JP6854228B2

JP6854228B2 - Knocking determination device and knocking determination method

Info

Publication number: JP6854228B2
Application number: JP2017196085A
Authority: JP
Inventors: 政祥大▲高▼; 太郎笠原; 優志村; 正彦田島; 太一池田
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2037-10-06
Also published as: JP2019070335A

Description

本発明は、内燃機関に生じるノッキングを判定するノッキング判定装置、及び、ノッキング判定方法に関する。 The present invention relates to a knocking determination device for determining knocking occurring in an internal combustion engine and a knocking determination method.

ガソリンエンジンなどの内燃機関における点火時期は、出力トルクの向上を目的として、ノックキングが発生しないクランク角度の範囲内において可能な限り進角されることが一般的である。そこで、エンジンを設計したり、調整したりする過程で点火時期をクランク角度に適合させる工程では、ノックキングが発生しているか否かがノッキング判定装置によって判定される。こうしたノッキング判定装置の一例が特許文献１に記載されている。 The ignition timing of an internal combustion engine such as a gasoline engine is generally advanced as much as possible within the range of the crank angle at which knocking does not occur for the purpose of improving the output torque. Therefore, in the process of adjusting the ignition timing to the crank angle in the process of designing or adjusting the engine, whether or not knocking has occurred is determined by the knocking determination device. An example of such a knocking determination device is described in Patent Document 1.

特許文献１に記載のノッキング判定装置は、筒内圧を検出する圧力センサからの出力信号と、エンジンが発する音を検出するマイクからの出力信号との相互相関値を計算し、相互相関値をノッキングの強度として取り扱っている。 The knocking determination device described in Patent Document 1 calculates the cross-correlation value between the output signal from the pressure sensor that detects the in-cylinder pressure and the output signal from the microphone that detects the sound emitted by the engine, and knocks the cross-correlation value. It is treated as the strength of.

特開２００３−３１４３４９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-314349

特許文献１に記載のノッキング判定装置によれば、人がノック音を聞き分けなくともノッキングの有無を判定することができるようになる。しかしながら、特許文献１に記載のノッキング判定装置では、回転速度の変化などの内燃機関の運転条件により異なるノッキング音や背景雑音の大きさが、ノッキングが発生しているか否かの判定精度を低下させるおそれがある。そこで、上述したノッキング判定装置には、ノッキング判定の自由度を高めることが望まれている。 According to the knocking determination device described in Patent Document 1, the presence or absence of knocking can be determined even if a person does not distinguish the knocking sound. However, in the knocking determination device described in Patent Document 1, the magnitude of knocking noise and background noise, which differ depending on the operating conditions of the internal combustion engine such as a change in rotational speed, reduces the accuracy of determining whether or not knocking has occurred. There is a risk. Therefore, it is desired that the knocking determination device described above has a higher degree of freedom in knocking determination.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノッキング判定の自由度を高めることを可能にしたノッキング判定装置及びノッキング判定方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a knocking determination device and a knocking determination method capable of increasing the degree of freedom of knocking determination.

上記課題を解決するノッキング判定装置は、内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量を示す取得信号に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング判定装置であって、前記取得信号から、ノッキングの有無が判定される判定信号を選択する判定信号選択部と、前記取得信号から、前記判定信号との関係で定まる条件に基づいて複数の対象信号を選択する対象信号選択部と、前記複数の対象信号から、前記各対象信号のスペクトルに基づく値を算出する第１算出部と、前記判定信号から、前記判定信号のスペクトルに基づく値を算出する第２算出部と、前記判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定を行う判定部とを備え、前記判定部は、前記複数の対象信号のスペクトルに基づく値から推定した統計パラメータを用いて前記各対象信号のスペクトルに基づく値について多次元におけるばらつきで正規化して得た値の集合と、前記統計パラメータを用いて前記判定信号のスペクトルに基づく値の多次元におけるばらつきで正規化した値との乖離の度合いが所定のノッキング判定値よりも大きいことに基づいて前記判定信号がノッキングを示す信号である旨を判定するとともに、前記乖離の度合いが前記所定のノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かを判定する。 The knocking determination device that solves the above problems is a knocking determination device that determines the presence or absence of knocking based on an acquisition signal indicating a physical quantity based on the pressure fluctuation generated in the internal combustion engine, and determines the presence or absence of knocking from the acquisition signal. From the determination signal selection unit that selects the determination signal to be performed, the target signal selection unit that selects a plurality of target signals from the acquisition signal based on the conditions determined by the relationship with the determination signal, and the plurality of target signals. The first calculation unit that calculates a value based on the spectrum of each target signal, the second calculation unit that calculates a value based on the spectrum of the determination signal from the determination signal, and the determination signal are signals indicating knocking. The determination unit includes a determination unit that determines whether or not the signal is present, and the determination unit has multidimensional variations in the values based on the spectra of the plurality of target signals using statistical parameters estimated from the values based on the spectra of the plurality of target signals. The degree of deviation between the set of values obtained by normalizing with and the value normalized by the multidimensional variation of the value based on the spectrum of the judgment signal using the statistical parameter is larger than the predetermined knocking judgment value. Based on the above, it is determined that the determination signal is a signal indicating knocking, and whether or not the degree of deviation is equal to or less than the target signal update determination value, which is a value smaller than the predetermined knock determination value. ..

上記課題を解決するノッキング判定方法は、内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量を示す取得信号に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング判定装置で実行されるノッキング判定方法であって、前記ノッキング判定装置は、前記取得信号から、ノッキングの有無を判定する判定信号を選択する判定信号選択工程と、前記取得信号から、前記判定信号との関係で定まる条件に基づいて複数の対象信号を選択する対象信号選択工程と、前記複数の対象信号から、前記各対象信号のスペクトルに基づく値を算出する第１算出工程と、前記判定信号から、前記判定信号のスペクトルに基づく値を算出する第２算出工程と、前記判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定を行う判定工程とを実行し、前記判定工程では、前記複数の対象信号のスペクトルに基づく値から推定した統計パラメータを用いて前記各対象信号のスペクトルに基づく値について多次元におけるばらつきで正規化して得た値の集合と、前記統計パラメータを用いて前記判定信号のスペクトルに基づく値の多次元におけるばらつきで正規化した値との乖離の度合いが所定のノッキング判定値よりも大きいことに基づいて前記判定信号がノッキングを示す信号である旨を判定するとともに、前記乖離の度合いが前記ノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かを判定する。 The knocking determination method for solving the above problems is a knocking determination method executed by a knocking determination device for determining the presence or absence of knocking based on an acquisition signal indicating a physical quantity based on a pressure fluctuation generated in an internal combustion engine, and the knocking determination is performed. The device selects a plurality of target signals from the acquired signal based on a determination signal selection step of selecting a determination signal for determining the presence or absence of knocking and a condition determined in relation to the determination signal from the acquired signal. A signal selection step, a first calculation step of calculating a value based on the spectrum of each target signal from the plurality of target signals, and a second calculation step of calculating a value based on the spectrum of the determination signal from the determination signal. And a determination step of determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking. In the determination step, the statistical parameters estimated from the values based on the spectra of the plurality of target signals are used. A set of values obtained by normalizing the values based on the spectrum of each target signal by multidimensional variation and values normalized by multidimensional variation of the values based on the spectrum of the determination signal using the statistical parameters. Based on the fact that the degree of deviation is larger than the predetermined knocking determination value, it is determined that the determination signal is a signal indicating knocking, and the target signal update in which the degree of deviation is smaller than the knocking determination value. It is determined whether or not it is equal to or less than the determination value.

このような構成及び方法によれば、ノッキングの有無が判定される判定信号と比較される対象信号が、判定信号との関係（例えば、時間的な関係や運転条件における関係）で定まる条件に基づいて選択される。つまり、判定信号との関係に基づき選択することで、対象信号を判定信号との比較に適したものとして選択することができる。これにより、ノッキング判定の自由度が高められる。 According to such a configuration and method, the target signal to be compared with the determination signal for determining the presence or absence of knocking is based on the condition determined by the relationship with the determination signal (for example, the relationship in time and the relationship in operating conditions). Is selected. That is, by selecting based on the relationship with the determination signal, the target signal can be selected as suitable for comparison with the determination signal. As a result, the degree of freedom in knocking determination is increased.

そして、統計パラメータ（平均・分散共分散行列）を用いて各対象信号（音や振動など）のスペクトルについて多次元におけるばらつきで正規化して得た値の集合と、統計パラメータを用いて判定信号のスペクトルの多次元におけるばらつきで正規化した値とを比較して乖離の度合が判定される。つまり、乖離度合いがノッキング判定値よりも大きいことで判定信号がノッキングを示す信号であると判定されるとともに、ノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かに基づいて対象信号の更新に適した信号であるか否かが判定される。なお、多次元におけるばらつきで正規化して得た値の一例として、マハラノビス距離がある。 Then, a set of values obtained by normalizing the spectrum of each target signal (sound, vibration, etc.) with multidimensional variation using statistical parameters (mean / variance-covariance matrix) and a judgment signal using statistical parameters. The degree of divergence is determined by comparing with the value normalized by the multidimensional variation of the spectrum. That is, it is determined that the determination signal is a signal indicating knocking when the degree of deviation is larger than the knocking determination value, and it is based on whether or not it is equal to or less than the target signal update determination value which is a value smaller than the knocking determination value. It is determined whether or not the signal is suitable for updating the target signal. The Mahalanobis distance is an example of a value obtained by normalizing with variations in multiple dimensions.

上記ノッキング判定装置において、前記対象信号選択部は、前記乖離の度合いが前記対象信号更新判定値よりも大きいと判定した前記判定信号に対応する取得信号を前記対象信号に選択しない。 In the knocking determination device, the target signal selection unit does not select the acquisition signal corresponding to the determination signal determined that the degree of dissociation is larger than the target signal update determination value as the target signal.

このような構成によれば、対象信号の更新に適さない信号が対象信号に含まれなくなるため、ノッキングを示す判定信号と対象信号との相対差が大きくなり、対象信号との比較により判定信号がノッキングを示す信号であるか否かがより高い精度で判定される。 According to such a configuration, the target signal does not include a signal that is not suitable for updating the target signal, so that the relative difference between the judgment signal indicating knocking and the target signal becomes large, and the judgment signal is compared with the target signal. Whether or not the signal indicates knocking is determined with higher accuracy.

上記ノッキング判定装置において、前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号の得られた時刻に近い取得信号から所定数の信号を選択する条件であることに基づいて複数の対象信号を選択する。 In the knocking determination device, the target signal selection unit is based on the condition that a predetermined number of signals are selected from the acquisition signals close to the time when the determination signal is obtained, based on the condition determined in relation to the determination signal. Select multiple target signals.

このような構成によれば、判定信号の得られた時刻に近い取得信号から対象信号が選択される。すなわち、判定信号の取得時刻から時間的に離れている取得信号が対象信号に選択されない。これにより、判定信号の取得時刻から時間的に近いため内燃機関の運転条件が変化していない、又は、変化が小さい可能性の高い取得信号が対象信号として選択され、ノッキングの判定精度の向上が図られる。 According to such a configuration, the target signal is selected from the acquired signals close to the time when the determination signal was obtained. That is, the acquisition signal that is temporally distant from the acquisition time of the determination signal is not selected as the target signal. As a result, the acquisition signal whose operating conditions of the internal combustion engine have not changed or are likely to have a small change because the time is close to the acquisition time of the determination signal is selected as the target signal, and the knocking determination accuracy is improved. It is planned.

なお、判定信号に対して所定の期間内の取得信号から複数の対象信号を所定数選択するようにしてもよい。すなわち、判定信号と対象信号との時間間隔を所定の期間内に定めることで、判定信号と対象信号がそれぞれ取得されたときの内燃機関の運転条件が変化していない、又は、変化が小さい可能性が高いことの蓋然性が高まる。この対象信号と比較することで判定信号がノッキングを示す信号であるか否かがより適切に判定できるようにもなる。 A predetermined number of target signals may be selected from the acquired signals within a predetermined period for the determination signal. That is, by setting the time interval between the judgment signal and the target signal within a predetermined period, the operating conditions of the internal combustion engine when the judgment signal and the target signal are acquired may not change or the change may be small. The probability of being highly sexual increases. By comparing with this target signal, it becomes possible to more appropriately determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking.

上記ノッキング判定装置において、前記対象信号選択部はさらに、前記対象信号を前記判定信号が得られた時刻よりも以前、及び、以後の少なくとも一方の信号とする。
このような構成によれば、判定信号より以前の対象信号であれば、判定信号が取得される時点で既に対象信号となる取得信号が取得されているため判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定が直ちに行え、ノッキング判定処理をリアルタイムに実行できる。つまり、判定信号を選択してから判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定までの時間を短くできる。 In the knocking determination device, the target signal selection unit further sets the target signal as at least one signal before and after the time when the determination signal is obtained.
According to such a configuration, if the target signal is earlier than the judgment signal, is the judgment signal a signal indicating knocking because the acquisition signal that becomes the target signal has already been acquired when the judgment signal is acquired? Whether or not it can be determined immediately, and the knocking determination process can be executed in real time. That is, the time from selecting the determination signal to determining whether or not the determination signal is a knocking signal can be shortened.

