der Korrektur unterzogenen Kurbelwinkel und ein Korrekturmaß (ein Produkt aus denn absoluten Wert ΔS(I) und dem Spitzenwert der Integrationswerte) γ in dem SRAM 204.
Bei S310 vergleicht die Maschinen-ECU 200 den korrigierten Vibrationsschwingungsverlauf mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell, um einen Korrelationskoeffizienten K zu berechnen, welcher ein Wert betreffend die Abweichung zwischen dem korrigierten Vibrationsschwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell ist.
Bei S312 vergleicht die Maschinen-ECU 200 den normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf (den keiner Korrektur unterzogenen Vibrationsschwingungsverlauf) mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell, um einen Korrelationskoeffizienten K zu berechnen, welcher ein Wert betreffend die Abweichung zwischen dem normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell ist.
Bei S400 berechnet die Maschinen-ECU 200 eine Klopfgröße N. Die Klopfgröße N wird unter Verwendung des zusammengesetzten Schwingungsverlaufs in dem ersten Frequenzband A und dem zweiten Frequenzband B berechnet. Wie durch die schrägen Linien in 7 gezeigt, wird die Klopfgröße aus einer Gleichung berechnet: N = (α + (β – γ) × K)/α (1) wobei α einen Wert repräsentiert, welcher durch Summation (Integration) der Bezugsgröße für jeden Kurbelwinkel von 90° (in dem Klopferfassungstor) erlangt wird, β einen Abschnitt repräsentiert, welcher größer als die Bezugsgröße in einer Klopfregion ist, die bestimmt wird, während ein Kurbelwinkel CA(P) mit einem Spitzenintegrationswert auf einen Startpunkt gesetzt ist, γ das Korrekturmaß des Vibrationsschwingungsverlaufs repräsentiert, und K den Korrelationskoeffizienten repräsentiert. Hierbei wird, falls der Vibrationsschwingungsverlauf keiner Korrektur unterzogen wird, die Klopfgröße N berechnet, wobei γ auf Null gesetzt ist.
Bei S402 bestimmt die Maschinen-ECU 200, ob die Klopfgröße N größer als ein Bestimmungswert V(KX) ist oder nicht. Falls die Klopfgröße N größer als der Bestimmungswert V(KX) ist (JA bei S402), geht die Verarbeitung zu S404 weiter. Ansonsten (NEIN bei S402) geht die Verarbeitung zu S408 weiter.
Bei S404 bestimmt die Maschinen-ECU 200, dass bei der Maschine 100 Klopfen auftritt. Bei S406 verzögert die Maschinen-ECU 200 eine Zündzeitsteuerung.
Bei S408 bestimmt die Maschinen-ECU 200, dass bei der Maschine 100 kein Klopfen auftritt. Bei S410 zieht die Maschinen-ECU 200 die Zündzeitsteuerung vor.
Als Nächstes wird auf der Grundlage der Struktur und dem Flussdiagramm, die beide zuvor beschrieben sind, die Beschreibung der Betriebe der Maschinen-ECU 200 gegeben, welche die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist. In der folgenden Beschreibung sei angenommen, dass die vorbestimmte Anzahl Q(1) den Wert „3” hat, die vorbestimmte Anzahl Q(2) den Wert „2” hat, und die vorbestimmte Anzahl Q(3) den Wert „1” hat.
Während des Betriebs der Maschine 100 erfasst die Maschinen-ECU 200 die Maschinendrehzahl NE auf der Grundlage des von dem Kurbelwellenstellungssensor 306 gesendeten Signals und erfasst auch die Einlassluftmenge KL auf der Grundlage des von dem Luftströmungsmesser 314 gesendeten Signals (S100). Darüber hinaus erfasst die Maschinen-ECU 200 die Größe der Vibration bei der Maschine 100 auf der Grundlage des von dem Klopfsensor 300 gesendeten Signals (S102).
