JP5253432B2

JP5253432B2 - Internal combustion engine knock determination device

Info

Publication number: JP5253432B2
Application number: JP2010031279A
Authority: JP
Inventors: 理人金子; 健司笠島; 健次千田; 神尾　　茂; 正臣井上; 優一竹村
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP2010117367A

Description

本発明は、ノッキング判定装置に関し、特に、内燃機関の振動の波形に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定する内燃機関のノッキング判定装置に関する。 The present invention relates to a knock determination device, and more particularly to a knock determination device for an internal combustion engine that determines whether or not knocking has occurred based on a vibration waveform of the internal combustion engine.

従来より、内燃機関のノッキングを検出する技術が知られている。特開２００１−２２７４００号公報（特許文献１）は、ノッキングの発生の有無を正確に判定することができる内燃機関用ノック制御装置を開示する。特許文献１に記載の内燃機関用ノック制御装置は、内燃機関で発生する振動波形信号を検出する信号検出部と、信号検出部で検出された振動波形信号が予め定められた値以上となる期間を発生期間として検出する発生期間検出部と、発生期間検出部で検出された発生期間におけるピーク位置を検出するピーク位置検出部と、発生期間とピーク位置との関係に基づき内燃機関におけるノック発生の有無を判定するノック判定部と、ノック判定部による判定結果に応じて内燃機関の運転状態を制御するノック制御部とを含む。ノック判定部は、発生期間に対するピーク位置が予め定められた範囲内にあるときにはノック（ノッキング）発生有りと判定する。 Conventionally, a technique for detecting knocking of an internal combustion engine is known. Japanese Patent Laying-Open No. 2001-227400 (Patent Document 1) discloses a knock control device for an internal combustion engine that can accurately determine whether or not knocking has occurred. A knock control device for an internal combustion engine described in Patent Literature 1 includes a signal detection unit that detects a vibration waveform signal generated in the internal combustion engine, and a period in which the vibration waveform signal detected by the signal detection unit is equal to or greater than a predetermined value. Is detected as an occurrence period, a peak position detection unit that detects a peak position in the occurrence period detected by the occurrence period detection unit, and occurrence of knock in the internal combustion engine based on the relationship between the occurrence period and the peak position A knock determination unit that determines presence or absence, and a knock control unit that controls the operating state of the internal combustion engine in accordance with a determination result by the knock determination unit. The knock determination unit determines that knock (knocking) has occurred when the peak position for the generation period is within a predetermined range.

この公報に記載の内燃機関用ノック制御装置によれば、内燃機関で発生する振動波形信号が信号検出部で検出され、その振動波形信号が予め定められた値以上となる発生期間とそのピーク位置とが発生期間検出部およびピーク位置検出部でそれぞれ検出される。このように、振動波形信号の発生期間のどの位置でピークが発生しているかが分かることで内燃機関におけるノック発生の有無がノック判定部にて判定され、このノック判定結果に応じて内燃機関の運転状態が制御される。ノック判定部では、発生期間に対するピーク位置が予め定められた範囲内にあるとき、即ち、振動波形信号の予め定められた長さの発生期間に対してピーク位置が早めに現われるような波形形状であるときには、ノック発生時に特有のものであると認識される。これにより、内燃機関の運転状態が急変する過渡時や電気負荷のＯＮ／ＯＦＦ時においても、内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定され、内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。 According to the knock control device for an internal combustion engine described in this publication, the vibration waveform signal generated in the internal combustion engine is detected by the signal detection unit, and the generation period and the peak position where the vibration waveform signal is equal to or greater than a predetermined value. Are detected by the occurrence period detector and the peak position detector, respectively. In this way, by knowing at which position in the generation period of the vibration waveform signal the peak is generated, the knock determination unit determines whether or not knocking has occurred in the internal combustion engine, and the internal combustion engine is determined according to the knock determination result. The operating state is controlled. In the knock determination unit, when the peak position with respect to the occurrence period is within a predetermined range, that is, with a waveform shape such that the peak position appears earlier with respect to the occurrence period of the predetermined length of the vibration waveform signal. In some cases, it is recognized as unique when a knock occurs. As a result, even when the operating state of the internal combustion engine changes abruptly or when the electric load is turned on / off, the presence or absence of knocking in the internal combustion engine is accurately determined, and the operating state of the internal combustion engine can be controlled appropriately. .

特開２００１−２２７４００号公報JP 2001-227400 A

しかしながら、ノッキングが発生した場合であっても、ノッキングに起因した振動よりも大きい強度の振動がノイズとして検出される場合がある。すなわち、ノックセンサの異常や内燃機関自体の振動に起因した振動の強度が、ノッキングに起因した振動の強度よりも大きい場合がある。このような場合、特開２００１−２２７４００号公報に記載の内燃機関用ノック制御装置では、ノッキングが発生しているにも関わらず、発生期間に対するピーク位置が予め定められた範囲外にあるため、ノッキングが発生していないと誤判定されるおそれがあるという問題点があった。 However, even when knocking occurs, vibration having a magnitude greater than that caused by knocking may be detected as noise. That is, there is a case where the magnitude of vibration caused by knock sensor abnormality or the vibration of the internal combustion engine itself is greater than the magnitude of vibration caused by knocking. In such a case, in the knock control device for an internal combustion engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-227400, since knocking occurs, the peak position with respect to the generation period is outside the predetermined range. There has been a problem that it may be erroneously determined that knocking has not occurred.

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、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができるノッキング判定装置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 knock determination device that can accurately determine whether knock has occurred.

