KR100932877B1

KR100932877B1 - 노킹 상태 판정 장치

Info

Publication number: KR100932877B1
Application number: KR1020087002014A
Authority: KR
Inventors: 리히토 가네코; 겐지 가사시마; 마사토모 요시하라; 고지 아소; 겐지 센다; 시게루 가미오; 유이치 다케무라
Original assignee: 도요타 지도샤（주）; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2009-12-21
Also published as: CN101213432A; KR20080031905A; EP1896817A1; US20070084266A1; EP1896817B1; US20080234918A1; ZA200800720B; DE602006019589D1; MY142497A; JP2007009725A; US7669582B2; CN101213432B; ES2356672T3; WO2007001064A1; US7387107B2; JP4452660B2; AR053942A1; ZA200800722B

Abstract

엔진 ECU 는 엔진의 진동 파형과 미리 저장된 노크 파형 모델을 비교한 결과에 기초하여 상관계수 (K) 를 계산하는 단계; 노크 센서에서 전달된 신호에 기초하여 검출된 크기 (V) 로부터 크기값 (LOG(V)) 을 계산하는 단계 (S200); 한계 (K(1)) 보다 큰 상관계수 (K) 가 계산된 점화 사이클에서 크기값 (LOG(V)) 을 이용하여 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 형성하는 단계 (S204); 및 형성된 빈도 노크비 (KC) 를 카운트하는 단계 (S216) 를 포함하는 프로그램을 수행한다. 만약 진동 파형이 소음 요소의 진동의 파형을 포함하면, 상관계수 (K) 는 포함하지 않는 경우와 비교하여 더 작게 계산된다.

노킹 상태 판정 장치

Description

노킹 상태 판정 장치 {KNOCKING STATE DETERMINATION DEVICE}

본 발명은 노킹 상태 판정 장치 및 특히 내연기관에서 발생되는 진동의 파형에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 기술에 관한 것이다.

통상적으로, 노킹 (노크) 이 존재하는지 아닌지 여부를 판정하는 다양한 방법이 제안되어 왔다. 일본 특허 공보 No. 2003-021032 에 개시된 내연기관의 노크 제어 장치는 내연기관의 노크를 검출하기 위한 노크 센서, 노크 센서에 의해 검출된 출력 신호를 실질적으로 처리하기 위한 통계 처리부, 통계 처리부에 의한 처리 결과에 기초하여 노크가 발생했는지 아닌지 여부를 판정하는 제 1 임시 판정부, 노크 센서에 의해 검출된 출력 신호의 파형에 기초하여 노크가 발생했는지 아닌지 여부를 판정하는 제 2 임시 판정부 및 제 1 임시 판정부에 의한 노크 임시 판정 결과 및 제 2 임시 판정부에 의한 노크 임시 판정 결과에 기초하여 노크가 발생했는지 여부를 최종적으로 판정하는 최종 노크 판정부를 포함한다. 최종 노크 판정부는 제 1 임시 판정부 및 제 2 임시 판정부에서 노크가 발생했다고 판정한 경우 노크가 발생했는지 아닌지 여부를 최종적으로 판정한다.

이 공보에 나타난 노크 제어 장치에서, 통계 처리 프로그램에 의한 노크 임시 판정과 파형 프로그램에 의한 노크 임시 판정이 이용되고, 각각의 임시 판정에 서 노크가 발생하였다고 판정된 경우에만 최종적으로 노크가 발생하였다고 판정한다. 따라서, 통계 처리 프로그램과 파형 프로그램 중 단지 하나만을 이용한 노킹 검출에 의해 잘못 검출된 노킹에 기초한 출력 신호에 관하여, 노킹이 발생하였는지 아닌지 여부를 정확하게 판정할 수 있다.

그러나 일본 공개 공보 No. 2003-021032 에 개시된 노크 제어 장치에서, 통계 처리에 의한 노킹 판정과 파형의 형상에 의한 노킹 판정은 서로 독립적으로 수행된다. 따라서, 각각의 판정 방법의 정확도는 향상되지 않고, 각각의 판정 방법에서 소음 요소에 의한 정확도 하락을 해결하지 못한다. 따라서, 이 장치는 노킹이 있는지 없는지 여부를 정확하게 판정하기 위해 더욱 개선할 여지가 있다.

본 발명의 목적은 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있는 노킹 상태 판정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 노킹 상태 판정 장치는 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 내연기관에서 야기된 진동의 파형을 검출하는 제 1 검출부; 내연기관의 진동의 파형을 미리 저장하는 메모리부; 다수의 점화 사이클에서 내연기관에서 야기된 진동의 크기와 관계된 크기값을 검출하는 제 2 검출부; 검출된 파형과 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 다수의 크기값 중에서 미리 정해진 조건을 만족하는 크기값을 추출하는 추출부; 및 추출된 크기값에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 판정부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 내연기관에서 야기되는 진동의 파형은 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 검출되고, 검출된 파형은 예를 들어 노킹에 의해 야기된 진동의 파형으로서 미리 저장된 파형과 비교된다. 더욱이, 내연기관에서 야기된 진동의 크기와 관련된 크기값은 다수의 점화 사이클에서 검출되고, 검출된 다수의 크기값 중에서 검출된 파형과 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 크기값이 추출된다. 이에 의해, 파형이 흡기/배기 밸브의 안착이나 분사기로부터의 연료 분사에 의한 진동과 같은 소음 요소의 진동으로 야기되는 진동의 파형과 같거나 비슷한 점화 사이클에서 크기값을 추출하지 않고, 다른 크기값을 추출할 수 있다. 즉, 소음 요소의 진동에 의한 진동의 크기값을 제거할 수 있다. 이러한 크기값에 기초하여, 노킹 발생 상태가 판정된다. 따라서, 소음 요소의 영향을 억제하여 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다. 결과적으로, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있는 노킹 상태 판정 장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는, 저장된 파형와 검출된 파형을 비교한 결과와 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 내연기관에서 야기된 진동의 크기에 기초하여 노킹에 의해 야기된 진동의 크기와 관계된 노크 크기를 계산하는 노크 크기 계산부; 및 노크 크기와 미리 정해진 판정값을 비교한 결과에 기초하여 각각의 점화 사이클마다 내연기관에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하는 노킹 판정부를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 노킹에 의해 야기되는 진동의 크기와 관계된 노크 크기는 저장된 파형과 검출된 파형을 비교한 결과 및 크랭크 각에 대해 미리 정해진 간격으로 내연기관에서 야기되는 진동의 크기에 기초하여 계산된다. 이에 의해, 진동의 파형과 크기를 고려하여, 노킹을 판정하기 위해 사용되는 값으로서의 노크 크기를 얻을 수 있다. 노크 크기와 미리 정해진 판정값을 비교한 결과에 기초하여, 각각의 점화 사이클마다 내연 기관에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하게 된다. 이에 의해, 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값에 기초한 노크 판정에 덧붙여, 각각의 점화 사이클마다 노킹 판정이 수행될 수 있다. 따라서, 지난 점화 사이클에서의 진동 상태와 한 점화 사이클에서의 진동 상태 양자를 모두 고려하여 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다. 결과적으로, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 내연기관의 회전수와 내연기관에 흡입된 공기의 양 중 하나 이상에 기초하여 미리 정해진 판정값을 설정한다.

본 발명에 따르면, 각각의 사이클에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하기 위한 판정값은 내연기관의 회전수와 내연기관에 들어간 공기량 중 하나 이상에 기초하여 설정된다. 이에 의해, 내연기관의 작동 상태에 상응하는 적절한 판정값을 얻을 수 있다. 따라서, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 판정부의 판정 결과에 기초하여 미리 정해진 판정값을 보정하는 보정부를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값으로부터 추출된 크기값을 이용하여 노킹 발생 상태를 판정한 판정 결과에 기초하여 각각의 사이클마다 노킹이 발생했는지 여부를 판정하는데 이용되는 판정값이 보정된다. 이에 의해, 지난 점화 사이클의 진동 상태에서 고려할 때 노킹 발생 빈도가 높다고 하는 경우에는, 노킹 발생시 점화 타이밍의 지연이 더 빈번하게 수행될 수 있도록 하기 위해 판정값을 보정하여 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 노킹이 발생했음을 판정하기 쉽게 할 수 있다. 이와 반대로, 지난 점화 사이클의 진동 상태에서 고려할 때 노킹 발생 빈도가 낮다고 하는 경우에는, 노킹이 발생하지 않을시 점화 타이밍의 앞당김이 더 빈번하게 수행될 수 있도록 하기 위해 판정값을 보정하여 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 노킹이 발생했음을 판정하기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 판정값을 적절한 값으로 정하여 적절한 점화 타이밍을 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 노크 크기에 의해 내연기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 판정값을 보정하는 보정부를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 노크 크기의 사용에 의해 내연기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여, 각각의 점화 사이클에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하는데 사용되는 판정값이 보정된다. 이에 의해, 노킹 발생 빈도가 높다고 하는 경우에는, 노크 발생시 점화 타이밍의 지연이 더 빈번하게 수행될 수 있도록 하기 위해 판정값을 보정하여 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 노킹이 발생했다고 판정할 수 있다. 이와 반대로, 노킹 발생 빈도가 낮다고 하는 경우에는, 노크가 발생하지 않을시 점화 타이밍의 앞당김이 더 빈번하게 수행될 수 있도록 하기 위해 판정값을 보정하여 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 노킹이 발생했다고 판정하기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 판정값을 적절한 값으로 정하여 적절한 점화 타이밍을 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 판정부에 의한 판정 결과에 기초하여 미리 정해진 판정값을 보정하는 제 1 보정부; 및 노크 크기를 이용하여 내연 기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 제 1 보정부의 보정량과 다른 보정량만큼 판정값을 보정하는 제 2 보정부를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값에서 추출된 크기값을 이용하여 노킹 발생 상태를 판정한 판정 결과에 기초하여 각각의 사이클에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하는데 이용되는 크기값이 보정된다. 더욱이, 노크 크기를 이용하여 내연기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 각각의 점화 사이클에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하기 위해 사용되는 판정값이 보정된다. 이에 의해, 노킹 발생 빈도가 높다고 하는 경우에는, 노킹 발생시 점화 타이밍의 지연이 더 빈번하게 수행될 수 있도록 하기 위해 판정값을 보정하여 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 노킹이 발생했다고 판정할 수 있다. 이와 반대로, 노킹 발생 빈도가 낮다고 하는 경우에는, 노킹이 발생하지 않을시 점화 타이밍의 앞당김이 더 빈번하게 수행될 수 있도록 하기 위해 판정값을 보정하여 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 노킹이 발생했다고 판정하기 어렵게 할 수 있다. 여기서, 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값에 기초한 크기값을 이용하여 노킹 발생 상태를 판정한 결과에 기초하여 판정값을 보정하는 경우와 노크 크기를 이용하여 내연기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 판정값을 보정하는 경우를 비교하면, 보정량은 서로 다르다. 예를 들어, 노크 크기를 이용하여 내연기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 판정값을 보정하는 경우에는, 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값에 기초한 크기값을 이용하여 노킹 발생 상태를 판정한 결과에 기초하여 판정값을 보정하는 경우보다 더 큰 보정량만큼 판정값이 보정된다. 이에 의해, 각각의 점화 사이클에서 노크 판정으로부터 노크 발생 빈도가 높다고 판정할 수 있고, 판정값은 즉시 보정될 수 있다. 따라서, 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 판정값을 적절한 값으로 정하여 적절한 점화 타이밍을 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게는 제 1 보정부의 보정량보다 더 큰 보정량만큼 제 2 보정부가 판정값을 보정한다.