また、判定信号に対して前後の対象信号であれば、対象信号と判定信号との間の時間差をより短くすることができ、対象信号が得られたときの運転条件と判定信号が得られたときの運転条件が同様である可能性がより高められ、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定の精度向上が図られる。 Further, if the target signals are before and after the judgment signal, the time difference between the target signal and the judgment signal can be made shorter, and the operating conditions and the judgment signal when the target signal is obtained can be obtained. It is more likely that the operating conditions are the same, and the accuracy of determining whether or not the determination signal is a knocking signal can be improved.

また、判定信号よりも後に得られた信号を判定に用いることができる。例えば、判定信号より前に取得された取得信号が判定信号との比較に適していない場合、判定信号の後に取得された取得信号を用いることができる。これにより、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定をより好適に行うことができる。 Further, a signal obtained after the determination signal can be used for the determination. For example, when the acquisition signal acquired before the determination signal is not suitable for comparison with the determination signal, the acquisition signal acquired after the determination signal can be used. Thereby, it is possible to more preferably determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking.

上記ノッキング判定装置において、ノッキングが発生しない条件を含む複数の運転条件で運転されたとき各運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号からなる複数の事前信号を備え、前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件とし、前記事前信号から複数の対象信号を選択する。 The knocking determination device includes a plurality of prior signals composed of acquisition signals acquired in advance from the internal combustion engine under each operating condition when operated under a plurality of operating conditions including a condition in which knocking does not occur, and the target signal. The selection unit sets the conditions determined in relation to the determination signal as operating conditions that are highly relevant to at least one of the operating conditions corresponding to the determination signal, and selects a plurality of target signals from the prior signals. To do.

このような構成によれば、取得信号がノッキングを含まない複数の運転条件で予め取得されているので、この予め取得された取得信号から、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定に適切な運転条件の対象信号を取得できる。 According to such a configuration, since the acquired signal is acquired in advance under a plurality of operating conditions that do not include knocking, it is determined from the acquired signal acquired in advance whether or not the determination signal is a signal indicating knocking. It is possible to acquire the target signal of appropriate operating conditions.

また、判定信号の運転条件に関連性の高い運転条件を有する信号が対象信号として取得されて、これらが判定信号と比較される。これにより、運転条件が逐次変化するなかで取得された判定信号について、その取得時の運転条件に近い運転条件を備える対象信号が選択されてノッキングの判定が好適に行われる。 Further, signals having operating conditions highly related to the operating conditions of the determination signal are acquired as target signals, and these are compared with the determination signal. As a result, with respect to the determination signal acquired while the operating conditions are sequentially changed, a target signal having an operating condition close to the operating condition at the time of acquisition is selected, and knocking determination is preferably performed.

上記ノッキング判定装置において、前記判定部で前記判定信号が前記対象信号更新判定値以下であると判定されたとき、前記判定信号を当該判定信号の運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号として前記事前信号に追加する学習処理部をさらに備える。 In the knocking determination device, when the determination unit determines that the determination signal is equal to or less than the target signal update determination value, the determination signal is obtained in advance from the internal combustion engine under the operating conditions of the determination signal. A learning processing unit that is added to the prior signal as an acquisition signal is further provided.

このような構成によれば、対象信号の更新に適した判定信号が事前信号に追加されるため、事前信号の充実が図られてノッキングの判定精度の向上が図られる。また、運転条件を対応付けることで、事前信号に、新たな運転条件を追加することもできる。 According to such a configuration, since the determination signal suitable for updating the target signal is added to the advance signal, the advance signal is enhanced and the knocking determination accuracy is improved. Further, by associating the operating conditions, new operating conditions can be added to the advance signal.

上記ノッキング判定装置において、ノッキングが発生しない条件を含む複数の運転条件で運転されたとき各運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号からなる複数の事前信号を備え、前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号の得られた時刻に近い取得信号から第１の割当数だけ選択すること、及び、前記判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件が対応付けられる前記事前信号から第２の割当数だけ選択することとし、これら選択された前記第１の割当数の取得信号と前記第２の割当数の事前信号とを合わせて複数の対象信号とするとともに、前記乖離の度合いが前記対象信号更新判定値よりも大きいと判定した前記判定信号に対応する取得信号を前記対象信号に選択しない。 The knocking determination device includes a plurality of prior signals composed of acquisition signals acquired in advance from the internal combustion engine under each operating condition when operated under a plurality of operating conditions including a condition in which knocking does not occur, and the target signal. The selection unit selects the condition determined in relation to the determination signal by the first allocated number from the acquisition signals close to the time when the determination signal is obtained, and at least the operating conditions corresponding to the determination signal. Only the second allocation number is selected from the advance signal to which the operating conditions highly related to one condition are associated, and the acquisition signal of the selected first allocation number and the second allocation number are selected. A plurality of target signals are formed by combining the assigned number of prior signals, and the acquisition signal corresponding to the determination signal determined that the degree of deviation is larger than the target signal update determination value is not selected as the target signal.

内燃機関の運転条件は、その変化を予測することが難しいこともある。そこで、判定信号と比較される対象信号が、判定信号に対して時間的な条件に基づいて選択される取得信号、及び、対応する運転条件に基づいて選択される事前信号の両方が合わせられたものとなる。これにより、対象信号を内燃機関の運転条件の変動に対する柔軟性の高い信号にすることができ、この対象信号との比較によって判定信号がノッキングを示す信号か否かの判断及び対象信号の更新に適した信号であるか否かの判断がより好適になされる。 It can be difficult to predict changes in the operating conditions of an internal combustion engine. Therefore, as the target signal to be compared with the determination signal, both the acquisition signal selected based on the temporal condition for the determination signal and the pre-signal selected based on the corresponding operating condition are combined. It becomes a thing. As a result, the target signal can be made into a signal with high flexibility against fluctuations in the operating conditions of the internal combustion engine, and by comparing with the target signal, it is possible to judge whether the judgment signal is a knocking signal or to update the target signal. Judgment as to whether or not the signal is suitable is made more preferable.

上記ノッキング判定装置において、ノッキングが発生しない条件を含む複数の運転条件で運転されたとき各運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号からなる複数の事前信号を備え、前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号の得られた時刻に近い取得信号から所定数の信号を選択する条件であることに基づいて複数の対象信号を選択する第１の選択と、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件とし、前記事前信号から複数の対象信号を選択する第２の選択とが選択可能になっており、前記対象信号選択部は、前記内燃機関の運転条件に応じて、前記第１の選択及び第２の選択のいずれか一方を選択するとともに、前記乖離の度合いが前記対象信号更新判定値よりも大きいと判定した前記判定信号に対応する取得信号を前記対象信号に選択しない。 The knocking determination device includes a plurality of prior signals composed of acquisition signals acquired in advance from the internal combustion engine under each operating condition when operated under a plurality of operating conditions including a condition in which knocking does not occur, and the target signal. The selection unit selects a plurality of target signals based on the condition of selecting a predetermined number of signals from the acquisition signals close to the time when the determination signal was obtained, based on the condition determined in relation to the determination signal. The condition determined by the relationship between the selection of 1 and the determination signal is set as an operating condition that is highly relevant to at least one of the operating conditions corresponding to the determination signal, and a plurality of target signals are selected from the prior signal. The second selection to be selected can be selected, and the target signal selection unit selects either the first selection or the second selection according to the operating conditions of the internal combustion engine. , The acquisition signal corresponding to the determination signal determined that the degree of the deviation is larger than the target signal update determination value is not selected as the target signal.

内燃機関の運転条件は、内燃機関に発生する圧力変動に変化を生じさせ、これに基づく物理量を示す取得信号に含まれる物理量を示す値の傾向も大きく変化する。そのため、対象信号と判定信号との間で内燃機関の運転条件が大きく相違すると、対象信号と判定信号とに基づく比較をしても判定信号がノッキングを示す信号であるか否か及び対象信号の更新に適した信号であるか否かを適切に判断することは難しい。これに対し、内燃機関の運転条件に応じて、判定信号と比較される信号が判定信号に対して第１の選択（時間的な条件下）、及び、第２の選択（対応する運転条件下）のいずれか一方に切り替えられる。これにより、内燃機関の運転条件を考慮して選択される対象信号により判定信号がノッキングを示す信号か否か及び対象信号の更新に適した信号であるか否かが判断される。 The operating conditions of the internal combustion engine cause a change in the pressure fluctuation generated in the internal combustion engine, and the tendency of the value indicating the physical quantity included in the acquisition signal indicating the physical quantity based on the change also greatly changes. Therefore, if the operating conditions of the internal combustion engine differ greatly between the target signal and the determination signal, whether or not the determination signal is a knocking signal and whether or not the target signal is knocked even when the target signal and the determination signal are compared. It is difficult to properly judge whether or not the signal is suitable for updating. On the other hand, depending on the operating conditions of the internal combustion engine, the signal to be compared with the determination signal is the first selection (temporal condition) and the second selection (corresponding operating condition) for the determination signal. ) Can be switched to either one. Thereby, it is determined whether or not the determination signal is a signal indicating knocking and whether or not the signal is suitable for updating the target signal by the target signal selected in consideration of the operating conditions of the internal combustion engine.

上記ノッキング判定装置において、前記対象信号選択部は、前記判定信号の取得された時刻から所定期間内に前記内燃機関の運転条件が大きく変化することに応じて前記第２の選択を選択し、前記第２の選択を選択しないとき前記第１の選択を選択する。 In the knocking determination device, the target signal selection unit selects the second selection according to a large change in the operating conditions of the internal combustion engine within a predetermined period from the time when the determination signal is acquired. When the second selection is not selected, the first selection is selected.

このような構成によれば、取得信号が取得された時刻から所定期間内に内燃機関の運転条件が大きく変化するときには第２の選択が選択される。すなわち、取得信号がノッキングを示す信号か否かの判定に、内燃機関の運転条件の変動により第１の選択による対象信号を用いることが適切ではないとき、同判定に第２の選択による対象信号を用いてノッキングを適切に判定することができる。 According to such a configuration, the second selection is selected when the operating conditions of the internal combustion engine change significantly within a predetermined period from the time when the acquisition signal is acquired. That is, when it is not appropriate to use the target signal of the first selection for the determination of whether or not the acquired signal is a signal indicating knocking due to fluctuations in the operating conditions of the internal combustion engine, the target signal of the second selection is used for the determination. Can be used to appropriately determine knocking.

上記課題を解決するノッキング判定装置は、内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量を示す取得信号に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング判定装置であって、前記取得信号から、ノッキングの有無が判定される判定信号を選択する判定信号選択部と、前記取得信号から、前記判定信号との関係で定まる条件に基づいて対象信号を選択する対象信号選択部と、前記判定信号から、前記判定信号のスペクトルに基づく値を算出する算出部と、前記判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定を行う判定部と、前記対象信号のスペクトルに基づく値に基づいて、前記判定信号のスペクトルに基づく値を多次元におけるばらつきで正規化させる統計パラメータを更新する更新部とを備え、前記判定部は、所定のノッキング判定値と、前記統計パラメータを用いて前記判定信号のスペクトルに基づく値の多次元におけるばらつきで正規化した値との乖離の度合いが大きいことに基づいて前記判定信号がノッキングを示す信号である旨を判定するとともに、前記乖離の度合いが前記ノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かを判定する。 The knocking determination device that solves the above problems is a knocking determination device that determines the presence or absence of knocking based on an acquisition signal indicating a physical quantity based on the pressure fluctuation generated in the internal combustion engine, and determines the presence or absence of knocking from the acquisition signal. The determination signal selection unit that selects the determination signal to be performed, the target signal selection unit that selects the target signal from the acquisition signal based on the conditions determined by the relationship with the determination signal, and the determination signal from the determination signal. A calculation unit that calculates a value based on the spectrum, a determination unit that determines whether or not the determination signal is a signal indicating knocking, and a spectrum of the determination signal based on a value based on the spectrum of the target signal. The determination unit includes an update unit that updates statistical parameters that normalize the based values with variations in multiple dimensions, and the determination unit has a predetermined knocking determination value and a large number of values based on the spectrum of the determination signal using the statistical parameters. It is determined that the determination signal is a signal indicating knocking based on the large degree of deviation from the value normalized by the variation in the dimension, and the degree of deviation is a value smaller than the knocking determination value. It is determined whether or not it is equal to or less than the target signal update determination value.

このような構成によれば、統計パラメータ自身が更新されることで、統計パラメータの算出に必要な過去の取得信号や対象信号の保持数を減らすことができる。つまり、対象信号の管理や選択にかかる手間を減らすことができる。例えば所定数の適切な維持管理を不要にすることもできる。また、過去に算出された統計パラメータを利用するため、対象信号からの統計パラメータを算出する処理を軽減させるなど、処理負荷の軽減も図られる。 According to such a configuration, by updating the statistical parameter itself, it is possible to reduce the number of past acquired signals and target signals held for calculating the statistical parameter. That is, it is possible to reduce the time and effort required for managing and selecting the target signal. For example, it is possible to eliminate the need for a predetermined number of appropriate maintenance. Further, since the statistical parameters calculated in the past are used, the processing load can be reduced by reducing the processing of calculating the statistical parameters from the target signal.

