JP2008069752A - Method for specifying frequency - Google Patents

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Koji Aso
紘司 麻生
Kenji Kasashima
健司 笠島
Masato Kaneko
理人 金子
Masatomo Yoshihara
正朝 吉原
Kenji Senda
健次 千田
Norihito Hanai
紀仁 花井
Shuhei Oe
修平 大江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately specify a frequency of vibration by knocking. <P>SOLUTION: The method for specifying the frequency includes a step (S104) for calculating SN ratio (1) in a state where the noise is generated in a knocking detection gate for each of the frequencies, a step (S114) for calculating SN ratio (2) in the state where the noise is not generated in the knocking detection gate for each of the frequencies, a step (S120) for calculating a ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) by dividing the SN ratio (1) by the SN ratio (2), and a step (S140) for specifying the frequency coinciding with the reference including that the ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is near "1" in the frequency in the center of a frequency band of the vibration extracted in order to determine the presence of knocking. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、周波数の特定方法に関し、特にノッキングの有無を判定するために抽出する振動の周波数を特定する技術に関する。   The present invention relates to a method for specifying a frequency, and more particularly to a technique for specifying a frequency of vibration to be extracted in order to determine the presence or absence of knocking.

従来より、内燃機関においてノッキング(ノック)が発生することが知られている。ノッキングが発生した場合、内燃機関においてはノッキングに特有の振動が発生する。そこで、一般的には、内燃機関の振動の強度からノッキングが検出される。たとえば、内燃機関の振動の強度がしきい値よりも高い場合、ノッキングが発生したと判定される。ところが、内燃機関においては、ノッキング以外の要因により振動が発生する。たとえば、吸気バルブや排気バルブの着座、ピストンスラップ、インジェクタ(特に筒内噴射インジェクタ)の作動、燃料ポンプによる作動により振動が発生する。これらの部品による振動の強度は、ノッキングによる振動の強度と同程度に高い。したがって、振動の強度のみからではノッキングの有無を精度よく判別することが難しい。そこで、振動の強度の変化パターン、すなわち振動の波形に基づいてノッキングを検出する技術が提案されている。   Conventionally, it is known that knocking occurs in an internal combustion engine. When knocking occurs, vibration specific to knocking occurs in the internal combustion engine. Therefore, in general, knocking is detected from the vibration intensity of the internal combustion engine. For example, when the intensity of vibration of the internal combustion engine is higher than a threshold value, it is determined that knocking has occurred. However, in an internal combustion engine, vibration occurs due to factors other than knocking. For example, vibration is generated by seating of an intake valve and an exhaust valve, piston slap, operation of an injector (particularly, in-cylinder injector), and operation by a fuel pump. The strength of the vibration caused by these parts is as high as the strength of the vibration caused by knocking. Therefore, it is difficult to accurately determine the presence or absence of knocking only from the vibration intensity. Therefore, a technique has been proposed in which knocking is detected based on a vibration intensity change pattern, that is, a vibration waveform.

特開平4−76249号公報(特許文献1)は、機関振動の検出信号からノッキング発生を検出するノッキング検出装置を開示する。特許文献1に記載のノッキング検出装置は、機関本体に付設されて機関振動を検出する振動センサと、振動センサの検出信号の特定周波数成分の強度を検出する強度検出部と、振動センサの検出信号の特定周波数成分の強度変化のパターンを検出する強度変化検出部と、検出された特定周波数成分の強度及び強度変化のパターンに基づいてノッキング発生を判別するノッキング判別部とを含む。   Japanese Patent Laying-Open No. 4-76249 (Patent Document 1) discloses a knocking detection device that detects the occurrence of knocking from a detection signal of engine vibration. A knocking detection device described in Patent Document 1 includes a vibration sensor attached to an engine body for detecting engine vibration, an intensity detection unit for detecting the intensity of a specific frequency component of a detection signal of the vibration sensor, and a detection signal of the vibration sensor. An intensity change detection unit for detecting the intensity change pattern of the specific frequency component, and a knock determination unit for determining the occurrence of knocking based on the detected intensity of the specific frequency component and the intensity change pattern.

この公報に記載のノッキング検出装置によれば、振動センサの特定周波数成分の強度の他に、特定周波数成分の強度変化のパターンをノッキング判別の情報として用いるようにしている。強度変化のパターンは、検出信号の絶対レベルに関係しないので、強度のみに基づいてノッキング検出を行う場合に比べ、たとえ検出信号レベルが全体的に低いときでもノッキング検出の精度を上げることができる。
特開平4−76249号公報(特公平8−19890号公報)
According to the knocking detection device described in this publication, in addition to the intensity of the specific frequency component of the vibration sensor, a pattern of intensity change of the specific frequency component is used as information for knocking determination. Since the pattern of intensity change is not related to the absolute level of the detection signal, the accuracy of knocking detection can be improved even when the detection signal level is low as a whole, compared to the case where knocking detection is performed based only on the intensity.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-76249 (Japanese Patent Publication No. 8-19890)

特開平4−76249号公報に記載のノッキングの検出装置のように、特定の周波数成分の強度を用いてノッキングの有無を判定する場合、ノッキングの判定に用いる周波数成分に、ノッキングによる振動が顕著に表れる周波数を特定する必要がある。ところが、ノッキングによる振動が顕著に表れる周波数に、内燃機関の部品の作動による振動、すなわちノイズの周波数が混在する場合がある。このような周波数に基づいてノッキングの有無を判定すると、ノッキングの有無を誤判定し得る。しかしながら、特開平4−76249号公報においては、ノッキングによる振動のみの周波数と、ノイズが混在する周波数とを如何にして区別するかについての記載は何等ない。   When determining the presence or absence of knocking using the intensity of a specific frequency component, as in the knocking detection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-76249, vibration due to knocking is prominent in the frequency component used for the knocking determination. It is necessary to specify the frequency that appears. However, there is a case where vibration due to the operation of the components of the internal combustion engine, that is, noise frequency is mixed with the frequency at which vibration due to knocking appears remarkably. If the presence or absence of knocking is determined based on such a frequency, the presence or absence of knocking may be erroneously determined. However, Japanese Patent Laid-Open No. 4-76249 does not describe how to distinguish between the frequency of only the vibration caused by knocking and the frequency where noise is mixed.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノッキングによる振動の周波数を精度よく特定することができる周波数の特定方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a frequency specifying method that can accurately specify the frequency of vibration caused by knocking.

第1の発明に係る周波数の特定方法は、ノッキングの有無を判定するために抽出する振動の周波数の特定方法である。この特定方法は、予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生し、かつ内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生する状態で、内燃機関の振動の第1の強度を予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生せず、かつ予め定められた部品の作動による振動が発生する状態で、内燃機関の振動の第2の強度を予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、第1の強度および第2の強度の第1の比率を振動の周波数ごとに算出するステップと、予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生し、かつ予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態で、内燃機関の第3の強度を予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生せず、かつ予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態で、内燃機関の第4の強度を予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、第3の強度および第4の強度の第2の比率を振動の周波数ごとに算出するステップと、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップとを含む。   The frequency specifying method according to the first aspect of the invention is a method for specifying the frequency of vibration extracted for determining the presence or absence of knocking. In this identification method, vibrations due to knocking occur at predetermined crank angle intervals, and vibrations due to the operation of predetermined parts provided in the internal combustion engine occur. A step of detecting the strength of the crankshaft at a predetermined crank angle interval, a state in which vibration due to knocking does not occur at a predetermined crank angle interval, and vibration due to operation of a predetermined component occurs. Detecting a second intensity of vibration of the internal combustion engine at a predetermined crank angle interval, calculating a first intensity and a first ratio of the second intensity for each frequency of the vibration, An internal combustion engine with vibration caused by knocking at a predetermined crank angle interval and no vibration caused by operation of a predetermined part. Detecting the third strength of the function at a predetermined crank angle interval, and no vibration due to knocking occurs at a predetermined crank angle interval, and vibration due to operation of a predetermined part is generated. And detecting a fourth intensity of the internal combustion engine at a predetermined crank angle interval, and calculating a third intensity and a second ratio of the fourth intensity for each frequency of vibration. And specifying the frequency of vibration to be extracted based on the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio.

第1の発明によると、予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生し、かつ内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生する状態で、内燃機関の振動の第1の強度が予め定められたクランク角の間隔において検出される。予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生せず、かつ予め定められた部品の作動による振動が発生する状態で、内燃機関の振動の第2の強度が予め定められたクランク角の間隔において検出される。第1の強度および第2の強度の第1の比率、すなわちSN比が振動の周波数ごとに算出される。さらに、予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生し、かつ予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態で、内燃機関の第3の強度が予め定められたクランク角の間隔において検出される。予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生せず、かつ予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態で、内燃機関の第4の強度が予め定められたクランク角の間隔において検出される。第3の強度および第4の強度の第2の比率、すなわちSN比が振動の周波数ごとに算出される。これにより、内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生する状態の第1の比率および内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態の第2の比率を、振動の周波数ごとに得ることができる。これらの第1の比率と第2の比率との差が小さい周波数は、内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生しない周波数であるといえる。また、第1の強度と第2の強度との差、すなわち第1の比率が大きい周波数は、ノッキングによる振動の周波数であるといえる。そこで、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に基づいて、抽出する振動の周波数が特定される。これにより、内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が現れず、かつノッキングによる振動が現れる周波数を特定することができる。そのため、ノッキングによる振動の周波数を精度よく特定することができる周波数の特定方法を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, vibration due to knocking occurs at a predetermined crank angle interval and vibration due to operation of a predetermined component provided in the internal combustion engine occurs. The first intensity is detected at a predetermined crank angle interval. In a state in which vibration due to knocking does not occur at a predetermined crank angle interval and vibration due to operation of a predetermined component occurs, the second strength of vibration of the internal combustion engine is equal to a predetermined crank angle. Detected at intervals. A first ratio of the first intensity and the second intensity, that is, the SN ratio is calculated for each frequency of vibration. Further, the third strength of the internal combustion engine is set at a predetermined crank angle interval in a state where vibration due to knocking occurs at a predetermined crank angle interval and vibration due to operation of a predetermined component does not occur. Is detected. The fourth strength of the internal combustion engine is set at a predetermined crank angle interval in a state where no vibration due to knocking occurs at a predetermined crank angle interval and no vibration due to operation of a predetermined component occurs. Detected. A second ratio of the third intensity and the fourth intensity, that is, the SN ratio is calculated for each frequency of vibration. Accordingly, the first ratio in a state where vibration is generated by the operation of a predetermined part provided in the internal combustion engine and the second state in which vibration is not generated by the operation of a predetermined part provided in the internal combustion engine. Can be obtained for each frequency of vibration. The frequency at which the difference between the first ratio and the second ratio is small can be said to be a frequency at which vibration due to the operation of a predetermined component provided in the internal combustion engine does not occur. Further, the difference between the first intensity and the second intensity, that is, the frequency at which the first ratio is large can be said to be the frequency of vibration due to knocking. Therefore, the frequency of the vibration to be extracted is specified based on the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio. As a result, it is possible to specify a frequency at which vibration due to the operation of a predetermined component provided in the internal combustion engine does not appear and vibration due to knocking appears. Therefore, it is possible to provide a frequency specifying method that can accurately specify the frequency of vibration caused by knocking.