본 발명에 따르면, 노크 크기를 이용하여 내연기관에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 판정값을 보정하는 경우, 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값에 기초한 크기값을 이용하여 노킹 발생 상태를 판정한 결과에 기초하여 판정값을 보정하는 경우보다 큰 보정량만큼 판정값이 보정된다. 이에 의해, 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정으로부터 노킹 발생 빈도가 높다고 판정할 수 있으면, 판정값은 즉시 보정될 수 있다. 따라서, 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정시 판정값을 적절한 값으로 정하여 적절한 점화 타이밍을 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 검출된 파형과 저장된 파형간의 편차에 관계된 값을 계산하는 편차 계산부를 더 포함한다. 노크 크기 계산부는 편차에 관계된 값 및 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 내연기관에서 야기된 진동 크기에 기초하여 노크 크기를 계산한다.

본 발명에 따르면, 검출된 파형과 저장된 파형간의 편차에 관계된 값이 계산된다. 이에 의해, 예를 들어 검출된 파형과 저장된 파형간의 다른 점을 정량화하여 노킹에 의해 야기된 진동의 파형인지 여부를 객관적으로 판정할 수 있다. 편차에 관계된 값과 진동 크기에 기초하여, 노크 크기가 계산된다. 이에 의해, 노킹에 의해 야기된 진동 파형과의 차이가 수치로서 적절하게 반영되는 노크 크기를 얻을 수 있다. 따라서, 높은 정확도로 노킹이 발생했는지 여부를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 내연기관에서 야기된 진동의 크기가 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 적산되는 적산값을 계산하는 적산부를 포함한다. 노크 크기 계산부는 편차에 관계된 값과 적산값의 곱에 기초하여 노크 크기를 계산한다.

본 발명에 따르면, 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 내연기관에서 야기된 진동의 크기가 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 적산되는 적산값이 계산된다. 노킹에 의해 야기되는 진동은 점차 감쇠되고, 소음 요소에 의해 야기되는 진동은 급격하게 감쇠된다. 따라서, 노킹에 의한 진동의 크기의 적산값과 소음 요소에 의해 야기되는 진동의 크기의 적산값은 크게 다르다. 편차에 관련된 값과 적산값의 곱에 기초하여, 노크 크기가 계산된다. 이에 의하여, 노킹과 소음간의 차이가 큰 노크 크기를 얻을 수 있다. 이러한 노크 크기에 기초하여, 한 사이클에서 노킹이 발생했는지 여부가 판정된다. 따라서, 높은 정확도로 노킹이 발생했는지 여부를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 만약 검출된 파형이 내연기관의 미리 정해진 부분의 작동에 의해 야기된 진동의 파형을 포함한다면, 포함하지 않은 경우와 비교하여 편차 계산부는 편차와 관계된 더 작은 값을 계산한다. 미리 정해진 조건은, 미리 정해진 값보다 큰 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서 크기값인 조건이다.

본 발명에 따르면, 만약 검출된 파형이 내연기관의 미리 정해진 부분의 작동에 의해 야기되는 진동 (소음 요소의 진동) 의 파형을 포함하면, 포함하지 않은 경우와 비교하여, 편차와 관계된 값은 더 작게 계산된다. 미리 정해진 값보다 큰 편차에 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값인 조건을 만족하는 크기값은 다수의 점화 사이클에서 검출된 크기값으로부터 추출된다. 이에 의해, 소음 요소의 진동을 포함하는 파형이 검출되는 점화 사이클에서 크기값이 추출된 크기값과 섞이는 상태를 억제할 수 있다. 즉, 소음 요소의 진동을 제외한 크기값을 추출할 수 있다. 따라서, 소음 요소의 영향을 억제하며 노킹 발생 상태를 검출할 수 있다. 결과적으로, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 검출할 수 있다.

더욱 바람직하게는 미리 정해진 값은 내연기관이 작동되어 미리 정해진 부분의 작동에 의한 진동이 미리 정해진 간격으로 야기되는 상태에서 계산된 편차와 관계된 값의 최대값이다.

본 발명에 따르면, 소음 요소를 포함하는 진동의 파형이 검출된 경우 편차와 관계된 값의 최대값보다 크다는 조건을 만족하는 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값이라는 조건을 만족하는 크기값이 추출된다. 이에 의해, 소음 요소의 진동의 크기값으로 고려되는 크기값을 제외하고 크기값을 추출할 수 있다. 따라서, 소음 요소의 진동의 크기값이 아니라고 고려되는 크기값에 기초하여, 노크 발생 상태가 판정될 수 있다. 결과적으로, 소음 요소의 영향을 억제하면서 높은 정확도로 노크 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 미리 정해진 부분은 피스톤, 분사기, 흡기 밸브 및 배기 밸브 중 하나 이상이다.

본 발명에 따르면, 피스톤, 분사기, 흡기 밸브 및 배기 밸브 중 하나 이상에 의해 발생되는 소음 요소를 억제하여 노크 발생 상태를 정확하게 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 검출된 파형과 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 검출된 파형과 저장된 파형 간의 편차에 관계된 값을 계산하는 편차 계산부를 더 포함한다. 만약 검출된 파형이 내연기관의 미리 정해진 부분의 작동에 의해 야기된 진동의 파형을 포함한다면, 포함하지 않은 경우와 비교하여, 편차 계산부는 더 작은 편차에 관계된 값을 계산한다. 미리 정해진 조건은 미리 정해진 값보다 더 큰 편차에 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값인 조건이다.

본 발명에 따르면, 검출된 파형과 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 검출된 파형과 저장된 파형 간의 편차에 관계된 값이 계산된다. 만약 검출된 파형이 내연기관의 미리 정해진 부분의 작동에 의해 야기되는 진동 (소음 요소의 진동) 을 포함하면, 포함하지 않은 경우와 비교하여, 편차와 관계된 값이 더 작게 계산된다. 미리 정해진 값보다 더 큰 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값이라는 조건을 만족하는 크기값은 다수의 점화 사이클에서 검출되는 크기값으로부터 추출된다. 이에 의해서, 소음 요소의 진동을 포함하는 파형이 검출되는 점화 사이클에서 크기값이 추출된 크기값과 섞이는 상태를 억제할 수 있다. 즉, 소음 요소의 진동을 제외한 크기값이 추출될 수 있다. 따라서, 소음 요소의 영향을 억제하며 노킹 발생 생태를 판정할 수 있다. 결과적으로, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 미리 정해진 값은 내연기관이 작동되어 미리 정해진 부분의 작동에 의한 진동이 미리 정해진 간격으로 야기되는 상태에서 계산되는 편차와 관계된 값의 최대값이다.

본 발명에 따르면, 소음 요소를 포함하는 진동의 파형이 검출되는 경우 편차에 관계된 값의 최대값보다 크다는 조건을 만족하는 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값이라는 조건을 만족하는 크기값이 추출된다. 이에 의해, 소음 요소의 진동의 크기값으로 고려되는 크기값을 제외할 수 있고, 크기값을 추출할 수 있다. 따라서, 소음 요소의 진동의 크기값이 아니라고 고려되는 크기값에 기초하여 노킹 발생 상태가 판정될 수 있다. 결과적으로, 소음 요소의 영향을 억제하며 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 피스톤, 분사기, 흡기 밸브 및 배기 밸브 중 하나 이상에 의해 발생되는 소음 요소를 억제할 수 있다.

더욱 바람직하게는 노킹 상태 판정 장치는 추출된 크기값에 기초하여 노크 판정 레벨을 계산하는 레벨 계산부를 더 포함한다. 판정부는 추출된 크기값과 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정한다.

본 발명에 따르면, 노크 판정 레벨은 추출된 크기값에 기초하여 계산된다. 이러한 방식으로, 지난 점화 사이클에서의 크기값이 반영되는 노크 판정 레벨을 얻을 수 있다. 따라서, 크기값에 대한 내연기관의 작동 상태와 개별적인 특수성의 영향을 고려하여 노크 판정 레벨을 얻을 수 있다. 노크 판정 레벨과 추출된 크기값을 비교한 결과에 기초하여, 노킹 발생 상태가 판정된다. 이에 의해, 내연기관의 작동 상태와 개별적인 차이점에 상응하여 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 레벨 계산부는 미리 정해진 수보다 작지 않은 크기값이 다수 추출되는 경우 노크 판정 레벨을 계산한다.

본 발명에 따르면, 미리 정해진 수보다 작지 않은 크기값이 다수 추출되는 경우 노크 판정 레벨이 계산된다. 이에 의해, 노킹 발생 상태를 판정하기에 적합한 점화 사이클의 수에 대한 크기값에 기초하여 노크 판정 레벨이 계산될 수 있다. 따라서, 내연기관의 작동 상태와 개별적인 차이에 의해 크기값에 미치는 영향을 적합하게 고려하면서 노크 판정 레벨을 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게는 추출된 크기값과 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 판정부는 노킹 발생 빈도를 판정한다.

본 발명에 따르면, 노킹 발생 빈도가 판정된다. 여기서, 차량의 승객이 들을 수 있는 소리를 야기하는 노킹의 존재나 부존재는 노킹 발생 빈도와 상관이 있다. 따라서, 노킹 발생 빈도를 판정하여 차량 승객이 들을 수 있는 소리를 야기하는 노킹의 존재 또는 부존재를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 판정부는 추출된 크기값 중에서, 노크 판정 레벨보다 큰 크기값이 노킹 발생 빈도로서 추출되는 빈도를 판정한다.

본 발명에 따르면, 노크 판정 레벨보다 큰 크기값이 추출되는 빈도가 노킹 발생 빈도로서 판정된다. 여기서, 차량의 승객이 들을 수 있는 소리를 야기하는 노킹의 존재 또는 부존재는 노킹 발생 빈도와 상관이 있다. 따라서, 노킹 발생 빈도를 판정하여 차량의 승객이 들을 수 있는 소리를 야기하는 노킹의 존재 또는 부존재를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 레벨 계산부는 추출된 크기값의 표준편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 크기값의 중앙값과 더하여 노크 판정 레벨을 계산한다.

본 발명에 따르면, 추출된 크기값의 표준편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 크기값의 중앙값과 더하여 노크 판정 레벨이 계산된다. 이러한 방식으로, 지난 사이클에서의 크기값이 반영된 노크 판정 레벨을 얻을 수 있다. 따라서, 크기값에 대한 작동 상태와 내연기관의 개별적인 특성의 영향을 고려한 노크 판정 레벨을 얻을 수 있다. 노크 판정 레벨을 추출된 크기값과 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 상태가 판정된다. 따라서, 내연기관의 작동 상태와 개별적인 차이에 상응하여 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 미리 정해진 계수는 3 이다.

본 발명에 따르면, 추출된 크기값으로부터 계산된 표준편차와 계수 "3" 의 곱에 기초하여 노크 판정 레벨이 계산된다. 실험과 지식을 통해 얻은 데이터를 고려하여, 표준 편차에 곱하는 계수가 "3" 이 되게 하여 계산된 노크 판정 레벨보다 큰 크기값은 노킹이 실제로 발생했던 점화 사이클에서 크기값이라고 한다. 따라서, 추출된 크기값으로부터 계산된 표준편차와 계수 "3" 의 곱에 기초하여 노크 판정 레벨을 계산하여, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값보다 크지 않은 크기값에서의 표준편차와 미리 정해진 계수의 곱을, 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값에 더하여 레벨 계산부는 노크 판정 레벨을 계산한다.