上記ノッキング判定装置において、前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定部で前記対象信号更新判定値以下であると判定された判定信号であるとしたとき、前記更新部は、前記判定信号に基づく対象信号のスペクトルに基づく値と、前記統計パラメータとに対してそれぞれ重みをつける態様で前記統計パラメータに反映させることで前記統計パラメータを更新する。 In the knocking determination device, when the target signal selection unit determines that the condition determined in relation to the determination signal is a determination signal determined by the determination unit to be equal to or less than the target signal update determination value, the above-mentioned The updating unit updates the statistical parameter by reflecting the value based on the spectrum of the target signal based on the determination signal and the statistical parameter in the statistical parameter in a manner of weighting the respective statistical parameters.

このような構成によれば、統計パラメータが更新されるときの重みを調整することで、ノッキング判定に係る応答性や安定性、精度などを調整することができる。 According to such a configuration, the responsiveness, stability, accuracy, and the like related to the knocking determination can be adjusted by adjusting the weight when the statistical parameter is updated.

この発明によれば、ノッキング判定の自由度を高めることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to increase the degree of freedom in knocking determination.

ノッキング判定装置の第１の実施形態について、ノッキング判定装置によりエンジンのノッキングを測定するときの各種機器との接続態様の一例を示すブロック図。A block diagram showing an example of a connection mode with various devices when measuring engine knocking by the knocking determination device for the first embodiment of the knocking determination device. 同実施形態のノッキング判定装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure of the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置で処理する取得信号、対象信号、及び判定信号の概略について示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the acquisition signal, the target signal, and the determination signal processed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置で利用するノッキング判定値及び対象信号更新判定値について説明するグラフ。The graph explaining the knocking determination value and the target signal update determination value used in the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行うデータ収集処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each processing process in the order of execution about the data collection processing performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う各判定値算出処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about each determination value calculation process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う判定処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the determination process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う情報の更新についての概略を模式的に示す模式図。The schematic diagram which shows the outline about the update of the information performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment schematically. 同実施形態のノッキング判定装置が行う対象信号の学習処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each processing process in the order of execution about the learning processing of the target signal performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置でノッキング判定の判定結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the knocking determination determination result by the knocking determination apparatus of the same embodiment. ノッキング判定装置の第２の実施形態について、ノッキング判定装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure of the knocking determination apparatus about the 2nd Embodiment of a knocking determination apparatus. 同実施形態のノッキング判定装置で処理する判定信号と事前信号との概略について示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the determination signal and the advance signal processed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行うデータ収集処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each processing process in the order of execution about the data collection processing performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う判定値算出処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the determination value calculation process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う判定処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the determination process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う情報の更新についての概略について示す模式図。The schematic diagram which shows the outline about the update of the information performed by the knocking determination device of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う事前信号の学習処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each processing process in the order of execution about the learning process of the advance signal performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. ノッキング判定装置の第３の実施形態について、ノッキング判定装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure of the knocking determination apparatus about the 3rd Embodiment of a knocking determination apparatus. 同実施形態のノッキング判定装置が行う判定値算出処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the determination value calculation process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う判定処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the determination process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. ノッキング判定装置の第４の実施形態について、ノッキング判定装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure of the knocking determination apparatus about 4th Embodiment of a knocking determination apparatus. 同実施形態のノッキング判定装置が行う情報の更新について概略について示す模式図。The schematic diagram which outlines the update of the information performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置が行う統計パラメータの更新処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the update process of the statistical parameter performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. ノッキング判定装置のその他の実施形態について、ノッキング判定装置の記憶部にスペクトルが保持される例を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing an example in which a spectrum is held in a storage unit of the knocking determination device for another embodiment of the knocking determination device. 同実施形態のノッキング判定装置が行う判定値算出処理について各処理工程を実施の順に示すフローチャート。The flowchart which shows each process process in the order of execution about the determination value calculation process performed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. 同実施形態のノッキング判定装置で処理する取得信号、対象信号、判定信号、及び不採用信号の概略について示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the acquisition signal, the target signal, the determination signal, and the non-adopted signal processed by the knocking determination apparatus of the same embodiment. ノッキング判定装置のまた他の実施形態について対象信号と判定信号との関係を模式的に示す模式図であって、（ａ）は対象信号が判定信号よりも時間的に後である場合について示す図、（ｂ）は対象信号が判定信号に対して時間的に前後ともにある場合について示す図。It is a schematic diagram schematically showing the relationship between the target signal and the determination signal for still another embodiment of the knocking determination device, and (a) is a diagram showing a case where the target signal is later in time than the determination signal. , (B) is a diagram showing a case where the target signal is in front of and behind the determination signal in time. ノッキング判定装置のさらに他の実施形態について、エンジンの筒内圧や加速度の物理量を示す信号を取得する概略構成を示すブロック図。A block diagram showing a schematic configuration for acquiring signals indicating physical quantities of engine in-cylinder pressure and acceleration for still another embodiment of the knocking determination device. ノッキング判定装置のまたさらに他の実施形態について、ノッキング判定装置の概略構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the knocking determination device for still another embodiment of the knocking determination device.

（第１の実施形態）
以下、図１〜図１０を参照して、ノッキング判定装置及びノッキング判定方法の第１の実施形態について説明する。内燃機関の一例である車両用のエンジン１の試験では、例えば点火タイミングの進角量の調整等の試験もしくは調整された点火タイミングの確認試験が行われる。これらの点火タイミングの試験においてノッキング判定装置が用いられ、また、ノッキング判定装置によってノッキング判定方法が実施される。 (First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the knocking determination device and the knocking determination method will be described with reference to FIGS. 1 to 10. In the test of the engine 1 for a vehicle, which is an example of an internal combustion engine, for example, a test such as adjustment of an advance angle amount of ignition timing or a confirmation test of adjusted ignition timing is performed. A knocking determination device is used in these ignition timing tests, and a knocking determination method is carried out by the knocking determination device.

図１に示すように、試験対象のエンジン１は、車両３に搭載されている。なお、試験対象のエンジン１は、車両３に搭載されない状態、例えば単独の状態で用いられてもよい。エンジン１には、エンジン１の駆動を制御するエンジンＥＣＵ２が接続されている。エンジンＥＣＵ２は、エンジンコントロールユニットであって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の記憶装置等で構成されている。エンジンＥＣＵ２は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵで演算処理することで、エンジン１の駆動制御に必要な各種情報をエンジンＥＣＵ２の外部から取得しながらエンジン１の駆動を制御する。エンジンＥＣＵ２は、エンジン１を試験運転する条件である運転条件として、エンジン１にノッキングが発生しない運転条件である通常運転条件と、通常運転条件以外の運転条件である試験運転条件とを有している。なお、本実施形態では、エンジン１は試験運転条件で運転される。ここで、ノッキングとは、エンジン１の気筒内において発生した異常燃焼が生じさせる圧力変動（衝撃波）が気筒の固有振動数で増幅されてエンジン１に大きな振動が発生する現象である。つまり、エンジン１には気筒内での燃料燃焼の際に発生する圧力変動に基づく振動が生じ、この振動を物理量として取得することができる。 As shown in FIG. 1, the engine 1 to be tested is mounted on the vehicle 3. The engine 1 to be tested may be used in a state where it is not mounted on the vehicle 3, for example, in a single state. An engine ECU 2 that controls the drive of the engine 1 is connected to the engine 1. The engine ECU 2 is an engine control unit, and is composed of a CPU, a ROM, a RAM, other storage devices, and the like. The engine ECU 2 controls the drive of the engine 1 while acquiring various information necessary for the drive control of the engine 1 from the outside of the engine ECU 2 by arithmetically processing the program stored in the ROM or the storage device by the CPU. The engine ECU 2 has, as operating conditions for test operation of the engine 1, a normal operating condition which is an operating condition in which knocking does not occur in the engine 1 and a test operating condition which is an operating condition other than the normal operating condition. There is. In this embodiment, the engine 1 is operated under test operation conditions. Here, knocking is a phenomenon in which a pressure fluctuation (shock wave) caused by abnormal combustion generated in the cylinder of the engine 1 is amplified by the natural frequency of the cylinder and a large vibration is generated in the engine 1. That is, vibration based on the pressure fluctuation generated during fuel combustion in the cylinder is generated in the engine 1, and this vibration can be acquired as a physical quantity.

エンジン１の近くには、音圧センサ４が設置されている。音圧センサ４は、エンジン１に発生する圧力変動に基づく物理量の一例である音圧を検出して、検出された音圧の大きさを示す音圧信号を生成し、データ収集装置５に出力する。よって、エンジン１にノッキングが発生していないとき、音圧センサ４から出力される音圧信号にはノッキングに基づいて発生した音は含まれない。一方、エンジン１に聴覚で認識可能なノッキングが発生しているとき、音圧センサ４から出力される音圧信号にはノッキングに基づいて発生した音であってノッキングに相関のある音が含まれている。また、エンジン１に聴覚で認識することが難しい微弱なノッキング等が発生しているとき、音圧センサ４から出力される音圧信号には微弱なノッキング等のノイズに基づいて発生した音であって微弱なノッキング等に相関のある音が含まれている。 A sound pressure sensor 4 is installed near the engine 1. The sound pressure sensor 4 detects a sound pressure which is an example of a physical quantity based on a pressure fluctuation generated in the engine 1, generates a sound pressure signal indicating the magnitude of the detected sound pressure, and outputs the sound pressure signal to the data collecting device 5. To do. Therefore, when the engine 1 is not knocked, the sound pressure signal output from the sound pressure sensor 4 does not include the sound generated based on the knocking. On the other hand, when audibly recognizable knocking occurs in the engine 1, the sound pressure signal output from the sound pressure sensor 4 includes a sound generated based on the knocking and having a correlation with the knocking. ing. Further, when a weak knocking or the like that is difficult to recognize by hearing occurs in the engine 1, the sound pressure signal output from the sound pressure sensor 4 is a sound generated based on the noise such as a weak knocking or the like. It contains sounds that are correlated with weak knocking.

また、エンジンＥＣＵ２は、エンジン１の現在の回転角度を表す角度情報をデータ収集装置５に出力する。角度情報には、例えば回転パルスとクランク角度パルスとが含まれる。回転パルスは、クランク軸の回転角度が原点として定められた角度で出力される信号であって、例えば、クランク軸が１回転するごとに１パルス出力される。クランク角度パルスは、クランク軸の回転角度が単位角度進むごとに出力される信号であって、例えば、１度毎に１パルスが出力される場合、吸入、圧縮、燃焼及び排気の４工程を１サイクルとする４ストロークエンジンにおいて１サイクルにクランク軸が回転する２回転の間に７２０パルス出力される。なお、角度情報がデータ収集装置５に出力されるのであれば、エンジンＥＣＵ２を介さず、クランク軸の回転角度の原点を検出する原点センサや、クランク軸の回転角度を検出する角度センサから角度情報がデータ収集装置５に出力されてもよい。 Further, the engine ECU 2 outputs angle information representing the current rotation angle of the engine 1 to the data collecting device 5. The angle information includes, for example, a rotation pulse and a crank angle pulse. The rotation pulse is a signal output at an angle determined by the rotation angle of the crankshaft as the origin. For example, one pulse is output for each rotation of the crankshaft. The crank angle pulse is a signal that is output every time the rotation angle of the crankshaft advances by a unit angle. For example, when one pulse is output for each degree, one of the four steps of intake, compression, combustion, and exhaust is performed. In a 4-stroke engine as a cycle, 720 pulses are output during two rotations in which the crankshaft rotates in one cycle. If the angle information is output to the data collecting device 5, the angle information is obtained from the origin sensor that detects the origin of the rotation angle of the crankshaft and the angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft without going through the engine ECU 2. May be output to the data collection device 5.

データ収集装置５は、音圧センサ４からの音圧信号を入力してＡ／Ｄ変換する。また、データ収集装置５は、音圧信号を入力するタイミングで、エンジンＥＣＵ２から現在の角度情報を取得する。そして、データ収集装置５は、角度情報に基づいてエンジン１の１サイクル分の音圧信号を取得して、これを取得信号とする。よって、データ収集装置５は、単位時間当たりのエンジン１の回転速度に応じた数、回転速度が３０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば一分間に１５００個の取得信号を生成する。また、一部または全部の取得信号に各音圧信号とともに取得した角度情報を関連付ける。そして、データ収集装置５は、角度情報が関連付けられた取得信号をノッキング判定装置１０に出力する。なお、データ収集装置５は、生成した取得信号を一時的に保持したり、一旦蓄えたりしてからノッキング判定装置１０に出力してもよい。また、データ収集装置５は、取得信号に時刻情報を関連付けてもよい。 The data collecting device 5 inputs the sound pressure signal from the sound pressure sensor 4 and performs A / D conversion. Further, the data collecting device 5 acquires the current angle information from the engine ECU 2 at the timing of inputting the sound pressure signal. Then, the data collecting device 5 acquires the sound pressure signal for one cycle of the engine 1 based on the angle information, and uses this as the acquisition signal. Therefore, the data collecting device 5 generates 1500 acquisition signals per minute if the number of acquisition signals corresponding to the rotation speed of the engine 1 per unit time and the rotation speed is 3000 [r / min]. In addition, the angle information acquired together with each sound pressure signal is associated with a part or all of the acquired signals. Then, the data collecting device 5 outputs an acquisition signal associated with the angle information to the knocking determination device 10. The data collecting device 5 may temporarily hold the generated acquisition signal, store it once, and then output it to the knocking determination device 10. Further, the data collecting device 5 may associate the time information with the acquired signal.

