DE112019007933T5

DE112019007933T5 - Regler und Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE112019007933T5
Application number: DE112019007933.6T
Authority: DE
Inventors: Junichi Inoue; Yuhei Matsushima; Toshikatsu SAITO
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2022-10-06
Also published as: CN114729610B; WO2021111535A1; JP7224493B2; US20220333570A1; US11674493B2; JPWO2021111535A1; CN114729610A

Abstract

Zur Bereitstellung eines Reglers und eines Regelungsverfahrens für einen Verbrennungsmotor, das den Anstieg der Berechnungslast zur Bestimmung des Auftretens von mechanischem Geräusch und des Auftretens von Klopfen mit guter Genauigkeit unterdrücken kann, selbst wenn das mechanische Geräusch auftritt. Wenn der Maximalwert (SF2_MXCP) der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode den Maximalwert (SF1_MXCP) der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes übersteigt, führt ein Regler für einen Verbrennungsmotor (50) eine Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durch, die bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes zu verwenden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Regler und ein Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor.
STAND DER TECHNIK
Bisher sind Regler bekannt, die das Klopfphänomen, das im Verbrennungsmotor auftritt, durch den Vibrationssensor (im Folgenden als der Klopfsensor bezeichnet) erkennen, der direkt am Brennraumblock des Verbrennungsmotors angebracht ist. Wenn das Klopfen während des Betriebs des Verbrennungsmotors auftritt, erkennt der Regler das Klopfen durch Messung der Schwingungsstärke dieser Eigenfrequenz, da die Schwingung des Eigenfrequenzbandes in Abhängigkeit von der Bohrungsgröße des Verbrennungsmotors und dem Schwingungsmodus des Klopfens auftritt.
Allerdings, da der oben genannte Vibrationssensor nicht nur die Vibration durch Klopfen erkennt, sondern auch das mechanische Geräusch, das vom Verbrennungsmotor erzeugt wird, ist es notwendig, das Klopfen zu erkennen, während dieses mechanische Geräusch vermieden wird.
Als Technologie zur Durchführung eines solchen Regelns des Klopfens sind zum Beispiel die in den folgenden PLT 1 und PLT 2 beschriebenen Technologien bereits bekannt.
Die folgende Technologie ist in PLT 1 offenbart. Wenn festgestellt wird, dass das Klopfen aufgetreten ist und das Geräusch nicht aufgetreten ist, indem zwei Frequenzkomponenten zur Bestimmung des Auftretens von Klopfen und mindestens eine Frequenzkomponente zur Bestimmung des Auftretens von Geräuschen verwendet werden, wird der Zündzeitpunkt verzögert.
Die folgende Technologie ist in PLT 2 offenbart. Das Auftreten von Geräuschen wird basierend auf der Verteilungsform des Klopfsignals (Spitzenwerte im Klopffenster des Klopffrequenzbandes) bestimmt. Insbesondere wird die Verteilungsform (Mittelwert, Varianz) der Spitzenwerte des Klopfsignals berechnet, und das Vorhandensein oder Fehlen des Geräuschs wird basierend auf dem Verhältnis zwischen der Varianz und dem Mittelwert bestimmt.
ZITATLISTE
Patentliteratur

PLT 1: JP 2582969 B
PLT 2: JP 4605642 B

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Bei der Technologie von PLT 1 wird jedoch nur die Analyse des Frequenzbandes für die Geräuschbestimmung durchgeführt. Außerdem sind Analysen von drei oder mehr Frequenzbändern erforderlich, und der Rechenaufwand steigt. In der Technologie von PLT 2 ist es notwendig, den Mittelwert und die Varianz zu berechnen, und die Bestimmung von Klopfen und Geräusch kann nicht durchgeführt werden, bevor diese Berechnungen abgeschlossen sind.
Daher ist es erforderlich, einen Regler und ein Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die den Anstieg der Berechnungslast für die Bestimmung des Auftretens von mechanischem Geräusch unterdrücken und das Auftreten von Klopfen mit guter Genauigkeit bestimmen können, selbst wenn das mechanische Geräusch auftritt.
Lösung des Problems
Ein Regler für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst:

eine Klopfsignalberechnungseinheit, die eine Stärke einer Komponente eines ersten Frequenzbandes und eine Stärke einer Komponente eines zweiten Frequenzbandes berechnet, die in einem Ausgangssignal eines in einem Verbrennungsmotor vorgesehenen Klopfsensors umfasst sind, wobei das zweite Frequenzband eine höhere Frequenz als das erste Frequenzband ist; und
eine Klopfbestimmungseinheit, die bestimmt, ob Klopfen in einem Verbrennungstakt aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes, die in einer Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, die entsprechend dem Verbrennungstakt eingestellt ist,
wobei, wenn ein Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in einer Vergleichsperiode, die entsprechend der Klopfbestimmungsperiode eingestellt wird, einen Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode übersteigt, die Klopfbestimmungseinheit eine Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchführt, die bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes zu verwenden.

Ein Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Offenbarung, das Folgendes umfasst: einen Klopfsignalberechnungsschritt des Berechnens einer Stärke einer Komponente eines ersten Frequenzbandes und einer Stärke einer Komponente eines zweiten Frequenzbandes, die in einem Ausgangssignal eines in einem Verbrennungsmotor bereitgestellten Klopfsensors umfasst sind, wobei das zweite Frequenzband eine höhere Frequenz als das erste Frequenzband ist; und
einen Klopfbestimmungsschritt des Bestimmens, ob Klopfen in einem Verbrennungstakt aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes, die in einer Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, die entsprechend dem Verbrennungstakt eingestellt ist,
wobei in dem Klopfbestimmungsschritt, wenn ein Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in einer Vergleichsperiode, die entsprechend der Klopfbestimmungsperiode eingestellt ist, einen Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode überschreitet, eine Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchgeführt wird, die bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes zu verwenden.