본 발명에 따르면, 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값보다 크지 않은 크기값의 표준편차와 미리 정해진 계수의 곱은 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값에 더해지고, 노크 판정 레벨이 계산된다. 여기서, 크기값의 빈도 분포에서, 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값은 종종 소음 요소의 진동의 크기값의 유무와 무관하고 거의 같은 값이 된다. 이에 의해, 소음 요소 (추출된 크기값) 의 영향에 의해 추출된 크기값이 높다고 하더라도, 계산된 노크 판정 레벨이 필요 이상으로 높아지는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 미리 정해진 계수는 3 이다.

본 발명에 따르면, 추출된 크기값으로부터 계산된 표준편차와 계수 "3" 의 곱에 기초하여 노크 판정 레벨이 계산된다. 실험과 지식을 통해 얻은 데이터를 고려하여, 표준 편차에 곱하는 계수를 "3" 이 되게 하여 계산된 노크 판정 레벨보다 큰 크기값은 실제로 노크가 발생했던 점화 사이클에서의 크기값이라고 할 수 있다. 따라서, 추출된 크기값으로부터 계산된 표준 편차와 계수 "3" 의 곱에 기초한 노크 판정 레벨을 계산하여, 높은 정확도로 노크 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값인 크기값 중에서 가장 작은 크기값보다 크지 않은 크기값의 표준 편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 값에 더하여 레벨 계산부는 노크 판정 레벨을 계산한다.

본 발명에 따르면, 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 크기값이 피크를 나타내는 크기값인 크기값 중에서 가장 작은 크기값보다 크지 않은 크기값의 표준 편차와 미리 정해진 계수의 곱이 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값에 더해지고, 노크 판정 레벨이 계산된다. 여기서, 크기값의 빈도 분포에서, 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값은 종종 소음 요소의 진동의 크기값의 유무와 무관하고 거의 같은 값이 된다. 그러나 내연기관에서 진동 발생 상태에 의하여, 추출된 크기값의 분산이 커지게 되고, 따라서 평상시보다 낮은 크기값에서 평상시보다 낮은 빈도로 피크가 나타나는 경우가 있다. 이러한 관점에서, 노크 판정 레벨은 참고적으로, 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값을 이용하여 계산된다. 이에 의해, 검출된 크기값이 소음 요소의 영향 (추출된 크기값) 에 의해 높아지더라도, 계산된 노크 판정 레벨이 필요 이상으로 높아지는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 추출된 크기값의 분산이 커지게 되더라도, 계산된 노크 판정 레벨이 필요 이상 낮아지는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 미리 정해진 계수는 3 이다.

본 발명에 따르면, 추출된 크기값에서 계산된 표준 편차와 계수 "3" 의 곱에 기초하여 노크 판정 레벨은 계산된다. 실험과 지식을 통해 얻은 데이터를 고려하여, 표준 편차에 곱하는 계수를 "3" 이 되게 하여 계산된 노크 판정 레벨보다 큰 크기값은 실제로 노크가 발생했던 점화 사이클에서의 크기값이라고 할 수 있다. 따라서, 추출된 크기값으로부터 계산된 표준 편차와 계수 "3" 의 곱에 기초하여 노크 판정 레벨을 계산하여, 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

더욱 바람직하게는 진동의 파형은 내연기관에서 야기되는 다수의 주파수 대역의 진동 파형을 합성화한 파형이 된다.

본 발명에 따르면, 내연기관에서 야기되는 다수의 주파수 대역의 진동 파형이 합성화된다. 이에 의해, 특히 노킹시 주파수 대역의 진동 파형을 합성화하여 노킹 판정에 이용하는 파형을 얻을 수 있다. 따라서, 소음 요소의 진동 파형이 억제된 파형을 얻을 수 있다. 결과적으로, 소음 요소의 진동의 영향을 억제하면서 높은 정확도로 노킹 발생 상태를 판정할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU 에 의해 제어되는 엔진을 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 2 는 노킹 시에 엔진에서 발생되는 진동의 주파수 대역을 나타내는 챠트이다.

도 3 은 도 1 의 엔진 ECU 를 나타내는 제어 블럭 다이어그램이다.

도 4 는 엔진에서 진동의 파형을 나타내는 챠트이다.

도 5 는 엔진 ECU 의 메모리에 저장된 노크 파형 모델을 나타내는 챠트이다.

도 6 은 진동 파형과 노크 파형 모델을 비교한 챠트이다.

도 7 은 엔진 ECU 의 메모리에 저장된 판정값 (V(KX)) 의 맵을 나타내는 챠트이다.

도 8 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 1) 이다.

도 9 는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 2) 이다.

도 10 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 형성하는 데 사용되는 크기값 (LOG(V)) 을 나타내는 챠트이다.

도 11 은 한계값 (V(1)) 을 설정하는 크기값 (LOG(V)) 을 나타내는 챠트이다.

도 12 는 한계값 (K(1)) 을 설정하는 크기값 (LOG(V)) 을 나타내는 챠트이 다.

도 13 은 도 1 의 엔진 ECU 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 나타내는 순서도 (No. 1) 이다.

도 14 는 도 1 의 엔진 ECU 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 나타내는 순서도 (No. 2) 이다.

도 15 는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 3) 이다.

도 16 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 4) 이다.

도 17 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 5) 이다.

도 18 은 V(KD) 와 V(MAX) 의 진행 과정을 나타내는 챠트이다.

도 19 는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (NO. 6) 이다.

도 20 은 가청 노크 크기와 노크비의 관계를 나타내는 챠트 (No. 1) 이다.

도 21 은 가청 노크 크기와 노크비의 관계를 나타내는 챠트 (No. 2) 이다.

도 22 는 노킹시의 적산값 및 소음에 의한 적산값을 나타내는 챠트 (No 1) 이다.

도 23 은 노킹시 합쳐진 값 및 소음에 의해 합쳐진 값을 나타내는 챠트 (No 2) 이다.

도 24 는 도 1 에 나타난 엔진 ECU 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 나타내는 순서도 (No. 3) 이다.

도 25 는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 7) 이다.

도 26 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 8) 이다.

도 27 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 나타내는 챠트 (No. 9) 이다.

본 발명의 실시 형태는 도면을 참조하여 이하에서 기술할 것이다. 이어지는 내용에서, 동일한 부분은 동일한 참조 번호로 나타내었다. 이들은 같은 이름과 기능을 갖는다. 따라서, 동일한 부분의 자세한 설명은 반복하지 않는다.

제 1 실시형태

도 1 을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 노킹 상태 판정 장치가 장착된 차량의 엔진 (100) 을 설명한다. 본 실시 형태에 따른 노킹 상태 판정 장치는 예를 들어 엔진 ECU (Electronic Control Unit) (200) 에 의해 실행되는 프로그램에 의해 실현된다.

엔진 (100) 은 공기 청정기 (102) 에서 흡입된 공기와 분사기 (104) 에서 분사된 연료의 공기-연료 혼합물이 스파크 플러그 (106) 에 의해 점화되고, 연소실에서 연소되는 내연기관이다.

공기-연료 혼합물이 연소되는 경우, 피스톤 (108) 이 연소 압력에 의해 밀려 내려가고 크랭크축 (110) 이 회전한다. 연소 이후 공기-연료 혼합물 (배기 가스) 은 3 원 촉매 (112) 에 의해 정화되고 차 바깥으로 배기된다. 엔진 (100) 에 흡입되는 공기의 양은 스로틀 밸브 (114) 에 의해 제한된다.

엔진 (100) 은 엔진 ECU (200) 에 의해 제어된다. 노크 센서 (300), 수온 센서 (302), 타이밍 로터 (304) 를 향하도록 제공된 크랭크 위치 센서 (306), 스토를 개방 위치의 센서 (308), 차량 속력 센서 (310), 점화 스위치 (312) 및 공기 유량계 (314) 가 엔진 ECU (200) 에 연결되어 있다.

노크 센서 (300) 는 엔진 (100) 의 실린더 블록에 제공된다. 노크 센서 (300) 는 압전 요소로 구성된다. 노크 센서 (300) 는 엔진 (100) 의 진동에 응하여 전압을 발생시킨다. 전압의 크기는 진동의 크기에 상응한다. 노크 센서 (300) 는 전압을 나타내는 신호를 엔진 ECU (200) 에 보낸다. 수온 센서 (302) 는 엔진 (100) 의 워터 자켓 (water jacket) 의 냉각수 온도를 검출하여 검출 결과를 나타내는 신호를 엔진 ECU (200) 에 전달한다.

타이밍 로터 (304) 는 크랭크 축 (110) 에 제공되고 크랭크 축 (110) 과 함께 회전한다. 타이밍 로터 (304) 의 외측 원주에는, 다수의 돌출부가 미리 정해진 간격으로 배치된다. 크랭크 위치 센서 (306) 는 타이밍 로터 (304) 의 돌출부를 향하도록 배치된다. 타이밍 로터 (304) 가 회전할 때, 타이밍 로터 (304) 의 돌출부와 크랭크 위치 센서 (306) 간의 간격은 변하고, 결과적으로 크랭크 위치 센서 (306) 의 코일부를 통과하는 자속이 증감하여 코일부에 기전력이 발생된다. 크랭크 위치 센서 (306) 는 기전력을 나타내는 신호를 엔진 ECU (200) 에 보낸다. 엔진 ECU (200) 는 크랭크 위치 센서 (306) 로부터 보내진 신호에 기초하여 크랭크 각을 검출한다.

스로틀 개방 위치의 센서 (308) 는 스로틀의 개방 위치를 검출하여 검출 결과를 나타내는 신호를 엔진 ECU (200) 에 보낸다. 차량 속도 센서 (310) 는 바퀴 (미도시) 의 회전수를 검출하여, 검출 결과를 나타내는 신호를 엔진 ECU (200) 에 전달한다. 엔진 ECU (200) 는 바퀴의 회전수에 기초하여 차량 속도를 계산한다. 점화 스위치 (312) 는 엔진 (100) 시동시 운전자에 의해 켜진다. 공기 유량계 (314) 는 엔진 (100) 으로 들어가는 흡입 공기량을 검출하여 검출 결과를 나타내는 신호를 엔진 ECU (200) 에 보낸다.

엔진 ECU (200) 는 각각의 센서에서 보낸 신호와 점화 스위치 (312), 맵 및 메모리 (202) 에 저장된 프로그램에 기초하여 연산을 수행하고 장치를 제어하여 엔진 (100) 을 원하는 작동 상태로 만든다.

본 실시 형태에서, 노크 센서 (300) 에서 보내진 신호와 크랭크 각에 기초하여 노크 검출 게이트 (미리 정해진 제 1 크랭크 각과 미리 정해진 제 2 크랭크 각 간의 구간) 에서 엔진 ECU (200) 는 엔진 (100) 의 진동 파형 (이하에서는 "진동 파형" 으로 칭한다) 을 검출하고, 검출된 진동 파형을 기초로 하여 엔진 (100) 에서 노크가 발생했는지 아닌지 여부를 판정한다. 이 실시 형태에서 노크 검출 게이트는 연소 행정에서 상사점 (0°) 부터 90°까지이다. 노크 검출 게이트는 이에 한정되지 않는다.