データ収集装置５は、「単位時間／エンジン１の回転速度」をサンプリング間隔ｄ（図３参照）とすると、所定の期間中に「所定の期間／サンプリング間隔ｄ（図３参照）」個の取得信号を生成する。例えば、後で行うノッキング判定処理に必要なデータ数がｍ個であるとき、データ収集装置５が必要数ｍ個の生成に要する所定の期間は「サンプリング間隔ｄ（図３参照）×必要数ｍ個」として算出される。 Assuming that the "unit time / rotation speed of the engine 1" is the sampling interval d (see FIG. 3), the data collection device 5 acquires "predetermined period / sampling interval d (see FIG. 3)" during a predetermined period. Generate a signal. For example, when the number of data required for the knocking determination process to be performed later is m, the predetermined period required for the data collecting device 5 to generate the required number m is “sampling interval d (see FIG. 3) × required number m”. Calculated as "pieces".

図１に示すように、ノッキング判定装置１０は、データ収集装置５から取得信号と角度情報とを入力する。ノッキング判定装置１０は、取得信号から選択した対象信号、及び取得信号から選択した判定信号に基づいて判定信号がノッキングを示す信号であるか否かを判定するための演算を実行（ノッキング判定処理）し、その演算結果をモニタ６等に出力する。また、ノッキング判定装置１０は、判定信号が対象信号の更新に適した信号であるか否かを判定するための演算を実行する（対象信号更新判定処理）。 As shown in FIG. 1, the knocking determination device 10 inputs an acquisition signal and angle information from the data collection device 5. The knocking determination device 10 executes an operation for determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking based on the target signal selected from the acquisition signals and the determination signal selected from the acquisition signals (knocking determination process). Then, the calculation result is output to the monitor 6 or the like. Further, the knocking determination device 10 executes an operation for determining whether or not the determination signal is a signal suitable for updating the target signal (target signal update determination process).

次に、ノッキング判定装置１０について説明する。
図２に示すように、ノッキング判定装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の記憶装置等で構成されている。ノッキング判定装置１０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵで演算処理することにより、ノッキング判定処理に関する演算処理を実行する。なお、ノッキング判定装置１０は、ノッキング検出方法を実行するプログラムを有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等であってもよい。 Next, the knocking determination device 10 will be described.
As shown in FIG. 2, the knocking determination device 10 is composed of a CPU, a ROM, a RAM, another storage device, and the like. The knocking determination device 10 executes arithmetic processing related to the knocking determination processing by arithmetically processing the program stored in the ROM or the storage device by the CPU. The knocking determination device 10 may be a personal computer (PC) or the like having a program for executing the knocking detection method.

ノッキング判定装置１０は、データ収集装置５から出力される取得信号と、その取得信号に関連付けられた角度情報を取得する。取得信号は、エンジン１の気筒内に１サイクルごとに発生する圧力変動に基づく物理量に相当する。取得信号には、１サイクル中の一部区間又は全区間にスペクトル（周波数成分）が含まれている。なお、ノッキング音は主に、１サイクルのうち点火時期を含む区間に含まれ、また、聴覚で認識可能なノッキング音はスペクトルに明確性を有する特徴量として現れる。一方、微弱なノッキング音はスペクトルに明確性が相対的に低い特徴量として現れる。 The knocking determination device 10 acquires an acquisition signal output from the data acquisition device 5 and angle information associated with the acquisition signal. The acquired signal corresponds to a physical quantity based on the pressure fluctuation generated in the cylinder of the engine 1 for each cycle. The acquired signal includes a spectrum (frequency component) in a part or the whole section in one cycle. The knocking sound is mainly included in the section including the ignition timing in one cycle, and the audibly recognizable knocking sound appears as a feature quantity having clarity in the spectrum. On the other hand, a weak knocking sound appears as a feature with relatively low clarity in the spectrum.

まず、図３を参照して、ノッキング判定における取得信号、対象信号、及び判定信号の関係を説明する。
ノッキング判定装置１０は、サンプリング間隔ｄ毎に、エンジン１の１サイクル分の音圧信号を含む取得信号をデータ収集装置５から取得して保持する。また、ノッキング判定装置１０は、最新の取得信号からノッキング判定を行う判定信号に定める。ノッキング判定装置１０は、判定信号が定まることに応じて、判定信号より前に取得された取得信号であって、判定信号に時間的に近い信号から順に必要数ｍ個を対象信号として選択する。よって、複数の対象信号は、判定信号の１つ前の「直前信号」から、必要数ｍ個分だけ過去の「最古信号」までを対象信号として取得する。判定信号から「最古信号」までの時間差は、「サンプリング間隔ｄ×必要数ｍ個」となる。ところで、エンジン１が運転されている状態でも、判定信号から「直前信号」までの時間差が短ければ、その時間差の間に運転条件に変化が生じる可能性は低い。よって判定信号から「最古信号」までの時間差を適切な範囲で短くすることでエンジン１の運転条件が変化する可能性の高まりが抑えられる。そうしたことを考慮して、ノッキング判定装置１０は、「直前信号」から「最古信号」までの複数の対象信号を比較の基準とし、これを判定信号と比較し、判定信号がノッキングを示す信号であるか否か、及び対象信号の更新に適した信号であるか否かを判定する。 First, with reference to FIG. 3, the relationship between the acquisition signal, the target signal, and the determination signal in the knocking determination will be described.
The knocking determination device 10 acquires and holds an acquisition signal including a sound pressure signal for one cycle of the engine 1 from the data acquisition device 5 at each sampling interval d. Further, the knocking determination device 10 is defined as a determination signal for performing a knocking determination from the latest acquired signal. The knocking determination device 10 selects, as target signals, a required number of m acquisition signals that are acquired prior to the determination signal and that are closest in time to the determination signal, in response to the determination of the determination signal. Therefore, the plurality of target signals are acquired from the "immediately preceding signal" immediately before the determination signal to the "oldest signal" in the past by a required number of m as target signals. The time difference from the determination signal to the "oldest signal" is "sampling interval d x required number of m". By the way, even when the engine 1 is in operation, if the time difference from the determination signal to the "immediately preceding signal" is short, it is unlikely that the operating conditions will change during that time difference. Therefore, by shortening the time difference from the determination signal to the "oldest signal" within an appropriate range, it is possible to suppress an increase in the possibility that the operating conditions of the engine 1 will change. In consideration of such a situation, the knocking determination device 10 uses a plurality of target signals from the "immediately preceding signal" to the "oldest signal" as a reference for comparison, compares this with the determination signal, and the determination signal is a signal indicating knocking. It is determined whether or not the signal is suitable for updating the target signal.

図２に示すように、ノッキング判定装置１０は、取得信号などを保持する記憶部２０と、ノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理に必要な信号を記憶部２０に保持させる管理部６０と、記憶部２０からノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理に必要な信号を選択する信号選択部３０とを備える。また、ノッキング判定装置１０は、取得信号のスペクトルを算出するスペクトル算出部４０と、取得信号のバイスペクトルを算出するバイスペクトル算出部４１と、判定信号がノッキングを示す信号であるか否か、及び対象信号の更新に適した信号であるか否かを判定する判定部５０とを備えている。 As shown in FIG. 2, the knocking determination device 10 includes a storage unit 20 that holds an acquisition signal and the like, a management unit 60 that causes the storage unit 20 to hold signals necessary for knocking determination processing and target signal update determination processing, and storage. A signal selection unit 30 for selecting a signal required for knocking determination processing and target signal update determination processing from unit 20 is provided. Further, the knocking determination device 10 includes a spectrum calculation unit 40 that calculates the spectrum of the acquisition signal, a bispectrum calculation unit 41 that calculates the bispectrum of the acquisition signal, and whether or not the determination signal is a signal indicating knocking. It is provided with a determination unit 50 for determining whether or not the signal is suitable for updating the target signal.

記憶部２０は、ノッキング判定装置１０を構成する記憶装置の一部または全部から構成され、取得信号や角度情報などの記憶、削除ができる。記憶部２０には、ノッキング判定装置１０が入力した取得信号に関する記憶領域である取得信号領域２０１と、ノッキング判定において比較の対象として用いられる複数の対象信号に関する記憶領域である対象信号領域２０２とが設けられている。また、記憶部２０には、ノッキングを示す信号であるか否かが判定される判定信号に関する記憶領域である判定信号領域２０３が設けられている。また、記憶部２０には、ノッキングを示す信号であるか否かの判定の基準に用いられるノッキング判定値に関する記憶領域であるノッキング判定値領域２０４と、対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定の基準に用いられる対象信号更新判定値に関する記憶領域である更新判定値領域２０６が設けられている。 The storage unit 20 is composed of a part or all of the storage devices constituting the knocking determination device 10, and can store and delete acquired signals, angle information, and the like. The storage unit 20 includes an acquisition signal area 201, which is a storage area for the acquisition signal input by the knocking determination device 10, and a target signal area 202, which is a storage area for a plurality of target signals used as comparison targets in the knocking determination. It is provided. Further, the storage unit 20 is provided with a determination signal area 203 which is a storage area for a determination signal for determining whether or not the signal indicates knocking. Further, the storage unit 20 has a knocking determination value area 204, which is a storage area related to the knocking determination value used as a criterion for determining whether or not the signal indicates knocking, and whether the storage unit 20 is a signal suitable for updating the target signal. An update determination value area 206, which is a storage area for the target signal update determination value used as a criterion for determining whether or not to use the signal, is provided.

取得信号領域２０１には、ノッキング判定装置１０が入力した取得信号が保持される。対象信号領域２０２には、取得信号から選択された複数の対象信号に関する情報が保持される。例えば、対象信号領域２０２に保持される対象信号の数は、ノッキング判定処理に必要とされる必要数ｍ個以上である。判定信号領域２０３には、ノッキング判定を行う取得信号から選択された判定信号に関する情報が保持される。ノッキング判定値領域２０４には、ノッキングの有無の判定に用いられるノッキング判定値に関する情報が保持される。更新判定値領域２０６には、対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定の基準に用いられる対象信号更新判定値に関する情報が保持される。 The acquisition signal region 201 is held with the acquisition signal input by the knocking determination device 10. The target signal area 202 holds information about a plurality of target signals selected from the acquired signals. For example, the number of target signals held in the target signal area 202 is the required number m or more required for the knocking determination process. The determination signal area 203 holds information about the determination signal selected from the acquisition signals for knocking determination. The knocking determination value area 204 holds information on the knocking determination value used for determining the presence or absence of knocking. The update determination value area 206 holds information on the target signal update determination value used as a criterion for determining whether or not the signal is suitable for updating the target signal.

管理部６０は、ノッキング判定装置１０が入力した取得信号に時刻情報を関連付けて記憶部２０に記憶させる。
管理部６０は、判定信号となっている取得信号の対象信号への追加の可否を判定し処理する学習追加部６２と、記憶部２０に記憶されている取得信号等の整理を行うデータ整理部６３とを備える。 The management unit 60 associates the time information with the acquisition signal input by the knocking determination device 10 and stores it in the storage unit 20.
The management unit 60 has a learning addition unit 62 that determines and processes whether or not the acquisition signal that is a determination signal can be added to the target signal, and a data organization unit that organizes the acquisition signal and the like stored in the storage unit 20. With 63.

学習追加部６２は、ノッキング判定処理の結果として判定部５０が対象信号の更新に適した信号ではないと判定した判定信号が入力されると、この判定信号に対応する取得信号を対象信号に追加させない。一方、判定部５０が対象信号の更新に適した信号であると判定した判定信号が入力されると、この判定信号に対応する取得信号を対象信号に追加させる。 When the determination unit 50 determines that the signal is not suitable for updating the target signal is input as a result of the knocking determination process, the learning addition unit 62 adds an acquisition signal corresponding to this determination signal to the target signal. I won't let you. On the other hand, when the determination signal determined by the determination unit 50 to be a signal suitable for updating the target signal is input, the acquisition signal corresponding to this determination signal is added to the target signal.

また、学習追加部６２は、ノッキング判定処理や対象信号更新判定処理が開始される前には、最新の取得信号が判定信号に選択されなくとも、新たに取得信号が入力されると、前記最新の取得信号を対象信号に追加させる。よって、判定信号より以前の取得信号のうち判定信号に時間的に近い取得信号から対象信号が準備される。 Further, in the learning addition unit 62, even if the latest acquisition signal is not selected as the determination signal before the knocking determination process or the target signal update determination process is started, when a new acquisition signal is input, the latest acquisition signal is described. The acquisition signal of is added to the target signal. Therefore, the target signal is prepared from the acquisition signals that are closer in time to the determination signal than the acquisition signals that are earlier than the determination signal.

また、学習追加部６２は、対象信号領域２０２に対象信号をノッキング判定処理に必要とされる必要数ｍ個以上保持させる。なお、保持させる対象信号の数は、数による設定ではなく、サンプリング間隔ｄと期間とで設定されてもよい。 Further, the learning addition unit 62 causes the target signal area 202 to hold the required number of m or more target signals required for the knocking determination process. The number of target signals to be held may be set by the sampling interval d and the period, not by the number.