Vorteil der Erfindung
Gemäß dem Regler und dem Regelungsverfahren für Verbrennungsmotoren der vorliegenden Offenbarung kann beim Durchführen einer normalen Bestimmungsverarbeitung, bei der die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung nicht durchgeführt wird, da das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Klopfens basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in der Klopfbestimmungsperiode bestimmt wird, das Klopfen mit guter Empfindlichkeit erkannt werden, selbst wenn eine Tendenzdifferenz des Frequenzbandes entsprechend einer Art des Klopfens auftritt. Andererseits kann für das mechanische Geräusch, da nur bestimmt wird, ob der Maximalwert der Stärke der Komponente des Frequenzbandes in der Vergleichsperiode, die entsprechend der Bestimmungsperiode eingestellt ist, den Maximalwert der Stärke der Komponente des Frequenzbandes in der Vergleichsperiode übersteigt, die Bestimmung durch die einfache Verarbeitung durchgeführt werden, die den Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes und den Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes bestimmt, die für die Bestimmung des Klopfauftretens berechnet wurden, und diese vergleicht. Ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes zu verwenden, dem das mechanische Geräusch überlagert ist, wird basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist oder nicht. Dementsprechend kann das Auftreten des Klopfens mit guter Genauigkeit bestimmt werden, auch wenn das mechanische Geräusch überlagert wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm des Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1;
2 ist ein Blockdiagramm des Reglers gemäß Ausführungsform 1;
3 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm des Reglers gemäß Ausführungsform 1;
4 ist eine Figur zur Erläuterung der Frequenzcharakteristik des Signals des Klopfsensors gemäß Ausführungsform 1;
5 ist eine Figur zur Erläuterung des Verhaltens beim Auftreten von Klopfen gemäß Ausführungsform 1;
6 ist eine Figur zur Erläuterung des Verhaltens bei Nichtauftreten von Klopfen gemäß Ausführungsform 1;
7 ist eine Figur zur Erläuterung des Verhaltens bei Überlagerung des mechanischen Geräusches gemäß Ausführungsform 1;
8 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verarbeitung des Reglers gemäß Ausführungsform 1;
9 ist eine Figur zur Erläuterung des Verhaltens, wenn das mechanische Geräusch gemäß Ausführungsform 2 überlagert wird;
10 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verarbeitung des Reglers gemäß Ausführungsform 2;
11 ist eine Figur zur Erläuterung des Verhaltens, wenn das mechanische Geräusch gemäß Ausführungsform 3 überlagert wird; und
12 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verarbeitung des Reglers gemäß Ausführungsform 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1. Ausführungsform 1
Ein Regler 50 für einen Verbrennungsmotor 1 (im Folgenden einfach als Regler 50 bezeichnet) gemäß der Ausführungsform 1 wird anhand der Zeichnungen erläutert.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm des Verbrennungsmotors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Obwohl der Verbrennungsmotor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Vielzahl von Brennräumen 25 (z.B. drei) bereitgestellt wird, ist in 1 der Einfachheit halber nur der eine Brennraum 25 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 und der Regler 50 sind in einem Fahrzeug angeordnet; der Verbrennungsmotor 1 fungiert als Antriebskraftquelle für das Fahrzeug (Räder).
1-1. Konfiguration des Verbrennungsmotors 1
Die Konfiguration des Verbrennungsmotors 1 wird erläutert. Der Verbrennungsmotor 1 weist einen Brennraum 25 auf, in dem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Einlasspfad 23 zum Zuführen von Luft in den Brennraum 25 und einem Auslasspfad 17 zum Abführen von Abgas aus dem Brennraum 25 bereitgestellt. Der Verbrennungsmotor 1 verfügt über eine Drosselklappe 6 zum Öffnen und Schließen des Einlasspfads 23. Bei der Drosselklappe 6 handelt es sich um eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe, die von einem durch den Regler 50 geregelten Elektromotor zum Öffnen und Schließen angetrieben wird. Die Drosselklappe 6 ist mit einem Drosselöffnungsgradsensor 7 bereitgestellt, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von einem Drosselöffnungsgrad der Drosselklappe 6 erzeugt.
Ein Luftreiniger 24 zum Reinigen der in den Einlasspfad 23 aufgenommenen Luft ist an einem am weitesten stromaufwärts gelegenen Teil des Einlasspfads 23 bereitgestellt. Ein Luftstromsensor 3, der ein elektrisches Signal entsprechend einer in den Einlasspfad 23 aufgenommenen Luftmenge ausgibt, ist in einem Teil des Einlasspfads 23 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Drosselklappe 6 bereitgestellt. Der Teil des Einlasspfads 23 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drosselklappe 6 ist ein Einlasskrümmer 11, der mit einer Vielzahl von Brennräumen 25 verbunden ist. Der stromaufwärts gelegene Teil des Einlasskrümmers 11 ist ein Ausgleichsbehälter zur Unterdrückung einer Einlasspulsation.
Im Einlasskrümmer 11 ist ein Krümmerdrucksensor 8 bereitgestellt, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von einem Krümmerdruck ausgibt, der ein Gasdruck im Einlasskrümmer 11 ist. Es kann entweder der Luftstromsensor 3 oder der Krümmerdrucksensor 8 bereitgestellt werden. Ein Injektor 13 (bzw. Einspritzdüse 13) zum Injizieren (bzw. Einspritzen) eines Kraftstoffs ist am stromabwärts gelegenen Teil des Einlasskrümmers 11 bereitgestellt. Der Injektor 13 kann so bereitgestellt werden, dass er einen Kraftstoff direkt in den Brennraum 25 injiziert.
An der Oberseite des Brennraums 25 sind eine Zündkerze 18 zum Zünden eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und eine Zündspule 16 zum Bereitstellen von Zündenergie für die Zündkerze 18 vorgesehen. An der Oberseite des Brennraums 25 sind ein Einlassventil 14 zum Einstellen der aus dem Einlasspfad 23 in den Brennraum 25 zu entnehmenden Ansaugluftmenge und ein Auslassventil 15 zum Einstellen der aus dem Brennraum 25 in den Auslasspfad 17 abzugebenden Abgasmenge bereitgestellt. Das Einlassventil 14 ist mit einem Einlass-Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus 14a bereitgestellt, der dessen Öffnungs- und Schließzeitpunkt variabel macht. Der Mechanismus der Einlass-Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus 14a hat einen elektrischen Aktuator, der den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils ändert.
Eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 ist mit einer Signalplatte versehen, in der eine Vielzahl von Zähnen am Außenumfang mit dem vorher eingestellten Winkelintervall bereitgestellt wurde. Ein Kurbelwinkelsensor 9 ist an einem Zylinderblock so befestigt, dass er dem Zahn der Signalplatte der Kurbelwelle gegenüberliegt und ein Impulssignal ausgibt, das mit dem Durchgang des Zahns synchronisiert ist. Obwohl in der Figur nicht dargestellt, ist eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors 1 mit einer Signalplatte versehen, in der eine Vielzahl von Zähnen am Außenumfang mit dem vorläufig eingestellten Winkelintervall bereitgestellt wurde. Ein Nockenwinkelsensor 10 ist so befestigt, dass er dem Zahn der Signalplatte der Nockenwelle gegenübersteht und ein Impulssignal ausgibt, das mit dem Durchgang des Zahns synchronisiert ist.
Basierend auf zwei Arten von Ausgangssignalen des ersten Kurbelwinkelsensors 9 und des Nockenwinkelsensors 10 erkennt der Regler 50 einen Kurbelwinkel auf der Grundlage des oberen Totpunkts jedes Kolbens 5 und bestimmt einen Hub jedes Brennraums 25.
Am Zylinderblock ist ein Klopfsensor 12 befestigt. Der Klopfsensor 12 gibt ein Signal (Vibrationswellensignal) entsprechend der Vibration des Verbrennungsmotors 1 aus. Der Klopfsensor 12 ist durch ein piezoelektrisches Element oder dergleichen konfiguriert.
1-2. Konfigurieren des Reglers 50
Als nächstes wird der Regler 50 erläutert. Der Regler 50 ist derjenige, dessen Regelungsobjekt der Verbrennungsmotor 1 ist. Wie im Blockdiagramm von 2 dargestellt, ist der Regler 50 mit Steuereinheiten wie einer Klopfsignalberechnungseinheit 51, einer Klopfbestimmungseinheit 52, einer Zündungsregeleinheit 53 und einer Ventilzeitpunktregeleinheit 54 bereitgestellt. Die jeweiligen Regeleinheiten 51 bis 54 des Reglers 50 werden durch Verarbeitungsschaltungen realisiert, die in dem Regler 50 bereitgestellt werden. Insbesondere ist der Regler 50, wie in 3 gezeigt, als Verarbeitungsschaltung mit einem arithmetischen Prozessor (Computer) 90, wie z.B. einer CPU (Central Processing Unit), Speichervorrichtungen 91, die Daten mit dem arithmetischen Prozessor 90 austauschen, einer Eingabeschaltung 92, die externe Signale in den arithmetischen Prozessor 90 eingibt, einer Ausgabeschaltung 93, die Signale von dem arithmetischen Prozessor 90 nach außen ausgibt, und dergleichen bereitgestellt.