노킹이 발생한 경우, 도 2 의 실선으로 나타난 주파수와 가까운 주파수의 진동이 엔진 (100) 에서 발생한다. 노킹에 의해 발생한 진동의 주파수는 일정하지 않고, 특정한 주파수 범위에서 변한다. 따라서, 도 2 에 나타난 바와 같이 이 실시 형태에서 제 1 주파수 대역 (A), 제 2 주파수 대역 (B), 제 3 주파수 대역 (C) 에 포함된 진동이 검출된다. 도 2 에서, CA 는 크랭크 각을 의미한다. 노킹에 의해 발생한 진동의 주파수 대역의 개수는 3 개로 한정되지 않는다.

도 3 을 참조하여, 엔진 ECU (200) 에 대해 설명한다. 엔진 ECU (200) 는 A/D (아날로그/디지털) 컨버터 (400), 대역여과기 (band-pass filer) (1) (410), 대역여과기 (2) (420), 대역여과기 (3) (430) 및 적산부 (450) 를 포함한다.

A/D 컨버터 (400) 는 노크 센서 (300) 에서 보내진 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 대역여과기 (1) (410) 는 노크 센서 (300) 에서 보내진 신호 중에서 제 1 주파수 대역 (A) 의 신호만 통과시킨다. 다시 말하면, 대역여과기 (1) (410) 에 의해, 노크 센서 (300) 에 의해 검출된 진동으로부터 오직 제 1 주파수 대역 (A) 의 진동만이 추출된다.

대역여과기 (2) (420) 는 노크 센서 (300) 에서 보내진 신호 중에서 제 2 주파수 대역 (B) 의 신호만 통과시킨다. 다시 말하면, 대역여과기 (2) (420) 에 의해, 노크 센서 (300) 에 의해 검출된 진동으로부터 오직 제 2 주파수 대역 (B) 의 진동만이 추출된다.

대역여과기 (3) (430) 는 노크 센서 (300) 에서 보내진 신호 중에서 제 3 주파수 대역 (C) 의 신호만 통과시킨다. 다시 말하면, 대역여과기 (3) (430) 에 의해, 노크 센서 (300) 에 의해 검출된 진동으로부터 오직 제 3 주파수 대역 (C) 의 진동만이 추출된다.

적산부 (450) 는 대역여과기 (1) (410) 내지 대역여과기 (3) (430) 에 의해 선택된 신호, 즉 한번에 5°의 크랭크 각에 대해 진동 크기를 적산한다. 적산된 값은 이하에서 적산값이라고 칭한다. 적산값은 각각의 주파수 대역에서 계 산된다. 적산값 계산에 의해, 각각의 주파수 대역에서 진동 파형이 검출된다.

더욱이, 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 에서 계산된 적산값은 더해져 크랭크 각에 상응하게 된다. 다시 말하면, 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 의 진동 파형은 합성화된다.

결과적으로, 도 4 에 나타난 바와 같이, 엔진 (100) 의 진동 파형이 검출된다. 다시 말해, 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 의 합성화된 파형은 엔진 (100) 의 진동 파형으로 이용된다.

검출된 진동 파형은 도 5 에 나타난 바와 같이 엔진 ECU (200) 의 메모리 (202) 에 저장된 노크 파형 모델과 대비된다. 노킹이 엔진 (100) 에서 발생한 경우 노크 파형 모델은 사전에 진동 파형의 모델로서 형성된다.

노크 파형 모델에서, 진동의 크기는 0 ~ 1 사이의 무차원 수로 표현되고, 진동의 크기는 크랭크 각과 일대일 대응되지는 않는다. 다시 말해, 본 실시 형태의 노크 파형 모델에서, 진동 크기의 피크값을 지난 후 크랭크 각이 증가할수록 진동의 크기는 감소하는 것으로 판정되나, 진동 크기가 피크값이 되는 크랭크 각은 정해지지 않는다.

본 실시 형태에서 노크 파형 모델은 노킹에 의해 발생되는 진동 크기의 피크값 이후의 진동에 상응한다. 또한 노킹에 의한 진동의 상승 에지 이후의 진동에 상응하는 노크 파형 모델을 저장하는 것도 가능하다.

노크 파형 모델은 노킹이 실험적으로 강제로 발생된 경우 검출된 엔진 (100) 의 진동 파형에 기초하여 미리 형성되어 저장된다.

치수 공차의 중앙값이 엔진 (100) 의 치수와 노크 센서 (300) 의 출력값의 공차인 노크 센서 (300) 의 출력값을 갖는 엔진 (100) (이하에서는 "중앙 특성 엔진"으로 칭한다) 을 사용하여 노크 파형 모델은 형성된다. 다시 말해, 노크 파형 모델은, 중앙 특성 엔진에서 노킹이 강제로 발생된 경우의 진동 파형이다.

노크 파형 모델을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않고, 시뮬레이션을 통해 모델을 형성하는 것도 가능하다. 엔진 ECU (200) 는 검출된 파형과 저장된 노크 파형 모델을 서로 비교하여, 엔진 (100) 에서 노크가 발생했는지 아닌지 여부를 판정한다.

도 6 에 나타난 바와 같이, 검출된 파형과 노크 파형 모델을 비교하여, 정규화된 파형과 노크 파형 모델이 서로 비교된다. 여기서, 정규화란 예를 들어 검출된 진동 파형에서 각각의 적산값을 적산값의 최대값으로 나누어서, 진동의 크기를 0 ~ 1 범위의 무차원 수로 나타내는 것을 뜻한다. 그러나 정규화의 방법은 이에 한정되지 않는다.

이 실시 형태에서, 엔진 ECU (200) 는 정규화된 진동 파형과 노크 파형 모델 서로간의 편차에 관계된 값인 상관계수 (K) 를 계산한다. 정규화 이후의 진동 파형에서 진동 크기가 최대값이 되는 시점 및 노크 파형 모델에서 진동 크기가 최대값이 되는 시점을 동기시켜, 정규화 이후의 진동 파형과 노크 파형 모델 서로간의 편차의 절대값 (편차량) 을 매 5°의 크랭크 각마다 계산하여, 상관계수 (K) 를 정한다.

각각의 크랭크 각에서 정규화 이후의 진동 파형 및 노크 파형 모델 간의 편 차 절대값이 △S(I) (I 는 자연수) 이고 노크 파형 모델에서 진동의 크기를 크랭크 각으로 적산한 값 (노크 파형 모델의 영역) 이 S 라면, 상관계수 (K) 는 K = (S - ∑△S(I)/S 이고, 여기서 ∑△S(I) 는 △S 의 합이다. 이 실시 형태에서, 진동 파형의 형태가 노크 파형 모델의 형태와 점점 비슷해질수록, 상관계수 (K) 는 점점 커진다. 따라서, 만약 노킹 이외의 다른 요인에 의해 야기된 진동의 파형이 진동 파형에 포함된다면, 상관계수 (K) 는 작은 값으로 계산된다. 상관계수 (K) 를 계산하는 방법은 이에 한정되지 않는다.

더욱이, 엔진 ECU (200) 는 상관계수 (K) 와 적산값의 최대값 (피크값) 에 기초하여 노크 크기 (N) 를 계산한다. 만약 적산값의 최대값이 P 이고 노크가 엔진 (100) 에서 발생하지 않은 경우 엔진 (100) 의 크기를 나타내는 값이 BGL (Back Ground Level) 이라면, 노크 크기 (N) 는 N = P×K/BGL 의 공식에 의해 계산된다. BGL 은 메모리 (202) 에 저장된다. 노크 크기 (N) 를 계산하는 방법은 이에 한정되지 않는다.

이 실시 형태에서, 엔진 ECU (200) 는 계산된 노크 크기 (N) 와 메모리 (20) 에 저장된 판정값 (V(KX)) 을 비교하여 매 점화 사이클마다 엔진 (100) 에서 노킹이 일어났는지 아닌지 여부를 판정한다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 판정값 (V(KX)) 은 엔진 속력 (NE) 과 흡입 공기량 (KL) 을 파라미터로 사용한 맵으로서 저장된다.

판정값 (V(KX)) 의 초기값으로서는, 실험 등을 통해 사전에 결정된 값이 이용된다. 그러나 엔진 (100) 에서 일어나는 동일한 진동의 크기는 출력값의 변 동과 노크 센서 (300) 의 열화로 인하여 다른 값으로 검출될 수 있다. 이 경우, 판정값 (V(KX)) 을 보정하고 실제로 검출된 크기에 상응하는 판정값 (V(KX)) 을 이용하여 노킹이 일어났는지 아닌지 여부를 판정하여야 한다.

따라서, 이 실시 형태에서는, 도 8 에 나타난 바와 같이, 각각의 판정값 (V(KX)) 은 크기값 (LOG(V)) 과 각각의 크기값 (LOG(V)) 의 검출 빈도 (횟수, 확률) 사이의 관계를 나타내는 빈도 분포를 사용하여 보정되며, 상기 크기값 (LOG(V)) 은 미리 정해진 수의 점화 사이클 (예를 들어 200 사이클) 동안에 크기 (V) 를 대수적으로 변환하여 얻은 값이다.

엔진 속력 (NE) 과 흡입 공기량 (KL) 이 파라미터로 이용되고 상응하는 판정값 (V(KX)) 이 보정되는 각각의 범위에서 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포는 형성된다. 크기값 (LOG(V)) 을 계산하는데 이용되는 크기 (V) 는 미리 정해진 크랭크 각 사이에서 크기의 피크값 (매 5°마다 적산된 값의 최대값) 이다.

빈도 분포에서, 크기 (LOG(V)) 의 빈도의 누적합이 최소값에서부터 50 % 에 이르는 값인 중앙값 (V(50)) 이 계산된다. 더불어, 중앙값 (V(50)) 과 같거나 작은 크기값 (LOG(V)) 에서의 표준편차 (σ) 가 계산된다. 계수 (U) (U 는 상수이고, 예를 들어 U = 3 이다) 와 표준편차 (σ) 를 곱한 값을 중앙값 (V(50)) 에 더하여 얻어지는 값이 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이다. 노크 판정 레벨 (V(KD)) 보다 큰 크기값 (LOG(V)) 의 빈도가 노킹이 발생한 빈도로서 결정된다.

계수 (U) 는 실험 등이나 지식을 통해 얻은 데이터로부터 계산된 계수이다. U = 3 일 때 노크 판정 레벨 (V(KD)) 보다 큰 크기값 (LOG(V)) 은 노킹이 실제 로 일어난 점화 사이클에서의 크기값 (LOG(V)) 과 거의 일치한다. "3" 과 다른 값도 계수 (U) 로 사용될 수 있다.

도 9 에 나타난 바와 같이, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포에서, 만약 소음 요소인 진동의 크기값 (LOG(V)) 이 크기값 (LOG(V)) 에 섞인다면, 큰 크기값 (LOG(V)) 이 계산되는 빈도는 높아질 것이고, 빈도 분포는 한쪽으로 치우친 형태를 갖게 될 것이다. 이 경우, 크기값 (LOG(V)) 의 분포 영역 (최소값과 최대값 사이의 차이) 은 좁아지고 어떠한 경우에는 노크 판정 레벨 (V(KD)) 보다 큰 크기값 (LOG(V)) 은 극단적으로 줄어들게 된다. 결과적으로, 노킹이 발생되는 횟수를 정확하게 판정하지 못할 우려가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서, 빈도 분포를 형성하는데 이용되는 크기값 (LOG(V)) 으로서, 도 10 에서 파선으로 둘러쌓인 영역 내의 크기값 (LOG(V)) 이 이용된다. 도 10 은 크기값 (LOG(V)) 을 얻는 사이클에서 계산된 크기값 (LOG(V)) 이 각각의 상관계수 (K) 와 연관된 것을 나타낸 챠트이다.