データ整理部６３は、記憶部２０に記憶されている取得信号、対象信号、判定信号、ノッキング判定値、及び対象信号更新判定値を、定められた条件に応じて整理する。例えば、取得信号、対象信号及び判定信号は、それぞれ保持する期間を越える古い取得信号、対象信号又は判定信号が削除される。また例えば、取得信号、対象信号及び判定信号は、それぞれ保持数を越える古い取得信号、対象信号又は判定信号が削除される。さらに例えば、記憶部２０に新たなノッキング判定値や対象信号更新判定値が記憶されると、対応する古い判定値がそれぞれ削除される。 The data organizing unit 63 organizes the acquisition signal, the target signal, the determination signal, the knocking determination value, and the target signal update determination value stored in the storage unit 20 according to the predetermined conditions. For example, as for the acquisition signal, the target signal, and the determination signal, the old acquisition signal, the target signal, or the determination signal that exceeds the holding period is deleted. Further, for example, as for the acquisition signal, the target signal, and the determination signal, the old acquisition signal, the target signal, or the determination signal exceeding the holding number is deleted. Further, for example, when a new knocking determination value or a target signal update determination value is stored in the storage unit 20, the corresponding old determination value is deleted.

信号選択部３０は、対象信号及び判定信号を選択する選択条件３１に基づいて、取得信号から対象信号や判定信号を選択する。選択条件３１には、判定信号を選択する条件や対象信号を選択する条件が含まれている。信号選択部３０は、判定信号を選択する条件に基づいて、取得信号のうち最新の信号をノッキングの有無、及び、対象信号の更新に対する適否が判定される判定信号として選択する（判定信号選択工程）。また信号選択部３０は、選択条件３１の対象信号を選択する条件に基づいて、記憶部２０の対象信号から判定信号より前の取得信号のうち判定信号に時間的に近い取得信号に対応する対象信号を必要数選択する（対象信号選択工程）。必要数は、例えば、ノッキング判定処理を適切に行うために必要数が設定される。この必要数は、例えば、マハラノビス距離の算出に必要とされる数である。 The signal selection unit 30 selects the target signal and the determination signal from the acquisition signals based on the selection condition 31 for selecting the target signal and the determination signal. The selection condition 31 includes a condition for selecting a determination signal and a condition for selecting a target signal. The signal selection unit 30 selects the latest acquired signal among the acquired signals as a determination signal for determining the presence / absence of knocking and suitability for updating the target signal based on the condition for selecting the determination signal (determination signal selection step). ). Further, the signal selection unit 30 is a target corresponding to an acquisition signal that is close in time to the determination signal among the acquisition signals prior to the determination signal from the target signal of the storage unit 20 based on the condition for selecting the target signal of the selection condition 31. Select the required number of signals (target signal selection step). The required number is set, for example, in order to appropriately perform the knocking determination process. This required number is, for example, the number required to calculate the Mahalanobis distance.

また、対象信号を選択する条件には、対象信号を、判定信号より前の所定の時間範囲内から取得する条件も設定されている。通常、判定信号に時間的に近ければ、エンジン１の運転条件は判定信号が得られたときの運転条件から変化している可能性は小さく、逆に、時間的に離れるほどエンジン１の運転条件は判定信号が得られたときの運転状態から変化している可能性が高くなる。そこで、運転条件から変化している可能性が小さく抑えられる範囲を所定の時間範囲内として設定する。対象信号を判定信号より前の取得信号から選択することにより、現在の運転条件の下で、判定信号がノッキング信号を示す信号であるか否か、及び、対象信号の更新に適した信号であるか否かを判定することができる。 Further, as the condition for selecting the target signal, a condition for acquiring the target signal from within a predetermined time range prior to the determination signal is also set. Normally, if the time is close to the judgment signal, it is unlikely that the operating condition of the engine 1 has changed from the operating condition when the judgment signal was obtained. Conversely, the farther the time is, the more the operating condition of the engine 1 is. Is more likely to have changed from the operating state when the determination signal was obtained. Therefore, a range in which the possibility of change from the operating conditions can be suppressed to be small is set as a predetermined time range. By selecting the target signal from the acquired signals before the determination signal, it is a signal suitable for updating the target signal and whether or not the determination signal is a signal indicating a knocking signal under the current operating conditions. It can be determined whether or not.

本実施形態では、判定信号選択部は、信号選択部３０より構成され、対象信号選択部は、信号選択部３０及び管理部６０の学習追加部６２より構成される。
信号選択部３０は、対象信号や判定信号からノッキングが発生し得る角度範囲を決定し、対象信号や判定信号に含まれる音圧信号のうちの決定された角度範囲（切出角度範囲）内の音圧信号を切り出す信号切出部３２を備える。信号切出部３２は、決められた切出角度範囲を、対象信号や判定信号の長さが１サイクル分であることに基づいて特定して切り出す。切出角度範囲は、対象信号や判定信号の開始位置から特定される点火位置やＴＤＣ（ＴｏｐＤｅａｄＣｅｎｔｅｒ）付近から約９０度の角度範囲内の音圧信号として定められる。本実施形態では、点火タイミングが変更されても切出角度範囲は固定されたままであるが、点火タイミングの変更に応じて切出角度範囲を変更してもよい。 In the present embodiment, the determination signal selection unit is composed of the signal selection unit 30, and the target signal selection unit is composed of the signal selection unit 30 and the learning addition unit 62 of the management unit 60.
The signal selection unit 30 determines an angle range in which knocking can occur from the target signal or the determination signal, and is within the determined angle range (cutout angle range) of the sound pressure signals included in the target signal or the determination signal. A signal cutting unit 32 for cutting out a sound pressure signal is provided. The signal cutting unit 32 specifies and cuts out the determined cutting angle range based on the length of the target signal and the determination signal for one cycle. The cutting angle range is defined as a sound pressure signal within an angle range of about 90 degrees from the ignition position specified from the start position of the target signal or the determination signal or the vicinity of the TDC (Top Dead Center). In the present embodiment, the cutting-out angle range remains fixed even if the ignition timing is changed, but the cutting-out angle range may be changed according to the change in the ignition timing.

スペクトル算出部４０は、信号切出部３２により切出された対象信号や判定信号に対して時間周波数領域で離散フーリエ変換を行い、周波数成分（スペクトル）を算出する。離散フーリエ変換は、例えば、離散フーリエ変換を高速に計算する高速フーリエ変換（ＦＦＴ：ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）により行われる。 The spectrum calculation unit 40 performs a discrete Fourier transform on the target signal and the determination signal cut out by the signal cutting unit 32 in the time frequency domain, and calculates the frequency component (spectrum). The discrete Fourier transform is performed, for example, by a fast Fourier transform (FFT) that calculates the discrete Fourier transform at high speed.

バイスペクトル算出部４１は、スペクトル算出部４０が算出した周波数成分からスペクトルに基づく値としてのバイスペクトルを算出する。ここで、時刻ｔにおける信号切出部３２が切り出した音圧信号をｘ（ｔ）とする。この音圧信号ｘ（ｔ）にＦＦＴ処理を施すと、周波数ｆを変数とするフーリエ係数Ｘ（ｆ）が算出される。このフーリエ係数Ｘ（ｆ）に基づくバイスペクトルＢ（ｆ_１，ｆ_２）は下記の式（１）で示される。バイスペクトルＢ（ｆ_１，ｆ_２）は、スペクトルの３乗積である。 The bispectrum calculation unit 41 calculates the bispectrum as a value based on the spectrum from the frequency component calculated by the spectrum calculation unit 40. Here, let x (t) be the sound pressure signal cut out by the signal cutting unit 32 at time t. When the sound pressure signal x (t) is subjected to FFT processing, the Fourier coefficient X (f) with the frequency f as a variable is calculated. _{The bispectrum B (f 1} , f ₂ ) based on the Fourier coefficient X (f) is represented by the following equation (1). The bispectrum B (f ₁ , f ₂ ) is the cube product of the spectra.

ここで、ｆ_１，ｆ_２は周波数、＊は複素共役を表している。

Here, f ₁ and f ₂ represent frequencies, and * represents complex conjugates.

本実施形態では、第１算出部と第２算出部とはスペクトル算出部４０及びバイスペクトル算出部４１より構成される。また、第１算出工程及び第２算出工程は、スペクトル算出処理及びバイスペクトル算出処理より構成される。 In the present embodiment, the first calculation unit and the second calculation unit are composed of a spectrum calculation unit 40 and a bispectrum calculation unit 41. The first calculation step and the second calculation step are composed of a spectrum calculation process and a bispectrum calculation process.

判定部５０は、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かを判定するとともに、対象信号の更新に適した信号であるか否かを判定する。
ところでノッキングは、気筒内の一種の共振現象であり、ノッキングが発生すると気筒内に衝撃波が発生し、その衝撃波に起因してエンジンから発せられる振動や音には、その気筒の、複数の固有振動数（共振周波数）の成分とそれらの高調波成分（特に２倍の周波数成分）が含まれる。バイスペクトルでｆ_１＝ｆ_２のバイスペクトルは、各周波数における２次の調和成分の大きさを反映している。 The determination unit 50 determines whether or not the determination signal is a signal indicating knocking, and also determines whether or not the determination signal is a signal suitable for updating the target signal.
By the way, knocking is a kind of resonance phenomenon in the cylinder, and when knocking occurs, a shock wave is generated in the cylinder, and the vibration or sound generated from the engine due to the shock wave includes a plurality of natural vibrations of the cylinder. It includes a number (resonance frequency) component and their harmonic components (particularly double the frequency component). In the bispectrum, the bispectrum of f ₁ = f ₂ reflects the magnitude of the second-order harmonic component at each frequency.

エンジンの気筒の固有振動数（共振周波数）ｆ_ｐ，ｑは、下記の式（２）で示される。 The natural frequencies (resonance frequencies) f _{p and q} of the cylinder of the engine are represented by the following equation (2).

ただし、Ｃは音速、Ｄはボア径、ｐ，ｑは振動モード、Ρ_ｐ，ｑは振動モード（ｐ，ｑ）における定数である。例えば、振動モード（ｐ，ｑ）が（１，０）モードのときＰ_１，０＝１．８４１である。ノッキング判定処理では取得信号の全周波数領域を対象にしてもよい。しかし、ノッキングは、エンジン１に応じて定まる各振動モードのエンジンの気筒の固有振動数に応じて生じるものであるから、固有振動数もしくはその高調波にノッキングに起因する音が生じる。そこで、各振動モードの固有振動数とその周辺や高調波とその周辺を監視することでノッキングの有無、及び対象信号の更新に適しているか否かの判定が適切になされる。つまり、ノッキング判定処理、及び対象信号更新判定処理を行う際、エンジン１に応じて定まる各振動モードのエンジンの固有振動数を含む所定の周波数範囲に、スペクトルやバイスペクトルの範囲を絞り込むことで比較精度の向上や演算負荷の軽減が図られる。例えば、１つの取得信号に対して、（１，０）、（２，０）、（０，１）、（３，０）、（１，１）の５つの振動モードを考慮してスペクトルやバイスペクトルの周波数範囲を絞り込むことで比較精度の向上や演算負荷の軽減を図ることができる。

However, C is the speed of sound, D is the bore diameter, p and q are the vibration modes, and Ρ _{p and q} are the constants in the vibration mode (p, q). For example, when the vibration mode (p, q) is the (1,0) mode, P _1,0 = 1.841. In the knocking determination process, the entire frequency region of the acquired signal may be targeted. However, since knocking occurs according to the natural frequency of the cylinder of the engine of each vibration mode determined according to the engine 1, a sound due to knocking is generated at the natural frequency or its harmonics. Therefore, by monitoring the natural frequency of each vibration mode and its surroundings and the harmonics and their surroundings, it is possible to appropriately determine whether or not knocking is present and whether or not it is suitable for updating the target signal. That is, when performing the knocking determination process and the target signal update determination process, comparison is performed by narrowing the spectrum or bispectrum range to a predetermined frequency range including the natural frequency of the engine of each vibration mode determined according to the engine 1. The accuracy is improved and the calculation load is reduced. For example, for one acquired signal, the spectrum and the spectrum in consideration of the five vibration modes (1,0), (2,0), (0,1), (3,0), and (1,1) By narrowing the frequency range of the bispectrum, it is possible to improve the comparison accuracy and reduce the calculation load.

判定部５０は、複数の対象信号の平均と分散共分散行列を算出する統計パラメータ算出部５１と、算出された統計パラメータを用いて対象信号や判定信号を正規化する正規化部５２とを備える。また、判定部５０は、正規化された対象信号に基づいてノッキング判定用のノッキング判定値と、対象信号の更新に対する適否判定用の対象信号更新判定値とを算出する判定値算出部５３を備える。また、判定部５０は、ノッキング判定用の判定値と正規化した判定信号との比較、及び、対象信号更新判定値と正規化した判定信号との比較をする比較部５４を備える。 The determination unit 50 includes a statistical parameter calculation unit 51 that calculates the average of a plurality of target signals and a variance-covariance matrix, and a normalization unit 52 that normalizes the target signal and the determination signal using the calculated statistical parameters. .. Further, the determination unit 50 includes a determination value calculation unit 53 that calculates a knocking determination value for knocking determination and a target signal update determination value for determination of suitability for updating the target signal based on the normalized target signal. .. Further, the determination unit 50 includes a comparison unit 54 for comparing the determination value for knocking determination with the normalized determination signal and comparing the target signal update determination value with the normalized determination signal.