第2の発明に係る周波数の特定方法は、第1の発明の構成に加え、第1の比率および第2の比率のうちのいずれかを、同じ幅の複数の周波数帯ごとに積分した積分値を算出するステップをさらに含む。ノッキングにより発生する振動の周波数を特定するステップは、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に加えて、積分値に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップを含む。   In addition to the configuration of the first invention, the frequency specifying method according to the second invention is obtained by integrating one of the first ratio and the second ratio for each of a plurality of frequency bands having the same width. The method further includes calculating. The step of identifying the frequency of vibration generated by knocking includes the frequency of vibration to be extracted based on the integration value in addition to the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio. Including the step of identifying

第2の発明によると、第1の比率および第2の比率のうちのいずれかを、同じ幅の複数の周波数帯ごとに積分した積分値が算出される。たとえばノッキングによる振動が発生する周波数において大きくなるように第1の比率または第2の比率を算出した場合、積分値が大きい周波数帯は、積分値が小さい周波数帯に比べて、ノッキングによる振動が現れる帯域が広いといえる。ノッキングによる振動が現れる帯域が広い方が振動を検出し易い。そこで、ノッキングによる振動が現れる帯域が広い周波数帯を選択するために、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に加えて、積分値に基づいて、抽出する振動の周波数が特定される。これにより、ノッキングによる振動を検出し易い周波数を特定することができる。   According to the second invention, an integrated value is calculated by integrating either the first ratio or the second ratio for each of a plurality of frequency bands having the same width. For example, when the first ratio or the second ratio is calculated so as to increase at a frequency at which vibration due to knocking occurs, vibration due to knocking appears in a frequency band having a large integral value compared to a frequency band having a small integral value. It can be said that the bandwidth is wide. The wider the band in which the vibration due to knocking appears, the easier it is to detect the vibration. Therefore, in order to select a frequency band in which a band in which vibration due to knocking appears is wide, in addition to the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio, based on the integral value, The frequency of vibration to be extracted is specified. Thereby, it is possible to specify a frequency at which vibration due to knocking can be easily detected.

第3の発明に係る周波数の特定方法は、第1の発明の構成に加え、第1の強度および第3の強度のうちのいずれかを、同じ幅の複数の周波数帯ごとに積分した積分値を算出するステップをさらに含む。ノッキングにより発生する振動の周波数を特定するステップは、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に加えて、積分値に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップを含む。   In addition to the configuration of the first invention, the frequency specifying method according to the third invention is obtained by integrating any one of the first intensity and the third intensity for each of a plurality of frequency bands having the same width. The method further includes calculating. The step of identifying the frequency of vibration generated by knocking includes the frequency of vibration to be extracted based on the integration value in addition to the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio. Including the step of identifying

第3の発明によると、第1の強度および第3の強度のうちのいずれかを、同じ幅の複数の周波数帯ごとに積分した積分値が算出される。積分値が大きい周波数帯は、積分値が小さい周波数帯に比べて、ノッキングによる振動が現れる帯域が広いといえる。ノッキングによる振動が現れる帯域が広い方が振動を検出し易い。そこで、ノッキングによる振動が現れる帯域が広い周波数帯を選択するために、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に加えて、積分値に基づいて、抽出する振動の周波数が特定される。これにより、ノッキングによる振動を検出し易い周波数を特定することができる。   According to the third invention, an integral value obtained by integrating any one of the first intensity and the third intensity for each of a plurality of frequency bands having the same width is calculated. It can be said that the frequency band where the integral value is large has a wider band in which vibration due to knocking appears than the frequency band where the integral value is small. The wider the band in which the vibration due to knocking appears, the easier it is to detect the vibration. Therefore, in order to select a frequency band in which a band in which vibration due to knocking appears is wide, in addition to the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio, based on the integral value, The frequency of vibration to be extracted is specified. Thereby, it is possible to specify a frequency at which vibration due to knocking can be easily detected.

第4の発明に係る周波数の特定方法は、第1の発明の構成に加え、第1の比率および第2の比率の比率を積分した積分値を、同じ幅の複数の周波数帯ごとに算出するステップをさらに含む。ノッキングにより発生する振動の周波数を特定するステップは、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に加えて、積分値に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップを含む。   In the frequency specifying method according to the fourth invention, in addition to the configuration of the first invention, an integrated value obtained by integrating the ratio of the first ratio and the second ratio is calculated for each of a plurality of frequency bands having the same width. The method further includes a step. The step of identifying the frequency of vibration generated by knocking includes the frequency of vibration to be extracted based on the integration value in addition to the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio. Including the step of identifying

第4の発明によると、第1の比率および第2の比率の比率を積分した積分値が、同じ幅の複数の周波数帯ごとに算出される。内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生する周波数において小さくなるように第1の比率および第2の比率の比率の算出した場合、積分値が小さい周波数帯は、積分値が大きい周波数帯に比べて、部品の作動による振動が現れる帯域が広いといえる。部品の作動による振動は、ノッキングの有無を判定する際に誤判定の要因になり得る。そこで、部品の作動による振動が現れる周波数を除外するために、第1の比率と第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および第1の比率に加えて、積分値に基づいて、抽出する振動の周波数が特定される。これにより、部品の作動による振動を除外した周波数を特定することができる。   According to the fourth invention, an integral value obtained by integrating the ratio of the first ratio and the second ratio is calculated for each of a plurality of frequency bands having the same width. When the ratio of the first ratio and the second ratio is calculated so as to decrease at a frequency at which vibration is generated by the operation of a predetermined component provided in the internal combustion engine, the frequency band having a small integral value is an integral value. It can be said that the band in which the vibration due to the operation of the parts appears is wider than the frequency band where the Vibration due to the operation of a component can be a cause of erroneous determination when determining the presence or absence of knocking. Therefore, in order to exclude the frequency at which the vibration due to the operation of the component appears, the first ratio and the second ratio are extracted based on the integration value in addition to the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio. The frequency of vibration is specified. Thereby, the frequency which excluded the vibration by operation of parts can be specified.

第5の発明に係る周波数の特定方法は、第1〜4のいずれかの発明の構成に加え、第1の比率および第2の比率のうちのいずれかを、同じ周波数を基準にして定められた、異なる幅の複数の周波数帯ごとに積分した第1の積分値を算出するステップと、各周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各第1の積分値を補正した第2の積分値を算出するステップと、各第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅を特定するステップとをさらに含む。   In addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the frequency specifying method according to the fifth invention is defined based on the same frequency as one of the first ratio and the second ratio. Further, each first integrated value is corrected based on a step of calculating a first integrated value integrated for each of a plurality of frequency bands having different widths, and a ratio of the width of each frequency band and a predetermined width. The method further includes a step of calculating a second integral value and a step of specifying a width of a frequency band of vibration to be extracted based on each second integral value.

第5の発明によると、第1の比率および第2の比率のうちのいずれかを、同じ周波数を基準にして定められた、異なる幅の複数の周波数帯ごとに積分した第1の積分値が算出される。各周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各第1の積分値を補正した第2の積分値が算出される。たとえばノッキングによる振動が発生する周波数において大きくなるように第1の比率または第2の比率を算出した場合、第2の積分値が大きい周波数帯は、第2の積分値が小さい周波数帯に比べて、ノッキングによる振動が現れる周波数をより多く含むといえる。そこで、各第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅が特定される。これにより、ノッキングによる振動の周波数を含む周波数帯の幅を特定することができる。   According to the fifth invention, a first integrated value obtained by integrating any one of the first ratio and the second ratio for each of a plurality of frequency bands having different widths, which is determined based on the same frequency. Calculated. Based on the width of each frequency band and a ratio of a predetermined width, a second integrated value obtained by correcting each first integrated value is calculated. For example, when the first ratio or the second ratio is calculated so as to increase at a frequency at which vibration due to knocking occurs, a frequency band with a large second integral value is compared with a frequency band with a small second integral value. It can be said that it includes more frequencies at which vibration due to knocking appears. Therefore, the frequency band width of the vibration to be extracted is specified based on each second integrated value. Thereby, the width of the frequency band including the frequency of the vibration caused by knocking can be specified.

第6の発明に係る周波数の特定方法は、第1〜4のいずれかの発明の構成に加え、第1の強度および第2の強度のうちのいずれかを、同じ周波数を基準にして定められた、異なる幅の複数の周波数帯ごとに積分した第1の積分値を算出するステップと、各周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各第1の積分値を補正した第2の積分値を算出するステップと、各第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅を特定するステップとをさらに含む。   The frequency specifying method according to the sixth invention is determined based on the same frequency as one of the first intensity and the second intensity in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions. Further, each first integrated value is corrected based on a step of calculating a first integrated value integrated for each of a plurality of frequency bands having different widths, and a ratio of the width of each frequency band and a predetermined width. The method further includes a step of calculating a second integral value and a step of specifying a width of a frequency band of vibration to be extracted based on each second integral value.

第6の発明によると、第1の強度および第2の強度のうちのいずれかを、同じ周波数を基準にして定められた、異なる幅の複数の周波数帯ごとに積分した第1の積分値が算出される。各周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各第1の積分値を補正した第2の積分値が算出される。第2の積分値が大きい周波数帯は、第2の積分値が小さい周波数帯に比べて、ノッキングによる振動が現れる周波数をより多く含むといえる。そこで、各第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅が特定される。これにより、ノッキングによる振動の周波数を含む周波数帯の幅を特定することができる。   According to the sixth invention, there is provided a first integrated value obtained by integrating one of the first intensity and the second intensity for each of a plurality of frequency bands having different widths determined with reference to the same frequency. Calculated. Based on the width of each frequency band and a ratio of a predetermined width, a second integrated value obtained by correcting each first integrated value is calculated. It can be said that the frequency band in which the second integral value is large includes more frequencies at which vibration due to knocking appears than the frequency band in which the second integral value is small. Therefore, the frequency band width of the vibration to be extracted is specified based on each second integrated value. Thereby, the width of the frequency band including the frequency of the vibration caused by knocking can be specified.

第7の発明に係る周波数の特定方法は、第1〜4のいずれかの発明の構成に加え、第1の比率および第2の比率の比率を積分した第1の積分値を、同じ周波数を基準にして定められた、同じ幅の複数の周波数帯ごとに算出するステップと、各周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各第1の積分値を補正した第2の積分値を算出するステップと、各第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅を特定するステップとをさらに含む。   In the frequency specifying method according to the seventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the first integrated value obtained by integrating the ratio of the first ratio and the second ratio is set to the same frequency. A step of calculating for each of a plurality of frequency bands having the same width, which is determined based on a reference, and a second value obtained by correcting each first integral value based on a ratio of the width of each frequency band and a predetermined width. The method further includes the step of calculating the integral value and the step of specifying the width of the frequency band of the vibration to be extracted based on each second integral value.

第7の発明によると、第1の比率および第2の比率の比率を積分した第1の積分値が、同じ周波数を基準にして定められた、同じ幅の複数の周波数帯ごとに算出される。各周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各第1の積分値を補正した第2の積分値が算出される。たとえば内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生する周波数において小さくなるように第1の比率および第2の比率の比率を算出した場合、第2の積分値が大きい周波数帯は、第2の積分値が小さい周波数帯に比べて、部品の作動による振動が現れず、ノッキングによる振動が現れる周波数をより多く含むといえる。そこで、各第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅が特定される。これにより、ノッキングによる振動の周波数を含む周波数帯の幅を特定することができる。   According to the seventh invention, the first integrated value obtained by integrating the ratio of the first ratio and the second ratio is calculated for each of a plurality of frequency bands having the same width, which are determined based on the same frequency. . Based on the width of each frequency band and a ratio of a predetermined width, a second integrated value obtained by correcting each first integrated value is calculated. For example, when the ratio of the first ratio and the second ratio is calculated so as to decrease at a frequency at which vibration is generated by the operation of a predetermined component provided in the internal combustion engine, the frequency band in which the second integral value is large. Can be said to contain more frequencies at which vibrations due to the operation of the parts do not appear and vibrations due to knocking appear than in the frequency band where the second integral value is small. Therefore, the frequency band width of the vibration to be extracted is specified based on each second integrated value. Thereby, the width of the frequency band including the frequency of the vibration caused by knocking can be specified.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<第1の実施の形態>
図1を参照して、車両のエンジン100について説明する。エンジン100は、エアクリーナ102から吸入された空気とインジェクタ104から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ106により点火して燃焼させる内燃機関である。
<First Embodiment>
A vehicle engine 100 will be described with reference to FIG. Engine 100 is an internal combustion engine that burns an air-fuel mixture of air sucked from air cleaner 102 and fuel injected from injector 104 by igniting with an ignition plug 106 in a combustion chamber.