第１の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置は、内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角検出手段と、クランク角についての予め定められた間隔における内燃機関の振動の波形を検出するための波形検出手段と、内燃機関の振動の波形を予め記憶するための記憶手段と、検出された波形と記憶された波形とを複数のタイミングで比較した結果に基づいて、内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定するための判定手段とを含む。 An internal combustion engine knock determination device according to a first aspect of the present invention is a crank angle detection means for detecting a crank angle of an internal combustion engine, and a waveform of the vibration of the internal combustion engine at a predetermined interval with respect to the crank angle. Knocking occurs in the internal combustion engine based on the result of comparing the detected waveform and the stored waveform at a plurality of timings. Determination means for determining whether or not it has been performed.

第１の発明によると、たとえば実験などにより、ノッキングが発生した場合の振動の波形であるノック波形モデルを予め作成して記憶しておき、このノック波形モデルと検出された波形とを複数のタイミングで比較して、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。これにより、クランク角についての予め定められた間隔において複数のタイミングで振動が発生した場合に、各タイミングでの振動がノッキングに起因した振動であるか否かを詳細に分析することができる。そのため、精度よくノッキングが発生したか否かを判定することができる。その結果、精度よくノッキングが発生したか否かを判定することができるノッキング判定装置を提供することができる。 According to the first invention, a knock waveform model, which is a vibration waveform when knocking occurs, is created and stored in advance by, for example, an experiment, and the knock waveform model and the detected waveform are stored at a plurality of timings. It is possible to determine whether or not knocking has occurred. Thereby, when vibration occurs at a plurality of timings at predetermined intervals with respect to the crank angle, it is possible to analyze in detail whether the vibration at each timing is a vibration caused by knocking. Therefore, it can be determined whether knocking has occurred with high accuracy. As a result, it is possible to provide a knock determination device that can determine whether or not knocking has occurred with high accuracy.

第２の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置は、内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角検出手段と、クランク角についての予め定められた間隔における内燃機関の振動の波形を検出するための波形検出手段と、内燃機関の振動の波形を予め記憶するための記憶手段と、検出された波形において振動の強度が低下するタイミングで、検出された波形と記憶された波形とを比較した結果に基づいて、内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定するための判定手段とを含む。 An internal combustion engine knock determination device according to a second aspect of the present invention is a crank angle detection means for detecting a crank angle of the internal combustion engine, and a waveform of vibration of the internal combustion engine at a predetermined interval with respect to the crank angle. The result of comparing the detected waveform with the stored waveform at the timing when the intensity of the vibration in the detected waveform decreases. And determining means for determining whether or not knocking has occurred in the internal combustion engine.

第２の発明によると、たとえば実験などにより、ノッキングが発生した場合の振動の波形であるノック波形モデルを予め作成して記憶しておき、このノック波形モデルと検出された波形とを複数のタイミングで比較して、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。これにより、クランク角についての予め定められた間隔において複数のタイミングで振動が発生した場合に、各タイミングでの振動がノッキングに起因した振動であるか否かを詳細に分析することができる。そのため、精度よくノッキングが発生したか否かを判定することができる。その結果、精度よくノッキングが発生したか否かを判定することができるノッキング判定装置を提供することができる。 According to the second invention, a knock waveform model, which is a vibration waveform when knocking occurs, is created and stored in advance by, for example, an experiment, and the knock waveform model and the detected waveform are stored at a plurality of timings. It is possible to determine whether or not knocking has occurred. Thereby, when vibration occurs at a plurality of timings at predetermined intervals with respect to the crank angle, it is possible to analyze in detail whether the vibration at each timing is a vibration caused by knocking. Therefore, it can be determined whether knocking has occurred with high accuracy. As a result, it is possible to provide a knock determination device that can determine whether or not knocking has occurred with high accuracy.

第３の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置は、第１または２の発明の構成に加え、検出された波形と記憶された波形との偏差に関する値を算出するための手段をさらに含む。判定手段は、検出された波形と記憶された波形との偏差が最も小さくなるタイミングにおける偏差に関する値に基づいて、内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定するための手段を含む。 An internal combustion engine knock determination device according to a third aspect of the invention further includes means for calculating a value relating to a deviation between the detected waveform and the stored waveform, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention. The determination means includes means for determining whether or not knocking has occurred in the internal combustion engine based on a value relating to the deviation at a timing at which the deviation between the detected waveform and the stored waveform is the smallest.

第３の発明によると、検出された波形と記憶された波形との相違度合が偏差に関する値として数値化される。これにより検出された波形を数値により分析して、ノッキングが発生したか否かを客観的に判定することができる。また、算出された偏差に関する値のうち、検出された波形と記憶された波形との偏差が最も小さくなるタイミングにおける偏差に関する値に基づいて、ノッキングが発生したか否かが判定される。これにより、ノッキングに起因した振動の波形である可能性が高い波形に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、精度よくノッキングが発生したか否かを判定することができる。 According to the third invention, the degree of difference between the detected waveform and the stored waveform is digitized as a value related to the deviation. Thus, the detected waveform can be analyzed numerically to objectively determine whether knocking has occurred. Further, it is determined whether knocking has occurred or not based on a value related to the deviation at a timing at which the deviation between the detected waveform and the stored waveform becomes the smallest among the calculated values related to the deviation. Thereby, it is possible to determine whether or not knocking has occurred based on a waveform that is highly likely to be a vibration waveform caused by knocking. Therefore, it can be determined whether knocking has occurred with high accuracy.