まず、判定部５０は、バイスペクトル算出部４１で算出されたバイスペクトルＢ（ｆ_１，ｆ_２）を正規化する。
統計パラメータ算出部５１は、全ての対象信号のバイスペクトルのばらつきが多次元確率分布であると仮定して、全ての対象信号のバイスペクトルのばらつきによる平均と分散共分散とを統計パラメータとして推定（算出）する。このとき、統計パラメータ算出部５１は、統計パラメータを、バイスペクトルのうち振動モード別の特徴量（バイスペクトルの周波数成分）が生じる周波数域から算出する。例えば、複数の対象信号の各々で算出した振動モード別の特徴量から絶対値を算出し、複数の対象信号に対する平均値及び分散共分散行列を算出する。この平均値及び分散共分散行列を使用することで、複数の対象信号に対するマハラノビス距離を算出することができる。分散共分散行列は、バイスペクトルの各周波数成分の平均からの偏差の積の平均値である共分散を配列した行列である。 First, the determination unit 50 normalizes the _{bispectrum B (f 1} , f ₂ ) calculated by the bispectrum calculation unit 41.
The statistical parameter calculation unit 51 estimates the mean and the variance-covariance due to the bispectral variation of all the target signals as statistical parameters, assuming that the bispectral variation of all the target signals is a multidimensional probability distribution ( calculate. At this time, the statistical parameter calculation unit 51 calculates the statistical parameter from the frequency range in which the feature amount (frequency component of the bispectrum) for each vibration mode is generated in the bispectrum. For example, the absolute value is calculated from the feature amount for each vibration mode calculated for each of the plurality of target signals, and the mean value and the variance-covariance matrix for the plurality of target signals are calculated. By using this mean value and the variance-covariance matrix, the Mahalanobis distance for a plurality of target signals can be calculated. The variance-covariance matrix is a matrix in which the covariance, which is the average value of the products of the deviations from the average of each frequency component of the bispectrum, is arranged.

正規化部５２は、対象信号や判定信号のバイスペクトルについてマハラノビス距離を算出する。ここで、マハラノビス距離を算出することで多次元において正規化が行われる。マハラノビス距離の算出に用いられる分散共分散行列は、バイスペクトルの各周波数成分の平均からの偏差の積の平均値である共分散を配列した行列であるから、マハラノビス距離を算出することによって多次元において正規化が行われる。詳述すると、マハラノビス距離の算出に用いる分散共分散行列によって、対象信号や判定信号のスペクトルの各周波数の強度のばらつきがその信号のスペクトルに含まれる各周波数の強度のばらつき（多次元）と比較されて正規化されることとなる。 The normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance for the bispectrum of the target signal and the determination signal. Here, normalization is performed in multiple dimensions by calculating the Mahalanobis distance. Since the covariance matrix used to calculate the Mahalanobis distance is a matrix in which the covariance, which is the average value of the product of the deviations from the average of each frequency component of the bispectrum, is arranged, it is multidimensional by calculating the Mahalanobis distance. Normalization is done in. More specifically, the variance-covariance matrix used to calculate the Mahalanobis distance compares the variation in the intensity of each frequency in the spectrum of the target signal or judgment signal with the variation in the intensity of each frequency contained in the spectrum of the signal (multidimensional). Will be normalized.

正規化部５２は、判定値算出処理時は、複数の対象信号のバイスペクトルの全てで複数の対象信号の平均値及び分散共分散行列を用いマハラノビス距離を算出する。これにより、複数の対象信号のバイスペクトルの全てに対するマハラノビス距離が算出される。つまり、統計パラメータに対する対象信号のスペクトルの強度のばらつきが算出される。そして、これら算出されたマハラノビス距離に基づいて、ノッキング判定に用いる判定値が算出される。 At the time of the determination value calculation process, the normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance using the average value of the plurality of target signals and the variance-covariance matrix in all the bispectrums of the plurality of target signals. As a result, the Mahalanobis distance for all of the bispectrums of the plurality of target signals is calculated. That is, the variation in the intensity of the spectrum of the target signal with respect to the statistical parameter is calculated. Then, based on these calculated Mahalanobis distances, a determination value used for the knocking determination is calculated.

正規化部５２は、判定処理時には、判定信号のバイスペクトルについて、複数の対象信号に対する平均値及び分散共分散行列を用いマハラノビス距離を算出する。
こうして、多次元におけるばらつきで正規化して得た値として、対象信号や判定信号のスペクトルに含まれる周波数域を正規化した値が得られる。また、含まれる周波数域を正規化することから、振動モードが特定されていない、もしくは、多少ずれていたとしても、判定信号に含まれるノッキング音や、微弱なノッキング音が抽出される可能性がある。よって、正規化により、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かを判定できる可能性、及び、対象信号の更新への適否を判定できる可能性の向上が図られる。 At the time of determination processing, the normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance for the bispectrum of the determination signal using the average value and the variance-covariance matrix for a plurality of target signals.
In this way, as a value obtained by normalizing the variation in multiple dimensions, a value obtained by normalizing the frequency range included in the spectrum of the target signal or the determination signal can be obtained. In addition, since the included frequency range is normalized, even if the vibration mode is not specified or is slightly deviated, there is a possibility that the knocking sound included in the judgment signal or the weak knocking sound will be extracted. is there. Therefore, by normalization, the possibility of determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking and the possibility of determining the suitability for updating the target signal can be improved.

判定値算出部５３は、対象信号のバイスペクトルから得られた正規化後の集合と、判定信号のバイスペクトルから得られた正規化後の値との乖離の度合いを判定するノッキング判定値と対象信号更新判定値とを算出する。ここで、複数の対象信号のバイスペクトルから得られた正規化後の集合は、各対象信号のバイスペクトルについて算出したマハラノビス距離の集合である。また、判定信号のバイスペクトルから得られた正規化後の値は、判定信号のバイスペクトルについて算出したマハラノビス距離の値である。すなわち、判定値算出部５３は、複数の対象信号に基づく各マハラノビス距離の集合と、判定信号に基づくマハラノビス距離の値との乖離の度合いを判定するノッキング判定値と対象信号更新判定値とを算出する。 The determination value calculation unit 53 determines the degree of deviation between the normalized set obtained from the bispectrum of the target signal and the normalized value obtained from the bispectrum of the determination signal, and the knocking determination value and the target. Calculate the signal update judgment value. Here, the normalized set obtained from the bispectrums of the plurality of target signals is the set of Mahalanobis distances calculated for the bispectrums of each target signal. The normalized value obtained from the bispectrum of the determination signal is the Mahalanobis distance value calculated for the bispectrum of the determination signal. That is, the determination value calculation unit 53 calculates a knocking determination value and a target signal update determination value for determining the degree of dissociation between the set of each Mahalanobis distance based on the plurality of target signals and the Mahalanobis distance value based on the determination signal. To do.

判定値算出部５３は、複数の対象信号に対して得られた各マハラノビス距離に対してマージンを有するようにノッキング判定値と対象信号更新判定値とを算出する。例えば、ノッキング判定値や対象信号更新判定値は、マハラノビス距離の集合の平均値や最大値などに対して、所定値を加算した値や、所定の倍率をかけた値として決定され、算出されたマハラノビス距離に対してマージンを有する。こうして算出されたノッキング判定値は、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定に用いられ、対象信号更新判定値は、判定信号が対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定に用いられる。そして、対象信号更新判定値は、判定信号に、耳に聞こえない微弱なノッキング、又はノイズを含む可能性があるか否かの判定に用いられる。 The determination value calculation unit 53 calculates the knocking determination value and the target signal update determination value so as to have a margin for each Mahalanobis distance obtained for the plurality of target signals. For example, the knocking judgment value and the target signal update judgment value are determined and calculated as a value obtained by adding a predetermined value to a mean value or a maximum value of a set of Mahalanobis distances or a value obtained by multiplying a predetermined magnification. It has a margin for the Mahalanobis distance. The knocking determination value calculated in this way is used to determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking, and the target signal update determination value is whether or not the determination signal is a signal suitable for updating the target signal. It is used to judge. Then, the target signal update determination value is used for determining whether or not the determination signal may contain weak knocking or noise that cannot be heard.

図４を参照すると、全ての対象信号を正規化したときの値がグラフＤとして得られ、これら正規化した値の平均として中央値Ｍが算出される。また、正規化した値のうちの所定の割合が分布する範囲の境界となる乖離度合いを正常群境界値ρとして定める。正常群境界値ρを越えない正規化した値が正常群として定義される。なお、所定の割合は、例えば９５％である。ノッキング判定値ＴＨ１及び対象信号更新判定値ＴＨ２は、乖離度合いが正常群境界値ρよりも大きい値であるところに設定される。また、ノッキング判定値ＴＨ１よりも対象信号更新判定値ＴＨ２の方が小さい。これは、ノッキング音が大きくなるにつれて、中央値Ｍからの距離が離れる傾向に対応しており、ノッキング音の判定にはノッキング判定値ＴＨ１との比較が適切であり、微弱なノッキング音の判定には対象信号更新判定値ＴＨ２との比較が適切である。よって、中央値Ｍ＜正常群境界値ρ＜対象信号更新判定値ＴＨ２＜ノッキング判定値ＴＨ１の関係を有する。そして、ノッキング判定値ＴＨ１は、「ＴＨ１＝Ｍ＋α１（ρ−Ｍ）」で算出され、対象信号更新判定値ＴＨ２は、「ＴＨ２＝Ｍ＋α２（ρ−Ｍ）」で算出される。詳述すると、ノッキング判定値ＴＨ１及び対象信号更新判定値ＴＨ２は、中央値Ｍを基準として、正常群における乖離度合い「ρ−Ｍ」が所定の倍数α１、α２である値として設定される（但し、α１＞α２）。 With reference to FIG. 4, the values when all the target signals are normalized are obtained as the graph D, and the median value M is calculated as the average of these normalized values. In addition, the degree of dissociation, which is the boundary of the range in which a predetermined ratio of the normalized values is distributed, is defined as the normal group boundary value ρ. A normalized value that does not exceed the normal group boundary value ρ is defined as the normal group. The predetermined ratio is, for example, 95%. The knocking determination value TH1 and the target signal update determination value TH2 are set where the degree of deviation is larger than the normal group boundary value ρ. Further, the target signal update determination value TH2 is smaller than the knocking determination value TH1. This corresponds to the tendency that the distance from the median value M increases as the knocking sound becomes louder, and the comparison with the knocking judgment value TH1 is appropriate for determining the knocking sound, and it is suitable for determining a weak knocking sound. Is appropriate for comparison with the target signal update determination value TH2. Therefore, there is a relationship of median M <normal group boundary value ρ <target signal update determination value TH2 <knocking determination value TH1. Then, the knocking determination value TH1 is calculated by "TH1 = M + α1 (ρ-M)", and the target signal update determination value TH2 is calculated by "TH2 = M + α2 (ρ-M)". More specifically, the knocking determination value TH1 and the target signal update determination value TH2 are set as values in which the degree of deviation "ρ-M" in the normal group is a predetermined multiple α1 or α2 with reference to the median value M (however). , Α1> α2).

図２に示すように、比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離を判定値算出部５３で算出されたノッキング判定値と比較することで、判定信号がノッキングを示す信号で有るか否かを判定する。比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離の値がノッキング判定値よりも大きければ、各対象信号に基づくマハラノビス距離の集合に対する乖離の度合いが大きいと判定し、判定信号がノッキングを示す信号であると判定する。逆に、比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離の値がノッキング判定値以下であれば、各対象信号に基づくマハラノビス距離の集合に対する乖離の度合いが小さいと判定し、判定信号がノッキングを示す信号ではないと判定する。 As shown in FIG. 2, the comparison unit 54 compares the Mahalanobis distance based on the determination signal with the knocking determination value calculated by the determination value calculation unit 53 to determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking. judge. If the value of the Mahalanobis distance based on the determination signal is larger than the knocking determination value, the comparison unit 54 determines that the degree of deviation from the set of Mahalanobis distances based on each target signal is large, and the determination signal is a signal indicating knocking. Is determined. On the contrary, if the value of the Mahalanobis distance based on the determination signal is equal to or less than the knocking determination value, the comparison unit 54 determines that the degree of deviation from the set of Mahalanobis distances based on each target signal is small, and the determination signal indicates knocking. Judge that it is not a signal.

また、比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離を判定値算出部５３で算出された対象信号更新判定値と比較することで、判定信号が対象信号の更新に適した信号で有るか否かを判定する。比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離の値が対象信号更新判定値よりも大きければ、各対象信号に基づくマハラノビス距離の集合に対する乖離の度合いが大きいと判定し、判定信号が対象信号の更新に適した信号ではないと判定する。逆に、比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離の値が対象信号更新判定値以下であれば、各対象信号に基づくマハラノビス距離の集合に対する乖離の度合いが小さいと判定し、判定信号が対象信号の更新に適した信号であると判定する。 Further, the comparison unit 54 compares the Mahalanobis distance based on the determination signal with the target signal update determination value calculated by the determination value calculation unit 53 to determine whether the determination signal is a signal suitable for updating the target signal. To judge. If the value of the Mahalanobis distance based on the determination signal is larger than the target signal update determination value, the comparison unit 54 determines that the degree of deviation from the set of Mahalanobis distances based on each target signal is large, and the determination signal updates the target signal. It is determined that the signal is not suitable for. On the contrary, if the value of the Mahalanobis distance based on the determination signal is equal to or less than the target signal update determination value, the comparison unit 54 determines that the degree of deviation from the set of Mahalanobis distances based on each target signal is small, and the determination signal is the target. It is determined that the signal is suitable for updating the signal.