混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン108が押し下げられ、クランクシャフト110が回転する。燃焼後の混合気(排気ガス)は、三元触媒112により浄化された後、車外に排出される。エンジン100に吸入される空気の量は、スロットルバルブ114により調整される。   When the air-fuel mixture burns, the piston 108 is pushed down by the combustion pressure, and the crankshaft 110 rotates. The combusted air-fuel mixture (exhaust gas) is purified by the three-way catalyst 112 and then discharged outside the vehicle. The amount of air taken into engine 100 is adjusted by throttle valve 114.

エンジン100は、エンジンECU(Electronic Control Unit)200により制御される。エンジンECU200には、ノックセンサ300と、水温センサ302と、タイミングロータ304に対向して設けられたクランクポジションセンサ306と、スロットル開度センサ308と、車速センサ310と、イグニッションスイッチ312とが接続されている。   The engine 100 is controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) 200. Engine ECU 200 is connected to knock sensor 300, water temperature sensor 302, crank position sensor 306 provided opposite to timing rotor 304, throttle opening sensor 308, vehicle speed sensor 310, and ignition switch 312. ing.

ノックセンサ300は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ300は、エンジン100の振動により電圧を発生する。電圧の大きさは、振動の大きさと対応した大きさとなる。ノックセンサ300は、電圧を表す信号をエンジンECU200に送信する。水温センサ302は、エンジン100のウォータージャケット内の冷却水の温度を検出し、検出結果を表す信号を、エンジンECU200に送信する。   Knock sensor 300 is composed of a piezoelectric element. Knock sensor 300 generates a voltage due to vibration of engine 100. The magnitude of the voltage corresponds to the magnitude of the vibration. Knock sensor 300 transmits a signal representing a voltage to engine ECU 200. Water temperature sensor 302 detects the temperature of the cooling water in the water jacket of engine 100 and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200.

タイミングロータ304は、クランクシャフト110に設けられており、クランクシャフト110と共に回転する。タイミングロータ304の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ306は、タイミングロータ304の突起に対向して設けられている。タイミングロータ304が回転すると、タイミングロータ304の突起と、クランクポジションセンサ306とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ306のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ306は、起電力を表す信号を、エンジンECU200に送信する。エンジンECU200は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。   The timing rotor 304 is provided on the crankshaft 110 and rotates together with the crankshaft 110. A plurality of protrusions are provided on the outer periphery of the timing rotor 304 at predetermined intervals. The crank position sensor 306 is provided to face the protrusion of the timing rotor 304. When the timing rotor 304 rotates, the air gap between the protrusion of the timing rotor 304 and the crank position sensor 306 changes, so that the magnetic flux passing through the coil portion of the crank position sensor 306 increases and decreases, and an electromotive force is generated in the coil portion. . Crank position sensor 306 transmits a signal representing the electromotive force to engine ECU 200. Engine ECU 200 detects the crank angle based on the signal transmitted from crank position sensor 306.

スロットル開度センサ308は、スロットル開度を検出し、検出結果を表す信号をエンジンECU200に送信する。車速センサ310は、車輪(図示せず)の回転数を検出し、検出結果を表す信号をエンジンECU200に送信する。エンジンECU200は、車輪の回転数から、車速を算出する。イグニッションスイッチ312は、エンジン100を始動させる際に、運転者によりオン操作される。   Throttle opening sensor 308 detects the throttle opening and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200. Vehicle speed sensor 310 detects the number of rotations of a wheel (not shown) and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200. Engine ECU 200 calculates the vehicle speed from the rotational speed of the wheel. Ignition switch 312 is turned on by the driver when engine 100 is started.

エンジンECU200は、各センサおよびイグニッションスイッチ312から送信された信号、メモリ202に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン100が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。   Engine ECU 200 performs arithmetic processing based on signals transmitted from each sensor and ignition switch 312, a map and a program stored in memory 202, and controls equipment so that engine 100 is in a desired operating state. .

エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号およびクランク角に基づいて、予め定められたノック検出ゲート(予め定められた第1クランク角から予め定められた第2クランク角までの区間)におけるエンジン100の振動の波形(以下、振動波形と記載する)を検出する。後述するように、検出された振動波形と予め作成されたノック波形モデルとを比較して、ノッキングが発生したか否かを判定する。本実施の形態におけるノック検出ゲートは、燃焼行程において上死点(0度)から90度までである。なお、ノック検出ゲートはこれに限らない。   Based on the signal and crank angle transmitted from knock sensor 300, engine ECU 200 determines an engine in a predetermined knock detection gate (a section from a predetermined first crank angle to a predetermined second crank angle). 100 vibration waveforms (hereinafter referred to as vibration waveforms) are detected. As will be described later, the detected vibration waveform is compared with a knock waveform model created in advance to determine whether or not knocking has occurred. The knock detection gate in the present embodiment is from top dead center (0 degree) to 90 degrees in the combustion stroke. The knock detection gate is not limited to this.

エンジン100の筒内でノッキングが発生すると、筒内圧が共振する。この筒内圧の共振により、エンジン100のシリンダブロックが振動する。よって、シリンダブロックの振動、すなわちノックセンサ300により検出される振動の周波数は、筒内圧共振周波数帯に含まれる傾向がある。   When knocking occurs in the cylinder of engine 100, the cylinder pressure resonates. Due to the resonance of the in-cylinder pressure, the cylinder block of the engine 100 vibrates. Therefore, the vibration of the cylinder block, that is, the frequency of vibration detected by the knock sensor 300 tends to be included in the in-cylinder pressure resonance frequency band.

筒内圧共振周波数は、筒内気柱の共振モードに応じた周波数になる。ノッキング時に特有の振動が現れる周波数帯には、代表的なものとして、タンジェンシャル1次、2次、3次、4次およびラジアル1次の共振モードにおける周波数帯がある。   The in-cylinder pressure resonance frequency is a frequency corresponding to the resonance mode of the in-cylinder air column. Typical frequency bands in which specific vibrations appear at the time of knocking include frequency bands in the tangential first, second, third, fourth, and radial primary resonance modes.

理論上の筒内圧共振周波数は、共振モード、ボア径および音速から算出される。図2に、音速を一定とし、ボア径をX〜Yまで変化させた場合における各共振モードの筒内圧共振周波数の一例を示す。図2から明らかなように、タンジェンシャル1次、タンジェンシャル2次、ラジアル1次、タンジェンシャル3次およびタンジェンシャル4次の順に、筒内圧共振周波数が高くなる。   The theoretical in-cylinder pressure resonance frequency is calculated from the resonance mode, bore diameter, and sound velocity. FIG. 2 shows an example of the in-cylinder pressure resonance frequency in each resonance mode when the sound speed is constant and the bore diameter is changed from X to Y. As is apparent from FIG. 2, the in-cylinder pressure resonance frequency increases in the order of tangential primary, tangential secondary, radial primary, tangential tertiary, and tangential fourth order.

図2に示す筒内圧共振周波数は、ノッキングが発生したタイミングにおける筒内圧共振周波数である。ノッキングの発生後においては、ピストンの降下により燃焼室の体積が増加するため、燃焼室内の温度および圧力が低下する。そのため、音速が低下し、筒内圧共振周波数が低下する。したがって、図3に示すように、上死点(ATDC: After Top Dead Center)からクランク角度が大きくなるにつれ、筒内圧の周波数のピーク成分が低下する。   The in-cylinder pressure resonance frequency shown in FIG. 2 is the in-cylinder pressure resonance frequency at the timing when knocking occurs. After the occurrence of knocking, the volume of the combustion chamber increases due to the lowering of the piston, so that the temperature and pressure in the combustion chamber decrease. Therefore, the speed of sound is reduced and the in-cylinder pressure resonance frequency is reduced. Therefore, as shown in FIG. 3, the peak component of the in-cylinder pressure frequency decreases as the crank angle increases from the top dead center (ATDC).

このような特性を有する筒内圧の共振によりシリンダブロックが振動する。そのため、ノッキングが発生した点火サイクルにおいて、ノックセンサ300により検出された振動の中には、タンジェンシャル1次の共振モードの周波数帯の振動、タンジェンシャル2次の共振モードの周波数帯の振動、ラジアル1次の周波数帯の振動、タンジェンシャル3次の周波数帯の振動およびタンジェンシャル4次の共振モードの周波数帯の振動が含まれる。   The cylinder block vibrates due to resonance of the in-cylinder pressure having such characteristics. Therefore, in the ignition cycle in which knocking occurs, vibrations detected by knock sensor 300 include vibrations in the frequency band of the tangential primary resonance mode, vibrations in the frequency band of the tangential secondary resonance mode, and radial. The vibration of the primary frequency band, the vibration of the tangential third-order frequency band, and the vibration of the frequency band of the tangential fourth-order resonance mode are included.

ところで、図3に示すように、タンジェンシャル1次の共振モードの周波数帯は、エンジン100の共振周波数を含む。したがって、図4に示すように、タンジェンシャル1次の共振モードの周波数帯には、ノッキングが発生していなくても、エンジン100自体の機械振動が現れる。また、このような振動は、共振周波数の2倍の周波数付近において現れる場合がある。共振周波数の2倍の周波数の振動は、ラジアル1次の共振モードの周波数帯に含まれる。   By the way, as shown in FIG. 3, the frequency band of the tangential primary resonance mode includes the resonance frequency of the engine 100. Therefore, as shown in FIG. 4, mechanical vibration of engine 100 itself appears in the frequency band of the tangential primary resonance mode even if knocking does not occur. Such vibration may appear in the vicinity of a frequency twice the resonance frequency. The vibration having a frequency twice the resonance frequency is included in the frequency band of the radial primary resonance mode.

そこで、本実施の形態においては、タンジェンシャル2次の共振モードの周波数帯に対応するように定められる周波数帯Aの振動、タンジェンシャル3次の周波数帯に対応するように定められる周波数帯Bの振動およびタンジェンシャル4次の共振モードの周波数帯に対応するように定められる周波数帯C振動をバンドパスフィルタにより抽出する。なお、抽出する振動の周波数帯は3つに限らず、1つ以上であればいくつであってもよい。   Therefore, in the present embodiment, the vibration of the frequency band A determined to correspond to the frequency band of the tangential secondary resonance mode, and the frequency band B determined to correspond to the tangential tertiary frequency band. The frequency band C vibration determined to correspond to the frequency band of vibration and tangential fourth-order resonance mode is extracted by a bandpass filter. Note that the frequency band of vibration to be extracted is not limited to three, and may be any number as long as it is one or more.

図5に示すように、周波数帯Aは、周波数F(A)±X(Xは正値)を含む周波数帯である。周波数帯Bは、周波数F(B)±Xを含む周波数帯である。周波数帯Cは、周波数F(C)±Xを含む周波数帯である。すなわち、周波数帯A〜Cの帯域幅は全て2×Xである。周波数帯A〜Cは、中心の周波数F(A)〜F(C)を特定することにより定まる。   As shown in FIG. 5, the frequency band A is a frequency band including the frequency F (A) ± X (X is a positive value). The frequency band B is a frequency band including the frequency F (B) ± X. The frequency band C is a frequency band including the frequency F (C) ± X. That is, the bandwidths of the frequency bands A to C are all 2 × X. The frequency bands A to C are determined by specifying the center frequencies F (A) to F (C).