第４の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置は、第１または２の発明の構成に加え、検出された波形と記憶された波形との偏差に関する値を算出するための手段と、内燃機関の振動の強度を検出するための手段とをさらに含む。振動検出手段は、振動の強度に基
づいて内燃機関の振動の波形を検出するための手段を含む。判定手段は、検出された波形と記憶された波形との偏差が最も小さくなるタイミングにおける、偏差に関する値および振動の強度に基づいて、内燃機関にノッキングが発生したと判定するための手段を含む。 An internal combustion engine knock determination device according to a fourth aspect of the invention includes, in addition to the configuration of the first or second aspect, means for calculating a value relating to a deviation between the detected waveform and the stored waveform, And means for detecting the intensity of vibration. The vibration detection means includes means for detecting a vibration waveform of the internal combustion engine based on the vibration intensity. The determination means includes means for determining that knocking has occurred in the internal combustion engine based on a value related to the deviation and the intensity of vibration at a timing at which the deviation between the detected waveform and the stored waveform is minimized.

第４の発明によると、検出された波形と記憶された波形との相違度合が偏差に関する値として数値化される。これにより検出された波形を数値により分析して、ノッキングが発生したか否かを客観的に判定することができる。また、検出された波形と記憶された波形との偏差が最も小さくなるタイミングにおける、偏差に関する値および振動の強度の最大値に基づいて、ノッキングが発生したか否かが判定される。これにより、ノッキングに起因した振動の波形である可能性が高い波形およびその波形における振動の強度に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、精度よくノッキングが発生したか否かを判定することができる。 According to the fourth aspect, the degree of difference between the detected waveform and the stored waveform is quantified as a value related to the deviation. Thus, the detected waveform can be analyzed numerically to objectively determine whether knocking has occurred. Whether or not knocking has occurred is determined based on the value relating to the deviation and the maximum value of the vibration intensity at the timing when the deviation between the detected waveform and the stored waveform is minimized. As a result, it is possible to determine whether or not knocking has occurred based on a waveform that is highly likely to be a vibration waveform caused by knocking and the intensity of vibration in the waveform. Therefore, it can be determined whether knocking has occurred with high accuracy.

本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置により制御される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 controlled by the knock determination apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置におけるエンジンＥＣＵのメモリに記憶されたノック波形モデルを示す図（その１）である。It is a figure (the 1) which shows the knock waveform model memorize | stored in the memory of engine ECU in the knock determination apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置におけるエンジンＥＣＵのメモリに記憶されたノック波形モデルを示す図（その２）である。It is FIG. (2) which shows the knock waveform model memorize | stored in the memory of engine ECU in the knock determination apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置においてエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program which engine ECU performs in the knock determination apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 正規化後の振動波形を示す図である。It is a figure which shows the vibration waveform after normalization. 正規化前の振動波形を示す図である。It is a figure which shows the vibration waveform before normalization. 本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置において、エンジンの振動波形とノック波形モデルとを比較するタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing which compares the vibration waveform of an engine, and a knock waveform model in the knock determination apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係るノッキング判定装置においてエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program which engine ECU performs in the knock determination apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係るノッキング判定装置において、エンジンの振動波形とノック波形モデルとを比較するタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing which compares an engine vibration waveform and a knock waveform model in the knock determination apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

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、本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置を搭載した車両のエンジン１００について説明する。本実施の形態に係るノッキング判定装置は、たとえばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００が実行するプログラムにより実現される。 <First Embodiment>
With reference to FIG. 1, a description will be given of an engine 100 of a vehicle equipped with a knock determination device according to a first embodiment of the present invention. The knocking determination device according to the present embodiment is realized by a program executed by an engine ECU (Electronic Control Unit) 200, for example.

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。 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ＥＣＵ２００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。 Engine 100 is controlled by engine ECU 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、クランプポジションセンサ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 clamp 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. .

本実施の形態において、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）を検出し、検出された振動波形に基づいて、エンジン１００に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。 In the present embodiment, engine ECU 200 determines a predetermined knock detection gate (a predetermined second crank angle from a predetermined first crank angle based on a signal and a crank angle transmitted from knock sensor 300). The vibration waveform of the engine 100 (hereinafter referred to as a vibration waveform) is detected in the period up to this point), and whether or not knocking has occurred in the engine 100 is determined based on the detected vibration waveform. 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.

ノッキングが発生したか否かを判定するため、エンジンＥＣＵ２００のメモリ２０２には、図２に示すように、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が記憶されている。 In order to determine whether or not knocking has occurred, the memory 202 of the engine ECU 200 stores a knock waveform model that is a model of a vibration waveform when knocking has occurred in the engine 100 as shown in FIG. .

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。また、ノック波形モデルは、各周波数帯の振動の合成波である。なお、図２におけるＣＡは、クランク角（Crank Angle）を示す。 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. The knock waveform model is a combined wave of vibrations in each frequency band. Note that CA in FIG. 2 indicates a crank angle.

本実施の形態における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、図３に示すように、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 in the present embodiment corresponds to vibrations after the peak value of the vibration intensity generated by knocking. In addition, as shown in FIG. 3, you may memorize | store the knock waveform model corresponding to the vibration after the rise of the vibration resulting from knocking.

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。エンジンＥＣＵ２００は、検出された波形と記憶されたノック波形モデルとを比較して、エンジン１００にノッキングが発生したか否かを判定する。 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. Engine ECU 200 compares the detected waveform with the stored knock waveform model, and determines whether knock has occurred in engine 100 or not.

図４を参照して、本実施の形態に係るノッキング判定装置において、エンジンＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。 With reference to FIG. 4, a control structure of a program executed by engine ECU 200 in the knocking determination device according to the present embodiment will be described.