Als arithmetischer Prozessor 90 können ASIC (Application Specific Integrated Circuit), IC (Integrated Circuit), DSP (Digital Signal Processor), FPGA (Field Programmable Gate Array), verschiedene Arten von logischen Schaltungen, verschiedene Arten von Signalverarbeitungsschaltungen und dergleichen bereitgestellt werden. Als arithmetischer Prozessor 90 kann eine Vielzahl gleichartiger oder verschiedenartiger Prozessoren bereitgestellt werden, wobei jede Verarbeitung gemeinsam genutzt und ausgeführt werden kann. Als Speichervorrichtungen 91 werden ein RAM (Random Access Memory), der Daten aus dem arithmetischen Prozessor 90 lesen und schreiben kann, ein ROM (Read Only Memory), der Daten aus dem arithmetischen Prozessor 90 lesen kann, und dergleichen bereitgestellt. Die Eingangsschaltung 92 ist mit verschiedenen Arten von Sensoren und Schaltern verbunden und mit einem A/D-Wandler und dergleichen zur Eingabe von Ausgangssignalen von den Sensoren und den Schaltern in den arithmetischen Prozessor 90 bereitgestellt. Die Ausgangsschaltung 93 ist mit elektrischen Lasten verbunden und mit einer Treiberschaltung und dergleichen zur Ausgabe eines Ausgangssignals von dem arithmetischen Prozessor 90 bereitgestellt.
Darüber hinaus führt die Rechenprozessoreinheit 90 Softwareelemente (Programme) aus, die in der Speichervorrichtung 91, wie z.B. einem ROM, gespeichert sind, und arbeitet mit anderen Hardwarevorrichtungen im Regler 50, wie z.B. der Speichervorrichtung 91, der Eingabeschaltung 92 und der Ausgabeschaltung 93, zusammen, so dass die jeweiligen Funktionen der im Regler 50 bereitgestellten Regeleinheiten 51 bis 54 realisiert werden. Einstelldatenelemente wie Schwellenwerte und eine Klopfbestimmungsperiode, die in den Regeleinheiten 51 bis 54 verwendet werden sollen, werden als Teil von Softwareelementen (Programmen) in der Speichervorrichtung 91, wie einem ROM, gespeichert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Eingangsschaltung 92 mit dem Luftstromsensor 3, dem Drosselklappenstellungssensor 7, dem Krümmerdrucksensor 8, dem Kurbelwinkelsensor 9, dem Nockenwinkelsensor 10, dem Klopfsensor 12, dem Gaspedalstellungssensor 26 und dergleichen verbunden. Die Ausgangsschaltung 93 ist mit der Drosselklappe 6 (Elektromotor), dem Injektor 13, der Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus14a, der Zündspule 16 und dergleichen verbunden. Der Regler 50 ist mit verschiedenen Arten von nicht dargestellten Sensoren, Schaltern, Stellgliedern und dergleichen verbunden.
Der Regler 50 erkennt eine Ansaugluftmenge basierend auf dem Ausgangssignal des Luftstromsensors 3 oder des Krümmerdrucksensors 8 und dergleichen, erkennt einen Drosselöffnungswinkel basierend auf dem Ausgangssignal des Drosselpositionssensors 7, und erkennt einen Drosselöffnungsgrad basierend auf dem Ausgangssignal des Drosselpositionssensors 26. Der Regler 50 erkennt einen Kurbelwinkel, eine Drehzahl und einen Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 14 basierend auf dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 9 und des Nockenwinkelsensors 10.
Als Grundregelung berechnet der Regler 50 eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündzeitpunkt und dergleichen, basierend auf den eingegebenen Ausgangssignalen und dergleichen von den verschiedenen Arten von Sensoren, und führt dann eine Antriebsregelung des Injektors 13, der Zündspule 16 und dergleichen durch. Das Regeln der Zündung wird im Folgenden beschrieben. Basierend auf dem Drosselöffnungsgrad und dergleichen berechnet der Regler 50 das vom Fahrer geforderte Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 1 und regelt dann die Drosselklappe 6 und dergleichen, so dass eine Ansaugluftmenge zum Erreichen des geforderten Ausgangsdrehmoments erhalten wird. Insbesondere berechnet der Regler 50 einen Zieldrosselöffnungsgrad und regelt dann den Antrieb des Elektromotors für die Drosselklappe 6 so, dass sich der Drosselöffnungsgrad dem Zieldrosselöffnungsgrad nähert.
Die Ventilzeitpunktregeleinheit 54 berechnet einen Zielöffnungs- und -schließzeitpunkt des Einlassventils 14 basierend auf der Drehzahl, der Ansaugluftmenge und dergleichen des Verbrennungsmotors und führt eine Antriebsregelung des elektrischen Aktuators des Einlass-Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus 14a durch, so dass sich der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 14 dem Zielöffnungs- und -schließzeitpunkt nähert.
1-2-1. Klopfsignalberechnungseinheit 51
Die Klopfsignalberechnungseinheit 51 berechnet eine Stärke SF1 einer Komponente eines ersten Frequenzbandes F1 und eine Stärke SF2 einer Komponente eines zweiten Frequenzbandes F2, die im Ausgangssignal des Klopfsensors 12 umfasst sind. Das zweite Frequenzband F2 ist höher eingestellt als das erste Frequenzband F1.
4 zeigt ein Beispiel für die Charakteristik zwischen der Frequenz und der Stärke des Ausgangssignals des Klopfsensors 12 bei jeder Frequenz bei Auftreten und Nichtauftreten von Klopfen. Wie in dieser Charakteristik gezeigt wird, nimmt die Stärke des Klopfsensorsignals bei allen Frequenzen zu, wenn Klopfen auftritt. Insbesondere in einer Vielzahl von spezifischen Frequenzbändern nimmt die Signalstärke zu, und die Erkennbarkeit des Klopfens wird verbessert. Mit zunehmender Frequenz nimmt die Stärke des Signals beim Auftreten von Klopfen ab.
Wie in 4 gezeigt, werden beispielsweise das erste Frequenzband F1 und das zweite Frequenzband F2 auf die Frequenzbänder eingestellt, in denen die Stärke beim Auftreten von Klopfen jeweils höher ist als die Nachbarfrequenz. Zum Beispiel wird das erste Frequenzband F1 auf ein Frequenzband eingestellt, das 11 kHz umfasst, und das zweite Frequenzband F2 wird auf ein Frequenzband eingestellt, das 18 kHz umfasst.
Beim Auftreten von Klopfen wird die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes F2 geringer als die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes F1. Das erste Frequenzband F1 und das zweite Frequenzband F2 dürfen nicht auf ein Frequenzband eingestellt werden, in dem die Stärke beim Auftreten von Klopfen höher wird als die Nachbarfrequenz.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Klopfsignalberechnungseinheit 51 die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2, indem sie eine Fouriertransformationsverarbeitung oder eine Bandpassfilterverarbeitung an dem Ausgangssignal des Klopfsensors 12 durchführt.
