JP5554199B2 - 内燃機関のノック制御装置 - Google Patents
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Description
μ[n]=Kμ×V[n−1]+(1−Kμ)×V[n]
V:ノック信号、Kμ:フィルタ係数、n:割り込み処理数(正の整数)
σ[n]2=Kσ2×σ[n−1]2+(1−Kσ2)×(V―μ)[n]2
Kσ2:分散算出用フィルタ係数
σ[n]=(σ[n]2)1/2
TH[n]=μ[n]+KTh×σ[n]
KTH:閾値算出用係数
Z=(V−μ)/σ
Z:正規化後のノック信号
内燃機関のノックによる振動を検出するノックセンサと、前記ノックセンサの出力信号から抽出したノック信号を正規化するノック信号正規化手段と、前記正規化されたノック信号に基づいてノック判定閾値を設定するノック判定閾値設定手段と、前記正規化されたノック信号と前記設定されたノック判定閾値に基づいてノック強度を算出するノック強度演算手段と、前記算出されたノック強度に基づいてノックの有無を判定するノック判定手段と、前記ノック判定手段によりノックが発生していると判定された場合には前記算出したノック強度を補正するノック補正量を算出するノック補正量演算手段とを備え、
前記ノック信号正規化手段は、前記ノック信号を前記ノック信号の平均値により除算し正規化することを特徴とするものである。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態1による内燃機関のノック制御装置について詳細に説明する。図1は、この発明の実施の形態1による内燃機関のノック制御装置を適用した内燃機関全体を概略的に示す構成図である。尚、自動車等車両用の内燃機関は、通常、複数のシリンダ及びピストンを備えているが、図1では説明の便宜上、一つのシリンダ及びピストンのみを示している。
分の中心を2.5[V]にしておき、2.5[V]を中心として、0[V]〜5[V]の範囲に振動成分が収まるように構成されている。尚、LPF14には、ノックセンサ12からの振動波形信号の振動成分が小さい場合には、2.5[V]を中心に増幅し、大きい場合には2.5[V]を中心に減少させるゲイン変換機能も含まれている。
BTDC75°CA毎の割り込み処理行程[n]毎にフィルタ処理を行なうことにより、正規化前ノック信号VSIG[n]を平均化して正規化前ノック信号VSIG[n]の平均値VASIG[n]を得る。
VASIG[n]=KASIG×VASIG[n−1]
+(1−KASIG)×VSIG[n]
・・・・・・・・式(1)
KASIG:フィルタ係数
n:割り込み処理数(正の整数)
VNSGM[n]=VSIG[n]/VASIG[n]
(∵VMIN<VASIG<VMAX) ・・・・・・・・式(2)
ここで、ノック信号最小値VMIN、及びノック信号最大値VMAXは、ノック制御が実行されている状態からノック制御禁止の状態となるノック信号の下限値の直前の値、及び上限値の直前の値を用いても良いし、予め実験的に求めた値から設定しておいても良い。尚、ステップS103は、信号正規化手段としての標準偏差正規化手段を構成する。
VASGM[n]=KASGM×VASGM[n−1]
+(1−KASGM)×VNSGM[n]
・・・・・・・・式(3)
KASGM:フィルタ係数
VNAVE[n]=VNSGM[n]+(1−VASGM[n])
・・・・・・・・式(4)
ック判定閾値設定手段18及びノック強度演算手段19に用いる。
VBGL[n]=KBGL×VBGL[n−1]+(1−KBGL)×VNRM[n]
・・・・・・・・式(5)
KBGL:BGL算出用フィルタ係数
VAR[n]=KVAR×VAR[n−1]+(1−KVAR)
×(VNRM−VBGL)2
・・・・・・・・式(6)
KVAR:分散算出用フィルタ係数
SGM[n]=VAR[n]1/2
・・・・・・・・式(7)
VTH[n]=VBGL[n]+KTH×SGM[n]
・・・・・・・・式(8)
KTH: 信頼区間補正係数
尚、信頼区間補正係数KTHは、ノックの発生確率に基づいて適合される値であり通常「3」程度の値が設定される。
IKNKN[n]
=(VNRM[n]−VBGL[n])/(VTH[n]−VBGL[n])
・・・・・・・・式(9)
RTD[n]=IKNKN[n]/(KIKNK×VASIG[n])
・・・・・・・・式(10)
KIKNK:ノック強度算出補正係数
れている。
(1)この発明による内燃機関のノック制御装置は、内燃機関のノックによる振動を検出
するノックセンサと、前記ノックセンサの出力信号から抽出したノック信号を正規化するノック信号正規化手段と、前記正規化されたノック信号に基づいてノック判定閾値を設定するノック判定閾値設定手段と、前記正規化されたノック信号と前記設定されたノック判定閾値に基づいてノック強度を算出するノック強度演算手段と、前記算出されたノック強度に基づいてノックの有無を判定するノック判定手段と、前記ノック判定手段によりノックが発生していると判定された場合には前記算出したノック強度を補正するノック補正量を算出するノック補正量演算手段とを備え、前記ノック信号正規化手段は、前記ノック信号を前記ノック信号の平均値により除算して前記ノック信号の標準偏差を正規化するようにしたものである。