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて、エンジン１００の振動の強度を検出する。振動の強度は、ノックセンサ３００の出力電圧値で表される。なお、ノックセンサ３００の出力電圧値と対応した値で振動の強度を表してもよい。強度の検出は、燃焼行程において上死点から９０度（クランク角で９０度）までの間で行なわれる。 In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, engine ECU 200 detects the intensity of vibration of engine 100 based on the signal transmitted from knock sensor 300. The intensity of vibration is represented by the output voltage value of knock sensor 300. The intensity of vibration may be represented by a value corresponding to the output voltage value of knock sensor 300. The intensity is detected from the top dead center to 90 degrees (90 degrees in crank angle) in the combustion stroke.

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノックセンサ３００の出力電圧値（振動の強度を表す値）を、クランク角で５度ごとに（５度分だけ）積算した値（以下、積算値と記載する）を算出する。積算値の算出は、各周波数帯の振動ごとに積算値が算出された後、各周波数帯の振動ごとの積算値が合成されることにより行なわれる。これにより、エンジン１００の振動波形が検出される。 In S102, engine ECU 200 integrates the output voltage value of knock sensor 300 (a value representing the intensity of vibration) every 5 degrees (only 5 degrees) in crank angle (hereinafter referred to as an integrated value). Is calculated. The integrated value is calculated by calculating the integrated value for each vibration in each frequency band and then synthesizing the integrated values for each vibration in each frequency band. Thereby, the vibration waveform of engine 100 is detected.

Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、振動波形とノック波形モデルとを５度ごとの間隔でずらした複数のタイミングで比較して、振動波形とノック波形モデルとの偏差に関する値である相関係数Ｋを算出する。このとき、振動波形は正規化された後、ノック波形モデルと比較される。ここで、振動波形の正規化とは、振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角における積算値の最大値で各積算値で除算することにより、図５に示すように振動の強度を０〜１の無次元数で表すことである。 In S104, engine ECU 200 compares the vibration waveform and the knock waveform model at a plurality of timings shifted at intervals of 5 degrees, and calculates correlation coefficient K, which is a value related to the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model. calculate. At this time, the vibration waveform is normalized and then compared with the knock waveform model. Here, normalization of the vibration waveform means that the vibration intensity is reduced to 0 as shown in FIG. 5 by dividing by the maximum value of the integrated values at the crank angle at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap. It is expressed by a dimensionless number of ~ 1.

また、相関係数Ｋは、各タイミングで正規化された後の振動波形とノック波形モデルとの偏差の絶対値（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算出される。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。ここで、ΣΔＳ（Ｉ）は、振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角におけるΔＳ（Ｉ）の総和である。なお、相関係数Ｋの算出方法はこれに限らない。 The correlation coefficient K is calculated by calculating the absolute value (deviation amount) of the deviation between the vibration waveform normalized at each timing and the knock waveform model for each crank angle (every 5 degrees). . 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. Here, ΣΔS (I) is the sum of ΔS (I) at the crank angle at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap. Note that the method of calculating the correlation coefficient K is not limited to this.

図４に戻って、Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック強度Ｎを算出する。ノック強度Ｎは、算出された相関係数Ｋのうち最も大きい相関係数Ｋおよび相関係数Ｋが最も大きくなるタイミング内の積算値の最大値Ｐに基づいて算出される。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の振動の強度を表す値をＢＧＬ（Back Ground Level）とおくと、ノック強度Ｎは、Ｎ＝Ｐ×Ｋ／ＢＧＬという方程式で算出される。ＢＧＬはメモリ２０２に記憶されている。なお、ノック強度Ｎの算出方法はこれに限らない。 Returning to FIG. 4, engine ECU 200 calculates knock magnitude N at S 106. The knock magnitude N is calculated based on the largest correlation coefficient K among the calculated correlation coefficients K and the maximum integrated value P within the timing at which the correlation coefficient K is the largest. When a value representing the vibration intensity of the engine 100 in a state where knocking has not occurred in the engine 100 is set as BGL (Back Ground Level), the knock intensity N is calculated by the equation N = P × K / BGL. BGL is stored in the memory 202. The method for calculating knock magnitude N is not limited to this.

Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック強度Ｎが予め定められた判定値よりも大きいか否かを判別する。ノック強度Ｎが予め定められた判定値よりも大きい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでない場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。 In S108, engine ECU 200 determines whether knock magnitude N is greater than a predetermined determination value. If knock magnitude N is greater than a predetermined determination value (YES in S108), the process proceeds to S110. If not (NO in S108), the process proceeds to S114.

Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００にノッキングが発生したと判定する。Ｓ１１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、点火時期を遅角する。Ｓ１１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００にノッキングが発生していないと判定する。Ｓ１１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、点火時期を進角する。 In S110, engine ECU 200 determines that knocking has occurred in engine 100. In S112, engine ECU 200 retards the ignition timing. In S114, engine ECU 200 determines that knocking has not occurred in engine 100. In S116, engine ECU 200 advances the ignition timing.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るノッキング判定装置のエンジンＥＣＵ２００の動作について説明する。 The operation of engine ECU 200 of the knock determination device according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

運転者がイグニッションスイッチ３１２をオン操作し、エンジン１００が始動すると、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて、エンジン１００の振動の強度が検出される（Ｓ１００）。 When the driver turns on the ignition switch 312 and the engine 100 is started, the vibration intensity of the engine 100 is detected based on the signal transmitted from the knock sensor 300 (S100).

燃焼行程における上死点から９０度までの間において、５度ごとの積算値が各周波数ごとに算出され、各周波数ごとに算出された積算値が合成される（Ｓ１０２）。これにより、図６に示すように、エンジン１００の振動波形が検出される。 Between the top dead center and 90 degrees in the combustion stroke, an integrated value for every 5 degrees is calculated for each frequency, and the integrated values calculated for each frequency are synthesized (S102). Thereby, as shown in FIG. 6, the vibration waveform of engine 100 is detected.