Zum Beispiel führt die Klopfsignalberechnungseinheit 51 als Fouriertransformationsverarbeitung eine diskrete Fouriertransformation (DFT) oder eine Kurzzeit-Fouriertransformation (STFT) an dem Ausgangssignal des Klopfsensors 12 in jeder vorbestimmten Periode durch und berechnet eine Spektralkolonne des ersten Frequenzbandes F1 und eine Spektralkolonne des zweiten Frequenzbandes F2. Dann berechnet die Klopfsignalberechnungseinheit 51 einen Spitzenwert oder einen Durchschnittswert der Spektrumsäule des ersten Frequenzbandes F1 als die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1, und berechnet einen Spitzenwert oder einen Durchschnittswert der Spektrumsäule des zweiten Frequenzbandes F2 als die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2.
Alternativ führt die Klopfsignalberechnungseinheit 51 als Bandpassfilterverarbeitung ein Infinite-Impulse-Response-Filter (IIR-Filter) oder ein Finite-Impulse-Response-Filter (FIR-Filter) für das Ausgangssignal des Klopfsensors 12 in jeder vorgegebenen Periode durch und extrahiert die Komponente des ersten Frequenzbandes F1 und die Komponente des zweiten Frequenzbandes F2. Die Klopfsignalberechnungseinheit 51 berechnet eine Amplitude der Komponente des ersten Frequenzbandes F1 als die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und berechnet eine Amplitude der Komponente des zweiten Frequenzbandes F2 als die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2.
1-2-2. Klopfbestimmungseinheit 52
<Normale Bestimmungsverarbeitung>
Bei der Durchführung einer normalen Bestimmungsverarbeitung, bei der die unten beschriebene Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung nicht durchgeführt wird, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2, die in einer Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, die entsprechend dem Verbrennungstakt eingestellt ist, ob das Klopfen im Verbrennungstakt aufgetreten ist.
Die Klopfbestimmungsperiode jedes Brennraums 25 ist auf ein vorgegebenes Kurbelwinkelintervall auf der Basis des oberen Totpunkts des Kolbens jedes Brennraums 25 bestimmt (z.B. ein Kurbelwinkelintervall von 60 Grad vor dem oberen Totpunkt bis 90 Grad nach dem oberen Totpunkt). Die Klopfbestimmungsperiode kann je nach Betriebszustand, wie z.B. der Drehzahl, der Ansaugluftmenge und dem Zündzeitpunkt, verändert werden.
Die Klopfbestimmungseinheit 52 führt in der Klopfbestimmungsperiode einen ersten Vergleich durch, der die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 mit einem ersten Schwellenwert TH1 vergleicht, führt einen zweiten Vergleich durch, der die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 mit einem zweiten Schwellenwert TH2 vergleicht, und bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf einem oder beiden von einem Vergleichsergebnis des ersten Vergleichs und einem Vergleichsergebnis des zweiten Vergleichs.
Wie in 4 gezeigt, wird beim Auftreten von Klopfen die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes F2 geringer als die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes F1. Daher wird der zweite Schwellenwert TH2 auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als der erste Schwellenwert TH1. Der erste Schwellenwert TH1 und der zweite Schwellenwert TH2 können in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, wie z. B. der Drehzahl, der Ansaugluftmenge und dem Zündzeitpunkt, geändert werden. Der erste Schwellenwert TH1 kann basierend auf einem statistischen Wert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und dergleichen adaptiv eingestellt werden. Der zweite Schwellenwert TH2 kann basierend auf einem statistischen Wert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 und dergleichen adaptiv eingestellt werden.
Wie in 5 und 6 gezeigt, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 als ersten Vergleich einen Maximalwert SF1_MX der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 in der Klopfbestimmungsperiode (im Folgenden auch als der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX bezeichnet) und bestimmt, ob der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet. Als zweiten Vergleich ermittelt die Klopfbestimmungseinheit 52 einen Maximalwert SF2 MX der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 in der Klopfbestimmungsperiode (im Folgenden auch als zweiter Komponentenstärkemaximalwert SF2_MX bezeichnet), und bestimmt, ob der zweite Komponentenstärkemaximalwert SF2 MX den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 bei der normalen Bestimmungsverarbeitung, wenn bestimmt wird, dass mindestens einer von dem ersten Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX und dem zweiten Komponentenstärkemaximalwert SF2 MX den ersten Schwellenwert TH1 oder den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet, dass das Klopfen aufgetreten ist. Und wenn bestimmt wird, dass sowohl der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX als auch der zweite Komponentenstärkemaximalwert SF2 MX den ersten Schwellenwert TH1 oder den zweiten Schwellenwert TH2 nicht überschreiten, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52, dass das Klopfen nicht auftritt.
Auf diese Weise kann in der normalen Bestimmungsverarbeitung, da das Auftreten des Klopfens erkannt werden kann, wenn mindestens einer des ersten Komponentenstärkemaximalwerts SF1_MX und des zweiten Komponentenstärkemaximalwerts SF2 MX den Schwellenwert überschreitet, das Auftreten des Klopfens mit guter Empfindlichkeit erkannt werden, selbst wenn eine Tendenzdifferenz des Frequenzbands entsprechend einer Art des Klopfens auftritt.
Die Klopfbestimmungseinheit 52 ändert den Zündzeitpunkt basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Klopfens. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 einen Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts θR basierend auf einer ersten Überschreitungsbreite WF1, dass die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 (in diesem Beispiel der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX) den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet, und einer zweiten Überschreitungsbreite WF2, dass die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 (in diesem Beispiel der zweite Komponentenstärkemaximalwert SF2_MX) den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet.
Wie in der nächsten Gleichung gezeigt, wenn der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 übersteigt, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 einen Wert, der durch Subtraktion des ersten Schwellenwerts TH1 von dem ersten Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX erhalten wird, als die erste Überschreitungsbreite WF1. Und wenn der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 nicht überschreitet, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 0 als die erste Überschreitungsbreite WF1.

1) Wenn SF1 MX>TH1 $WF 1 = SF 1_MX - TH 1$
2) Wenn SF1 MX<=TH1 WF1=0

Und, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, wenn der zweite Komponentenstärkemaximalwert SF2_MX den zweiten Schwellenwert TH2 übersteigt, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 einen Wert, der durch Subtraktion des zweiten Schwellenwertes TH2 von dem zweiten Komponentenstärkemaximalwert SF2_MX erhalten wird, als die zweite Überschreitungsbreite WF2. Und wenn der zweite Komponentenstärkemaximalwert SF2 MX den zweiten Schwellenwert TH2 nicht überschreitet, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 als zweite Überschreitungsbreite WF2 den Wert 0.