Xは、たとえば「1」である。周波数F(A)〜F(C)は、周波数帯A〜Cが上述した共振周波数の振動および共振周波数の2倍の周波数の振動の他、吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動、すなわちノイズ成分による振動を含まないように特定される。これにより、ノッキングに特有の振動を精度よく抽出することができる。なお、周波数F(A)〜F(C)を特定する方法については後述する。また、吸気バルブ116または排気バルブ118は、たとえばVVT(Variable Valve Timing)機構により、開閉するタイミングが変化される。   X is, for example, “1”. The frequencies F (A) to F (C) include the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, and the injector 104 in addition to the vibration of the resonance frequency described above in the frequency bands A to C and the vibration of twice the resonance frequency. In addition, the vibration by the fuel pump 120 or the like, that is, the vibration by the noise component is not included. Thereby, the vibration peculiar to knocking can be extracted with high accuracy. A method for specifying the frequencies F (A) to F (C) will be described later. Further, the timing of opening and closing the intake valve 116 or the exhaust valve 118 is changed by, for example, a VVT (Variable Valve Timing) mechanism.

ところで、振動を抽出する周波数帯の帯域幅が狭いと、ノッキングによる振動以外のノイズ成分による振動を抑制することができる反面、振動波形からもノイズ成分の特徴的な部分(振動の発生タイミングや減衰率など)が除去される。この場合、実際はノイズ成分に起因する振動であっても、ノイズ成分を含まない振動波形、すなわちノッキング時における振動波形に類似した波形が検出される。そのため、振動波形からノッキングに起因する振動とノイズに起因する振動とを区別し難くなる。   By the way, if the bandwidth of the frequency band for extracting vibrations is narrow, vibrations caused by noise components other than those caused by knocking can be suppressed. However, characteristic parts of noise components (vibration occurrence timing and attenuation) Rate) is removed. In this case, even if the vibration is actually caused by a noise component, a vibration waveform not including the noise component, that is, a waveform similar to the vibration waveform at the time of knocking is detected. For this reason, it is difficult to distinguish vibrations caused by knocking and vibrations caused by noise from the vibration waveform.

そこで、ノイズを取り込むことにより、ノイズの発生時にはノイズを考慮してノッキングが発生したか否かを判定するため、図5に示すように、周波数帯A〜Cを含む広域の周波数帯Dにおける振動がバンドパスフィルタにより抽出される。この周波数帯Dにおける振動が、エンジン100の振動波形を検出するために用いられる。   Therefore, in order to determine whether or not knocking has occurred in consideration of noise when noise is generated, as shown in FIG. 5, vibration in a wide frequency band D including frequency bands A to C is taken. Are extracted by a band pass filter. The vibration in the frequency band D is used to detect the vibration waveform of the engine 100.

図5に示すように、周波数帯Dは、周波数F(D)±Y/2(Yは正値)を含む周波数帯である。すなわち、周波数帯Dの帯域幅はYである。周波数帯Dは、帯域幅Yを特定することにより定まる。   As shown in FIG. 5, the frequency band D is a frequency band including the frequency F (D) ± Y / 2 (Y is a positive value). That is, the bandwidth of the frequency band D is Y. The frequency band D is determined by specifying the bandwidth Y.

周波数F(D)には、たとえば周波数F(A)〜F(C)の中心になるように、周波数F(A)〜F(C)平均値が用いられる。帯域幅Yは、周波数帯Dが吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動を含むように特定される。なお、帯域幅Yを特定する方法については後述する。   For the frequency F (D), for example, the average value of the frequencies F (A) to F (C) is used so as to be the center of the frequencies F (A) to F (C). Bandwidth Y is specified such that frequency band D includes vibrations from intake valve 116, exhaust valve 118, piston 108, injector 104, fuel pump 120, and the like. A method for specifying the bandwidth Y will be described later.

図6に示すように、周波数帯Dにおいて、ノッキングが発生した場合の振動波形は、実線で示すように、振動波形のピーク値以降、振動が緩やかに減衰する形状になる。一方、ノッキングが発生しておらず、吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生した場合の振動波形は、一点鎖線で示すように、振動が速やかに減衰する形状になる。したがって、周波数帯Fの振動波形からノッキングに起因する振動とノイズに起因する振動とを精度よく区別することができる。   As shown in FIG. 6, in the frequency band D, the vibration waveform when knocking occurs has a shape in which the vibration gradually attenuates after the peak value of the vibration waveform, as indicated by the solid line. On the other hand, when knocking does not occur and vibrations are generated by the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc., the vibration waveform is quickly It becomes a shape to attenuate. Therefore, the vibration caused by knocking and the vibration caused by noise can be accurately distinguished from the vibration waveform of the frequency band F.

図7を参照して、エンジンECU200についてさらに説明する。エンジンECU200は、A/D(アナログ/デジタル)変換部400と、バンドパスフィルタ(1)410と、バンドパスフィルタ(2)420と、バンドパスフィルタ(3)430と、バンドパスフィルタ(4)440と、積算部450とを含む。   The engine ECU 200 will be further described with reference to FIG. The engine ECU 200 includes an A / D (analog / digital) converter 400, a bandpass filter (1) 410, a bandpass filter (2) 420, a bandpass filter (3) 430, and a bandpass filter (4). 440 and an integration unit 450.

A/D変換部400は、ノックセンサ300から送信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。バンドパスフィルタ(1)410は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、周波数帯Aの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(1)410により、ノックセンサ300が検出した振動から、周波数帯Aの振動のみが抽出される。   The A / D converter 400 converts the analog signal transmitted from the knock sensor 300 into a digital signal. Bandpass filter (1) 410 passes only the signal of frequency band A among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the frequency band A is extracted from the vibration detected by knock sensor 300 by bandpass filter (1) 410.

バンドパスフィルタ(2)420は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、周波数帯Bの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(2)420により、ノックセンサ300が検出した振動から、周波数帯Bの振動のみが抽出される。   Bandpass filter (2) 420 passes only the signal of frequency band B among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the frequency band B is extracted from the vibration detected by the knock sensor 300 by the bandpass filter (2) 420.

バンドパスフィルタ(3)430は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、周波数帯Cの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(3)430により、ノックセンサ300が検出した振動から、周波数帯Cの振動のみが抽出される。   Bandpass filter (3) 430 passes only the signal in frequency band C among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the frequency band C is extracted from the vibration detected by the knock sensor 300 by the bandpass filter (3) 430.

バンドパスフィルタ(4)440は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、周波数帯Dの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(4)440により、ノックセンサ300が検出した振動から、周波数帯Dの振動のみが抽出される。   Bandpass filter (4) 440 passes only the signal of frequency band D among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the frequency band D is extracted from the vibration detected by knock sensor 300 by bandpass filter (4) 440.

積算部450は、バンドパスフィルタ(1)410〜バンドパスフィルタ(4)440により選別された信号、すなわち振動の強度を、クランク角度で5度分づつ積算する。以下、積算された値を5度積算値と表す。5度積算値の算出は、周波数帯毎に行なわれる。   The integrating unit 450 integrates the signals selected by the bandpass filter (1) 410 to the bandpass filter (4) 440, that is, the vibration intensity by 5 degrees in terms of crank angle. Hereinafter, the integrated value is expressed as a 5-degree integrated value. The 5-degree integrated value is calculated for each frequency band.

算出された5度積算値のうち、周波数帯A〜Cの5度積算値は、クランク角度に対応して加算される。すなわち、周波数帯A〜Cの振動波形が合成される。また、周波数帯Dの5度積算値が、エンジン100の振動波形として用いられる。   Among the calculated 5-degree integrated values, the 5-degree integrated values in the frequency bands A to C are added corresponding to the crank angle. That is, the vibration waveforms in the frequency bands A to C are synthesized. Further, a 5-degree integrated value of frequency band D is used as a vibration waveform of engine 100.

周波数帯Dの振動波形と、図8に示すノック波形モデルとが比較され、ノッキングが発生したか否かが判定される。ノック波形モデルとは、エンジン100にノッキングが発生した場合の振動波形のモデルである。ノック波形モデルは、エンジンECU200のメモリ202に記憶される。   The vibration waveform in frequency band D is compared with the knock waveform model shown in FIG. 8 to determine whether or not knocking has occurred. A knock waveform model is a model of a vibration waveform when knocking occurs in engine 100. The knock waveform model is stored in memory 202 of engine ECU 200.

ノック波形モデルにおいて、振動の強度は0〜1の無次元数として表され、振動の強度はクランク角と一義的には対応していない。すなわち、本実施の形態のノック波形モデルにおいては、振動の強度のピーク値以降、クランク角が大きくなるにつれ振動の強度が低減することが定められているが、振動の強度がピーク値となるクランク角は定められていない。   In the knock waveform model, the vibration intensity is expressed as a dimensionless number from 0 to 1, and the vibration intensity does not uniquely correspond to the crank angle. That is, in the knock waveform model of the present embodiment, it is determined that the vibration intensity decreases as the crank angle increases after the peak value of the vibration intensity. The corner is not fixed.

ノック波形モデルは、ノッキングにより発生した振動の強度のピーク値以降の振動に対応している。なお、ノッキングに起因した振動の立ち上がり以降の振動に対応したノック波形モデルを記憶してもよい。   The knock waveform model corresponds to vibrations after the peak value of the vibration intensity generated by knocking. Note that a knock waveform model corresponding to the vibration after the rise of vibration caused by knocking may be stored.

ノック波形モデルは、実験などにより、強制的にノッキングを発生させた場合におけるエンジン100の振動波形を検出し、この振動波形に基づいて予め作成されて記憶される。なお、ノック波形モデルを作成する方法は、これに限られない。   The knock waveform model detects the vibration waveform of engine 100 when knocking is forcibly generated by experiments or the like, and is created and stored in advance based on the vibration waveform. Note that the method of creating the knock waveform model is not limited to this.

検出された波形とノック波形モデルとの比較においては、図9に示すように、正規化された波形とノック波形モデルとが比較される。ここで、正規化とは、たとえば、検出された振動波形における5度積算値の最大値で各5度積算値を除算することにより、振動の強度を0〜1の無次元数で表わすことである。なお、正規化の方法はこれに限らない。   In the comparison between the detected waveform and the knock waveform model, as shown in FIG. 9, the normalized waveform and the knock waveform model are compared. Here, normalization means, for example, dividing the 5-degree integrated value by the maximum value of the 5-degree integrated value in the detected vibration waveform to express the vibration intensity as a dimensionless number from 0 to 1. is there. The normalization method is not limited to this.

エンジンECU200は、正規化された振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす(振動波形とノック波形モデルとの偏差を表わす)相関係数Kを算出する。正規化後の振動波形において振動の強度が最大になるタイミングとノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させた状態で、正規化後の振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値(ズレ量)をクランク角ごと(5度ごと)に算出することにより、相関係数Kが算出される。なお、5度以外のクランク角ごとに振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値を算出するようにしてもよい。   Engine ECU 200 calculates a correlation coefficient K representing the degree to which the normalized vibration waveform is similar to the knock waveform model (representing the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model). In the state where the timing when the vibration intensity is maximized in the vibration waveform after normalization and the timing when the vibration intensity is maximum in the knock waveform model are matched, the intensity in the vibration waveform after normalization and the intensity in the knock waveform model The correlation coefficient K is calculated by calculating the absolute value (deviation amount) of each difference for each crank angle (every 5 degrees). The absolute value of the difference between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model may be calculated for each crank angle other than 5 degrees.

正規化後の振動波形とノック波形モデルとのクランク角ごとの偏差の絶対値をΔS(I)(Iは自然数)とし、ノック波形モデルにおける振動の強度をクランク角で積分した値(ノック波形モデルの面積)をSとおくと、相関係数Kは、K=(S−ΣΔS(I))/Sという方程式により算出される。   The absolute value of the deviation between the normalized vibration waveform and knock waveform model for each crank angle is ΔS (I) (I is a natural number), and the value obtained by integrating the vibration intensity in the knock waveform model with the crank angle (knock waveform model) If S is the area, the correlation coefficient K is calculated by the equation K = (S−ΣΔS (I)) / S.