５度ごとの積算値により振動波形を検出することにより、振動の強度が細かく変化する複雑な形状の振動波形が検出されることを抑制することができる。そのため、検出された振動波形とノック波形モデルとの比較を容易にすることができる。 By detecting the vibration waveform by the integrated value every 5 degrees, it is possible to suppress detection of a vibration waveform having a complicated shape in which the vibration intensity changes finely. Therefore, the comparison between the detected vibration waveform and the knock waveform model can be facilitated.

ここでは、１５度から２０度までの積算値がノッキングに起因した振動の強度のピーク値として算出され、５０度から５５度までの積算値がノッキングに起因しない振動（ノイズ）のピーク値として算出されたと想定する。また、ノッキングに起因しない振動のピーク値は、ノッキングに起因した振動の強度のピーク値よりも大きい。 Here, an integrated value from 15 degrees to 20 degrees is calculated as a peak value of vibration intensity caused by knocking, and an integrated value from 50 degrees to 55 degrees is calculated as a peak value of vibration (noise) not caused by knocking. Assuming that Further, the peak value of vibration not caused by knocking is larger than the peak value of vibration intensity caused by knocking.

なお、図６においては、振動波形を矩形的に表しているが、各積算値を線で結び、線を用いて振動の波形を表してもよい。また、各積算値のみを点で表して振動波形を表してもよい。 In FIG. 6, the vibration waveform is represented in a rectangular shape, but each integrated value may be connected by a line, and the vibration waveform may be represented by a line. Alternatively, each integrated value may be represented by a point to represent a vibration waveform.

図７に示すように、検出された振動波形とノック波形モデル（破線）とが、５度ごとの間隔でずれた複数のタイミングで比較され、各タイミングにおいて、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ΔＳ（Ｉ）が算出される。このΔＳ（Ｉ）の総和ΣΔＳ（Ｉ）およびノック波形モデルにおいて振動の強度をクランク角で積分した値Ｓに基づいて、Ｋ＝（Ｓ−ΣΔＳ（Ｉ））／Ｓにより相関係数Ｋが算出される（Ｓ１０４）。これにより、検出された振動波形とノック波形モデルとの一致度合を数値化して客観的に判定することができる。 As shown in FIG. 7, the detected vibration waveform and the knock waveform model (broken line) are compared at a plurality of timings shifted at intervals of 5 degrees, and the normalized vibration waveform and knock waveform at each timing. An absolute value ΔS (I) of deviation from the model for each crank angle is calculated. The correlation coefficient K is calculated by K = (S−ΣΔS (I)) / S based on the sum ΣΔS (I) of ΔS (I) and the value S obtained by integrating the vibration intensity with the crank angle in the knock waveform model. (S104). Thereby, the degree of coincidence between the detected vibration waveform and the knock waveform model can be expressed numerically and objectively determined.

なお、図７においては、正規化前の振動波形とノック波形モデル（破線）とを比較した状態を示しているが、実際には、上述したように正規化後の振動波形とノック波形モデルとが比較される。すなわち、振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角における積算値の最大値で、各積算値が除算されることにより、振動波形が正規化され、５度ごとの間隔でずれたタイミングごとに正規化された振動波形とノック波形モデルとの比較が行なわれる。また、図７において破線で示すノック波形モデルは、振動波形との比較が行なわれるタイミングの一部と対応したノック波形モデルである。 FIG. 7 shows a state in which the vibration waveform before normalization and the knock waveform model (broken line) are compared, but actually, as described above, the vibration waveform after normalization and the knock waveform model Are compared. In other words, the vibration waveform is normalized by dividing each integrated value by the maximum value of the integrated value at the crank angle at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap, and at each timing shifted by an interval of 5 degrees. A comparison between the normalized vibration waveform and the knock waveform model is performed. Further, the knock waveform model indicated by a broken line in FIG. 7 is a knock waveform model corresponding to a part of the timing at which the comparison with the vibration waveform is performed.

振動波形を正規化することにより、各タイミングにおける振動の強度の大きさに関わらず、１つのノック波形モデルを用いて全てのタイミングの振動波形を分析することができる。そのため、振動の強度に対応した多数のノック波形モデルを記憶しておく必要がなく、ノック波形モデルの作成を容易にすることができる。 By normalizing the vibration waveform, it is possible to analyze the vibration waveforms at all timings using one knock waveform model regardless of the magnitude of the vibration intensity at each timing. Therefore, it is not necessary to store a large number of knock waveform models corresponding to the vibration intensity, and the creation of the knock waveform model can be facilitated.

相関係数Ｋが算出されると、相関係数Ｋと積算値の最大値Ｐとの積をＢＧＬで除算することにより、ノック強度Ｎが算出される（Ｓ１０６）。これにより、検出された振動波形とノック波形モデルとの一致度合に加えて、振動の強度に基づいて、エンジン１００の振動がノッキングに起因した振動であるか否かをより詳細に分析することができる。 When the correlation coefficient K is calculated, the knock magnitude N is calculated by dividing the product of the correlation coefficient K and the maximum integrated value P by BGL (S106). Thus, in addition to the degree of coincidence between the detected vibration waveform and the knock waveform model, it is possible to analyze in more detail whether or not the vibration of the engine 100 is vibration caused by knocking based on the intensity of vibration. it can.