次に、図５〜図７を参照して、ノッキング判定装置１０によるノッキング判定処理について説明する。なお、本実施形態では、ノッキング判定処理に併せて、対象信号更新判定処理も行われる。ノッキング判定処理では、エンジン１の運転条件が一定に保たれて運転されている場合について例示する。運転条件には、エンジン１の回転速度やエンジン機構の変化（例えばバルブ開閉タイミング）、点火タイミング、ＥＧＲ量変化などのエンジン制御に関する条件、及び、負荷条件などの外的条件が含まれる。例えば、エンジン１の回転速度は、判定信号が得られたときと、複数の対象信号が得られたときとで同じであることが望ましい。なお、本実施形態は、判定精度が低下するおそれはあるが、運転条件が緩やかに変化する場合にも用いることができる。つまり、対象信号の得られたときの回転速度が多少異なっていたとしても、ノッキングの音を含んでいる判定信号を判定可能な範囲の相違であればよい。また、エンジン１から検出されるノッキング以外の音について、相違が小さく抑えられている範囲での相違であれば運転条件の変化は許容される。 Next, the knocking determination process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. In the present embodiment, the target signal update determination process is also performed in addition to the knocking determination process. In the knocking determination process, a case where the engine 1 is operated while the operating conditions are kept constant will be illustrated. The operating conditions include conditions related to engine control such as the rotation speed of the engine 1, changes in the engine mechanism (for example, valve opening / closing timing), ignition timing, and changes in the EGR amount, and external conditions such as load conditions. For example, it is desirable that the rotation speed of the engine 1 is the same when the determination signal is obtained and when a plurality of target signals are obtained. Although the determination accuracy may decrease, this embodiment can also be used when the operating conditions change slowly. That is, even if the rotation speed at which the target signal is obtained is slightly different, the difference may be within the range in which the determination signal including the knocking sound can be determined. Further, with respect to the sounds other than knocking detected from the engine 1, changes in operating conditions are allowed as long as the differences are within a range in which the differences are kept small.

まず、図５を参照して、ノッキング判定装置１０によるデータ収集処理について説明する。このデータ収集処理は、データ収集装置５から取得信号が出力されることに応じて行われる。 First, the data collection process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. This data collection process is performed in response to the acquisition signal being output from the data collection device 5.

図５に示すように、ノッキング判定装置１０は、データ収集装置５から取得信号が出力されると、その出力された取得信号を入力する（ステップＳ１０）とともに、管理部６０で取得信号に時刻を関連付けて（ステップＳ１１）、記憶部２０の取得信号領域２０１に時刻順になるように記憶させる（ステップＳ１２）。ここで関連付けられる時刻は、他の取得信号との間の相対順序、及び、相対時間差を特定できるものであればよい。例えば、取得信号には、時刻、カウンター値、時刻に結び付けられる符号などが関連付けられる態様でもよいし、サンプリング間隔ｄ毎の領域を有するリストの所定の位置に取得情報が配置される態様であってもよい。なお管理部６０は、前回記憶させた取得信号が判定信号として選択されていないとき、前回記憶させた取得信号を直前の対象信号として追加させてもよい。 As shown in FIG. 5, when the acquisition signal is output from the data acquisition device 5, the knocking determination device 10 inputs the output acquisition signal (step S10), and the management unit 60 sets the time in the acquisition signal. In association with each other (step S11), the acquisition signal area 201 of the storage unit 20 is stored in chronological order (step S12). The time associated here may be any one that can specify the relative order and the relative time difference with other acquired signals. For example, the acquisition signal may be associated with a time, a counter value, a code associated with the time, or the like, or the acquisition information may be arranged at a predetermined position in a list having an area for each sampling interval d. May be good. When the previously stored acquisition signal is not selected as the determination signal, the management unit 60 may add the previously stored acquisition signal as the immediately preceding target signal.

そして、ノッキング判定装置１０のデータ整理部６３は、記憶部２０のデータ整理を行い（ステップＳ１３）、データ収集処理を終了する。データ整理は、記憶部２０に記憶されている取得信号、対象信号、判定信号の容量（個数）がそれぞれ予め定められた容量（最大数）を越える場合、時間的に最も古い取得信号を削除する処理などを行う。 Then, the data organizing unit 63 of the knocking determination device 10 organizes the data of the storage unit 20 (step S13), and ends the data collection process. In the data arrangement, when the capacities (number) of the acquisition signal, the target signal, and the determination signal stored in the storage unit 20 exceed the predetermined capacities (maximum number), the oldest acquisition signal in time is deleted. Perform processing etc.

続いて、図６を参照して、ノッキング判定装置１０による判定値算出処理について説明する。この判定値算出処理は、判定信号の選択が行われることに応じて行われる。
図６に示すように、判定値算出処理が開始されると、ノッキング判定装置１０は、信号選択部３０で最新の取得信号を判定信号として選択することで取得し（ステップＳ２０）、判定信号の時刻を取得する（ステップＳ２１）。判定信号の時刻は、判定信号に関連付けられた時刻から取得される。続いて、ノッキング判定装置１０は信号選択部３０で判定信号の時刻との関係に基づく選択条件に適合する複数の対象信号を選択する（ステップＳ２２）。複数の対象信号が選択されると、ノッキング判定装置１０はスペクトル算出部４０で、各対象信号のスペクトルを算出する（ステップＳ２３）。算出したスペクトルは記憶部２０、例えば対象信号領域２０２に保持される。 Subsequently, the determination value calculation process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. This determination value calculation process is performed in response to the selection of the determination signal.
As shown in FIG. 6, when the determination value calculation process is started, the knocking determination device 10 acquires the latest acquisition signal by selecting the latest acquisition signal as the determination signal in the signal selection unit 30 (step S20), and obtains the determination signal. Acquire the time (step S21). The time of the determination signal is acquired from the time associated with the determination signal. Subsequently, the knocking determination device 10 selects a plurality of target signals that meet the selection conditions based on the relationship between the determination signal and the time in the signal selection unit 30 (step S22). When a plurality of target signals are selected, the knocking determination device 10 calculates the spectrum of each target signal by the spectrum calculation unit 40 (step S23). The calculated spectrum is stored in the storage unit 20, for example, the target signal area 202.

また、ノッキング判定装置１０はバイスペクトル算出部４１で、記憶部２０に保持された各対象信号のスペクトルから対象信号のバイスペクトルをそれぞれ算出し（ステップＳ２４）、算出した各対象信号のバイスペクトルを記憶部２０の対象信号領域２０２に保持する。ノッキング判定装置１０は、統計パラメータ算出部５１で各対象信号のバイスペクトルからモード別特徴量を抽出する（ステップＳ２５）。すなわち、各対象信号のバイスペクトルからエンジン１の気筒の振動モードに対応する周波数範囲が抽出される。 Further, the knocking determination device 10 is the bispectrum calculation unit 41, which calculates the bispectrum of the target signal from the spectrum of each target signal held in the storage unit 20 (step S24), and obtains the calculated bispectrum of each target signal. It is held in the target signal area 202 of the storage unit 20. The knocking determination device 10 extracts the feature amount for each mode from the bispectrum of each target signal by the statistical parameter calculation unit 51 (step S25). That is, the frequency range corresponding to the vibration mode of the cylinder of the engine 1 is extracted from the bispectrum of each target signal.

次に、ノッキング判定装置１０は、統計パラメータ算出部５１で統計パラメータを算出する（ステップＳ２６）。統計パラメータは、複数の対象信号のバイスペクトルから算出される平均（μ）と分散共分散行列（Σ）とからなり、これら平均と分散共分散行列とが振動モード別に算出される。算出された統計パラメータは、記憶部２０のノッキング判定値領域２０４に記憶される。ノッキング判定装置１０は、ステップＳ２６で算出された統計パラメータに基づいて正規化部５２で各対象信号の正規化を行う（ステップＳ２７）。詳述すると、振動モードごとに、各対象信号のマハラノビス距離が算出されることで正規化される。ノッキング判定装置１０は、判定値算出部５３でモード別にノッキング判定値及び対象信号更新判定値を決定し（ステップＳ２８）、判定値算出処理を終了する。 Next, the knocking determination device 10 calculates the statistical parameter by the statistical parameter calculation unit 51 (step S26). The statistical parameter consists of an average (μ) calculated from the bispectrums of a plurality of target signals and a variance-covariance matrix (Σ), and these averages and the variance-covariance matrix are calculated for each vibration mode. The calculated statistical parameter is stored in the knocking determination value area 204 of the storage unit 20. The knocking determination device 10 normalizes each target signal in the normalization unit 52 based on the statistical parameters calculated in step S26 (step S27). More specifically, it is normalized by calculating the Mahalanobis distance of each target signal for each vibration mode. The knocking determination device 10 determines the knocking determination value and the target signal update determination value for each mode by the determination value calculation unit 53 (step S28), and ends the determination value calculation process.

統計パラメータを算出した各対象信号にノッキングを示す信号が含まれないか、または、少なければこの統計パラメータに基づき算出されるマハラノビス距離はノッキングを示さない信号への類似度を示す指標となる。よって、ノッキングを示さない信号のマハラノビス距離は小さい値として得られ、ノッキングを示す信号のマハラノビス距離は大きな値として得られ、それら２つの値の間の値として対象信号の更新に適した信号のマハラノビス距離が得られる。また、振動モードに対応する周波数範囲に絞りこまれたマハラノビス距離であれば、その値の増加がノッキングにより生じた大きな音に起因する蓋然性が高くなる。よって、ここで定められた振動モード別の判定値を用いることで判定信号がノッキングを示す信号であるか否かを判定すること、及び、対象信号の更新に適した信号であるか否かを判定することができる。 Each target signal for which the statistical parameter is calculated does not include a signal indicating knocking, or if it is small, the Mahalanobis distance calculated based on this statistical parameter is an index indicating the degree of similarity to a signal indicating knocking. Therefore, the Mahalanobis distance of the signal showing knocking is obtained as a small value, and the Mahalanobis distance of the signal showing knocking is obtained as a large value, and the Mahalanobis distance of the signal suitable for updating the target signal is obtained as a value between these two values. The distance is obtained. Further, if the Mahalanobis distance is narrowed down to the frequency range corresponding to the vibration mode, it is highly probable that the increase in the value is caused by the loud noise generated by knocking. Therefore, by using the determination value for each vibration mode defined here, it is determined whether or not the determination signal is a signal indicating knocking, and whether or not the signal is suitable for updating the target signal. It can be determined.

続いて、図７を参照して、ノッキング判定装置１０によるノッキング判定の判定処理（判定工程）について説明する。このノッキング判定の判定処理は、判定値算出処理に続いて実行される。 Subsequently, the knocking determination determination process (determination step) by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. 7. The determination process of this knocking determination is executed following the determination value calculation process.

図７に示すように、判定処理が開始されると、ノッキング判定装置１０は、信号選択部３０によって選択された判定信号を取得し（ステップＳ３０）、その判定信号の時刻を取得する（ステップＳ３１）。判定信号が取得されると、ノッキング判定装置１０は、スペクトル算出部４０で判定信号のスペクトルを算出する（ステップＳ３２）。算出したスペクトルは記憶部２０の判定信号領域２０３に保持される。また、ノッキング判定装置１０は、バイスペクトル算出部４１で判定信号のスペクトルからバイスペクトルを算出する（ステップＳ３３）。算出した判定信号のバイスペクトルは、記憶部２０の判定信号領域２０３に保持される。 As shown in FIG. 7, when the determination process is started, the knocking determination device 10 acquires the determination signal selected by the signal selection unit 30 (step S30), and acquires the time of the determination signal (step S31). ). When the determination signal is acquired, the knocking determination device 10 calculates the spectrum of the determination signal in the spectrum calculation unit 40 (step S32). The calculated spectrum is held in the determination signal area 203 of the storage unit 20. Further, the knocking determination device 10 calculates the bispectrum from the spectrum of the determination signal by the bispectrum calculation unit 41 (step S33). The calculated bispectrum of the determination signal is held in the determination signal area 203 of the storage unit 20.

ノッキング判定装置１０は、正規化部５２で判定信号のバイスペクトルからモード別特徴量を抽出する（ステップＳ３４）。すなわち、判定信号のバイスペクトルから振動モードに対応する周波数範囲が抽出される。そして、ノッキング判定装置１０は、判定値算出処理（ステップＳ２６）で算出された統計パラメータを用いて正規化部５２で判定信号の正規化を行う（ステップＳ３５）。詳述すると、振動モードごとに記憶部２０から平均（μ）と分散共分散行列（Σ）を選択し、選択した平均（μ）と分散共分散行列（Σ）とに基づいて判定信号のマハラノビス距離が算出されることで正規化される。 The knocking determination device 10 extracts the feature amount for each mode from the bispectrum of the determination signal by the normalization unit 52 (step S34). That is, the frequency range corresponding to the vibration mode is extracted from the bispectrum of the determination signal. Then, the knocking determination device 10 normalizes the determination signal in the normalization unit 52 using the statistical parameters calculated in the determination value calculation process (step S26) (step S35). More specifically, the average (μ) and the variance-covariance matrix (Σ) are selected from the storage unit 20 for each vibration mode, and the Mahalanobis of the determination signal is selected based on the selected average (μ) and the variance-covariance matrix (Σ). It is normalized by calculating the distance.