In dem Bereich von dem oberen Totpunkt bis 90° in dem Verbrennungshub berechnet die Maschinen-ECU 200 die Integrationswerte für alle 5° für alle Vibrationen in dem ersten Frequenzband A bis zum vierten Frequenzband D (S104). Zudem addiert die Maschinen-ECU 200 die Integrationswerte in dem ersten Frequenzband A zu denjenigen in dem zweiten Frequenzband B, damit sie den Kurbelwinkeln entsprechen, und kombiniert die Vibrationsschwingungsverläufe. Hierbei vergleicht die Maschinen-ECU 200 den Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell, um den Korrelationskoeffizient K zu berechnen, und verwendet den Korrelationskoeffizienten K, um das Auftreten von Klopfen für jede Zündung zu bestimmen.
Typischerweise vermindert sich eine Größe einer aufgrund von Störung erzeugten Vibration gemäß ihrer Charakteristik rapide bzw. sie wird rapide gedämpft. Andererseits vermindert sich eine Größe einer aufgrund von Klopfen erzeugten Vibration gemäß ihrer Charakteristik langsam bzw. sie wird langsam gedämpft. Mit der zuvor beschriebenen Charakteristik ist es normalerweise möglich, auf der Grundlage eines Schwingungsverlaufs eine aufgrund von Störung erzeugte Vibration von einer aufgrund von Klopfen erzeugten Vibration zu unterscheiden.
Wie in 18 gezeigt, hat jedoch die Vibration im dritten Frequenzband C eine geringe Größe, jedoch hat sie einen Schwingungsverlauf mit einer ähnlichen Form wie ein Schwingungsverlauf beim Klopfen auch wenn sie in einigen Fällen aufgrund von Störung erzeugt wird. In einem derartigen Fall ist es schwierig, auf der Grundlage der Form des Schwingungsverlaufs eine aufgrund des Klopfens erzeugte Vibration von einer aufgrund der Störung erzeugten Vibration zu unterscheiden.
Wie zuvor beschrieben, wenn bei der Maschine 100 Klopfen auftritt, wird eine Vibration bei der Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst erzeugt. Wie in 19 gezeigt, wird dementsprechend die Vibration in dem breiten vierten Frequenzband D, welches die Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst umfasst, beim Auftreten des Klopfens aufrechterhalten.
Unter Vibrationen, die aufgrund von Störung erzeugt werden, erscheint andererseits eine Vibration, welche eine relativ geringe Größe hat, nicht bei der Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst. Unter den Vibrationen in dem breiten vierten Frequenzband D, welches die Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst umfasst, vermindern sich dementsprechend die Vibrationen, welche aufgrund der Störung erzeugt werden und eine relativ geringe Größe haben, rapide ohne dass sie aufrechterhalten werden.
Daher ist es möglich, die aufgrund des Klopfens erzeugte Vibration von der aufgrund der Störung erzeugten Vibration zu unterscheiden. Mit den zuvor beschriebenen Charakteristika wird ein Auftreten von Klopfen auf der Grundlage des Integrationswerts (Größe) der Vibrationen in dem breiten vierten Frequenzband D, welche die Resonanzfrequenz der Maschine 100 selbst umfasst, vorläufig bestimmt.
Um das Auftreten von Klopfen vorläufig zu bestimmen, multipliziert die Maschinen-ECU 200 den minimalen Wert der Integrationswerte in dem vierten Frequenzband D mit dem Koeffizienten Y (Y ist ein positiver Wert), um den vorläufigen Klopfbestimmungswert zu berechnen (S106). Auf diese Weise ist es möglich, einen vorläufigen Klopfbestimmungswert auf der Grundlage einer Vibration zu erlangen, die auf der Grundlage eines anderen Faktors als Klopfen oder Störung, das heißt, einer mechanischen Vibration der Maschine 100 selbst, erzeugt wird. Daher ist es möglich einen geeigneten vorläufigen Klopfbestimmungswert für jede Maschine 100 zu erlangen.
In dem Fall, in welchem die Anzahl von Integrationswerten, welche größer als der vorläufige Klopfbestimmungswert sind, unter den Integrationswerten in dem vierten Frequenzband D gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist (JA bei S108), besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit bzw. Möglichkeit, dass Klopfen auftritt. Daher bestimmt die Maschinen-ECU 200 vorläufig, dass Klopfen auftritt (S110).