ノック強度Ｎを算出される際に用いられる相関係数Ｋは、算出された相関係数Ｋのうちの最も大きい相関係数Ｋである。すなわち、振動波形とノック波形モデルとの偏差が最も小さくなるタイミングで算出された相関係数Ｋを用いてノック強度Ｎが算出される。 The correlation coefficient K used when the knock magnitude N is calculated is the largest correlation coefficient K among the calculated correlation coefficients K. That is, knock magnitude N is calculated using correlation coefficient K calculated at the timing at which the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model is minimized.

また、ノック強度Ｎが算出される際に用いられる積算値の最大値Ｐは、最も大きい相関係数Ｋが算出されたタイミングにおける積算値の最大値である。すなわち、振動波形とノック波形モデルとの偏差が最も小さくなるタイミングであって、振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角における積算値の最大値である。これにより、ノッキングに起因した振動の波形である可能性が高い振動波形およびその振動波形における振動の強度に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。 Further, the maximum value P of the integrated values used when the knock magnitude N is calculated is the maximum value of the integrated values at the timing when the largest correlation coefficient K is calculated. That is, it is the timing at which the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model becomes the smallest, and is the maximum integrated value at the crank angle at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap. Thus, it is possible to determine whether or not knocking has occurred based on the vibration waveform that is likely to be a vibration waveform due to knocking and the intensity of vibration in the vibration waveform.

ここでは、ノック波形モデルの振動の強度のピーク値を、１５度から２０度までの積算値に合わせたタイミングにおいて算出される相関係数Ｋが最も大きくなると想定する。このタイミングにおいて振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角は、１５度から９０度であるため、ノック強度Ｎを算出する際に用いられる積算値の最大値Ｐには、５０度から５５度までの積算値が用いられる。 Here, it is assumed that the correlation coefficient K calculated at the timing when the peak value of the vibration intensity of the knock waveform model is matched with the integrated value from 15 degrees to 20 degrees is the largest. Since the crank angle at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap at this timing is 15 degrees to 90 degrees, the maximum integrated value P used when calculating the knock magnitude N is 50 degrees to 55 degrees. The accumulated value up to is used.

算出されたノック強度Ｎが予め定められた判定値よりも大きい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ノッキングが発生したと判定され（Ｓ１１０）、点火時期が遅角される（Ｓ１１２）。これにより、ノッキングの発生が抑制される。 If calculated knock magnitude N is greater than a predetermined determination value (YES in S108), it is determined that knocking has occurred (S110), and the ignition timing is retarded (S112). Thereby, occurrence of knocking is suppressed.

一方、ノック強度Ｎが予め定められた判定値よりも大きくない場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、ノッキングが発生していないと判定され（Ｓ１１４）、点火時期が進角される（Ｓ１１６）。 On the other hand, when knock intensity N is not greater than a predetermined determination value (NO in S108), it is determined that knocking has not occurred (S114), and the ignition timing is advanced (S116).

以上のように、本実施の形態に係るノッキング判定装置において、エンジンＥＣＵは、ノックセンサから送信された信号に基づいてエンジンの振動波形を検出し、振動波形とノック波形モデルとを複数のタイミングで比較して、相関係数Ｋを算出する。算出された相関係数のうち最も大きい相関係数Ｋ、すなわち振動波形とノック波形モデルとの偏差が最も小さいタイミングで算出された相関係数Ｋとそのタイミングでの積算値の最大値Ｐとの積をＢＧＬにより除算して、ノック強度Ｎが算出される。ノック強度Ｎが判定値よりも大きい場合、エンジンにノッキングが発生したと判定される。ノック強度Ｎが判定値よりも大きくない場合、エンジンにノッキングが発生していないと判定される。これにより、ノッキングに起因した振動の他にノッキングに起因しない振動が検出された場合に、各タイミングにおける振動を分析してノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、ノッキングに起因しない振動のみを分析して、ノッキングが発生しているにも関わらずノッキングが発生していないと誤判定することを抑制することができる。その結果、精度よくノッキングが発生しているか否かを判定することができる。 As described above, in the knock determination device according to the present embodiment, the engine ECU detects the vibration waveform of the engine based on the signal transmitted from the knock sensor, and generates the vibration waveform and the knock waveform model at a plurality of timings. In comparison, a correlation coefficient K is calculated. Of the calculated correlation coefficients, the largest correlation coefficient K, that is, the correlation coefficient K calculated at the timing at which the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model is the smallest, and the maximum integrated value P at that timing. Knock strength N is calculated by dividing the product by BGL. When knock magnitude N is larger than the determination value, it is determined that knocking has occurred in the engine. When knock magnitude N is not greater than the determination value, it is determined that knocking has not occurred in the engine. As a result, when vibration not caused by knocking is detected in addition to vibration caused by knocking, it is possible to determine whether knocking has occurred by analyzing the vibration at each timing. Therefore, by analyzing only vibrations not caused by knocking, it is possible to suppress erroneous determination that knocking has not occurred although knocking has occurred. As a result, it is possible to accurately determine whether knocking has occurred.

＜第２の実施の形態＞
図８および図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態においては、５度ごとの間隔でずれた複数のタイミングで振動波形とノック波形モデルとを比較していた。それに対して、本実施の形態においては、振動波形において振動の強度が低下するタイミングで振動波形とノック波形モデルとを比較する。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。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。 <Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment described above, the vibration waveform and the knock waveform model are compared at a plurality of timings shifted at intervals of 5 degrees. On the other hand, in this embodiment, the vibration waveform and the knock waveform model are compared at the timing when the vibration intensity decreases in the vibration waveform. Other structures are the same as those in the first embodiment. The function about them is the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図８を参照して、本実施の形態に係るノッキング判定装置のエンジンＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ処理については同じステップ番号を付し、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。 With reference to FIG. 8, a control structure of a program executed by engine ECU 200 of the knock determination device according to the present embodiment will be described. The same processes as those in the first embodiment are given the same step numbers, and detailed description thereof will not be repeated here.