ここで、ΣΔS(I)は、ΔS(I)の総和である。本実施の形態において、相関係数Kは、振動波形の形状がノック波形モデルの形状に近いほど、大きな値として算出される。したがって、振動波形にノッキング以外の要因による振動の波形が含まれた場合、相関係数Kは小さく算出される。なお、相関係数Kの算出方法はこれに限らない。   Here, ΣΔS (I) is the sum of ΔS (I). In the present embodiment, correlation coefficient K is calculated as a larger value as the shape of the vibration waveform is closer to the shape of the knock waveform model. Therefore, when the vibration waveform includes a vibration waveform due to a factor other than knocking, the correlation coefficient K is calculated to be small. Note that the method of calculating the correlation coefficient K is not limited to this.

さらに、エンジンECU200は、周波数帯A〜Cの合成波形における5度積算値うち、最も大きい5度積算値(ピーク値)に基づいて、ノック強度Nを算出する。周波数帯A〜Cの合成波形における5度積算値の最大値をPとし、エンジン100にノッキングが発生していない状態におけるエンジン100の振動の強度を表わす値をBGL(Back Ground Level)とおくと、ノック強度Nは、N=P/BGLという方程式で算出される。なお、BGLは、たとえば予め定められ、メモリ202に記憶される。また、ノック強度Nの算出方法はこれに限らない。   Further, engine ECU 200 calculates knock magnitude N based on the largest 5-degree integrated value (peak value) among 5-degree integrated values in the combined waveforms of frequency bands A to C. If the maximum value of the integrated value of 5 degrees in the combined waveform of the frequency bands A to C is P, a value representing the vibration intensity of the engine 100 in a state where the engine 100 is not knocked is BGL (Back Ground Level). The knock magnitude N is calculated by the equation N = P / BGL. The BGL is determined in advance and stored in the memory 202, for example. Further, the calculation method of knock strength N is not limited to this.

エンジンECU200は、ノック強度Nが判定値V(KX)よりも大きく、かつ相関係数Kがしきい値K(0)よりも大きい場合、ノッキングが発生したと判定する。ノッキングが発生したと判定した場合、点火時期が遅角される。   Engine ECU 200 determines that knocking has occurred when knock magnitude N is greater than determination value V (KX) and correlation coefficient K is greater than threshold value K (0). If it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is retarded.

図10を参照して、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程について説明する。なお、各工程の順番は以下に説明する順番に限らない。   With reference to FIG. 10, the process of specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D will be described. In addition, the order of each process is not restricted to the order demonstrated below.

ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生し、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生するようにエンジン100を運転した状態で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換(FET: Fast Fourier Transform)することにより、振動の強度(S1)を振動の周波数ごとに検出する。   In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, vibration due to knocking occurs in the knock detection gate, and vibration due to intake valve 116, exhaust valve 118, piston 108, injector 104, fuel pump 120, etc. occurs. In a state where the engine 100 is operated as described above, the vibration intensity (S1) is detected for each vibration frequency by performing a fast Fourier transform (FET) on the signal transmitted from the knock sensor 300.

S102にて、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生せず、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生するようにエンジン100を運転した状態で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、振動の強度(N1)を振動の周波数ごとに検出する。   In S102, the engine 100 is operated so that vibration due to knocking does not occur in the knock detection gate and vibrations due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc. occur. The vibration intensity (N1) is detected for each vibration frequency by performing a fast Fourier transform on the signal transmitted from the knock sensor 300.

S104にて、周波数ごとに、振動の強度(S1)を振動の強度(N1)で除算することにより、ノック検出ゲート内にノイズを含む状態での、ノッキング発生時の振動の強度(S1)とノッキング不発生時の振動の強度(N1)との比率を表わすSN比(1)を算出する。   In S104, by dividing the vibration intensity (S1) by the vibration intensity (N1) for each frequency, the vibration intensity (S1) at the time of occurrence of knocking in a state including noise in the knock detection gate is obtained. An S / N ratio (1) representing a ratio with the vibration intensity (N1) when knocking does not occur is calculated.

S110にて、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生し、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生しないようにエンジン100を運転した状態で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、振動の強度(S2)を振動の周波数ごとに検出する。   In S110, in a state where the engine 100 is operated so that vibration due to knocking occurs in the knock detection gate and vibrations due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc. do not occur. By performing a fast Fourier transform on the signal transmitted from knock sensor 300, vibration intensity (S2) is detected for each vibration frequency.

S112にて、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生せず、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生しないようにエンジン100を運転した状態で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、振動の強度(N2)を振動の周波数ごとに検出する。   In S112, in a state where engine 100 is operated so that vibration due to knocking does not occur in the knock detection gate and vibration due to intake valve 116, exhaust valve 118, piston 108, injector 104, fuel pump 120, etc. does not occur. The vibration intensity (N2) is detected for each vibration frequency by performing a fast Fourier transform on the signal transmitted from the knock sensor 300.

S114にて、周波数ごとに、振動の強度(S2)を振動の強度(N2)で除算することにより、ノック検出ゲート内にノイズを含まない状態での、ノッキング発生時の振動の強度(S2)とノッキング不発生時の振動の強度(N2)との比率を表わすSN比(2)を算出する。   In S114, by dividing the vibration intensity (S2) by the vibration intensity (N2) for each frequency, the vibration intensity at the time of knocking occurrence (S2) in a state in which no noise is included in the knock detection gate. And an S / N ratio (2) representing the ratio between the vibration intensity when knocking does not occur (N2).

S120にて、ノック検出ゲート内にノイズを含む状態でのSN比(1)をノック検出ゲート内にノイズを含まない状態でのSN比(2)で除算することにより、SN比(1)とSN比(2)との比率を算出する。   In S120, by dividing the SN ratio (1) in a state where noise is included in the knock detection gate by the SN ratio (2) in a state where noise is not included in the knock detection gate, the SN ratio (1) and The ratio with the SN ratio (2) is calculated.

S130にて、振動の各周波数±Xを含む複数の周波数帯ごとに、ノック検出ゲート内にノイズを含む状態でのSN比(1)を積分した積分値を算出する。言い換えると、2×Xの帯域幅を有する周波数帯の中心の周波数を、得られた周波数の最小の周波数から最大の周波数まで変化させて(掃引して)、中心として用いられた周波数ごとに、2×Xの帯域幅に含まれる周波数のSN比(1)の積分値を算出する。なお、SN比(1)の代わりにノック検出ゲート内にノイズを含まない状態でのSN比(2)を用いるようにしてもよい。S132にて、算出された積分値を、各周波数帯の中心の周波数に対応させてプロットする。   In S130, for each of a plurality of frequency bands including each frequency ± X of vibration, an integrated value obtained by integrating the SN ratio (1) in a state including noise in the knock detection gate is calculated. In other words, the center frequency of the frequency band having a bandwidth of 2 × X is changed (swept) from the minimum frequency to the maximum frequency of the obtained frequency, and for each frequency used as the center, An integral value of the SN ratio (1) of the frequency included in the 2 × X bandwidth is calculated. Instead of the SN ratio (1), the SN ratio (2) in a state where no noise is included in the knock detection gate may be used. In S132, the calculated integral value is plotted in correspondence with the center frequency of each frequency band.

S140にて、理論上の筒内圧共振周波数(たとえばタンジェンシャル2次の共振モード、タンジェンシャル3次の共振モードおよびタンジェンシャル4次の共振モードの周波数)に近いこと、SN比(1)とSN比(2)との比率が「1」に近いこと、SN比(1)が高いことおよび積分値が大きいことを基準にして、これらの基準に合致する周波数を、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)に特定する。   In S140, close to the theoretical in-cylinder pressure resonance frequency (for example, frequency of tangential second-order resonance mode, tangential third-order resonance mode, and tangential fourth-order resonance mode), SN ratio (1) and SN Based on the fact that the ratio to the ratio (2) is close to “1”, the SN ratio (1) is high, and the integral value is large, frequencies that meet these standards are set to the centers of the frequency bands A to C. Frequency F (A) to F (C).

S150にて、ノック検出ゲート内にノッキングによる振動およびノイズを含む状態で得られた振動の強度(S1)を、周波数F(A)〜F(C)の平均値(周波数F(D))を中心として帯域幅のみが異なる周波数帯ごとに積分した積分値を算出する。言い換えると、周波数F(A)〜F(C)の平均値を中心にした周波数帯の帯域幅を変化させて、各帯域幅に含まれる周波数の振動の強度(S1)の積分値を算出する。なお、振動の強度(S1)の代わりに、ノック検出ゲート内にノッキングによる振動を含み、かつノイズを含まない状態で得られた振動の強度(S2)を用いるようにしてもよい。   In S150, the vibration intensity (S1) obtained in a state including the vibration and noise caused by knocking in the knock detection gate is obtained as an average value (frequency F (D)) of frequencies F (A) to F (C). An integrated value obtained by integrating each frequency band having only a different bandwidth as the center is calculated. In other words, by changing the bandwidth of the frequency band centered on the average value of the frequencies F (A) to F (C), the integral value of the vibration intensity (S1) of the frequency included in each bandwidth is calculated. . Instead of the vibration intensity (S1), the vibration intensity (S2) obtained in a state where the knock detection gate includes vibration due to knocking and does not include noise may be used.

S152にて、各周波数帯の積分値を各周波数帯の帯域幅で除算した値に、基準として予め定められた帯域幅(たとえば10KHz)を乗じて、各積分値を補正する。すなわち、基準として予め定められた帯域幅と各周波数帯の帯域幅との比率(基準として予め定められた帯域幅/各周波数帯の帯域幅)で各周波数帯の積分値を補正する。   In S152, each integral value is corrected by multiplying the value obtained by dividing the integral value of each frequency band by the bandwidth of each frequency band by a bandwidth (for example, 10 KHz) determined in advance as a reference. That is, the integrated value of each frequency band is corrected by the ratio of the bandwidth predetermined as the reference and the bandwidth of each frequency band (bandwidth predetermined as the reference / bandwidth of each frequency band).

S154にて、補正された各積分値を、各周波数帯の帯域幅ごとにプロットする。S156にて、補正された積分値が大きいことを基準にして、この基準に合致する帯域幅を、周波数帯Dの帯域幅Yに特定する。   In S154, the corrected integral values are plotted for each bandwidth of each frequency band. In S156, with reference to the fact that the corrected integrated value is large, the bandwidth that matches this criterion is specified as the bandwidth Y of the frequency band D.

以上のようなフローチャートに基づく、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定方法について説明する。   A method for specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D based on the flowchart as described above will be described.

ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生し、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生するようにエンジン100を運転した状態(ノイズが発生する状態)で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、図11において実線で示す振動の強度(S1)が振動の周波数ごとに検出される(S100)。   A state in which the engine 100 is operated (a state in which noise is generated) such that vibration due to knocking occurs in the knock detection gate and vibrations due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc. ), The vibration intensity (S1) indicated by the solid line in FIG. 11 is detected for each vibration frequency by performing a fast Fourier transform on the signal transmitted from knock sensor 300 (S100).

また、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生せず、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生するようにエンジン100を運転した状態で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、図11において破線で示す振動の強度(N1)が振動の周波数ごとに検出される(S102)。   Further, in the state where the engine 100 is operated so that vibration due to knocking does not occur in the knock detection gate and vibrations due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc. occur. By performing a fast Fourier transform on the signal transmitted from the sensor 300, the vibration intensity (N1) indicated by the broken line in FIG. 11 is detected for each vibration frequency (S102).

振動の強度(S1)を、振動の強度(N1)で除算することにより、図11において一点鎖線で示すように、周波数ごとにSN比(1)が算出される(S104)。   By dividing the vibration intensity (S1) by the vibration intensity (N1), the S / N ratio (1) is calculated for each frequency, as indicated by the one-dot chain line in FIG. 11 (S104).