In dem Fall, in welchem die Anzahl von Integrationswerten, welche größer als der vorläufige Klopfbestimmungswert sind, unter den Integrationswerten in dem vierten Frequenzband D kleiner als die vorbestimmte Anzahl ist (NEIN bei S108), besteht andererseits eine beträchtlich geringe Wahrscheinlichkeit bzw. Möglichkeit, dass Klopfen auftritt. Daher bestimmt die Maschinen-ECU 200, dass kein Klopfen auftritt (S112).
Falls die Maschinen-ECU 200 vorläufig bestimmt, dass Klopfen auftritt, dann macht die Maschinen-ECU 200 eine speziellere Bestimmung auf der Grundlage des Vibrationsschwingungsverlaufs in dem dritten Frequenzband C. Für diesen Zweck normalisiert die Maschinen-ECU 200 den Vibrationsschwingungsverlauf in dem dritten Frequenzband C (S114).
Durch die Normalisierung wird die Größe der Vibration in dem Vibrationsschwingungsverlauf als eine dimensionslose Zahl in einem Bereich von 0 bis 1 ausgedrückt. Auf diese Weise ermöglicht die Maschinen-ECU 200 den Vergleich zwischen dem erfassten Vibrationsschwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell unabhängig von der Größe der Vibration. Daher wird keine Vielzahl von Klopfschwingungsverlaufsmodellen in Entsprechung zu den Größen der Vibrationen notwendigerweise gespeichert, was eine einfache Bildung des Klopfschwingungsverlaufsmodells zulässt.
Die Maschinen-ECU 200 bringt die Zeitsteuerung, bei welcher die Größe der Vibration in dem normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf maximal wird, in Übereinstimmung mit der Zeitsteuerung, bei welcher die Größe der Vibration in dem Klopfschwingungsverlaufsmodell maximal wird (vgl. 6). In diesem Zustand berechnet die Maschinen-ECU 200 den absoluten Wert ΔS(I) der Abweichung zwischen dem normalisierten Vibrationsschwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell für jeden Kurbelwinkel (S200).
Wie in 20 gezeigt, wird es hierbei in dem Fall, in welchem es keinen absoluten Wert ΔS(I) gibt, der größer als der Schwellenwert ΔS(0) ist, als ein Ergebnis der Tatsache, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf an das Klopfschwingungsverlaufsmodell angenähert ist (NEIN bei S202), überlegt, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf keine Vibrationen aufgrund von einer anderen Störung als Klopfen (Vibrationen, die aufgrund von Betrieben des Einlassventils 116, des Auslassventils 118, der Einspritzeinrichtung 104 (insbesondere einer Einspritzeinrichtung des Direkteinspritztyps, die Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt), einer Pumpe 120 (insbesondere einer Hochdruckpumpe, welche der Einspritzeinrichtung des Direkteinspritztyps Kraftstoff zuführt) und dergleichen) umfasst.
In diesem Fall berechnet die Maschinen-ECU 200 den Korrelationskoeffizienten K aus der Gleichung K – (S ΣΔS(1)/S auf der Grundlage der Summe ΣΔS(I) von berechneten absoluten Werten ΔS(I) und dem Wert S, der durch Integration der Größe der Vibration über den Kurbelwinkel in dem Klopfschwingungsverlaufsmodell erlangt wird (S312).
Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 das Maß einer Übereinstimmung zwischen dem erfassten Vibrationsschwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell in einen Zahlenwert umwandeln, um so eine objektive Bestimmung vorzunehmen. Darüber hinaus ist es durch den Vergleich zwischen dem Vibrationsschwingungsverlauf und dem Klopfschwingungsverlaufsmodell möglich, auf der Grundlage eines Verhaltens der Vibration, wie beispielsweise der Verminderungstendenz bzw. Dämpfungstendenz der Vibration, zu analysieren, ob eine Vibration aufgrund von Klopfen erzeugt wird.