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２００は、振動波形において振動の強度が低下するタイミングで振動波形とノック波形モデルとを比較して、相関係数Ｋを算出する。このとき、振動波形は正規化された後、ノック波形モデルと比較される。 In S200, engine ECU 200 calculates a correlation coefficient K by comparing the vibration waveform with the knock waveform model at the timing when the vibration intensity decreases in the vibration waveform. At this time, the vibration waveform is normalized and then compared with the knock waveform model.

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係るノッキング判定装置のエンジンＥＣＵ２００の動作について説明する。 The operation of engine ECU 200 of the knock determination device according to the present embodiment based on the above structure will be described.

燃焼行程における上死点から９０度までの間において、５度ごとの積算値が各周波数ごとに算出され、各周波数ごとに算出された積算値が合成される（Ｓ１０２）。これにより、エンジン１００の振動波形が検出される。 Between the top dead center and 90 degrees in the combustion stroke, an integrated value for every 5 degrees is calculated for each frequency, and the integrated values calculated for each frequency are synthesized (S102). Thereby, the vibration waveform of engine 100 is detected.

ここでは、前述の第１の実施の形態と同様に、１５度から２０度までの積算値がノッキングに起因した振動の強度のピーク値であり、５０度から５５度までの積算値がノッキングに起因しない振動の強度のピーク値であると想定する。また、５０度から５５度までの積算値は、１５度から２０度までの積算値よりも大きい。 Here, as in the first embodiment described above, the integrated value from 15 degrees to 20 degrees is the peak value of the vibration intensity caused by the knocking, and the integrated value from 50 degrees to 55 degrees is the knocking value. It is assumed that this is a peak value of the vibration intensity that is not caused. The integrated value from 50 degrees to 55 degrees is larger than the integrated value from 15 degrees to 20 degrees.

図９に示すように、振動波形における振動の強度（積算値）が低下するタイミングで、検出された振動波形とノック波形モデル（一点鎖線）とが比較され、各タイミングにおいて、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ΔＳ（Ｉ）が算出される。このΔＳ（Ｉ）の総和ΣΔＳ（Ｉ）およびノック波形モデルにおいて振動の強度をクランク角で積分した値Ｓに基づいて、Ｋ＝（Ｓ−ΣΔＳ（Ｉ））／Ｓにより相関係数Ｋが算出される（Ｓ２００）。 As shown in FIG. 9, the detected vibration waveform is compared with the knock waveform model (one-dot chain line) at the timing when the intensity (integrated value) of the vibration in the vibration waveform decreases, and the vibration after normalization at each timing. An absolute value ΔS (I) of a deviation for each crank angle between the waveform and the knock waveform model is calculated. The correlation coefficient K is calculated by K = (S−ΣΔS (I)) / S based on the sum ΣΔS (I) of ΔS (I) and the value S obtained by integrating the vibration intensity with the crank angle in the knock waveform model. (S200).

なお、図９においては、正規化前の振動波形とノック波形モデル（一点鎖線）とを比較した状態を示しているが、実際には、第１の実施の形態と同様に、正規化後の振動波形とノック波形モデルとが比較される。すなわち、振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角における積算値の最大値で、各積算値が除算されることにより、振動波形の正規化が行なわれ、正規化後の振動波形とノック波形モデルとの比較が行なわれる。 Note that FIG. 9 shows a state in which the vibration waveform before normalization and the knock waveform model (one-dot chain line) are compared, but actually, after the normalization, as in the first embodiment. The vibration waveform and the knock waveform model are compared. That is, the vibration waveform is normalized by dividing each integrated value by the maximum integrated value at the crank angle at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap, and the normalized vibration waveform and knock waveform are obtained. A comparison with the model is made.

相関係数Ｋが算出されると、相関係数Ｋと積算値の最大値Ｐとの積をＢＧＬで除算することにより、ノック強度Ｎが算出される（Ｓ１０６）。ノック強度Ｎを算出される際に用いられる相関係数Ｋは、算出された相関係数Ｋのうちの最も大きい相関係数Ｋである。すなわち、振動波形とノック波形モデルとの偏差が最も小さくなるタイミングで算出された相関係数Ｋを用いてノック強度Ｎが算出される。 When the correlation coefficient K is calculated, the knock magnitude N is calculated by dividing the product of the correlation coefficient K and the maximum integrated value P by BGL (S106). The correlation coefficient K used when the knock magnitude N is calculated is the largest correlation coefficient K among the calculated correlation coefficients K. That is, knock magnitude N is calculated using correlation coefficient K calculated at the timing at which the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model is minimized.

また、ノック強度Ｎが算出される際に用いられる積算値の最大値Ｐは、最も大きい相関係数Ｋが算出されたタイミングにおける積算値の最大値Ｐである。すなわち、振動波形とノック波形モデルとの偏差が最も小さくなるタイミングであって、振動波形とノック波形モデルとが重複するクランク角における積算値の最大値Ｐである。 Further, the maximum value P of the integrated values used when the knock magnitude N is calculated is the maximum value P of the integrated values at the timing when the largest correlation coefficient K is calculated. That is, it is the maximum value P of the integrated value at the crank angle at which the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model is the smallest and at which the vibration waveform and the knock waveform model overlap.