도 10 에 나타난 바와 같이, 빈도 분포는 한계값 (V(1)) 보다 크고 또한 상관계수 (K) 가 한계값 (K(1)) 보다 작은 점화 사이클에서 계산되는 크기값 (LOG(V)) 을 제외한 후 형성된다. 다시 말해, 한계값 (V(1)) 보다 작다는 조건을 만족하는 크기값 (LOG(V)) 및 상관계수 (K) 가 한계값 (K(1)) 보다 크다는 조건을 만족하는 점화 사이클에서 계산되는 크기값 (LOG(V)) 이 추출되어 빈도 분포를 형성하게 된다.

도 11 을 참조하여, 한계값 (V(1)) 에 대해 상세히 설명한다. 도 11 은 크기값 (LOG(V)) 을 계산하기 위해 이용되는 크기 (V) 가 검출되는 경우, 노킹 이외의 요인 (소음 요소) 에 의한 진동의 크기 (V) 가 포함되지 않도록 엔진 (100) 이 작동되는 경우의 크기값 (LOG(V)) 을 나타낸다.

소음 요소에 의한 진동으로서, 피스톤 슬랩에 의한 진동, 분사기 (104) (그리고 특히 직접 분사기) 의 작동에 의한 진동, 흡기 밸브 (116) 또는 배기 밸브 (188) 의 안착에 의한 진동 등을 고려할 수 있다.

크기 (V) 를 얻기 위한 게이트 (미리 정해진 크랭크 각 사이) 에서, 피스톤 슬랩이 발생하지 않도록 엔진 (100) 이 작동되고 엔진 (100) 이 작동되어 분사기 (104), 흡기 밸브 (116) 및 배기 밸브 (118) 가 멈춰서 도 11 에 나타난 크기값 (LOG(V)) 을 계산한다.

이러한 방식으로 계산되는 크기값 (LOG(V)) 의 중앙값은 한계값 (V(1)) 으로 설정된다. 중앙값은 한계값 (V(1)) 으로서 설정되는데, 이는 소음 요소에 의한 진동의 크기값이 중앙값보다 큰 것으로 여겨지기 때문이다. 한계값 (V(1)) 으로서 중앙값이 아닌 값 (예를 들어 중앙값보다 작은 값) 을 설정할 수도 있다.

도 12 를 참조하여, 한계값 (K(1)) 에 대하여 더 설명한다. 도 12 는 크기값 (LOG(V)) 이 계산되는 점화 사이클에서 소음 파형이 진동 파형에 포함되도록 엔진 (100) 이 작동될 때의 크기값 (LOG(V)) 을 나타낸다.

노크 검출 게이트에서, 엔진 (100) 이 작동되어 피스톤 슬랩이 발생하고, 엔진 (100) 이 작동되어 분사기 (104), 흡기 밸브 (116), 배기 밸브 (118) 가 활성화되어 도 12 에 나타난 크기값 (LOG(V)) 을 계산한다.

이러한 방식으로 계산된 크기값 (LOG(V)) 에서 상관계수 (K) 의 최대값은 한계값 (K(1)) 으로 설정된다. 한계값 (K(1)) 으로 최대값이 아닌 다른 값 (예를 들어 최대값보다 큰 값) 을 설정하는 것 또한 가능하다.

따라서, 한계값 (K(1)) 보다 작은 크기값 (LOG(V)) 및 상관계수 (K) 가 한계값 (K(1)) 보다 큰 점화 사이클에서의 크기값 (LOG(V)) 을 이용하여, 빈도 분포가 형성된다. 다시 말해, 소음 요소의 진동의 크기값 (LOG(V)) 으로 여겨지는 크기값 (LOG(V)) 을 제외하고 빈도 분포가 형성된다.

도 13 을 참조하여, 본 실시형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU (200) 에 의해 각 점화 사이클에서 노킹이 발생하였는지 아닌지 여부를 판정하는 프로그램의 제어 구조에 대하여 설명한다.

단계 (100) 에서 (이하에서는 "단계" 는 S 로 약칭한다), 엔진 ECU (200) 는 크랭크 위치 센서 (306) 에서 보낸 신호를 기초로 엔진 속력 (NE) 을 검출하고, 공기 유량계 (314) 에서 보낸 신호를 기초로 흡입 공기량 (KL) 을 검출한다.

S102 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 센서 (300) 에서 보낸 신호를 기초로 엔진 (100) 의 진동 크기를 검출한다. 진동의 크기는 노크 센서 (300) 의 출력 전압으로 표현된다. 진동의 크기는 노크 센서 (300) 의 출력 전압에 상응하는 값으로 표현될 수도 있다. 크기는 연소 행정에서 상사점 및 90°(90°의 크랭크 각) 사이에서 검출된다.

S104 에서, 엔진 ECU (200) 는 크랭크 각의 (5°에 대해) 매 5° 마다 노크 센서 (300) 의 출력 전압 (진동 크기를 나타내는 값) 을 적산하여 얻어지는 값 (적 산값) 을 계산한다. 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 각각에서의 진동에 대하여 적산값이 계산된다. 더욱이, 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 에서의 적산값은 크랭크 각에 상응하여 더해져서, 엔진 (100) 의 진동 파형을 검출한다.

S106 에서, 엔진 ECU (200) 는 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 의 합성화된 파형 (엔진 (100) 의 진동 파형) 에서의 적산값 중에서 가장 큰 적산값 (피크값) 을 계산한다.

S108 에서, 엔진 ECU (200) 는 엔진 (100) 의 진동 파형을 정규화한다. 여기서, 정규화란 각각의 적산값을 계산된 피크값으로 나누어서, 0 ~ 1 범위의 무차원 수로서 진동의 크기를 나타내는 것을 의미한다.

S110 에서, 엔진 ECU (200) 는 정규화된 진동 파형 및 노크 파형 모델 서로간의 편차와 관련된 값인 상관계수 (K) 를 계산한다.

S112 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 크기 (N) 를 계산한다. 계산된 피크값이 P 이고 엔진 (100) 에서 노킹이 발생하지 않은 경우 엔진 (100) 의 진동 크기를 나타내는 값이 BGL (Back Ground Level) 이라면, 노크 크기 (N) 는 N = P × K/BGL 이라는 식에 의해 계산된다. BGL 은 메모리 (202) 에 저장된다. 노크 크기 (N) 를 계산하는 방법은 이에 한정되지 않는다.

S114 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 크기 (N) 가 미리 정해진 판정값보다 큰지 아닌지 여부를 판정한다. 만약 노크 크기 (N) 가 미리 정해진 값보다 크다면 (S114 에서 예), 과정은 S116 으로 진행된다. 그렇지 않다면 (S114 에서 아 니오), 과정은 S120 으로 진행된다.

S116 에서, 엔진 ECU (200) 는 엔진 (100) 에서 노킹이 발생했음을 판정한다. S118 에서, 엔진 ECU (200) 는 점화 타이밍을 지연시킨다. S120 에서, 엔진 ECU (200) 는 엔진 (100) 에서 노킹이 발생하지 않았음을 판정한다. S122 에서, 엔진 ECU (200) 는 점화 타이밍을 앞당긴다.

도 14 를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU (200) 에 의해, 각 점화 사이클마다 노킹이 발생했는지 여부를 판정하기 위한 판정값 (V(KX)) 을 보정하는 프로그램의 제어 구조를 설명한다.

S200 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 센서 (300) 에서 보낸 신호를 기초로 검출된 크기 (V) 에서 크기값 (LOG(V)) 을 계산한다. 여기서, 크기 (V) 는 미리 정해진 크랭크 각 간의 피크값 (매 5°마다의 적산값의 피크값) 이다.

S202 에서, 엔진 ECU (200) 는 N 사이클 (N 은 자연수이고, 예를 들어 N = 200) 에서 크기값 (LOG(V)) 이 계산되었는지 아닌지 여부를 판정한다. 엔진 ECU (200) 는 도 10 에서 파선으로 둘러쌓인 전술한 범위에서 N 또는 그 이상의 크기값 (LOG(V)) 이 계산된 경우, N 사이클에서의 크기값 (LOG(V)) 이 계산되었음을 판정한다. 만약 N 사이클에서의 크기값 (LOG(V)) 이 계산되면 (S202 에서 예), 과정은 S204 로 진행된다. 그렇지 않다면 (S202 에서 아니오), 과정은 S200 으로 되돌아간다.

S204 에서, 엔진 ECU (200) 는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 형성한다. S206 에서, 엔진 ECU (200) 는 크기값 (LOG(V)) 의 최대값 (V(MAX)) 을 판정한 다.

S208 에서, 엔진 ECU (200) 는 중앙값 (V(50)) 및 이 최대값 (V(MAX)) 과 같거나 작은 크기값 (LOG(V)) 의 표준편차 (σ) 를 계산한다. S210 에서, 엔진 ECU (200) 는 중앙값 (V(50)) 과 표준편차 (σ) 에 기초하여 노크 판정 레벨 (V(KD)) 을 계산한다.

S212 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 최대값 (V(MAX)) 보다 작은지 아닌지 여부를 판정한다. 만약 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 최대값 (V(MAX)) 보다 작다면 (S212 에서 예), 과정은 S214 로 진행된다. 그렇지 않다면 (S212 에서 아니오), 과정은 S218 로 진행된다.

S214 에서, 엔진 ECU (200) 는 S206 에서 결정된 V(MAX) 를 빈도 분포에서 제거한다. S216 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 비 (KC) 로서, 제거된 최대값 (V(MAX)) 의 빈도의 합을 카운트한다. 그리고 과정은 S206 으로 되돌아간다.

S218 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 비 (KC) 가 한계값 (KC(0)) 보다 큰지 아닌지 여부를 판정한다. 만약 노크 비 (KC) 가 한계값 (KC(0)) 보다 크다면 (S218 에서 예), 과정은 S220 으로 진행된다. 그렇지 않다면 (S218 에서 아니오), 과정은 S222 로 진행된다. S220 에서, 엔진 ECU (200) 는 판정값 (V(KX)) 을 감소시킨다. S222 에서, 엔진 ECU (200) 는 판정값 (V(KX)) 을 증가시킨다.

전술한 구조와 순서도에 기초한, 본 실시형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU (200) 의 작동에 대해 설명한다.

운전자가 점화 스위치 (312) 를 켜서 엔진 (100) 을 시동시키는 경우, 크랭 크 위치 센서 (306) 가 보내는 신호를 기초로 엔진 속력 (NE) 이 검출되고, 공기 유량계 (314) 에서 보내는 신호를 기초로 흡입 공기량 (KL) 이 검출된다 (S100). 더불어, 노크 센서 (300) 에서 보내는 신호를 기초로, 엔진 (100) 의 진동 크기가 검출된다 (S102).

연소 행정에서 상사점 및 90°사이에서, 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 각각에서 매 5°마다 진동의 적산값이 계산된다 (S104). 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 에서 계산된 적산값은 더해져 크랭크 각에 상응하여, 도 4 에 나타난 바와 같이 엔진 (100) 의 전술한 진동 파형을 검출한다.

매 5 도마다의 적산값이 진동 파형 검출에 사용되기 때문에, 미세한 변화가 억제되는 진동 파형을 검출하는 것이 가능하다. 따라서, 검출된 진동 파형과 노크 파형 모델을 서로 비교하는 것이 쉬워진다.

계산된 적산값을 기초로, 제 1 내지 제 3 주파수 대역 (A 내지 C) 의 합성화된 파형 (엔진 (100) 의 진동 파형) 에서 적산값의 피크값 (P) 이 계산된다 (S106).