Wie zuvor beschrieben, war es bekannt, dass die aufgrund der Störung erzeugte Vibration, das heißt die Vibration, die aufgrund der Betriebe des Einlassventils 116, des Auslassventils 118, der Einspritzeinrichtung 104, der Pumpe 120 oder dergleichen erzeugt wird, eine große Größe hat, sich jedoch im Vergleich zu einer aufgrund von Klopfen erzeugten Vibration als ihre Charakteristik schnell vermindert. Mit anderen Worten hat eine aufgrund von Störung erzeugte Vibration eine kürzere Erzeugungsdauer als eine aufgrund von Klopfen erzeugte Vibration.
Wie in 21 gezeigt, besteht dementsprechend in dem Fall, in welchem es absolute Werte ΔS(I) gibt, die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind (JA bei S202) und die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I) gleich oder kleiner als „3” ist (JA bei S300), auch wenn der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf an das Klopfschwingungsverlaufsmodell angenähert ist, eine Möglichkeit, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf eine aufgrund von Störung erzeugte Vibration umfasst.
Insbesondere besteht in dem Fall, in welchem die Anzahl von absoluten Werte ΔS(I), die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind, gleich oder kleiner als „2” ist (JA bei S302), eine Möglichkeit, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf eine aufgrund von Störung erzeugte Vibration umfasst.
In diesem Fall gibt es, auch wenn der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell wie er ist verglichen wird, absolute Werte ΔS(I), die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind. Daher besteht eine Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung, dass kein Klopfen auftritt, obwohl Klopfen auftritt.
Wie in 22 gezeigt, korrigiert die Maschinen-ECU 200, um diesen Nachteil zu vermeiden, den Vibrationsschwingungsverlauf bei dem Kurbelwinkel, bei welchem der absolute Wert ΔS(I) größer als der Schwellenwert ΔS (0) ist, derart, dass die Größe gleich der Große des Klopfschwingungsverlaufsmodells wird (S304).
Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 einen Einfluss einer aufgrund von Störung erzeugten Vibration reduzieren, die in dem Vibrationsschwingungsverlauf umfasst ist. Daher kann die Maschinen-ECU 200 die fehlerhafte Bestimmung reduzieren, dass kein Klopfen auftritt, obwohl Klopfen auftritt.
Wie in 23 gezeigt, besteht andererseits in dem Fall, in welchem die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I), die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind, gleich oder kleiner als „3” ist (JA bei S300), jedoch größer als „2” ist (NEIN bei S302) eine Möglichkeit, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf eine aufgrund von Störung erzeugte Vibration umfasst, oder eine Möglichkeit, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf keine aufgrund von Störung erzeugte Vibration umfasst.
Falls der Vibrationsschwingungsverlauf in diesem Fall korrigiert wird, besteht eine Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung, dass Klopfen auftritt, obwohl kein Klopfen auftritt. Wie in 24 gezeigt, korrigiert die Maschinen-ECU 200 daher den Vibrationsschwingungsverlauf bei dem Kurbelwinkel eines Abschnitts „1” derart, dass die Größe gleich der Größe des Klopfschwingungsverlaufsmodells auf eine derartige Weise wird, dass vorzugsweise ein Kurbelwinkel mit einem größeren absoluten Wert ΔS(I) unter den Kurbelwinkeln verwendet wird, deren absoluter Wert ΔS(I) größer als der Schwellenwert ΔS(0) ist (S306). Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 verhindern, dass der Vibrationsschwingungsverlauf mehr als notwendig korrigiert wird. Daher kann die Maschinen-ECU 200 die fehlerhafte Bestimmung reduzieren, dass Klopfen auftritt, obwohl kein Klopfen auftritt.
Die Maschinen-ECU 200 speichert den der Korrektur unterzogenen Kurbelwinkel und sein Korrekturmaß γ in dem SRAM 204 (S308). Die Maschinen-ECU 200 vergleicht den korrigierten Vibrationssignalverlauf mit dem Klopfsignalverlaufsmodell, um den Korrelationskoeffizienten K zu berechnen (S310).