この構成によれば、ノック信号の標準偏差との相関は高いが、ノック発生時の変化率は標準偏差に比べて小さい平均値を用いてノック信号を除算することで、先ず、ノックの発生による振動成分まで正規化されることなく、運転状態の変化によるノック信号の標準偏差の変化のみを精度良く抑制することが可能となる。更に、ノック信号の平均値についても略「1」に正規化することが可能となる。又、正規化のためにノック信号の標準偏差を算出する必要がないので処理負荷を低減することが可能であり、更に、標準偏差算出のための定数設定を行なう必要がないので適合処理の工数を削減することが可能となる。
この構成によれば、ノック信号の標準偏差が正規化された信号に対してその信号の平均値が所定値になるように線形写像を行なうことにより、ノック信号の低周波成分を除去するフィルタすることになり、運転状態の変化によるノック信号の平均値の変化をさらに抑制することができ、運転状態の変化によるノック誤判定の継続を抑制することができる。
この構成によれば、繰返し線形写像を行なうことで、ノック信号の低周波成分を除去するフィルタの次数が増えることになり、ノック信号の平均値の変化をさらに抑制することができるため、運転状態の変化によるノック誤判定の継続を抑制することができる。
この構成によれば、過小な平均値を用いて除算を行なうことによる正規化の精度不良を防止することができる。
この構成によれば、正規化後のノック信号に基づいてノック判定閾値の設定やノック判定を行なうことで、運転状態の変化によらずノック判定閾値の設定やノック判定を精度良く行なうことが可能となる。又、、正規化前のノック信号を用いてノック補正量を補正することで、例えばノック信号が小さい状態(エンジンの騒音自体が静かな状態)ではノックの音が運転者に聞こえやすいため、算出されたノック強度に対して大きい補正量を算出
することが可能となり、運転者の感覚に合ったノック制御を行なうことが可能となる。
3 スロットル開度センサ 4 エアフローセンサ
5 サージタンク 6 インテークマニホールド圧力センサ
7 可変吸気バルブ機構 8 インジェクタ
9 点火コイル 10 点火プラグ
11 クランク角センサ11 12 ノックセンサ
13 電子制御ユニット 14 ローパスフィルタ
15 A/D変換器 16 デジタル信号処理部
17 ノック信号正規化手段 18 ノック判定閾値設定手段
19 ノック強度演算手段 20 ノック判定手段
21 ノック補正量演算手段 50 エアフィルタ
51 インテークマニホールド 71 吸気バルブ
81 排気弁 100 吸気系
110 プレート 131 I/F回路
132 マイクロコンピュータ 200 排気系
300 各種センサ 500 各種アクチュエータ
Claims (5)
- 内燃機関のノックによる振動を検出するノックセンサと、前記ノックセンサの出力信号から抽出したノック信号を正規化するノック信号正規化手段と、前記正規化されたノック信号に基づいてノック判定閾値を設定するノック判定閾値設定手段と、前記正規化されたノック信号と前記設定されたノック判定閾値に基づいてノック強度を算出するノック強度演算手段と、前記算出されたノック強度に基づいてノックの有無を判定するノック判定手段と、前記ノック判定手段によりノックが発生していると判定された場合には前記算出したノック強度を補正するノック補正量を算出するノック補正量演算手段とを備え、
前記ノック信号正規化手段は、前記ノック信号を前記ノック信号の平均値により除算して正規化することを特徴とする内燃機関のノック制御装置。 - 前記ノック信号正規化手段は、
前記ノックセンサの出力信号から抽出したノック信号を前記ノック信号の平均値により除算して正規化し、正規化後ノック信号を得る信号正規化手段と、
前記信号正規化手段により得た正規化後ノック信号を所定の値に線形写像することにより前記ノック信号の平均値を正規化する平均値正規化手段とを備えた、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のノック制御装置。 - 前記平均値正規化手段により処理された信号の平均値を所定の値に線形写像する処理は、所定回数繰返し行なわれることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記信号正規化手段は、ノック制御の実行が禁止となっている状態では、前記ノック制御の実行が禁止となる直前の前記ノック信号の平均値を用いて前記ノック信号を正規化することを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記ノック補正量演算手段により算出されるノック補正量は、前記ノック強度演算手段により算出されたノック強度と前記ノック信号正規化手段により正規化される前のノック信号とを用いて、前記ノック強度演算手段により演算された前記ノック強度を補正した量であることを特徴とする請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載の内燃機関のノック制御装置。
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