図11に示すように、ノイズが現れる周波数においては、強度(N1)が大きくなる。そのため、ノイズの振動が現れる周波数においては、SN比(1)が小さくなる。   As shown in FIG. 11, the intensity (N1) increases at the frequency at which noise appears. Therefore, the SN ratio (1) is small at the frequency at which noise vibration appears.

さらに、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生し、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生しないようにエンジン100を運転した状態(ノイズが発生しない状態)で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、図12において実線で示す振動の強度(S2)が振動の周波数ごとに検出される(S110)。   Further, the engine 100 is operated so that vibration due to knocking occurs in the knock detection gate and vibrations due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, and the like are not generated (noise is generated). In a state where the vibration is not performed, the signal transmitted from the knock sensor 300 is fast Fourier transformed to detect the vibration intensity (S2) indicated by the solid line in FIG. 12 for each vibration frequency (S110).

また、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生せず、かつ吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が発生しないようにエンジン100を運転した状態で、ノックセンサ300から送信された信号を高速フーリエ変換することにより、図12において破線で示す振動の強度(N2)が振動の周波数ごとに検出される(S112)。   Further, knocking is not performed in the knock detection gate while the engine 100 is operated so that vibration due to knocking does not occur and vibration due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, and the like does not occur. By performing a fast Fourier transform on the signal transmitted from the sensor 300, the vibration intensity (N2) indicated by a broken line in FIG. 12 is detected for each vibration frequency (S112).

周波数ごとに、振動の強度(S2)を振動の強度(N2)で除算することにより、図12において一点鎖線で示すSN比(2)が算出される(S114)。   By dividing the vibration intensity (S2) by the vibration intensity (N2) for each frequency, the SN ratio (2) indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 12 is calculated (S114).

SN比(1)をSN比(2)で除算することにより、図13に示すように、SN比(1)とSN比(2)との比率が算出される(S120)。   By dividing the SN ratio (1) by the SN ratio (2), as shown in FIG. 13, the ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is calculated (S120).

ここで、前述したように、ノイズが現れる周波数においてSN比(1)が小さくなる。したがって、図13に示すように、ノイズが現れる周波数において、SN比(1)とSN比(2)との比率が小さくなる。逆に、ノイズが現れない周波数においては、SN比(1)とSN比(2)との比率が「1」に近くなる。   Here, as described above, the SN ratio (1) becomes small at the frequency at which noise appears. Therefore, as shown in FIG. 13, the ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) becomes small at the frequency at which noise appears. On the other hand, at a frequency at which no noise appears, the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is close to “1”.

そこで、SN比(1)とSN比(2)との比率が「1」に近いということを基準にして周波数を特定すれば、ノイズが現れず、かつノッキングによる振動が現れる周波数を精度よく特定することができる。   Therefore, if the frequency is specified based on the fact that the ratio of the SN ratio (1) to the SN ratio (2) is close to “1”, the frequency at which the noise does not appear and the vibration due to the knocking is accurately specified. can do.

ところで、図14に示すように、SN比または検出される振動の強度には、ピークは高いが帯域幅が狭いものが多い。ノッキングによる振動を効率的に検出するためには、帯域幅が広い振動の周波数を選定することが望ましい。   By the way, as shown in FIG. 14, the SN ratio or the detected vibration intensity often has a high peak but a narrow bandwidth. In order to efficiently detect vibration due to knocking, it is desirable to select a frequency of vibration with a wide bandwidth.

そこで、図15に示すように、ノック検出ゲート内においてノイズを含む状態におけるSN比(1)を、各周波数±Xを含む複数の周波数帯ごとに積分した積分値が算出される(S130)。すなわち、2×Xの帯域幅を有する周波数帯の中心の周波数を、最小の周波数から最大の周波数まで変化させて(掃引して)、中心として用いられた周波数ごとに、2×Xの帯域幅に含まれる周波数のSN比(1)の積分値が算出される。算出された積分値は、図16に示すように、各周波数帯の中心の周波数に対応させてプロットされる(S132)。   Therefore, as shown in FIG. 15, an integrated value is calculated by integrating the SN ratio (1) in the state including noise in the knock detection gate for each of a plurality of frequency bands including each frequency ± X (S130). That is, the center frequency of the frequency band having a bandwidth of 2 × X is changed (swept) from the minimum frequency to the maximum frequency, and the bandwidth of 2 × X is used for each frequency used as the center. An integral value of the SN ratio (1) of the frequency included in the is calculated. The calculated integral value is plotted in correspondence with the center frequency of each frequency band as shown in FIG. 16 (S132).

積分値が大きい周波数帯は、小さい周波数帯に比べて、振動をより多く含むといえる。したがって、積分値が大きいことを基準にすれば、帯域幅が広い振動の周波数を選定することができる。   It can be said that the frequency band with a large integrated value includes more vibration than the small frequency band. Therefore, based on the fact that the integral value is large, it is possible to select a vibration frequency with a wide bandwidth.

そこで、理論上の筒内圧共振周波数に近いことおよびSN比(1)が高いことという基礎的な基準に加えて、SN比(1)とSN比(2)との比率が「1」に近いことおよび積分値が大きいことを基準にして、これらの基準に合致する周波数が、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)に特定される(S140)。   Therefore, in addition to the basic criteria of being close to the theoretical in-cylinder pressure resonance frequency and having a high SN ratio (1), the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is close to “1”. On the basis of the fact that the integration value is large, the frequencies that meet these criteria are specified as the frequencies F (A) to F (C) at the centers of the frequency bands A to C (S140).

これにより、吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が現れず、かつノッキングによる振動が現れる周波数を、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)として特定することができる。そのため、エンジン100の振動を検出する際、ノッキングによる振動を精度よく検出することができる。   As a result, the frequency at which the vibration due to knocking does not appear and the vibration due to knocking does not appear due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc. It can be specified as F (C). Therefore, when detecting vibration of engine 100, vibration due to knocking can be detected with high accuracy.

一方、広域の周波数帯Dの帯域幅Yを特定するために、図17に示すように、ノック検出ゲート内にノッキングによる振動およびノイズを含む状態で得られた振動の強度(S1)を、周波数F(A)〜F(C)の平均値(周波数F(D))を中心として帯域幅のみが異なる周波数帯ごとに積分した積分値が算出される(S150)。すなわち、周波数F(A)〜F(C)の平均値を中心にした周波数帯の帯域幅を変化させて、各帯域幅に含まれる周波数の振動の強度(S1)の積分値が算出される。   On the other hand, in order to specify the bandwidth Y of the wide frequency band D, as shown in FIG. 17, the vibration intensity (S1) obtained in a state including the vibration due to knocking and the noise in the knock detection gate is expressed as An integrated value obtained by integrating each frequency band having only the bandwidth around the average value (frequency F (D)) of F (A) to F (C) is calculated (S150). That is, by changing the bandwidth of the frequency band centered on the average value of the frequencies F (A) to F (C), the integral value of the vibration intensity (S1) of the frequency included in each bandwidth is calculated. .

帯域幅の違いによる積分値の違いを補正するために、各周波数帯の積分値を各周波数帯の帯域幅で除算した値に、基準として予め定められた帯域幅(たとえば10KHz)を乗じて、各積分値が補正される(S152)。補正された各積分値が、図18に示すように各周波数帯の帯域幅ごとにプロットされる(S154)。   In order to correct the difference in integral value due to the difference in bandwidth, the value obtained by dividing the integral value of each frequency band by the bandwidth of each frequency band is multiplied by a bandwidth (for example, 10 KHz) determined in advance as a reference, Each integral value is corrected (S152). Each corrected integrated value is plotted for each bandwidth of each frequency band as shown in FIG. 18 (S154).

ノッキングによる振動が現れる周波数においては、振動の強度(S1)が高くなることから、図18に示すように、補正された積分値が大きい帯域幅の周波数帯は、ノッキングによる振動が現れる周波数をより多く含むといえる。   Since the vibration intensity (S1) is high at the frequency at which vibration due to knocking occurs, the frequency band of the bandwidth with a large corrected integrated value has a higher frequency at which vibration due to knocking occurs as shown in FIG. It can be said that many are included.

そこで、補正された積分値が大きいことを基準にして、この基準に合致する帯域幅が周波数帯Dの帯域幅Yに特定される(S156)。これにより、ノッキングによる振動を含む帯域幅を特定することができる。   Therefore, based on the fact that the corrected integrated value is large, a bandwidth that matches this criterion is specified as the bandwidth Y of the frequency band D (S156). Thereby, the bandwidth including vibration due to knocking can be specified.

以上のように、本実施の形態に係る周波数の特定方法によれば、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生し、かつ吸気バルブ、排気バルブ、ピストン、インジェクタ、燃料ポンプなどによる振動が発生するようにエンジンを運転した状態で、エンジンの振動の強度(S1)が振動の周波数ごとに検出される。また、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生せず、かつ吸気バルブ、排気バルブ、ピストン、インジェクタ、燃料ポンプなどによる振動が発生するようにエンジンを運転した状態で、エンジンの振動の強度(N1)が振動の周波数ごとに検出される。振動の強度(S1)を、振動の強度(N1)で除算することにより、周波数ごとにSN比(1)が算出される。さらに、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生し、かつ吸気バルブ、排気バルブ、ピストン、インジェクタ、燃料ポンプなどによる振動が発生しないようにエンジンを運転した状態で、エンジンの振動の強度(S2)が振動の周波数ごとに検出される。また、ノック検出ゲート内においてノッキングによる振動が発生せず、かつ吸気バルブ、排気バルブ、ピストン、インジェクタ、燃料ポンプなどによる振動が発生しないようにエンジンを運転した状態で、エンジンの振動の強度(N2)が振動の周波数ごとに検出される。周波数ごとに、振動の強度(S2)を振動の強度(N2)で除算することにより、SN比(2)が算出される。SN比(1)をSN比(2)で除算することにより、SN比(1)とSN比(2)との比率が算出される。SN比(1)とSN比(2)との比率が「1」に近いことを含む基準に合致する周波数が、ノッキングの有無を判定するために抽出する振動の周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)に特定される。これにより、吸気バルブ、排気バルブ、ピストン、インジェクタ、燃料ポンプなどによる振動が現れず、かつノッキングによる振動が現れる周波数を、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)として特定することができる。   As described above, according to the method for specifying a frequency according to the present embodiment, vibration due to knocking occurs in the knock detection gate, and vibration due to an intake valve, an exhaust valve, a piston, an injector, a fuel pump, and the like occurs. In such a state that the engine is operated, the vibration intensity (S1) of the engine is detected for each vibration frequency. Further, in the state where the engine is operated so that vibration due to knocking does not occur in the knock detection gate and vibration due to the intake valve, the exhaust valve, the piston, the injector, the fuel pump, etc., is generated, the vibration intensity (N1 ) Is detected for each frequency of vibration. By dividing the vibration intensity (S1) by the vibration intensity (N1), the SN ratio (1) is calculated for each frequency. Further, the strength of the engine vibration (S2) in a state where the engine is operated such that vibration due to knocking occurs in the knock detection gate and vibration due to the intake valve, exhaust valve, piston, injector, fuel pump, etc. does not occur. Is detected for each frequency of vibration. Further, in the state where the engine is operated so that vibration due to knocking does not occur in the knock detection gate and vibration due to the intake valve, exhaust valve, piston, injector, fuel pump, etc. does not occur, the vibration intensity (N2 ) Is detected for each frequency of vibration. For each frequency, the SN ratio (2) is calculated by dividing the vibration intensity (S2) by the vibration intensity (N2). By dividing the SN ratio (1) by the SN ratio (2), the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is calculated. The frequency that matches the standard including that the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is close to “1” is the center of the frequency band A to C of the vibration extracted to determine the presence or absence of knocking. It is specified as frequencies F (A) to F (C). As a result, the frequencies F (A) to F (C) at the centers of the frequency bands A to C are defined as frequencies at which vibrations due to intake valves, exhaust valves, pistons, injectors, fuel pumps, etc. do not appear and vibrations due to knocking appear. Can be identified.