1) Wenn SF2 MX>TH2 $WF 2 = SF 2_MX - TH 2$
2) Wenn SF2_MX<=TH2 WF2=0

Zum Beispiel, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 den Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts θR, basierend auf einer Quadratwurzel eines Additionswerts eines Quadratwerts der ersten Überschreitungsbreite WF1 und eines Quadratwerts der zweiten Überschreitungsbreite WF2. Dabei ist Kr1 ein Reflexionskoeffizient der normalen Bestimmungsverarbeitung, und er wird auf einen positiven Wert gesetzt. $θ R = - Kr 1 \times \sqrt (WF 12 + WF 22)$
<Fehlerhafte Bestimmung durch Überlagerung von mechanischem Geräusch>
Der Klopfsensor erkennt nicht nur eine klopfbedingte Vibration, sondern auch ein mechanisches Geräusch, das vom Verbrennungsmotor erzeugt wird. Das mechanische Geräusch umfasst eine Schwingungskomponente, die beim Aufsetzen der Einlassventile oder der Auslassventile eines anderen Brennraums erzeugt wird. Das Frequenzband des mechanischen Geräusches überschneidet sich mit dem zweiten Frequenzband F2. Dementsprechend wird das mechanische Geräusch, wenn es in der Klopfbestimmungsperiode erzeugt wird, von der Komponente des zweiten Frequenzbandes F2 überlagert, wie in 7 gezeigt. Und obwohl das Klopfen nicht auftritt, wird die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 groß, und es wird fälschlicherweise bestimmt, dass das Klopfen aufgetreten ist. Wenn dies fälschlicherweise bestimmt wird, wird der Zündzeitpunkt verzögert, das Drehmoment sinkt und die Kraftstoffeffizienz wird verschlechtert. Dementsprechend ist es wünschenswert, die fälschliche Bestimmung des Klopfens aufgrund der Überlagerung des mechanischen Geräusches zu verhindern.
Selbst in dem Zustand, in dem das mechanische Geräusch bei Nichtauftreten des Klopfens überlagert wird, wird die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 nicht groß, da das mechanische Geräusch der Komponente des ersten Frequenzbandes F1 nicht so sehr überlagert wird. Daher wird in dem Zustand, in dem das Klopfen nicht auftritt, wenn das mechanische Geräusch überlagert wird, die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 größer als die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1.
Gemäß den in 4 gezeigten Merkmalen wird in dem Zustand, in dem das mechanische Geräusch nicht überlagert wird, wenn das Klopfen auftritt, wie in 5 gezeigt, die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 größer als die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2. In dem Zustand, in dem das mechanische Geräusch nicht überlagert wird, wenn das Klopfen nicht auftritt, wie in 6 gezeigt, wird die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 größer als die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2. Wenn das Auftreten von Vibrationen durch Verbrennung sehr gering ist, kann die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 geringer werden als die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2. Da in diesem Fall jedoch keine fehlerhafte Bestimmung des Klopfens durchgeführt wird und auch keine Bestimmung des Auftretens von Klopfen erfolgt, ist es nicht notwendig, dies zu berücksichtigen.
Wenn also die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 größer wird als die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1, kann bestimmt werden, dass das mechanische Geräusch überlagert wurde. In diesem Fall kann durch die Durchführung der Bestimmung des Auftretens von Klopfen unter Verwendung der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 zu verwenden, die fehlerhafte Bestimmung, dass das Klopfen aufgetreten ist, verhindert werden.
<Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung>
Dann bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52, ob ein Maximalwert SF2 MXCP der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in einer Vergleichsperiode, die entsprechend der Klopfbestimmungsperiode eingestellt ist, einen Maximalwert SF1_MXCP der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode überschreitet. Wenn bestimmt wird, dass dieser Wert überschritten wird (d.h. wenn bestimmt wird, dass das mechanische Geräusch überlagert wird), führt die Klopfbestimmungseinheit 52 eine Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durch, die bestimmt, ob das Klopfen basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 aufgetreten ist, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 zu verwenden. Andererseits führt die Klopfbestimmungseinheit 52 die oben erwähnte normale Bestimmungsverarbeitung durch, wenn sie bestimmt, dass sie nicht überschritten wird (d.h. wenn sie bestimmt, dass das mechanische Geräusch nicht überlagert wird).
Gemäß dieser Konfiguration kann durch die einfache Verarbeitung, die das Größenverhältnis zwischen dem Maximalwert SF2_MXCP der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes und dem Maximalwert SF1 MXCP der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes vergleicht, bestimmt werden, ob das mechanische Geräusch der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 überlagert ist. Und wenn bestimmt wird, dass das mechanische Geräusch überlagert ist, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 zu verwenden, auf der das mechanische Geräusch überlagert ist, kann basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1, auf der das mechanische Geräusch nicht so sehr überlagert ist, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Klopfens mit guter Genauigkeit bestimmt werden. Dadurch kann die irrtümliche Bestimmung, dass das Klopfen aufgrund des mechanischen Geräusches auftrat, verhindert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Vergleichsperiode auf die Klopfbestimmungsperiode eingestellt. Gemäß dieser Konfiguration können nicht nur die mechanischen Geräusche aufgrund des Sitzes des Einlassventils oder des Auslassventils eines anderen Brennraums, sondern alle mechanischen Geräusche, die in der Klopfbestimmungsperiode erzeugt werden, wie z.B. ein mechanisches Geräusch aufgrund des Antriebs des Injektors, ausgewertet werden.
Bei der Durchführung der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 basierend auf dem Vergleichsergebnis des ersten Vergleichs, ob das Klopfen aufgetreten ist. In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 bei der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung, wenn bestimmt wird, dass der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet, dass das Klopfen aufgetreten ist. Wenn bestimmt wird, dass der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 nicht überschreitet, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52, dass das Klopfen nicht auftritt.
In der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung, wie in der Gleichung (1) gezeigt, wenn der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet, setzt die Klopfbestimmungseinheit 52 einen Wert, der durch Subtraktion des ersten Schwellenwertes TH1 von dem ersten Komponentenstärkemaximalwert SF1 MX erhalten wird, als die erste Überschreitungsbreite WF1. Und wenn der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 nicht überschreitet, setzt die Klopfbestimmungseinheit 52 0 als die erste Überschreitungsbreite WF1.