엔진 (100) 의 진동 파형에서 적산값을 계산된 피크값 (P) 으로 나누어 진동 파형을 정규화시킨다 (S108). 정규화에 의해, 진동 파형에서 진동의 크기는 0 ~ 1 범위의 무차원 수로 표현된다. 이러한 방식으로, 진동의 크기에 상관없이, 검출된 진동 파형과 노크 파형 모델을 서로 비교하는 것이 가능하다. 따라서, 진동 크기에 상응하는 많은 수의 노크 파형 모델을 저장할 필요가 없어서, 노크 파형 모델 형성이 용이하게 된다.

정규화 이후의 진동 파형에서 진동의 크기가 최대값이 되는 타이밍 및 노크 파형 모델에서 진동의 크기가 최대값이 되는 타이밍이 동기화된 상태에서 (도 6), 각각의 크랭크 각에서 정규화 이후의 진동 파형과 노크 파형 모델 서로간의 편차의 절대값 (△S(I)) 이 계산된다. △S(I) 의 총합 및 크랭크 각에 대해 노크 파형 모델에서 진동 크기를 적산하여 얻어진 값 (S) 에 기초하여, 상관계수 (K) 가 K = (S - ∑△S(I))/S 로 계산된다 (S110). 이러한 방식으로, 검출된 진동 파형과 노크 파형 모델 간의 일치 정도를 객관적으로 그 정도를 판정하는 숫자로 바꿀 수 있다. 더불어, 진동 파형과 노크 파형 모델을 서로 비교하여, 진동이 진동의 감소 경향과 같은 진동의 거동으로부터 노킹 시의 진동인지 아닌지 여부를 분석할 수 있다.

전술한 바와 같이 계산된 상관계수 (K) 와 피크값 (P) 의 곱을 BGL 로 나누어서, 노크 크기 (N) 가 계산된다 (S112). 이러한 방식으로, 검출된 진동 파형과 노크 파형 모델간의 일치 정도 외에도 진동의 크기에 기초하여 엔진 (100) 의 진동이 노크에 의한 진동인지 아닌지 여부를 더욱 근접하게 분석할 수 있다.

노크 크기 (N) 가 미리 정해진 판정값보다 큰 경우 (S114 에서 예), 노킹이 발생한 것으로 판정되고 (S116) 점화 타이밍이 지연된다 (S118). 결과적으로, 노킹의 발생이 억제된다.

반면, 노크 크기 (N) 가 미리 정해진 판정값 이하인 경우 (S114 에서 아니오), 노킹은 발생하지 않은 것으로 판정되고 (S120), 점화 타이밍이 앞당겨진다 (S122).

이러한 방법으로, 노크 크기 (N) 와 판정값 (V(KX)) 을 서로 비교하여, 각각의 점화 사이클에서 노킹이 발생하였는지 여부가 판정되고 점화 타이밍이 지연되거나 앞당겨지게 된다.

전술한 바와 같이, 엔진 (100) 에서 동일한 진동이 발생하는 경우라도, 검출된 크기는 출력값의 변동과 노크 센서 (300) 의 열화 때문에 달라질 수 있다. 이 경우, 판정값 (V(KX)) 을 보정하고 실제 검출된 크기에 상응하는 판정값 (V(KX)) 을 이용하여 노킹이 발생했는지 아닌지 여부를 판정하는 것이 필요하다.

따라서, 크기값 (LOG(V)) 은 노크 센서 (300) 에서 전송된 신호에 기초하여 검출된 크기 (V) 로부터 계산된다 (S200).

N 사이클에서의 크기값 (LOG(V)) 이 계산되는 경우 (S202 에서 예), 계산된 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포가 준비되고 (S204), 빈도 분포에서 크기값 (LOG(V)) 의 최대값 (V(MAX)) 이 판정된다 (S206). 더욱이, 최대값 (V(MAX)) 을 넘지 않는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포에서 중앙값 (V(50)) 과 표준편차 (σ) 가 계산되고 (S208), 중앙값 (V(50)) 과 표준편차 (σ) 를 기초로 하여, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 계산된다 (S210).

만약 엔진 (100) 에서 노킹이 발생하지 않았다면, 빈도 분포는 도 15 에 나타난 바와 같이 정규 분포를 이루게 될 것이고, 최대값 (V(MAX)) 과 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 서로 일치하게 된다. 반면에, 노킹이 발생했다면, 검출된 크기 (V) 는 더욱 커지고, 큰 크기값 (LOG(V)) 이 계산되는 경우, 도 16 에 나타난 바와 같이 최대값 (V(MAX)) 은 노크 판정 레벨 (V(KD)) 보다 커지게 된다.

더욱이, 만약 노킹 발생의 빈도가 증가하거나 엔진 (100) 자체의 기계적 진동이 증가하면, 도 17 에 나타난 바와 같이 최대값 (V(MAX)) 은 훨씬 커지게 된다. 이 때, 중앙값 (V(50)) 과 표준편차 (σ) 는 최대값 (V(MAX)) 에 따라 증가한다. 따라서, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 더 커지게 된다.

노킹이 발생한 사이클에서 노크 판정 레벨 (V(KD)) 보다 작은 크기값 (LOG(V)) 은 크기값 (LOG(V)) 으로 판정되지 않는다. 따라서, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 커짐에 따라, 노킹이 발생하더라도 노킹이 발생하지 않는 것으로 판정되는 빈도가 증가하게 된다.

전술한 바와 같이 노크 판정 레벨 (V(KD)) 에서 증가를 억제하기 위해서, 만약 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 최대값 (V(MAX)) 보다 작다면 (S212 에서 예), 최대값 (V(MAX)) 은 빈도 분포에서 제거된다 (S214). 제거된 최대값 (V(MAX)) 의 빈도 합은 노크 점유율 (KC) 로 카운트된다 (S216).

최대값 (V(MAX)) 이 제거된 빈도 분포에서, 최대값 (V(MAX)) 은 다시 결정된다 (S206). 즉, 최대값 (V(MAX)) 이 더 작아지도록 보정된다.

더불어, 최대값 (V(MAX)) 이 제거된 후의 빈도 분포에서, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 다시 계산된다 (S210). 즉, 다시 결정된 최대값 (V(MAX)) 보다 작은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포에서 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 다시 계산되는 것이다. 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 최대값 (V(MAX)) 보다 작은 한 (S21 에서 예), S206 ~ S216 사이의 과정이 반복된다.

만약 최대값 (V(MAX)) 을 제거한 후 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 다시 계산되 면, 제거된 최대값 (V(MAX)) 의 수가 증가함에 따라 (빈도 분포에서 최대값 (V(MAX)) 이 작아짐에 따라) 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 커지게 된다. 최대값 (V(MAX)) 의 감소율이 노크 판정 레벨 (V(KD)) 의 감소율보다 크기 때문에, 양자가 일치하는 점이 존재한다.

전술한 바와 같이, 노킹이 발생되지 않는 빈도 분포에서, 최대값 (V(MAX)) 과 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 일치한다. 따라서, 도 19 에 나타난 바와 같이, 최대값 (V(MAX)) 과 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 일치하는 경우 (S212 에서 아니오), 이 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 노킹이 발생되지 않는 빈도 분포에서의 노크 판정 레벨 (V(KD)) 과 닮은 것으로 불린다.

따라서, 최대값 (V(MAX)) 과 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 일치하는 경우 노크 판정 레벨 (V(KD)) (최대값 (V(MAX))) 보다 큰 크기값 (LOG(V)) 의 총 빈도, 즉 최대값 (V(MAX)) 과 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 일치할 때까지 제거된 최대값 (V(MAX)) 의 총 빈도는 노크 점유율 (KC) (노킹이 발생되는 빈도) 로 카운트된다 (S216).

도 20 은 최대값 (V(MAX)) 을 제거하지 않고 계산된 노크 판정 레벨 (V(RD)) 를 이용하여 노크 점유율 (KC) 을 카운트하는 경우 점유율 (KC) 의 변화를 나타낸다. 이 경우, 가청 노크 크기 (승객이 소리를 들어서 감지할 수 있는 크기 레벨) 가 노킹이 없는 상태에서부터 증가함에 따라 노크 점유율 (KC) 은 증가한다. 그러나 최대값 (V(MAX)) 이 증가함에 따라 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 증가하기 때문에, 만약 가청 노크 크기가 너무 크지 않으면, 노크 점유율은 감소하게 된다.

반면, 도 12 에 도시된 바와 같이, 만약 최대값 (V(MAX)) 과 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 일치할 때까지 최대값 (V(MAX)) 을 제거하여 노크 판정 레벨 (V(KD)) 을 재계산하면, 가청 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 커지게 됨에 따라 노크 점유율 (KC) 는 증가한다. 이에 의해, 높은 정확도로 노크 점유율을 검출할 수 있다.

노크 점유율 (KC) 이 한계값 (KC(0)) 보다 큰 경우 (S218 에서 예), 받아들일 수 있는 빈도보다 큰 빈도로 노킹이 발생한다고 한다. 이러한 경우, 노킹의 판정이 쉽게 이루어지도록 하기 위하여, 판정값 (V(KX)) 은 더 작게 만들어진다 (S220). 이에 의하여, 노킹이 발생했던 것으로 판정된 빈도를 증가시키는 것과 스파크를 지연시켜서 노킹의 발생을 억제하는 것이 가능하다.

반면, 만약 노크 점유율 (KC) 이 한계값 (KC(0)) 보다 작다면 (S218 에서 아니오), 노킹 발생 빈도는 허용 가능한 값 이내라고 한다. 이러한 경우, 엔진 (100) 의 출력은 더 증가한다고 한다.

따라서, 판정값 (V(KX)) 은 더 크게 만들어진다 (S222). 이에 의해, 노킹이 발생했던 것으로 판정된 빈도는 억제되고, 스파크는 엔진 (100) 의 출력을 증가시키기 위해 지연된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU 는 상관계수 (K) 가 한계값 (K(1)) 보다 큰 점화 사이클에서 크기값 (LOG(V)) 을 이용하여 빈도 분포를 형성하고, 노크 점유율 (KC), 즉 노킹 발생 빈도 (횟수) 를 판정한다. 한계값 (K(1)) 은 엔진이 작동되어 소음 요소의 진동 파형이 크기값 (LOG(V)) 이 계산되는 점화 사이클에서의 진동 파형에 포함되는 경우 계산되는 상 관계수 (K) 의 최대값이다. 이에 의해, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포에서, 소음 요소의 진동의 크기값 (LOG(V)) 으로 여겨지는 크기값 (LOG(V)) 을 억제할 수 있다. 따라서, 소음 요소의 진동의 효과를 억제하여, 노킹이 발생한 횟수를 판정할 수 있다. 결과적으로, 노킹이 발생한 횟수를 높은 정확도로 판정할 수 있다.

도 22 에 나타나 바와 같이, 소음에 의한 진동의 크기가 큰 경우, 노킹시 적산값의 최대값과 소음에 의한 적산값의 최대값 간의 차가 작고, 노킹 크기 (N) 로부터 노킹과 소음 간을 구분하기가 어려워진다. 따라서, 도 23 에 나타난 바와 같이, 적산값의 피크값 (P) 대신에, 진동 파형에서 적산값의 합 (노크 검출 게이트에서 노크 센서 (300) 의 출력 전압을 모두 적산하여 얻은 값) 을 이용하여 노크 크기 (N) 를 계산하는 것 또한 가능하다. 다시 말해, 진동 파형에서 상관계수 (K) 와 적산값 합을 곱한 값을 BGL 로 나누어서 노크 크기 (N) 를 계산하는 것 또한 가능하다는 것이다.