<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)を特定する際、SN比の代わりに振動の強度を積分した積分値を算出する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第1の実施の形態と同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, when the center frequencies F (A) to F (C) of the frequency bands A to C are specified, an integrated value obtained by integrating the vibration intensity instead of the SN ratio is calculated. This is different from the first embodiment. Other structures are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図19を参照して、本実施の形態において周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程について説明する。なお、各工程の順番は以下に説明する順番に限らない。また、前述の第1の実施の形態と同じ工程については、同じステップ番号を付してある。したがって、それらの詳細は説明はここでは繰り返さない。   Referring to FIG. 19, the process of specifying the center frequencies F (A) to F (C) of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D in the present embodiment will be described. In addition, the order of each process is not restricted to the order demonstrated below. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers. Therefore, the details thereof will not be repeated here.

S230にて、振動の各周波数±Xを含む複数の周波数帯ごとに振動の強度(S1)を積分した積分値を算出する。言い換えると、2×Xの帯域幅を有する周波数帯の中心の周波数を、最小の周波数から最大の周波数まで変化させて(掃引して)、中心として用いられた周波数ごとに、2×Xの帯域幅に含まれる周波数の強度(S1)の積分値を算出する。なお、振動の強度(S1)の代わりに振動の強度(S2)を用いるようにしてもよい。   In S230, an integral value obtained by integrating the vibration intensity (S1) for each of a plurality of frequency bands including the vibration frequencies ± X is calculated. In other words, the frequency at the center of the frequency band having a bandwidth of 2 × X is changed (swept) from the minimum frequency to the maximum frequency, and for each frequency used as the center, the bandwidth of 2 × X An integral value of the intensity (S1) of the frequency included in the width is calculated. The vibration intensity (S2) may be used instead of the vibration intensity (S1).

以上のようなフローチャートに基づく、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定方法について説明する。なお、S230以外の工程については、前述の第1の実施の形態と同じであるため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。   A method for specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D based on the flowchart as described above will be described. Since steps other than S230 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

図20に示すように、ノック検出ゲート内においてノイズを含む状態における振動の強度(S1)を、各周波数±Xを含む複数の周波数帯ごとに積分した積分値が算出される(S230)。すなわち、2×Xの帯域幅を有する周波数帯の中心の周波数を、最小の周波数から最大の周波数まで変化させて(掃引して)、中心として用いられた周波数ごとに、2×Xの帯域幅に含まれる周波数の強度(S1)の積分値が算出される。このようにしても、前述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。   As shown in FIG. 20, an integrated value is calculated by integrating the vibration intensity (S1) in a state including noise in the knock detection gate for each of a plurality of frequency bands including each frequency ± X (S230). That is, the center frequency of the frequency band having a bandwidth of 2 × X is changed (swept) from the minimum frequency to the maximum frequency, and the bandwidth of 2 × X is used for each frequency used as the center. The integral value of the intensity (S1) of the frequency included in is calculated. Even if it does in this way, there can exist an effect similar to the above-mentioned 1st Embodiment.

<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)を特定する際、SN比の代わりにSN比(1)とSN比(2)との比率を積分した積分値を算出する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第1の実施の形態と同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, when specifying the center frequencies F (A) to F (C) of the frequency bands A to C, the ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is used instead of the SN ratio. This is different from the first embodiment described above in that an integrated value is calculated. Other structures are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図21を参照して、本実施の形態において周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程について説明する。なお、各工程の順番は以下に説明する順番に限らない。また、前述の第1の実施の形態と同じ工程については、同じステップ番号を付してある。したがって、それらの詳細は説明はここでは繰り返さない。   With reference to FIG. 21, the process of identifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D in the present embodiment will be described. In addition, the order of each process is not restricted to the order demonstrated below. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers. Therefore, the details thereof will not be repeated here.

S330にて、振動の各周波数±Xを含む複数の周波数帯ごとに、SN比(1)とSN比(2)との比率を積分した積分値を算出する。言い換えると、2×Xの帯域幅を有する周波数帯の中心の周波数を、最小の周波数から最大の周波数まで変化させて(掃引して)、中心として用いられた周波数ごとに、2×Xの帯域幅に含まれる周波数におけるSN比(1)とSN比(2)との比率の積分値を算出する。   In S330, an integral value obtained by integrating the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is calculated for each of a plurality of frequency bands including each frequency ± X of vibration. In other words, the frequency at the center of the frequency band having a bandwidth of 2 × X is changed (swept) from the minimum frequency to the maximum frequency, and for each frequency used as the center, the bandwidth of 2 × X An integral value of the ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) at the frequency included in the width is calculated.

以上のようなフローチャートに基づく、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定方法について説明する。なお、S330以外の工程については、前述の第1の実施の形態と同じであるため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。   A method for specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D based on the flowchart as described above will be described. Since steps other than S330 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

図22に示すように、SN比(1)とSN比(2)との比率を、各周波数±Xを含む複数の周波数帯ごとに積分した積分値が算出される(S330)。すなわち、2×Xの帯域幅を有する周波数帯の中心の周波数を、最小の周波数から最大の周波数まで変化させて(掃引して)、中心として用いられた周波数ごとに、2×Xの帯域幅に含まれる周波数におけるSN比(1)とSN比(2)との比率の積分値が算出される。   As shown in FIG. 22, an integral value is calculated by integrating the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) for each of a plurality of frequency bands including each frequency ± X (S330). That is, the center frequency of the frequency band having a bandwidth of 2 × X is changed (swept) from the minimum frequency to the maximum frequency, and the bandwidth of 2 × X is used for each frequency used as the center. An integrated value of the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) at the frequency included in the.

前述したように、吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が現れる周波数において、SN比(1)とSN比(2)との比率は小さくなる。そのため、図23に示すように、積分値が小さい周波数には、吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が現れるといえる。   As described above, the ratio between the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is small at the frequency at which vibrations from the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, and the like appear. Therefore, as shown in FIG. 23, it can be said that vibrations due to the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, and the like appear at a frequency with a small integral value.

したがって、積分値が大きいことを基準にすれば、吸気バルブ116、排気バルブ118、ピストン108、インジェクタ104、燃料ポンプ120などによる振動が現れない周波数を特定することができる。   Therefore, based on the fact that the integral value is large, it is possible to specify a frequency at which vibrations by the intake valve 116, the exhaust valve 118, the piston 108, the injector 104, the fuel pump 120, etc. do not appear.

<第4の実施の形態>
以下、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、周波数遺体Dの帯域幅Yを特定する際、振動の強度の代わりに、SN比の積分値を算出する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第1の実施の形態と同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
<Fourth embodiment>
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the first embodiment described above in that, when the bandwidth Y of the frequency body D is specified, the integrated value of the SN ratio is calculated instead of the vibration intensity. Other structures are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図24を参照して、本実施の形態において周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程について説明する。なお、各工程の順番は以下に説明する順番に限らない。また、前述の第1の実施の形態と同じ工程については、同じステップ番号を付してある。したがって、それらの詳細は説明はここでは繰り返さない。   With reference to FIG. 24, the process of specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D in the present embodiment will be described. In addition, the order of each process is not restricted to the order demonstrated below. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers. Therefore, the details thereof will not be repeated here.

S450にて、SN比(1)を、周波数F(A)〜F(C)の平均値(周波数F(D))を中心として帯域幅のみが異なる周波数帯ごとに積分した積分値を算出する。言い換えると、周波数F(A)〜F(C)の平均値を中心にした周波数帯の帯域幅を変化させて、各帯域幅に含まれる周波数のSN比(1)の積分値を算出する。なお、SN比(1)の代わりにSN比(2)を用いるようにしてもよい。   In S450, an integrated value obtained by integrating the SN ratio (1) for each frequency band with only the bandwidth differing from the average value (frequency F (D)) of the frequencies F (A) to F (C) is calculated. . In other words, the integrated value of the SN ratio (1) of the frequency included in each bandwidth is calculated by changing the bandwidth of the frequency band centered on the average value of the frequencies F (A) to F (C). Note that the SN ratio (2) may be used instead of the SN ratio (1).

以上のようなフローチャートに基づく、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定方法について説明する。なお、S450以外の工程については、前述の第1の実施の形態と同じであるため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。   A method for specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D based on the flowchart as described above will be described. Since steps other than S450 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

図25に示すように、SN比(1)を、周波数F(A)〜F(C)の平均値(周波数F(D))を中心として帯域幅のみが異なる周波数帯ごとに積分した積分値が算出される(S450)。   As shown in FIG. 25, the integrated value obtained by integrating the SN ratio (1) for each frequency band having only the bandwidth around the average value (frequency F (D)) of the frequencies F (A) to F (C). Is calculated (S450).

このようにしても、ノッキングによる振動が現れる周波数においてSN比(1)は大きくなることから、前述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。   Even in this case, since the SN ratio (1) becomes large at the frequency at which the vibration due to knocking appears, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained.

<第5の実施の形態>
以下、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、周波数遺体Dの帯域幅Yを特定する際、振動の強度(S1)の代わりに、SN比(1)とSN比(2)との比率を積分した積分値を算出する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第1の実施の形態と同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
<Fifth embodiment>
The fifth embodiment of the present invention will be described below. In the present embodiment, when the bandwidth Y of the frequency body D is specified, an integrated value obtained by integrating the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is calculated instead of the vibration intensity (S1). This is different from the first embodiment described above. Other structures are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図26を参照して、本実施の形態において周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程について説明する。なお、各工程の順番は以下に説明する順番に限らない。また、前述の第1の実施の形態と同じ工程については、同じステップ番号を付してある。したがって、それらの詳細は説明はここでは繰り返さない。   With reference to FIG. 26, the process of specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D in the present embodiment will be described. In addition, the order of each process is not restricted to the order demonstrated below. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers. Therefore, the details thereof will not be repeated here.

S550にて、SN比(1)とSN比(2)との比率を、周波数F(A)〜F(C)の平均値(周波数F(D))を中心として帯域幅のみが異なる周波数帯ごとに積分した積分値を算出する。言い換えると、周波数F(A)〜F(C)の平均値を中心にした周波数帯の帯域幅を変化させて、各帯域幅に含まれる周波数におけるSN比(1)とSN比(2)との比率を積分した積分値を算出する。   In S550, the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is changed to a frequency band in which only the bandwidth is different from the average value (frequency F (D)) of the frequencies F (A) to F (C). The integrated value integrated every time is calculated. In other words, by changing the bandwidth of the frequency band centered on the average value of the frequencies F (A) to F (C), the SN ratio (1) and the SN ratio (2) at the frequency included in each bandwidth The integral value obtained by integrating the ratio is calculated.

以上のようなフローチャートに基づく、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定方法について説明する。なお、S550以外の工程については、前述の第1の実施の形態と同じであるため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。   A method for specifying the frequencies F (A) to F (C) at the center of the frequency bands A to C and the bandwidth Y of the frequency band D based on the flowchart as described above will be described. Since steps other than S550 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

図27に示すように、SN比(1)とSN比(2)との比率を、周波数F(A)〜F(C)の平均値(周波数F(D))を中心として帯域幅のみが異なる周波数帯ごとに積分した積分値が算出される(S550)。   As shown in FIG. 27, the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) is determined by using only the bandwidth around the average value (frequency F (D)) of the frequencies F (A) to F (C). An integrated value obtained by integrating for each different frequency band is calculated (S550).