Wie in 25 gezeigt, gibt es in dem Fall, in welchem es absolute Werte ΔS(I) gibt, die größer als der Schwellenwert ΔS(0) sind (NEIN bei S202), und die Anzahl von absoluten Werten ΔS(I) „4” (was größer als „3” ist) ist (NEIN bei S300), als ein Ergebnis der Tatsache, dass sich der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf signifikant von dem Klopfschwingungsverlaufsmodell unterscheidet, eine große Möglichkeit, dass der resultierende Vibrationsschwingungsverlauf keine Vibration umfasst, die aufgrund von Störung erzeugt wird.
Dementsprechend vergleicht die Maschinen-ECU 200 den resultierenden Vibrationssignalverlauf mit dem Klopfschwingungsverlaufsmodell, um einen Korrelationskoeffizienten K ohne Korrektur des Vibrationssignalverlaufs zu berechnen (S312). Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 eine fehlerhafte Bestimmung reduzieren, dass Klopfen auftritt, obwohl kein Klopfen auftritt.
Danach wird, falls die Maschinen-ECU 200 nicht vorläufig bestimmt, dass Klopfen auftritt (NEIN bei S400), das heißt, falls die Maschinen-ECU 200 bestimmt, dass kein Klopfen auftritt, die Verarbeitung ohne Berechnung der Klopfgröße N beendet. Mit anderen Worten, der berechnete Korrelationskoeffizient K wird nur zum Bilden der zuvor beschriebenen Frequenzverteilung verwendet (vgl. 14). Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 verhindern, dass eine unnötige Verarbeitung durchgeführt wird.
Andererseits berechnet die Maschinen-ECU 200, falls die Maschinen-ECU 200 vorläufig bestimmt, dass Klopfen auftritt (JA bei S400), dann die Klopfgröße N. Die Klopfgröße N wird mit den Integrationswerten in dem zusammengesetzten Signalverlauf im ersten Frequenzband A und zweiten Frequenzband B berechnet.
Wie in 26 gezeigt, kann der zusammengesetzte Signalverlauf im ersten Frequenzband A und zweiten Frequenzband B einen Störungsabschnitt (A) und einen Störungsabschnitt (B) umfassen, die jeweils einer aufgrund von Störung erzeugten Vibration entsprechen. Um diese Störungsabschnitte zu beseitigen, berechnet die Maschinen-ECU 200 die Klopfgröße N aus der Gleichung N = (α + (β – γ) × K)/α, wobei α den Wert repräsentiert, welcher durch Summation (Integration) der Bezugsgröße für jeden Kurbelwinkel von 90° erlangt wird, β den Abschnitt repräsentiert, in welchem der Integrationswert größer als die Bezugsgröße in der Klopfregion ist, γ das Korrekturmaß repräsentiert, und K den Korrelationskoeffizienten repräsentiert.
Genauer gesagt, berechnet die Maschinen-ECU 200 die Klopfgröße N unter Verwendung des Abschnitts β, in welchem der Integrationswert, der größer als die Bezugsgröße ist, in der Klopfregion ist, in welchem die Größe der Vibration groß ist, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird. Andererseits berechnet die Maschinen-ECU 200 die Klopfgröße N ohne Verwendung des Abschnitts, in welchem der Integrationswert, der größer als die Bezugsgröße ist, in einer von der Klopfregion verschiedenen Region ist (eine Region, welche durch Beseitigen der Klopfregion von dem Klopferfassungstor erlangt wird und welche verglichen mit der Klopfregion eine kleinere Größe einer Vibration hat, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird). Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 den Störungsabschnitt (A) in 26 beseitigen, der sich außerhalb der Klopfregion befindet. Daher kann die Maschinen-ECU 200 die Integrationswerte, die Störung zugerechnet sind, da der große Integrationswert berechnet wird, in der Region beseitigen, in welcher eine Größe einer Vibration, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird, klein ist.