도 23 에 나타난 바와 같이, 소음에 의한 진동이 발생하는 기간이 노킹에 의한 진동이 발생하는 기간보다 짧기 때문에, 노킹의 적산값의 합과 소음의 적산값의 합 간의 차는 커질 수 있다. 따라서, 적산값의 합을 기초로 하여 노크 크기 (N) 를 계산하여, 노킹시 계산된 노크 크기 (N) 와 소음의 결과 계산된 노크 크기 (N) 간의 큰 차이를 얻을 수 있다. 따라서, 노킹에 의한 진동과 소음에 의한 진동을 명확히 구분할 수 있다.

제 2 실시형태

지금부터, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포에 더하여, 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도가 높은 경우 판정값 (V(KX)) 이 보정된다는 점에서 본 실시형태는 제 1 실시형태와 상이하다. 다른 구성도 전술한 제 1 실시형태와 동일하고, 기능 또한 동일하다. 따라서, 상세한 설명은 여기서 반복하지 않는다.

도 24 를 참조하여, 본 실시형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU (200) 에서 수행되는 프로그램의 제어 구조에 대해서 설명한다. 이하에서 설명하는 프로그램이 전술한 제 1 실시형태의 프로그램에 더하여 수행된다.

S300 에서, 엔진 ECU (200) 는 공기 연료 혼합물이 점화되는지 여부를 판단한다. 엔진 ECU (200) 자체가 공기 연료 혼합물을 점화하는지 여부를 판정하였기 때문에, 공기 연료 혼합물이 점화되었는지 여부는 엔진 ECU (200) 내부에서 판단된다. 만약 공기 연료 혼합물이 점화되었다면 (S300 에서 예), 과정은 S302 로 진행된다. 그렇지 않다면 (S300 에서 아니오), 과정은 S300 으로 되돌아간다. S302 에서, 엔진 ECU (200) 는 점화 카운터를 증가시킨다.

S304 에서, 엔진 ECU (200) 는 각 점화 사이클의 노킹 판정에서 노킹이 발생한 것으로 판정되는지 여부를 판단한다. 만약 노킹이 발생한 것으로 판정되면 (S304 에서 예), 과정은 S306 으로 진행된다. 그렇지 않으면 (S304 에서 아니오), 과정은 S308 로 진행된다. S306 에서, 엔진 ECU (200) 는 노킹 카운터를 증가시킨다.

S308 에서, 엔진 ECU (200) 는 노크 카운터의 카운트 횟수를 점화 카운터의 카운트 횟수로 나누어서 계산된 값이 한계보다 작지 않은지 여부를 판단한다. 즉, 전체 점화 사이클에서 노킹이 발생한 점화 사이클 (이하에서는 노크 사이클로도 칭한다) 의 비 (빈도) 가 한계보다 작지 않은지가 판정된다. 만약 노크 사이클의 비가 한계보다 작지 않다면 (S308 에서 예), 과정은 S310 으로 진행된다. 만약 그렇지 않으면 (S308 에서 아니오), 과정은 S314 로 진행된다.

S310 에서, 엔진 ECU (200) 는 각각의 점화 사이클에서 노킹이 발생하였는지 여부를 판정하는데 사용되는 판정값 (V(KX)) 을 더 작게 만든다. 이 때 보정량은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 사용하여 판정값 (V(KX)) 이 더 작게 만들어지는 경우의 보정량에 비해 더 크다.

S312 에서, 엔진 ECU (200) 는 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 이용하여 판정값 (V(KX)) 이 보정되었는지 여부를 판단한다. 만약 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 이용하여 판정값 (V(KX)) 이 보정되었다면 (S312 에서 예), 과정은 S314 로 진행된다. 그렇지 않다면 (S312 에서 아니오), 과정은 S300 으로 되돌아간다. S314 에서, 엔진 ECU (200) 는 점화 카운터와 노크 카운터를 재설정한다. 그러면, 과정은 종료하게 된다.

본 실시형태에 따른 노킹 상태 판정 장치의 엔진 ECU (200) 의 작동에 대해서, 전술한 구조 및 순서도에 기초하여 설명한다.

공기 연료 혼합물이 점화되면 (S300 에서 예), 점화 카운터가 증가한다 (S302). 이 점화 사이클에서, 만약 노킹이 발생했던 것으로 판정되면 (S304 에서 예), 노크 카운터가 증가한다 (S306). 만약 노킹이 발생하지 않았던 것으로 판정되면 (S304 에서 아니오), 노크 카운터는 증가하지 않는다.

총 점화 사이클에서 차지한 노크 사이클의 비가 한계보다 작은 (S308 에서 아니오) 기간 및 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 이용한 판정값 (V(KX)) 의 보정이 이루어지지 않은 (S312 에서 아니오) 기간 동안, 즉, 빈도 분포를 형성하기 위해 추출된 크기값 (LOG(V)) 이 N 사이클에서의 숫자를 만족시키지 못하는 동안, S300 에서 S306 까지의 과정이 되풀이된다.

반면, 노크 사이클의 비가 한계 이상인 경우 (S308 에서 예), 판정값 (V(KX)) 은 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 이용하여 판정값 (V(KX)) 이 더 작게 만들어지는 경우의 보정량보다 더 큰 보정량에 의해 더 작게 만들어진다.

이에 의해서, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포에 무관하게 노킹 발생 빈도가 높은 경우, 즉, N 사이클에 대한 크기값 (LOG(V)) 이 추출되지 않기 전이라도 각각의 점화 사이클에 대한 노킹 판정에서 노킹이 발생하였음을 쉽게 판정할 수 있다. 따라서, 노킹의 발생을 억제하기 위해 스파크를 지연하는 빈도를 증가시킬 수 있다.

더욱이, 이 때, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 이용하여 판정값 (V(KX)) 이 더 작게 만들어지는 경우의 보정량보다 큰 보정량만큼 판정값 (V(KX)) 은 더 작게 만들어진다. 이에 의해, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도 분포를 이용하여 판정값 (V(KX)) 을 더 작게 만들어도 노킹이 억제되지 않는 경우라도, 신속하게 노킹의 발생을 억제할 수 있다.

판정값 (V(KX)) 이 보정되는 경우 (S310, S312 에서 예), 점화 카운터와 노 크 카운터는 리셋되고, S300 이후의 과정은 다시 되풀이된다.

전술한 바와 같이, 만약 각각의 점화 사이클에서 노킹 판정을 통해 노킹이 발생한 것으로 판정된 점화 사이클의 총 점화 사이클 수에 대한 비가 한계보다 크다면, 본 실시형태에 따른 노킹 상태 판정 장치인 엔진 ECU 는 큰 보정량만큼 판정값 (V(KX)) 을 더 작게 만든다. 이에 의해, 노킹 발생 빈도가 높은 경우, 스파크가 지연되는 빈도를 늘리기 위해 노킹이 발생했다는 판정을 쉽게 할 수 있도록 하여 노킹의 발생을 억제할 수 있다.

다른 실시형태

전술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에서, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 크기값 (LOG(V)) 의 중앙값을 이용하여 얻어진다. 그러나 큰 크기의 진동이 일어난 경우, 계산된 크기값 (LOG(V)) 도 커지게 되고, 이에 의해 도 25 에서 실선으로 나타난 바와 같이 빈도 분포의 형상도 무너지고 계산된 중앙값이 필요보다 더 커질 수 있다.

그러나 빈도 분포의 형상이 무너진 경우에도, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도가 피크값 (빈도의 변화율이 0 이 됨) 을 나타내는 크기값 (LOG(V)) 중에서 가장 작은 크기값 (LOG(V)) 은 종종 노킹이 야기되지 않은 빈도 분포의 중앙값 (V(50))과 같은 값이다.

위의 관점에서, 중앙값 (V(50)) 대신에 크기값 (LOG(V)) 의 빈도가 피크를 나타내는 크기값 (LOG(V)) 중에서 가장 작은 크기값 (LOG(V)) 을 이용하여 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 계산될 수 있다.

즉, 계산된 빈도가 피크값을 나타내는 크기값 (LOG(V)) 중에서, 가장 작은 크기값 (LOG(V)) 을 넘지 않는 크기값에서의 표준편차와 계수 (U) 의 곱은 계산된 빈도가 피크값을 나타내는 크기값 (LOG(V)) 중에서 가장 작은 크기값 (LOG(V)) 에 더해질 수 있고, 이에 의해 노크 판정 레벨 (V(KD)) 을 계산한다. 이에 의해, 크기값 (LOG(V)) 이 소음 요소의 영향에 의해 높아지는 경우에도, 계산된 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 필요 이상으로 증가하는 것을 억제할 수 있다.

더욱이, 도 27 에 나타난 바와 같이, 추출되는 크기값 (LOG(V)) 의 분산이 더 커져서, 엔진 (100) 에서 야기되는 진동 상태에 따라서 일반적인 경우보다 낮은 크기값 (LOG(V)) 에서 일반적인 경우보다 낮은 빈도로 피크가 나타나는 경우가 있다. 따라서, 도 27 에 나타난 바와 같이, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 은 미리 정해진 빈도 (예를 들어 빈도 최대값의 3 분의 1) 보다 높은 빈도로 계산된 크기값 (LOG(V)) 중에서 가장 작은 크기값 (LOG(V)) 을 이용하여 계산될 수 있고, 크기값 (LOG(V)) 의 빈도는 피크를 나타낸다. 이에 의해, 크기값 (LOG(V)) 의 분산이 커지는 경우에도, 계산된 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 필요 이상으로 감소하는 것을 억제할 수 있다.

크기값 (LOG(V)) 의 빈도가 중앙값 (V(50)) 대신에 피크를 나타내는 크기값 (LOG(V)) 을 이용하여 노크 판정 레벨 (V(KD)) 을 계산하는 경우, 노크 판정 레벨 (V(KD)) 보다 큰 최대값 (V(MAX)) 을 제거하기 위한 과정을 수행하지 않고 노크 판정 레벨 (V(KD)) 이 계산될 수 있다.

비록 본 발명을 자세하게 설명하고 나타냈다고 하더라도, 동일한 것은 단지 도시 및 실시예의 방식에 의한 것이고 한정하는 방식으로 여겨지는 것이 아니며, 본 발명의 사상과 범위는 청구 범위의 용어에만 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다.