以上のように、本実施の形態に係るノッキング判定装置において、エンジンＥＣＵは、ノックセンサから送信された信号に基づいてエンジンの振動波形を検出し、振動波形において振動の強度が低下するタイミングで、振動波形とノック波形モデルとを比較して、相関係数Ｋを算出する。算出された相関係数のうち最も大きい相関係数Ｋ、すなわち振動波形とノック波形モデルとの偏差が最も小さいタイミングで算出された相関係数Ｋとそのタイミングでの積算値の最大値Ｐとの積をＢＧＬにより除算して、ノック強度Ｎが算出される。ノック強度Ｎが判定値よりも大きい場合、エンジンにノッキングが発生したと判定される。ノック強度Ｎが判定値よりも大きくない場合、エンジンにノッキングが発生していないと判定される。このようにすれば、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、前述の第１の実施の形態に比べて相関係数Ｋを算出するタイミングを少なくすることができる。そのため、エンジンＥＣＵの負荷を軽減し、速やかにノッキングが発生したか否かを判定することができる。 As described above, in the knock determination device according to the present embodiment, the engine ECU detects the vibration waveform of the engine based on the signal transmitted from the knock sensor, and at the timing when the vibration intensity decreases in the vibration waveform. The correlation coefficient K is calculated by comparing the vibration waveform with the knock waveform model. Of the calculated correlation coefficients, the largest correlation coefficient K, that is, the correlation coefficient K calculated at the timing at which the deviation between the vibration waveform and the knock waveform model is the smallest, and the maximum integrated value P at that timing. Knock strength N is calculated by dividing the product by BGL. When knock magnitude N is larger than the determination value, it is determined that knocking has occurred in the engine. When knock magnitude N is not greater than the determination value, it is determined that knocking has not occurred in the engine. In this way, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the timing for calculating the correlation coefficient K can be reduced as compared with the first embodiment. . Therefore, it is possible to reduce the load on the engine ECU and quickly determine whether knocking has occurred.

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.

１００エンジン、１０４インジェクタ、１０６点火プラグ、１１０クランクシャフト、２００エンジンＥＣＵ、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。 100 engine, 104 injector, 106 spark plug, 110 crankshaft, 200 engine ECU, 300 knock sensor, 302 water temperature sensor, 304
Timing rotor, 306 crank position sensor, 308 throttle opening sensor.

Claims

内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角検出手段と、
クランク角についての予め定められた間隔における前記内燃機関の振動の波形を検出するための波形検出手段と、
前記予め定められた間隔よりも短い間隔における前記内燃機関の振動の波形であって、クランク角に応じて変化する波形を予め記憶するための記憶手段と、
前記検出された波形と前記記憶された波形との偏差に関する値を算出するための手段と、
前記検出された波形と前記記憶された波形とを前記予め定められた間隔内において異なるタイミングで複数回比較し、前記検出された波形と前記記憶された波形との偏差が最も小さくなるタイミングにおける前記偏差に関する値に基づいて、前記内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定するための判定手段とを含む、内燃機関のノッキング判定装置。 Crank angle detecting means for detecting the crank angle of the internal combustion engine;
Waveform detecting means for detecting a waveform of vibration of the internal combustion engine at a predetermined interval with respect to a crank angle;
Storage means for storing in advance a waveform of the vibration of the internal combustion engine at an interval shorter than the predetermined interval, the waveform changing according to the crank angle;
It means for calculating a value relating to a deviation between the front Symbol detected waveform and said stored waveform,
The detected waveform and the stored waveform are compared a plurality of times at different timings within the predetermined interval, and the detected waveform and the stored waveform are at a timing at which the deviation is minimized. An internal combustion engine knock determination device comprising: determination means for determining whether knock has occurred in the internal combustion engine based on a value relating to a deviation.

内燃機関の振動の強度を検出するための手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角検出手段と、
前記振動の強度に基づいて、クランク角についての予め定められた間隔における前記内燃機関の振動の波形を検出するための波形検出手段と、
前記予め定められた間隔よりも短い間隔における前記内燃機関の振動の波形であって、クランク角に応じて変化する波形を予め記憶するための記憶手段と、
前記検出された波形と前記記憶された波形との偏差に関する値を算出するための手段と、
前記検出された波形と前記記憶された波形とを前記予め定められた間隔内において異なるタイミングで複数回比較し、前記検出された波形と前記記憶された波形との偏差が最も小さくなるタイミングにおける、前記偏差に関する値および振動の強度に基づいて、前記内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定するための判定手段とを含む、内燃機関のノッキング判定装置。 Means for detecting the intensity of vibration of the internal combustion engine;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle of the internal combustion engine;
Waveform detecting means for detecting a waveform of vibration of the internal combustion engine at a predetermined interval with respect to a crank angle based on the intensity of the vibration;
Storage means for storing in advance a waveform of the vibration of the internal combustion engine at an interval shorter than the predetermined interval, the waveform changing according to the crank angle;
Means for calculating a value relating to a deviation between the detected waveform and the stored waveform;
The detected waveform and the stored waveform are compared multiple times at different timings within the predetermined interval, and at a timing at which the deviation between the detected waveform and the stored waveform is minimized. An internal combustion engine knock determination device comprising: determination means for determining whether knock has occurred in the internal combustion engine based on the value relating to the deviation and the intensity of vibration.

前記判定手段は、前記検出された波形において振動の強度が低下する複数のタイミングで、前記検出された波形と前記記憶された波形とを比較した結果に基づいて、前記内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関のノッキング判定装置。 The determination means has knocked in the internal combustion engine based on a result of comparing the detected waveform and the stored waveform at a plurality of timings when the intensity of vibration decreases in the detected waveform. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 , further comprising means for determining whether or not.