In der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 beispielsweise den Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts θR, basierend auf der ersten Überschreitungsbreite WF1. Kr2 ist ein Reflexionskoeffizient der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung, der auf einen positiven Wert gesetzt wird. Da der Verzögerungswinkelbetrag θR aufgrund der Nichtverwendung der zweiten Überschreitungsbreite WF2 im Vergleich zu Gleichung (3) um einen Betrag abnimmt, kann der Reflexionskoeffizient Kr2 der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung größer als der Reflexionskoeffizient Kr1 der normalen Bestimmungsverarbeitung eingestellt werden. $θ R = - Kr 2 \times WF 1$
<Berechnung des endgültigen Verzögerungswinkelbetrags FθR>
Wie in der nächsten Gleichung dargestellt, führt die Klopfbestimmungseinheit 52 die normale Bestimmungsverarbeitung oder die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung entsprechend einer Klopfbestimmungsperiode durch und berechnet einen endgültigen Verzögerungswinkelbetrag FθR, indem sie den Verzögerungswinkelbetrag θR jedes Mal integriert, wenn sie den Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts θR berechnet. Dann wird, wie in der unten beschriebenen Gleichung (6) gezeigt, der Zündzeitpunkt um den endgültigen Verzögerungswinkelbetrag FθR verzögert. Der unten beschriebene Wert „(n)“ zeigt den Wert, der für den aktuellen Zeitpunkt berechnet wurde, und „(n-1)“ zeigt den Wert, der für den letzten Zeitpunkt berechnet wurde. $F θ R = min {F θ R (n - 1) + θ R (n) + Ka, F θ max}$
Hierin ist Ka ein vorläufig festgelegter Rücklaufbetrag zur Vorlaufwinkelseite und wird auf einen positiven Wert gesetzt. Wenn bestimmt wird, dass das Klopfen nicht auftritt und der Verzögerungswinkelbetrag θR gleich 0 ist, sorgt Ka dafür, dass der endgültige Verzögerungswinkelbetrag FθR allmählich auf die Vorlaufwinkelseite zurückkehrt. Fθmax ist ein vorläufig eingestellter Maximalwert auf der Vorlaufwinkelseite und ist ein oberer Grenzwert des endgültigen Verzögerungswinkelbetrags FθR. min {A, B} ist eine Funktion, die den Minimalwert von A und B ausgibt. Zündungsregeleinheit 53
In der vorliegenden Ausführungsform regelt die Zündungsregeleinheit 53 den Zündzeitpunkt um den von der Klopfbestimmungseinheit 52 berechneten Verzögerungswinkelbetrag (in diesem Beispiel den endgültigen Verzögerungswinkelbetrag FθR) nach hinten. Die Zündungsregeleinheit 53 berechnet basierend auf dem Betriebszustand der Verbrennungsmotoren 1, wie der Drehzahl und der Ansaugluftmenge, einen Basiszündzeitpunkt θB. Der Basiszündzeitpunkt θB wird normalerweise auf einen Zündzeitpunkt eingestellt, wenn das Drehmoment maximal wird. Wie in der folgenden Gleichung dargestellt, regelt die Zündungsregeleinheit 53 den endgültigen Zündzeitpunkt θIG, indem sie den Verzögerungswinkelbetrag FθR zu dem Basiszündzeitpunkt θB addiert. $θ IG = θ B + F θ R$
Der endgültige Zündzeitpunkt θIG ist ein Winkel vor dem oberen Totpunkt des Kolbens 5, seine Verzögerungswinkelseite ist negativ, und seine Vorschubwinkelseite ist positiv. Der Regler 50 regelt die Erregung der Zündspule 16 so, dass die Entladung der Zündkerze 18 zum endgültigen Zündzeitpunkt θIG (dem Kurbelwinkel) beginnt, basierend auf dem endgültigen Zündzeitpunkt θIG und dem Kurbelwinkel.
1-2-4. Flussdiagramm
Die Verarbeitung des Reglers 50 (das Regelungsverfahren für den Verbrennungsmotor) gemäß der Ausführungsform 1 wird basierend auf dem in 8 dargestellten Flussdiagramm erläutert.
Im Schritt S01, wie oben erwähnt, berechnet die Klopfsignalberechnungseinheit 51 die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2, die im Ausgangssignal des Klopfsensors 12 enthalten sind, in der Klopfbestimmungsperiode, die entsprechend dem Verbrennungstakt eingestellt ist. Die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2, die zu jedem Zeitpunkt der Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, werden in der Speichervorrichtung 91, wie z.B. dem RAM, gespeichert.
Dann, nachdem die Klopfbestimmungsperiode endet, berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 im Schritt S02 den Maximalwert SF2_MXCP der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes und den Maximalwert SF1 MXCP der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes, die in der Vergleichsperiode berechnet wurden, die entsprechend der Klopfbestimmungsperiode eingestellt ist. Dann bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52, ob der Maximalwert SF2 MXCP der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes den Maximalwert SF1_MXCP der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes überschreitet. Wenn er nicht übersteigt, geht er zum Schritt S03 über und führt die normale Bestimmungsverarbeitung durch, und wenn er übersteigt, geht er zum Schritt S04 über und führt die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durch.
Im Schritt S03, in der normalen Bestimmungsverarbeitung, bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52, ob das Klopfen im Verbrennungstakt aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2, die in der Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden. In der vorliegenden Ausführungsform, wie oben erwähnt, führt die Klopfbestimmungseinheit 52 in der Klopfbestimmungsperiode den ersten Vergleich durch, der die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 mit dem ersten Schwellenwert TH1 vergleicht, führt den zweiten Vergleich durch, der die Stärke der Komponente des Frequenzbandes SF2 mit dem zweiten Schwellenwert TH2 vergleicht, und bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf einem oder beiden von dem Vergleichsergebnis des ersten Vergleichs und dem Vergleichsergebnis des zweiten Vergleichs.
Und in der vorliegenden Ausführungsform ändert die Klopfbestimmungseinheit 52 bei der normalen Bestimmungsverarbeitung den Zündzeitpunkt basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Auftretens von Klopfen. In der vorliegenden Ausführungsform, wie oben erwähnt, berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 den Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts θR, basierend auf der ersten Überschreitungsbreite WF1, dass der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet, und der zweiten Überschreitungsbreite WF2, dass der zweite Komponentenstärkemaximalwert SF2 MX den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet.
Andererseits bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 in dem Schritt S04 in der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 zu verwenden, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 und der Stärke der Komponente des Frequenzbandes SF2, die in der Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, ob das Klopfen im Verbrennungstakt aufgetreten ist. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Klopfbestimmungseinheit 52, wie oben erwähnt, in der Klopfbestimmungsperiode einen ersten Vergleich durch, der die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes SF1 mit einem ersten Schwellenwert TH1 vergleicht, und bestimmt basierend auf dem Vergleichsergebnis des ersten Vergleichs, ob das Klopfen aufgetreten ist.
Und in der vorliegenden Ausführungsform ändert die Klopfbestimmungseinheit 52 bei der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung den Zündzeitpunkt basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Auftretens von Klopfen. In der vorliegenden Ausführungsform, wie oben erwähnt, berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 den Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts θR, basierend auf der ersten Überschreitungsbreite WF1, dass der erste Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet.
Dann, in dem Schritt S05, wie in der Gleichung (5) gezeigt, berechnet die Klopfbestimmungseinheit 52 den endgültigen Verzögerungswinkelbetrag FθR, basierend auf dem Verzögerungswinkelbetrag θR, der durch die Normalbestimmungsverarbeitung oder die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung berechnet wurde.
Im Schritt S06 regelt die Zündungsregeleinheit 53, wie oben erwähnt, den Zündzeitpunkt um den Verzögerungswinkelbetrag (in diesem Beispiel den endgültigen Verzögerungswinkelbetrag FθR), der von der Klopfbestimmungseinheit 52 bestimmt wurde. Dann regelt die Zündungsregeleinheit 53 die Erregung der Zündspule 16 basierend auf dem Zündzeitpunkt.
2. Ausführungsform 2
Als nächstes wird der Regler 50 gemäß Ausführungsform 2 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 übereinstimmen, wird weggelassen. Die Grundkonfiguration des Reglers 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die von Ausführungsform 1. Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 durch die Einstellung der Vergleichsperiode.