Claims

내연기관 (100) 의 노킹 상태 판정 장치로서,

크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 파형을 검출하는 제 1 검출부 (200);

상기 내연기관 (100) 의 진동의 파형을 미리 저장하는 메모리부 (202);

다수의 점화 사이클에서 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기와 관계된 크기값을 검출하는 제 2 검출부 (200);

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 상기 다수의 크기값 중에서 미리 정해진 조건을 만족하는 크기값을 추출하는 추출부 (200);

상기 추출된 크기값에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 판정부 (200); 및

상기 추출된 크기값에 기초하여 노킹 판정 레벨을 계산하는 레벨 계산부 (200) 를 포함하고,

상기 판정부 (200) 는 상기 추출된 크기값과 상기 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 저장된 파형과 검출된 파형을 비교한 결과 및 크랭크 각에서 상기 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기에 기초하여, 노킹에 의해 야기된 진동의 크기에 관계된 노크 크기를 계산하는 노크 크기 계산부 (200); 및

상기 노크 크기와 미리 정해진 판정값을 비교한 결과에 기초하여 각각의 점 화 사이클마다 상기 내연기관 (100) 에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하는 노킹 판정부 (200) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 미리 정해진 값은 상기 내연기관 (100) 의 회전수 및 상기 내연기관 (100) 에 흡입된 공기의 양 중 하나 이상에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 판정부 (200) 의 판정 결과에 기초하여 상기 미리 정해진 판정값을 보정하는 보정부 (200) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 노크 크기에 의해 상기 내연기관 (100) 에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 상기 판정값을 보정하는 보정부 (200) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 판정부 (200) 의 판정 결과에 기초하여 상기 미리 정해진 판정값을 보정하는 제 1 보정부 (200); 및

상기 노크 크기를 이용하여 상기 내연기관 (100) 에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여, 상기 판정값을 상기 제 1 보정부 (200) 의 보정량과 다른 보정량만큼 보정하는 제 2 보정부 (200) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 보정부 (200) 는 상기 제 1 보정부 (200) 의 보정량보다 큰 보정량만큼 상기 판정값을 보정하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형간의 편차와 관계된 값을 계산하는 편차 계산부 (200) 를 더 포함하고,

여기서 상기 노크 크기 계산부 (200) 는 상기 편차에 관계된 값 및 크랭크 각에서 상기 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기에 기초하여 상기 노크 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 8 항에 있어서,

크랭크 각에서 상기 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기가 크랭크 각에서 상기 미리 정해진 간격으로 적산되는 적산값을 계산하는 적산부 (200) 를 더 포함하고,

상기 노크 크기 계산부 (200) 는 상기 편차에 관계된 값 및 상기 적산값의 곱에 기초하여 상기 노크 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 검출된 파형이 상기 내연기관 (100) 의 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의해 야기된 진동의 파형을 포함하는 경우 포함하지 않는 경우와 비교하여 더 작은 상기 편차와 관계된 값을 상기 편차 계산부 (200) 가 계산하고,

상기 미리 정해진 조건은 미리 정해진 값보다 큰 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서 크기값인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 미리 정해진 값은 상기 내연기관 (100) 이 작동되어 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의한 진동이 미리 정해진 간격으로 야기되는 상태에서 계산된 편차와 관계된 값의 최대값인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 10 항에 있어서,

미리 정해진 부분 (104, 108 116, 118) 은 피스톤 (108), 분사기 (104), 흡 기 밸브 (116) 및 배기 밸브 (118) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형간의 편차에 관계된 값을 계산하는 편차 계산부 (200) 를 더 포함하고,

상기 편차 계산부 (200) 는 상기 검출된 파형이 상기 내연기관 (100) 의 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의해 야기되는 진동의 파형을 포함하는 경우, 포함하지 않는 경우와 비교하여 더 작은 상기 편차와 관계된 값을 계산하고,

상기 미리 정해진 조건은 미리 정해진 값보다 큰 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값이라는 조건인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 미리 정해진 값은 상기 내연기관 (100) 이 작동되어 상기 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의한 진동이 미리 정해진 간격으로 야기되는 상태에서 계산된 편차와 관계된 값의 최대값인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 미리 정해진 부분 (104, 108 116, 118) 은 피스톤 (108), 분사기 (104), 흡기 밸브 (116) 및 배기 밸브 (118) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

미리 정해진 수보다 작지 않은 크기값이 다수 검출되는 경우 상기 레벨 계산부 (200) 는 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 판정부 (200) 는 상기 추출된 크기값과 상기 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 빈도를 판정하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 판정부 (200) 는 추출된 상기 크기값 중에서 상기 노크 판정 레벨보다 큰 크기값이 노크 발생 빈도로서 추출되는 빈도를 판정하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레벨 계산부 (200) 는 추출된 상기 크기값의 표준 편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 상기 크기값의 중앙값에 더하여 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 미리 정해진 계수는 3 인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레벨 계산부 (200) 는 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값보다 크지 않은 크기값에서의 표준 편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값에 더하여 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 미리 정해진 계수는 3 인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레벨 계산부 (200) 는 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값인 크기값 중에서 가장 작은 크기값보다 크지 않는 크기값의 표준 편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중 가장 작은 크기값에 더하여 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 미리 정해진 계수는 3 인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 진동의 파형은 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 다수의 주파수 대역의 진동 파형이 합성화된 파형인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
내연기관 (100) 의 노킹 상태 판정 장치로서,

크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 파형을 검출하는 수단 (200);

상기 내연기관 (100) 의 진동의 파형을 미리 저장하는 수단 (202);

다수의 점화 사이클에서 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기에 관계된 크기값을 검출하는 검출 수단 (200);

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 상기 다수의 크기값 중에서 미리 정해진 조건을 만족하는 크기값을 추출하는 추출 수단 (200); 및

추출된 상기 크기값에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 판정 수단 (200); 및

상기 추출된 크기값에 기초하여 노크 판정 레벨을 계산하는 레벨 계산 수단 (200) 을 포함하고,

상기 판정 수단 (200) 은 상기 추출된 크기값과 상기 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 저장된 파형과 상기 검출된 파형을 비교한 결과 및 크랭크 각에서 미리 저정된 간격으로 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기에 기초하여 노킹에 의해 야기된 진동의 크기에 관계된 노크 크기를 계산하는 노크 크기 계산 수단 (200); 및

상기 노크 크기 및 미리 정해진 판정값을 비교한 결과에 기초하여 각각의 점화 사이클마다 상기 내연기관 (100) 에서 노킹이 발생했는지 여부를 판정하는 수단 (200) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 미리 정해진 판정값은 상기 내연기관 (100) 의 회전수 및 내연기관 (100) 에 흡입된 공기의 양 중 하나 이상에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 판정 수단 (200) 에 의한 판정 결과에 기초하여 미리 정해진 값을 수정하는 수정 수단 (200) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 노크 크기를 이용하여 상기 내연기관 (100) 에서 노크가 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여 상기 판정값을 수정하는 수단 (200) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 판정 수단 (200) 에 의한 판정 결과에 기초하여 상기 미리 정해진 판정값을 수정하는 제 1 수정 수단 (200); 및

상기 노크 크기를 이용하여 상기 내연기관 (100) 에서 노킹이 발생했다고 판정된 빈도에 기초하여, 상기 제 1 수정 수단 (200) 의 수정량과 다른 수정량만큼 상기 판정값을 수정하는 제 2 수정 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노 킹 상태 판정 장치.
제 32 항에 있어서,

상기 제 2 수정 수단 (200) 은 상기 제 1 수정 수단 (200) 의 수정량보다 큰 수정량만큼 상기 판정값을 수정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형간의 편차에 관계된 값을 계산하는 편차 계산 수단 (200) 을 더 포함하고,

여기서 상기 노크 크기 계산 수단 (200) 은 상기 편차에 관계된 값 및 크랭크 각에서 상기 미리 판정된 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 진동의 크기에 기초하여 상기 노크 크기를 계산하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 34 항에 있어서,

크랭크 각에서 상기 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관 (100) 에서 야기되는 진동의 크기를 크랭크 각에서 상기 미리 정해진 간격으로 적산한 적산값을 계산하는 수단 (200) 을 더 포함하고,

상기 노크 크기 계산 수단 (200) 은 상기 편차에 관계된 값과 상기 적산값의 곱에 기초하여 상기 노크 크기를 계산하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 편차 계산 수단 (200) 은 검출된 상기 파형이 상기 내연기관 (100) 의 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의해 야기되는 진동의 파형을 포함하는 경우, 포함하지 않는 경우와 비교해서 더 작은 상기 편차와 관계된 값을 계산하는 수단 (200) 을 포함하고,

상기 미리 정해진 조건은 미리 정해진 값보다 큰 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값인 조건인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 36 항에 있어서,

상기 미리 정해진 값은 상기 내연기관 (100) 이 작동되어 상기 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의한 진동이 상기 미리 정해진 간격으로 야기되는 상태에서 계산된 편차와 관계된 값의 최대값인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 36 항에 있어서,

상기 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 은 피스톤 (108), 분사기 (104), 흡기 밸브 (116) 및 배기 밸브 (118) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형간의 편차와 관계된 값을 계산하는 편차 계산 수단 (200) 을 더 포함하고,

상기 편차 계산 수단 (200) 은 상기 검출된 파형이 상기 내연기관 (100) 의 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의해 야기되는 진동의 파형을 포함하는 경우, 포함하지 않는 경우와 비교하여, 더 작은 상기 편차와 관계된 값을 계산하는 수단 (200) 을 포함하며,

상기 미리 정해진 조건은 미리 정해진 값보다 큰 편차와 관계된 값이 계산되는 점화 사이클에서의 크기값인 조건인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 39 항에 있어서,

상기 미리 정해진 값은 상기 내연기관 (100) 이 작동되어 상기 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 의 작동에 의한 진동이 상기 미리 정해진 간격으로 야기되는 상태에서 계산된 편차와 관계된 값의 최대값인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 39 항에 있어서,

상기 미리 정해진 부분 (104, 108, 116, 118) 은 피스톤 (108), 분사기 (104), 흡기 밸브 (116) 및 배기 밸브 (118) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
삭제
제 27 항에 있어서,

상기 레벨 계산 수단 (200) 은 미리 정해진 수보다 작지 않은 크기값이 다수 추출되는 경우 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 43 항에 있어서,

상기 판정 수단 (200) 은 상기 추출된 크기값과 상기 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 빈도를 판정하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 44 항에 있어서,

상기 판정 수단 (200) 은 추출된 상기 크기값 중에서 상기 노크 판정 레벨보다 큰 크기값이 추출되는 빈도를 노킹 발생 빈도로서 판정하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 레벨 계산 수단 (200) 은 추출된 상기 크기값과 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 상기 크기값의 중앙값에 더하여 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 46 항에 있어서,

상기 미리 정해진 계수는 3 인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 레벨 계산 수단 (200) 은 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값을 넘지 않는 크기값의 표준편차와 미리 정해진 계수의 곱을 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값에 더하여 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 48 항에 있어서,

상기 미리 정해진 계수는 3 인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 레벨 계산 수단 (200) 은 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값인 크기값 중에서 가장 작은 크기값을 넘지 않는 크기값의 표준 편차와 미리 정해진 계수의 곱에, 추출된 빈도가 미리 정해진 빈도보다 높고 추출된 빈도가 피크를 나타내는 크기값 중에서 가장 작은 크기값을 더하여 상기 노크 판정 레벨을 계산하는 수단 (200) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 50 항에 있어서,

상기 미리 정해진 계수는 3 인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 진동의 파형은 상기 내연기관 (100) 에서 야기된 다수의 주파수 대역의 진동의 파형이 합성화된 파형인 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.
내연기관 (100) 의 노킹 상태 판정 장치로서,

ECU (200) 를 포함하고,

상기 ECU (200) 는 크랭크 각에서 미리 정해진 간격으로 상기 내연기관에서 야기되는 진동의 파형을 검출하고,

상기 내연기관의 진동의 파형을 미리 저장하며,

다수의 점화 사이클에서 상기 내연기관에서 야기되는 진동의 크기와 관계된 크기값을 검출하고,

상기 검출된 파형과 상기 저장된 파형을 비교한 결과에 기초하여 상기 다수의 크기값 중에서 미리 정해진 조건을 만족하는 크기값을 추출해내며,

상기 추출된 크기값에 기초하여 노크 판정 레벨을 계산하고,

상기 추출된 크기값과 상기 노크 판정 레벨을 비교한 결과에 기초하여 노킹 발생 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 노킹 상태 판정 장치.