Darüber hinaus subtrahiert die Maschinen-ECU 200 das Korrekturmaß γ von dem Abschnitt β, in welchem der Integrationswert, der größer als die Bezugsgröße ist, in der Klopfregion ist, um die Klopfgröße N zu berechnen. Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 den Störungsabschnitt (B) in 26 beseitigen, der sich in der Klopfregion befindet. Daher kann die Maschinen-ECU 200 die Integrationswerte, die von dem Signalverlauf einer Störung zugerechnet sind, in der Region beseitigen, in welcher eine Größe einer Vibration, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird, groß ist.
In dem Fall, in welchem die auf die zuvor beschriebene Weise berechnete Klopfgröße N größer als der Bestimmungswert V(KX) ist (JA bei S402), bestimmt die Maschinen-ECU 200, dass Klopfen auftritt (S404) und verzögert die Zündzeitsteuerung (S406). Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 ein Auftreten von Klopfen reduzieren.
Andererseits bestimmt die Maschinen-ECU 200 in dem Fall, in welchem die Klopfgröße N nicht größer als der Bestimmungswert V(KX) ist (NEIN bei S402), dass kein Klopfen auftritt (S408) und zieht die Zündzeitsteuerung vor (S410). Wie zuvor beschrieben, vergleicht die Maschinen-ECU 200 die Klopfgröße N mit dem Bestimmungswert V(KX), um für jeden Zündungszyklus zu bestimmen, ob Klopfen auftritt oder nicht, und verzögert oder zieht die Zündzeitsteuerung vor.
Wie zuvor beschrieben, bestimmt die Maschinen-ECU 200, welche die Klopfbestimmungsvorrichtung gemäß dem vorligenden Ausführungsbeispiel ist, ob die Anzahl von Integrationswerten, die größer als der vorläufige Klopfbestimmungswert sind, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl in Bezug auf die Vibrationen im vierten Frequenzband D ist, welches die Resonanzfrequenz der Maschine selbst umfasst. In dem Fall, in welchem Klopfen auftritt, werden die Vibrationen im vierten Frequenzband D aufrechterhalten. Andererseits wird in dem Fall, in welchem die Vibration im vierten Frequenzband D aufgrund von Störung erzeugt wird und eine relativ geringe Größe hat, die Vibration dann nicht aufrechterhalten. Daher besteht in dem Fall, in welchem die Anzahl von Integrationswerten, die größer als der vorsorgliche Klopfbestimmungswert ist, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, eine große Möglichkeit, dass Klopfen auftritt. Dementsprechend bestimmt die Maschinen-ECU 200 in dem Fall, in welchem die die Anzahl von Integrationswerten, die größer als der vorsorgliche Klopfbestimmungswert ist, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, vorsorglich, dass Klopfen auftritt. Auf diese Weise kann die Maschinen-ECU 200 eine Vibration, die aufgrund von Störung erzeugt wird und eine relativ geringe Größe hat, von einer Vibration unterscheiden, die aufgrund von Klopfen erzeugt wird, und sie kann ein Auftreten von Klopfen mit guter Genauigkeit bestimmen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel multipliziert die ECU 200 den minimalen Wert des Integrationswerts in dem vierten Frequenzband D bei dem Klopferfassungstor mit dem Koeffizienten Y (Y ist ein positiver Wert), um den vorsorglichen Klopfbestimmungswert zu berechnen. Alternativ kann die Maschinen-ECU 200 eine Standardabweichung der Integrationswerte im vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor zu dem minimalen Wert der Integrationswerte im vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor addieren, um den vorsorglichen Klopfbestimmungswert zu berechnen.
Als weitere Alternative kann die Maschinen-ECU 200 die Standardabweichung der Integrationswerte im vierten Frequenzband D bei dem Klopferfassungstor zu dem Medianwert der Integrationswerte im vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor zu einem Medianwert der Integrationswerte im vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor addieren, um den vorsorglichen Klopfbestimmungswert zu berechnen.