Wie in dem Beispiel von 9 gezeigt, in dem das mechanische Geräusch beim Nichtauftreten von Klopfen überlagert wird, wird der Zeitpunkt des Auftretens der Vibrationskomponente durch Brennen fast gleich zwischen dem ersten Frequenzband F1 und dem zweiten Frequenzband F2. Andererseits kann sich der Zeitpunkt des Auftretens der mechanischen Geräuschkomponente vom Zeitpunkt des Auftretens der Vibrationskomponente durch Verbrennung unterscheiden. Dementsprechend wird angenommen, dass die Bestimmungsgenauigkeit des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Überlagerung des mechanischen Geräusches verbessert werden kann, indem die Vergleichsperiode in Übereinstimmung mit dem Auftretenszeitpunkt der mechanischen Geräuschkomponente festgelegt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform setzt die Klopfbestimmungseinheit 52 die Vergleichsperiode auf eine Periode, die einen Zeitpunkt umfasst, an dem die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 in der Klopfbestimmungsperiode das Maximum wird. Zum Beispiel setzt die Klopfbestimmungseinheit 52 die Vergleichsperiode auf eine Periode, die auf den Zeitpunkt zentriert ist, an dem die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 das Maximum erreicht. Die Klopfbestimmungseinheit 52 setzt die Vergleichsperiode auf ein vorbestimmtes Kurbelwinkelintervall (±∝ Grad), das auf einen Kurbelwinkel zentriert ist, wenn die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 das Maximum wird.
Gemäß dieser Konfiguration, wie in dem Beispiel von 9 gezeigt, wenn der Zeitpunkt des Auftretens der Komponente des mechanischen Geräusches sich von dem Zeitpunkt des Auftretens der Schwingungskomponente durch Verbrennung unterscheidet, da die Vergleichsperiode auf eine Periode eingestellt ist, wenn das mechanische Geräusch auftritt und die Schwingungskomponente durch Verbrennung nicht in dem zweiten Frequenzband F2 auftritt, tritt die Schwingungskomponente durch Verbrennung nicht in der Vergleichsperiode des ersten Frequenzbandes F1 auf. Dementsprechend wird der Maximalwert SF1 MXCP der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode niedriger als der Maximalwert SF1_MX der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Klopfbestimmungsperiode, und wird niedriger als der Maximalwert SF2 MXCP der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode, und es kann bestimmt werden, dass das mechanische Geräusch überlagert ist. Daher kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Überlagerung des mechanischen Geräusches mit guter Genauigkeit bestimmt werden.
Die Verarbeitung des Reglers 50 (das Regelungsverfahren für Verbrennungsmotor) gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird basierend auf dem in 10 dargestellten Flussdiagramm erläutert. Da die Verarbeitung des Schrittes S11 und des Schrittes S13 bis zum Schritt S17 die gleiche ist wie die Verarbeitung vom Schritt S01 bis zum Schritt S06 von 8 der Ausführungsform 1, wird die Erklärung weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 in dem Schritt S12 nach dem Ende der Klopfbestimmungsperiode einen Zeitpunkt, an dem die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 das Maximum in der Klopfbestimmungsperiode wird, basierend auf der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2, die in der Klopfbestimmungsperiode berechnet wurde. Dann setzt die Klopfbestimmungseinheit 52, wie oben erwähnt, die Vergleichsperiode auf einen Zeitraum, der einen Zeitpunkt umfasst, an dem die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 in der Klopfbestimmungsperiode das Maximum erreicht.
3. Ausführungsform 3
Als nächstes wird der Regler 50 gemäß Ausführungsform 2 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 übereinstimmen, wird weggelassen. Die Grundkonfiguration des Reglers 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die von Ausführungsform 1. Ausführungsform 3 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 in dem Verfahren zur Bestimmung der Ausführung und Nichtausführung der Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung.
Wenn der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 14 durch den Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus 14a geändert wird, überschneidet sich der Ventilschließzeitpunkt des Einlassventils 14 des anderen Brennraums mit der Klopfbestimmungsperiode oder überschneidet sich nicht, je nach Änderung des Öffnungs- und Schließzeitpunkts. Wenn sich der Ventilschließzeitpunkt nicht mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet, ist es nicht notwendig, die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchzuführen, da die Möglichkeit, dass das mechanische Geräusch die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 in der Klopfbestimmungsperiode überlagert, gering ist, wie in 11 gezeigt. Obwohl die Häufigkeit des Auftretens niedrig ist, kann der Komponentenstärkemaximalwert SF2 MX höher werden als der Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX, wenn die Vibrationskomponente durch Brennen zunimmt.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 dann, basierend auf einem Regelwert des variablen Ventilsteuerungsmechanismus, ob sich die Ventilschließzeit mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet, und führt die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung nicht durch, wenn sie feststellt, dass sie sich nicht überschneidet. Zum Beispiel erhält die Klopfbestimmungseinheit 52 eine Phaseninformation des Öffnungs- und Schließzeitpunkts des Einlassventils des spezifischen Brennraums, dessen Überschneidungsmöglichkeit hoch ist, als den Steuerwert des variablen Ventilsteuermechanismus, berechnet den Ventilschließzeitpunkt des Einlassventils des spezifischen Brennraums basierend auf der Phaseninformation und berechnet eine Häufigkeit des Auftretens des mechanischen Geräusches durch Ventilschließen basierend auf dem Ventilschließzeitpunkt. Anschließend bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52, ob sich der Zeitraum des Auftretens des mechanischen Geräusches mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet.
Gemäß dieser Konfiguration kann, wenn basierend auf dem Regelwert des variablen Ventilsteuerungsmechanismus bestimmt wird, dass sich der Ventilschließzeitpunkt nicht mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet, die Ausführung der unnötigen Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung unterdrückt werden, da die Möglichkeit, dass das mechanische Geräusch der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 in der Klopfbestimmungsperiode überlagert wird, gering ist. Auch wenn die Häufigkeit des Auftretens gering ist, wie in 11 gezeigt, kann das Auftreten von Klopfen erkannt werden, wenn der Komponentenstärkemaximalwert SF2_MX höher wird als der Komponentenstärkemaximalwert SF1_MX aufgrund des Anstiegs der Schwingungskomponente durch Verbrennung.
Die Verarbeitung des Reglers 50 (das Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor) gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird basierend auf dem in 12 dargestellten Flussdiagramm erläutert. Da die Verarbeitung des Schrittes S21 und des Schrittes S23 bis zum Schritt S27 die gleiche ist wie die Verarbeitung vom Schritt S01 bis zum Schritt S06 von 8 der Ausführungsform 1, wird die Erklärung weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Klopfbestimmungseinheit 52 im Schritt S22, wie oben erwähnt, basierend auf dem Regelwert des variablen Ventilsteuerungsmechanismus, ob sich die Ventilschließzeit des Einlassventils des anderen Brennraums mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet. Wenn bestimmt wird, dass eine Überlappung vorliegt, wird zum Schritt S23 weitergegangen, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Überlagerung des mechanischen Geräusches wird bestimmt, und die normale Bestimmungsverarbeitung oder die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung wird durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass keine Überlappung vorliegt, wird zum Schritt S24 weitergegangen, und die normale Bestimmungsverarbeitung wird durchgeführt.
<Andere Ausführungsformen>
Zuletzt werden weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erläutert. Jede der Ausführungsformen, die im Folgenden erläutert werden, ist nicht darauf beschränkt, separat verwendet zu werden, sondern kann in Kombination mit den Konfigurationen anderer Ausführungsformen verwendet werden, solange keine Diskrepanz auftritt.