このようにしても、前述したようにノッキングによる振動が現れる周波数においてSN比(1)とSN比(2)との比率が大きくなることから、前述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。   Even in this case, since the ratio of the SN ratio (1) and the SN ratio (2) becomes large at the frequency at which the vibration due to knocking appears as described above, the same effect as that of the first embodiment is obtained. Can play.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

車両のエンジンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the engine of a vehicle. 筒内圧の振動の周波数帯を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the frequency band of the vibration of a cylinder pressure. ノッキングの発生時の振動の周波数帯を示す図である。It is a figure which shows the frequency band of the vibration at the time of generation | occurrence | production of knocking. ノッキングの不発生時の振動の周波数帯を示す図である。It is a figure which shows the frequency band of the vibration when knocking does not occur. 周波数帯A〜Dを示す図である。It is a figure which shows frequency band AD. 周波数帯Dにおける振動波形を示す図である。6 is a diagram illustrating a vibration waveform in a frequency band D. 図1のエンジンECUを示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows engine ECU of FIG. エンジンECUのメモリに記憶されたノック波形モデルを示す図である。It is a figure which shows the knock waveform model memorize | stored in memory of engine ECU. 正規化後の振動波形とノック波形モデルとを比較した図である。It is the figure which compared the vibration waveform after normalization, and a knock waveform model. 本発明の第1の実施の形態に係る周波数の特定方法において、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程を示すフローチャートである。The flowchart which shows the process of specifying the frequency F (A) -F (C) of the center of frequency band AC, and the bandwidth Y of the frequency band D in the frequency identification method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is. 振動の強度およびSN比を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the intensity | strength and SN ratio of a vibration. 振動の強度およびSN比を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows the intensity | strength and SN ratio of a vibration. SN比(1)とSN比(2)との比率を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the ratio of SN ratio (1) and SN ratio (2). 振動の強度を示す図である。It is a figure which shows the intensity | strength of a vibration. SN比を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows SN ratio. SN比の積分値を示す図である。It is a figure which shows the integrated value of SN ratio. 振動の強度を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the intensity | strength of a vibration. 強度の積分値を示す図である。It is a figure which shows the integrated value of intensity | strength. 本発明の第2の実施の形態に係る周波数の特定方法において、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程を示すフローチャートである。The flowchart which shows the process of specifying the frequency F (A) -F (C) of the center of frequency band AC, and the bandwidth Y of the frequency band D in the frequency identification method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is. 振動の強度を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows the intensity | strength of a vibration. 本発明の第3の実施の形態に係る周波数の特定方法において、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程を示すフローチャートである。The flowchart which shows the process of specifying the frequency F (A) -F (C) of the center of frequency band AC, and the bandwidth Y of the frequency band D in the frequency identification method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is. SN比(1)とSN比(2)との比率を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows the ratio of SN ratio (1) and SN ratio (2). SN比(1)とSN比(2)との比率の積分値を示す図である。It is a figure which shows the integral value of the ratio of SN ratio (1) and SN ratio (2). 本発明の第4の実施の形態に係る周波数の特定方法において、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程を示すフローチャートである。The flowchart which shows the process of specifying the frequency F (A) -F (C) of the center of frequency band AC, and the bandwidth Y of the frequency band D in the frequency identification method which concerns on the 4th Embodiment of this invention. It is. SN比を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows SN ratio. 本発明の第4の実施の形態に係る周波数の特定方法において、周波数帯A〜Cの中心の周波数F(A)〜F(C)および周波数帯Dの帯域幅Yを特定する工程を示すフローチャートである。The flowchart which shows the process of specifying the frequency F (A) -F (C) of the center of frequency band AC, and the bandwidth Y of the frequency band D in the frequency identification method which concerns on the 4th Embodiment of this invention. It is. SN比(1)とSN比(2)との比率を示す図(その3)である。It is a figure (the 3) which shows the ratio of SN ratio (1) and SN ratio (2).

符号の説明Explanation of symbols

100 エンジン、102 エアクリーナ、104 インジェクタ、106 点火プラグ、108 ピストン、110 クランクシャフト、112 三元触媒、114 スロットルバルブ、116 吸気バルブ、118 排気バルブ、120 燃料ポンプ、200 エンジンECU、202 メモリ、300 ノックセンサ、302 水温センサ、304 タイミングロータ、306 クランクポジションセンサ、308 スロットル開度センサ、310 車速センサ、312 イグニッションスイッチ、400 A/D変換部、410 バンドパスフィルタ(1)、420 バンドパスフィルタ(2)、430 バンドパスフィルタ(3)、440 バンドパスフィルタ(4)、450 積算部。   100 engine, 102 air cleaner, 104 injector, 106 spark plug, 108 piston, 110 crankshaft, 112 three-way catalyst, 114 throttle valve, 116 intake valve, 118 exhaust valve, 120 fuel pump, 200 engine ECU, 202 memory, 300 knock Sensor, 302 Water temperature sensor, 304 Timing rotor, 306 Crank position sensor, 308 Throttle opening sensor, 310 Vehicle speed sensor, 312 Ignition switch, 400 A / D converter, 410 Band pass filter (1), 420 Band pass filter (2 ) 430 band pass filter (3), 440 band pass filter (4), 450 accumulator.

Claims (7)

ノッキングの有無を判定するために抽出する振動の周波数の特定方法であって、
予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生し、かつ内燃機関に設けられた予め定められた部品の作動による振動が発生する状態で、前記内燃機関の振動の第1の強度を前記予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、
前記予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生せず、かつ前記予め定められた部品の作動による振動が発生する状態で、前記内燃機関の振動の第2の強度を前記予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、
前記第1の強度および前記第2の強度の第1の比率を振動の周波数ごとに算出するステップと、
前記予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生し、かつ前記予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態で、前記内燃機関の第3の強度を前記予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、
前記予め定められたクランク角の間隔においてノッキングによる振動が発生せず、かつ前記予め定められた部品の作動による振動が発生しない状態で、前記内燃機関の第4の強度を前記予め定められたクランク角の間隔において検出するステップと、
前記第3の強度および前記第4の強度の第2の比率を振動の周波数ごとに算出するステップと、
前記第1の比率と前記第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および前記第1の比率に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップとを含む、周波数の特定方法。
A method for identifying the frequency of vibrations extracted to determine the presence or absence of knocking,
In a state where vibration due to knocking occurs at a predetermined crank angle interval and vibration due to operation of a predetermined component provided in the internal combustion engine occurs, the first intensity of vibration of the internal combustion engine is Detecting at predetermined crank angle intervals;
In a state where vibration due to knocking does not occur at the predetermined crank angle interval and vibration due to operation of the predetermined component occurs, a second intensity of vibration of the internal combustion engine is determined in advance. Detecting at a crank angle interval;
Calculating a first ratio of the first intensity and the second intensity for each frequency of vibration;
The third strength of the internal combustion engine is set to the predetermined crank angle in a state where vibration due to knocking occurs at the predetermined crank angle interval and vibration due to operation of the predetermined component does not occur. Detecting at intervals of
The fourth strength of the internal combustion engine is set to the predetermined crank in a state in which vibration due to knocking does not occur at the predetermined crank angle interval and vibration due to operation of the predetermined component does not occur. Detecting at angular intervals;
Calculating a second ratio of the third intensity and the fourth intensity for each frequency of vibration;
A method of specifying a frequency, comprising: a step of specifying a frequency of vibration to be extracted based on a result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio.
前記特定方法は、前記第1の比率および前記第2の比率のうちのいずれかを、同じ幅の複数の周波数帯ごとに積分した積分値を算出するステップをさらに含み、
ノッキングにより発生する振動の周波数を特定するステップは、前記第1の比率と前記第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および前記第1の比率に加えて、前記積分値に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップを含む、請求項1に記載の周波数の特定方法。
The specifying method further includes a step of calculating an integral value obtained by integrating one of the first ratio and the second ratio for each of a plurality of frequency bands having the same width,
The step of identifying the frequency of vibration generated by knocking is extracted based on the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio, and the integrated value. The frequency specifying method according to claim 1, further comprising: specifying a frequency of vibration to be performed.
前記特定方法は、前記第1の強度および前記第3の強度のうちのいずれかを、同じ幅の複数の周波数帯ごとに積分した積分値を算出するステップをさらに含み、
ノッキングにより発生する振動の周波数を特定するステップは、前記第1の比率と前記第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および前記第1の比率に加えて、前記積分値に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップを含む、請求項1に記載の周波数の特定方法。
The specifying method further includes a step of calculating an integral value obtained by integrating any one of the first intensity and the third intensity for each of a plurality of frequency bands having the same width,
The step of identifying the frequency of vibration generated by knocking is extracted based on the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio, and the integrated value. The frequency specifying method according to claim 1, further comprising: specifying a frequency of vibration to be performed.
前記特定方法は、
前記第1の比率および前記第2の比率の比率を積分した積分値を、同じ幅の複数の周波数帯ごとに算出するステップをさらに含み、
ノッキングにより発生する振動の周波数を特定するステップは、前記第1の比率と前記第2の比率とを周波数ごとに比較した結果および前記第1の比率に加えて、前記積分値に基づいて、抽出する振動の周波数を特定するステップを含む、請求項1に記載の周波数の特定方法。
The identification method is as follows:
Calculating an integrated value obtained by integrating the ratio of the first ratio and the second ratio for each of a plurality of frequency bands having the same width;
The step of identifying the frequency of vibration generated by knocking is extracted based on the result of comparing the first ratio and the second ratio for each frequency and the first ratio, and the integrated value. The frequency specifying method according to claim 1, further comprising: specifying a frequency of vibration to be performed.
前記特定方法は、前記第1の比率および前記第2の比率のうちのいずれかを、同じ周波数を基準にして定められた、異なる幅の複数の周波数帯ごとに積分した第1の積分値を算出するステップと、
各前記周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各前記第1の積分値を補正した第2の積分値を算出するステップと、
各前記第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅を特定するステップとをさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の周波数の特定方法。
In the specifying method, a first integrated value obtained by integrating one of the first ratio and the second ratio for each of a plurality of frequency bands having different widths, which is determined based on the same frequency. A calculating step;
Calculating a second integral value obtained by correcting each of the first integral values based on a width of each frequency band and a ratio of a predetermined width;
The frequency specifying method according to claim 1, further comprising: specifying a width of a frequency band of vibration to be extracted based on each of the second integrated values.
前記特定方法は、前記第1の強度および前記第2の強度のうちのいずれかを、同じ周波数を基準にして定められた、異なる幅の複数の周波数帯ごとに積分した第1の積分値を算出するステップと、
各前記周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各前記第1の積分値を補正した第2の積分値を算出するステップと、
各前記第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅を特定するステップとをさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の周波数の特定方法。
In the specifying method, a first integrated value obtained by integrating one of the first intensity and the second intensity for each of a plurality of frequency bands having different widths, which is determined based on the same frequency. A calculating step;
Calculating a second integral value obtained by correcting each of the first integral values based on a width of each frequency band and a ratio of a predetermined width;
The frequency specifying method according to claim 1, further comprising: specifying a width of a frequency band of vibration to be extracted based on each of the second integrated values.
前記特定方法は、
前記第1の比率および前記第2の比率の比率を積分した第1の積分値を、同じ周波数を基準にして定められた、同じ幅の複数の周波数帯ごとに算出するステップと、
各前記周波数帯の幅および予め定められた幅の比率に基づいて、各前記第1の積分値を補正した第2の積分値を算出するステップと、
各前記第2の積分値に基づいて、抽出する振動の周波数帯の幅を特定するステップとをさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の周波数の特定方法。
The identification method is as follows:
Calculating a first integral value obtained by integrating the ratio of the first ratio and the second ratio for each of a plurality of frequency bands having the same width, which is determined based on the same frequency;
Calculating a second integral value obtained by correcting each of the first integral values based on a width of each frequency band and a ratio of a predetermined width;
The frequency specifying method according to claim 1, further comprising: specifying a width of a frequency band of vibration to be extracted based on each of the second integrated values.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017218948A (en) * 2016-06-07 2017-12-14 三菱電機株式会社 Control device of internal combustion engine and its control method

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