Zudem kann die Maschinen-ECU 200 die Standardabweichung der Integrationswerte im vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor, den vorbestimmten Wert oder dergleichen zu einem Durchschnittswert von X (X ist eine positive ganze Zahl) Integrationswerten addieren, die aus den Integrationswerten im vierten Frequenzband D in dem Klopferfassungstor derart ausgewählt werden, dass vorzugweise kleinere Integrationswerte ausgewählt werden, um den vorsorglichen Klopfbestimmungswert zu berechnen.
Auch wenn die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und veranschaulicht worden ist, ist es klar zu verstehen, dass dies nur anhand von Veranschaulichung und als Beispiel vorgenommen ist und nicht zur Beschränkung auszulegen ist, da der Geist und der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nur durch den Wortlaut der beigefügten Patentansprüche beschränkt wird.

Claims

Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Klopfsensor (300), welcher eine Größe einer bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugten Vibration erfasst, und einer Betriebseinheit (200), wobei die Betriebseinheit (200) Größen von Vibrationen in einem Frequenzband, welches eine Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, unter Vibrationen erfasst, die aufgrund von Klopfen bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugt werden, und bestimmt, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.
Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Betriebseinheit (200) die Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine umfasst, zu einer Vielzahl von Zeiten unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden, in Entsprechung mit einem Kurbelwinkel erfasst, und bestimmt, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage davon, ob die Größen, welche größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden oder nicht, die gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist.
Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, wobei die Betriebseinheit (200) Schwingungsverläufe von Vibrationen in einem Frequenzband, welches nicht die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, unter den Vibrationen erfasst, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugt werden, bestimmt, dass kein Klopfen in einem Fall auftritt, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, und zudem bestimmt, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Schwingungsverläufe in einem Fall, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist.
Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, wobei die Betriebseinheit (200) als den Schwellenwert einen Wert berechnet, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein minimaler Wert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.
Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, wobei die Betriebseinheit (200) als den Schwellenwert einen Wert berechnet, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein Medianwert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.
Klopfbestimmungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, wobei die Betriebseinheit (200) als den Schwellenwert einen Wert berechnet, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein Durchschnittswert einer vorbestimmten Anzahl von Größen ist, die aus den Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, derart ausgewählt werden, dass bevorzugt kleinere Größen ausgewählt werden.
Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Schritten Erfassen der Größen von Vibrationen in einem Frequenzband, welches eine Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, unter Vibration, die aufgrund von Klopfen bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugt werden, und Bestimmen, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.
Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, wobei der Schritt eines Erfassens der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, einen Schritt eines Erfassens der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, zu einer Vielzahl von Zeiten unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugt werden, in Entsprechung mit einem Kurbelwinkel umfasst, und der Schritt eines Bestimmens, ob Klopfen auftritt oder nicht, einen Schritt eines Bestimmens, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage davon umfasst, ob die Größen, welche größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden oder nicht, die gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist.
Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, zudem mit einem Schritt eines Erfassens von Schwingungsverläufen von Vibrationen in einem Frequenzband, welches nicht die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, unter den Vibrationen, die aufgrund des Klopfens bei der Verbrennungskraftmaschine (100) erzeugt werden, wobei der Schritt eines Bestimmens, ob Klopfen auftritt oder nicht, die Schritte umfasst Bestimmen, dass kein Klopfen auftritt, in einem Fall, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, und zudem Bestimmen, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage der Schwingungsverläufe in einem Fall, in welchem die Größen, welche größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, mit einer Anzahl erfasst werden, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist.
Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, zudem mit einem Schritt eines Berechnens als den Schwellenwert eines Werts, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein minimaler Wert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.
Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, zudem mit einem Schritt eines Berechnens als den Schwellenwert eines Werts, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein Medianwert der Größen der Vibrationen in dem Frequenzband ist, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst.
Klopfbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, zudem mit einem Schritt eines Berechnens als den Schwellenwert eines Werts, welcher um einen vorbestimmten Wert größer als ein Durchschnittswert einer vorbestimmten Anzahl von Größen ist, die aus den Größen der Vibrationen in dem Frequenzband, welches die Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine (100) umfasst, derart ausgewählt werden, dass bevorzugt kleinere Größen ausgewählt werden.