(1) In der obigen Ausführungsform 3 wurde der Fall erläutert, in dem der Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus 14a im Einlassventil 14 bereitgestellt wird und die Klopfbestimmungseinheit 52 basierend auf dem Steuerwert des Einlass-Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus 14a im Einlassventil bestimmt, ob sich der Ventilschließzeitpunkt des Einlassventils mit der Klopfbestimmungsperiode überlappt. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind jedoch nicht auf den vorgenannten Fall beschränkt. Das heißt, der variable Ventilsteuerungsmechanismus kann im Auslassventil bereitgestellt werden, und die Klopfbestimmungseinheit 52 kann basierend auf einem Steuerwert des variablen Ventilsteuerungsmechanismus des Auslassventils bestimmen, ob sich der Ventilschließzeitpunkt des Auslassventils mit der Klopfbestimmungsperiode überlappt.
(2) In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wurde der Fall erläutert, dass die Klopfbestimmungseinheit 52 den Zündzeitpunkt basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Auftretens von Klopfen ändert. Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind jedoch nicht auf den vorgenannten Fall beschränkt. Das heißt, die Klopfbestimmungseinheit 52 kann basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Auftretens von Klopfen andere Regelparameter der Verbrennungsmotoren 1 als den Zündzeitpunkt ändern. Die Regelparameter sind beispielsweise der Ventilöffnungs- und -schließzeitpunkt des variablen Ventilsteuerungsmechanismus, die Ansaugluftmenge, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das Verdichtungsverhältnis oder dergleichen.
(3) In Ausführungsform 3 kann die Klopfbestimmungseinheit 52, wenn sie bestimmt, dass sich der Ventilschließzeitpunkt mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet, ähnlich wie in Ausführungsform 2 die Vergleichsperiode auf einen Zeitraum festlegen, der einen Zeitpunkt umfasst, an dem die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes SF2 in der Klopfbestimmungsperiode maximal wird.
Obwohl die vorliegende Offenbarung vorstehend anhand verschiedener beispielhafter Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben wird, sollte verstanden werden, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, in ihrer Anwendbarkeit auf die jeweilige Ausführungsform, mit der sie beschrieben werden, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen angewendet werden können. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft dargestellt wurden, entwickelt werden können, ohne den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Zum Beispiel kann mindestens einer der Bestandteile modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Mindestens einer der in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen genannten Bestandteile kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Ausführungsform genannten Bestandteilen kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor,
12: Klopfsensor,
14a: Variabler- Ventilzeitpunkt-Mechanismus,
14: Einlassventil,
15: Auslassventil,
25: Brennraum,
50: Regler für einen Verbrennungsmotor,
51: Klopfsignalberechnungseinheit,
52: Klopfbestimmungseinheit,
53: Zündsteuereinheit,
54: Ventilsteuerkontrolleinheit,
F1: Erstes Frequenzband,
F2: Zweites Frequenzband,
SF1: Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes,
SF2: Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes,
SF1_MX: Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Klopfbestimmungsperiode,
SF2_MX: Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in der Klopfbestimmungsperiode,
SF1_MXCP: Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode,
SF2 MXCP: Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode,
TH1: erster Schwellenwert,
TH2: zweiter Schwellenwert,
θR: Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunktes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2582969 B [0006]
JP 4605642 B [0006]

Claims

Regler für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Klopfsignalberechnungseinheit, die eine Stärke einer Komponente eines ersten Frequenzbandes und eine Stärke einer Komponente eines zweiten Frequenzbandes berechnet, die in einem Ausgangssignal eines in einem Verbrennungsmotor vorgesehenen Klopfsensors umfasst sind, wobei das zweite Frequenzband eine höhere Frequenz als das erste Frequenzband ist; und eine Klopfbestimmungseinheit, die bestimmt, ob Klopfen in einem Verbrennungstakt aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes, die in einer Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, die entsprechend dem Verbrennungstakt eingestellt ist, wobei, wenn ein Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in einer Vergleichsperiode, die entsprechend der Klopfbestimmungsperiode eingestellt wird, einen Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode überschreitet, die Klopfbestimmungseinheit eine Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchführt, die bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes zu verwenden.
Regler für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Klopfbestimmungseinheit die Vergleichsperiode auf eine Periode festlegt, die einen Zeitpunkt umfasst, an dem die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in der Klopfbestimmungsperiode ein Maximum wird.
Regler für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Ventilzeitpunktregeleinheit, die einen Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus regelt, der einen Ventilschließzeitpunkt eines oder beider Einlassventile und eines Auslassventils eines Brennraums ändert, wobei die Klopfbestimmungseinheit basierend auf einem Regelwert des Variabler-Ventilzeitpunkt-Mechanismus bestimmt, ob der Ventilschließzeitpunkt sich mit der Klopfbestimmungsperiode überschneidet, und die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung nicht durchführt, wenn sie bestimmt, dass diese sich nicht überschneiden.
Regler für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Klopfbestimmungseinheit einen Zündzeitpunkt basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Auftretens von Klopfen ändert.
Regler für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung nicht durchgeführt wird, die Klopfbestimmungseinheit in der Klopfbestimmungsperiode einen ersten Vergleich durchführt, der die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, einen zweiten Vergleich durchführt, der die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, und bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf einem oder beiden von einem Vergleichsergebnis des ersten Vergleichs und einem Vergleichsergebnis des zweiten Vergleichs; und wenn die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchgeführt wird, die Klopfbestimmungseinheit in der Klopfbestimmungsperiode den ersten Vergleich durchführt, der die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes mit dem ersten Schwellenwert vergleicht, und basierend auf dem Vergleichsergebnis des ersten Vergleichs bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist.
Regler für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung nicht durchgeführt wird, die Klopfbestimmungseinheit einen Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunktes basierend auf einer Quadratwurzel eines Additionswertes eines Quadratwertes einer ersten Überschreitungsbreite, dass die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes einen ersten Schwellenwert überschreitet, und eines Quadratwertes einer zweiten Überschreitungsbreite, dass die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes einen zweiten Schwellenwert überschreitet, berechnet; und wenn die Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchgeführt wird, berechnet die Klopfbestimmungseinheit den Verzögerungswinkelbetrag des Zündzeitpunkts basierend auf der ersten Überschreitungsbreite, dass die Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes den ersten Schwellenwert überschreitet.
Regler für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5 oder 6, wobei der zweite Schwellenwert auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist.
Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Klopfsignalberechnungsschritt des Berechnens einer Stärke einer Komponente eines ersten Frequenzbandes und einer Stärke einer Komponente eines zweiten Frequenzbandes, die in einem Ausgangssignal eines in einem Verbrennungsmotor bereitgestellten Klopfsensors umfasst sind, wobei das zweite Frequenzband eine höhere Frequenz als das erste Frequenzband ist; und einen Klopfbestimmungsschritt des Bestimmens, ob Klopfen in einem Verbrennungstakt aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes und der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes, die in einer Klopfbestimmungsperiode berechnet wurden, die entsprechend dem Verbrennungstakt eingestellt ist, wobei in dem Klopfbestimmungsschritt, wenn ein Maximalwert der Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes in einer Vergleichsperiode, die entsprechend der Klopfbestimmungsperiode eingestellt ist, einen Maximalwert der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes in der Vergleichsperiode überschreitet, eine Zweite-Seite-Stoppbestimmungsverarbeitung durchgeführt wird, die bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist, basierend auf der Stärke der Komponente des ersten Frequenzbandes, ohne die Stärke der Komponente des zweiten Frequenzbandes zu verwenden.