ノッキング判定装置１０は、比較部５４で記憶部２０から振動モード別のノッキング判定値及び対象信号更新判定値を取得する（ステップＳ３６）とともに、比較部５４で判定信号のマハラノビス距離をモード別のノッキング判定値及び対象信号更新判定値とそれぞれ比較する（ステップＳ３７）。つまり、判定信号の各振動モードのマハラノビス距離が、対応する振動モードのノッキング判定値及び対象信号更新判定値とそれぞれ比較される。そして、判定信号のマハラノビス距離が、比較した振動モードのノッキング判定値以下であればその振動モードでのノッキングは生じていないと判定され、逆に、比較した振動モードのノッキング判定値よりも大きければその振動モードでのノッキングが生じていると判定される。また、判定信号のマハラノビス距離が、比較した振動モードの対象信号更新判定値以下であればその振動モードでの微弱なノッキングは生じておらず、対象信号の更新に適した信号であると判定される。逆に、比較した振動モードの対象信号更新判定値よりも大きければその振動モードでの微弱なノッキングが生じており、対象信号の更新に適さない信号であると判定される。そして、ノッキング判定装置１０は、各判定結果を出力して（ステップＳ３８）、判定値算出処理を終了する。出力される判定結果は、例えば、ノッキングが生じているか否かと、ノッキングが生じている、又は、生じていない振動モードであるか、判定信号が対象信号の更新に適した信号であるか否かである。これにより、エンジン１の調整にかかる利便性の向上が図られる。 The knocking determination device 10 acquires the knocking determination value and the target signal update determination value for each vibration mode from the storage unit 20 in the comparison unit 54 (step S36), and knocks the Mahalanobis distance of the determination signal for each mode in the comparison unit 54. The determination value and the target signal update determination value are compared with each other (step S37). That is, the Mahalanobis distance of each vibration mode of the determination signal is compared with the knocking determination value and the target signal update determination value of the corresponding vibration modes, respectively. If the Mahalanobis distance of the determination signal is equal to or less than the knocking determination value of the compared vibration mode, it is determined that knocking in that vibration mode has not occurred, and conversely, if it is larger than the knocking determination value of the compared vibration mode. It is determined that knocking in the vibration mode has occurred. Further, if the Mahalanobis distance of the judgment signal is equal to or less than the target signal update judgment value of the compared vibration mode, weak knocking does not occur in the vibration mode, and it is determined that the signal is suitable for updating the target signal. To. On the contrary, if it is larger than the target signal update determination value of the compared vibration mode, weak knocking occurs in the vibration mode, and it is determined that the signal is not suitable for updating the target signal. Then, the knocking determination device 10 outputs each determination result (step S38), and ends the determination value calculation process. The output judgment result is, for example, whether knocking has occurred, whether the vibration mode has knocking or not, and whether the judgment signal is a signal suitable for updating the target signal. Is. As a result, the convenience of adjusting the engine 1 can be improved.

次に、図８と図９を参照して、ノッキング判定装置１０における対象信号の更新について説明する。
まず、図８を参照して、ノッキング判定装置１０による対象信号の更新の概略について説明する。 Next, the update of the target signal in the knocking determination device 10 will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
First, with reference to FIG. 8, the outline of updating the target signal by the knocking determination device 10 will be described.

ノッキング判定装置１０は、順次最新の取得信号が入力されると、その入力された取得信号が次の判定信号として選択される。管理部６０は、最新の取得信号が入力されると、それまでの判定信号を、所定の条件の下で、直前信号として対象信号に追加する。一方、管理部６０は、対象信号が増加して必要数ｍ個を超えるとき、必要数ｍ個を超える数、例えば１つ追加されたときは、多くなった最古の１つを対象信号から除去する。こうして対象信号が、直前信号から最古信号までの必要数ｍ個だけ選択される。そして、対象信号がサンプリング間隔ｄ毎に更新された場合、最新信号から最古信号までの時間差は「サンプリング間隔ｄ×必要数ｍ個」に維持される。また、対象信号がサンプリング間隔ｄ毎に更新されなかった場合、更新されなかった回数分だけ時間差が延びることになるが、更新されない回数が少なければ、最新信号から最古信号までの時間差は「サンプリング間隔ｄ×必要数ｍ個」に近い時間差に維持される。よって、対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定に及ぼす影響は小さく維持される。 When the latest acquisition signal is sequentially input to the knocking determination device 10, the input acquisition signal is selected as the next determination signal. When the latest acquisition signal is input, the management unit 60 adds the determination signal up to that point to the target signal as a immediately preceding signal under predetermined conditions. On the other hand, when the number of target signals increases and exceeds the required number of m, the management unit 60 selects the number exceeding the required number of m, for example, when one is added, the oldest one that has increased from the target signal. Remove. In this way, only the required number of m target signals from the immediately preceding signal to the oldest signal are selected. When the target signal is updated for each sampling interval d, the time difference from the latest signal to the oldest signal is maintained at "sampling interval d x required number of m". If the target signal is not updated every sampling interval d, the time difference will be extended by the number of times it was not updated, but if the number of times it is not updated is small, the time difference from the latest signal to the oldest signal will be "sampling." The time difference is maintained close to "interval d x required number of m". Therefore, the influence on the determination of whether or not the signal is suitable for updating the target signal is kept small.

つまり、管理部６０は、新たに判定信号が選択されることに応じて、前回入力された取得信号を対象信号に追加し、対象信号の最古信号を除去することで対象信号を更新する。なお、対象信号の更新は、新しい判定信号が選択されなくても、ノッキング判定装置１０に新しい取得信号が入力されることに応じて行ってもよい。 That is, the management unit 60 updates the target signal by adding the previously input acquisition signal to the target signal and removing the oldest signal of the target signal in response to the new selection of the determination signal. The update of the target signal may be performed in response to the input of the new acquisition signal to the knocking determination device 10 even if the new determination signal is not selected.

図９を参照して、選択された判定信号が対象信号の更新に適さない信号であったとき、この判定信号が対象信号から除外される学習処理について説明する。この学習処理は、判定信号のノッキング判定の終了に続いて実行される。 With reference to FIG. 9, when the selected determination signal is a signal unsuitable for updating the target signal, the learning process in which this determination signal is excluded from the target signal will be described. This learning process is executed following the end of the knocking determination of the determination signal.

学習処理が開始されると、ノッキング判定装置１０の管理部６０は判定信号の判定結果を取得し（ステップＳ４０）、判定結果が対象信号の更新に適しているか否かを判断する（ステップＳ４１Ａ）。対象信号の更新に適していると判断されなかった場合（ステップＳ４１ＡでＮＯ）、学習追加部６２は、その判定信号を対象信号に追加しない（ステップＳ４４）。そして学習処理が終了される。 When the learning process is started, the management unit 60 of the knocking determination device 10 acquires the determination result of the determination signal (step S40), and determines whether or not the determination result is suitable for updating the target signal (step S41A). .. If it is not determined that the target signal is suitable for updating (NO in step S41A), the learning addition unit 62 does not add the determination signal to the target signal (step S44). Then, the learning process is completed.

一方、対象信号の更新に適していると判断された場合（ステップＳ４１ＡでＹＥＳ）、ノッキング判定装置１０の学習追加部６２は、その判定信号を対象信号に追加する（ステップＳ４２）。そして、ノッキング判定装置１０のデータ整理部６３は、データ整理を行い（ステップＳ４３）、学習処理を終了する。 On the other hand, when it is determined that the target signal is suitable for updating (YES in step S41A), the learning addition unit 62 of the knocking determination device 10 adds the determination signal to the target signal (step S42). Then, the data organizing unit 63 of the knocking determination device 10 organizes the data (step S43) and ends the learning process.

これにより、対象信号の更新に適しているか否かが判定された判定信号に対応する取得信号が対象信号の更新に適さない信号である場合、その取得信号が対象信号に含まれないため、対象信号にはノッキングを示す信号及び微弱なノッキングを示す信号が含まれない可能性が高まる。こうした対象信号に対して判定信号を比較することでノッキング判定の精度が一層高められる。 As a result, if the acquisition signal corresponding to the determination signal for which it is determined whether or not it is suitable for updating the target signal is a signal that is not suitable for updating the target signal, the acquired signal is not included in the target signal, so that the target signal is targeted. It is more likely that the signal does not include a signal indicating knocking or a signal indicating weak knocking. By comparing the determination signal with respect to such a target signal, the accuracy of the knocking determination can be further improved.

図１０を参照して、対象信号更新判定処理に基づいて対象信号を更新したとき、ノッキングの検出精度が向上することについて説明する。図１０には、ノッキングの発生回数に応じて大きな値となるノック指標について、ノッキングの発生確率が低い環境である小ノック区間Ａ１と、ノッキングの発生確率が高めの環境である中ノック区間Ａ２とにおけるノック指標の大きさが示されている。同図１０には、小ノック区間Ａ１のノック指標は、中ノック区間Ａ２のノック指標よりも小さい傾向にあることを示している。詳述すると、エンジン１に取り付けたセンサによって直に検出されたノッキングに対するノック指標がグラフＤ１に示され、ここで、グラフＤ１を基準とする。また、対象信号の更新に適していると判定された判定信号からなる対象信号に基づいてノッキングを判定した結果がグラフＤ２に示され、ノッキングを示す信号ではないと判定された判定信号からなる対象信号に基づいてノッキングを判定した結果がグラフＤ３に示されている。 It will be described with reference to FIG. 10 that the knocking detection accuracy is improved when the target signal is updated based on the target signal update determination process. FIG. 10 shows a small knock section A1 in which the knocking probability is low and a medium knock section A2 in which the knocking probability is high with respect to the knock index which becomes a large value according to the number of knock occurrences. The magnitude of the knock index in is shown. FIG. 10 shows that the knock index of the small knock section A1 tends to be smaller than the knock index of the medium knock section A2. More specifically, the knock index for knocking directly detected by the sensor attached to the engine 1 is shown in the graph D1, where the graph D1 is used as a reference. Further, the result of determining knocking based on the target signal composed of the determination signals determined to be suitable for updating the target signal is shown in graph D2, and the object composed of the determination signals determined not to be the signal indicating knocking. The result of determining knocking based on the signal is shown in graph D3.

小ノック区間Ａ１，中ノック区間Ａ２の各グラフＤ１，Ｄ２，Ｄ３を相互に比較すると、小ノック区間Ａ１，中ノック区間Ａ２ともグラフＤ２はグラフＤ３よりも相対的にグラフＤ１に近い値を有している。すなわち、グラフＤ２は、グラフＤ３よりもノッキングを高い精度で検出したことを示している。換言すると、グラフＤ３は、グラフＤ２よりもノッキングの検出精度が低いことを示している。 Comparing the graphs D1, D2, and D3 of the small knock section A1 and the medium knock section A2 with each other, the graph D2 has a value closer to the graph D1 than the graph D3 in both the small knock section A1 and the medium knock section A2. doing. That is, the graph D2 shows that knocking was detected with higher accuracy than the graph D3. In other words, the graph D3 shows that the knocking detection accuracy is lower than that of the graph D2.

ノッキングが発生しているタイミング以外でも、ノッキングを示す信号として判定された信号以外の信号には、微弱なノッキングやノッキングに関連する振動などが含まれる可能性がある。小ノック区間Ａ１であれば、ノッキングの発生が少ないので、自ずと、微弱なノッキングやノッキングに関連する振動などが対象信号に含まれる割合も低い。一方、中ノック区間Ａ２となると、ノッキングの発生が多くなり、自ずと、微弱なノッキングやノッキングに関連する振動などが対象信号に含まれる割合も高くなる。 A signal other than the signal determined as the signal indicating knocking may include weak knocking, vibration related to knocking, and the like other than the timing at which knocking occurs. In the small knock section A1, knocking is less likely to occur, so that the rate at which weak knocking and vibrations related to knocking are naturally included in the target signal is also low. On the other hand, in the middle knock section A2, the occurrence of knocking increases, and naturally, the ratio of weak knocking and vibrations related to knocking included in the target signal also increases.

中ノック区間Ａ２のとき、微弱なノッキングやノッキングに関連する振動を含む判定信号を対象信号に含めて統計パラメータを算出すると、統計パラメータにも相応のばらつきが含まれることになる。こうした統計パラメータに基づいて、ノッキング音を含む判定信号を正規化しても、対象信号の正規化との差が小さくなる。よって、判定信号の正規化値がノッキング判定値よりも小さくなる蓋然性が高くなり、グラフＤ３に示すように、ノッキングの検出精度が低下するおそれがある。 In the middle knock section A2, if the statistical parameter is calculated by including the determination signal including the weak knocking and the vibration related to knocking in the target signal, the statistical parameter also includes a corresponding variation. Even if the determination signal including the knocking sound is normalized based on these statistical parameters, the difference from the normalization of the target signal becomes small. Therefore, there is a high possibility that the normalized value of the determination signal will be smaller than the knocking determination value, and as shown in Graph D3, the knocking detection accuracy may decrease.

一方、中ノック区間Ａ２のときであっても、対象信号に微弱なノッキングやノッキングに関連する振動を含むおそれのある判定信号が対象信号に含まれないように統計パラメータを算出すると、統計パラメータを微弱なノッキング等を含んでいないばらつきの小さいものとすることができる。こうした統計パラメータに基づいて、ノッキング音を含む判定信号を正規化すると、対象信号の正規化との差が大きく得られる。よって、判定信号の正規化値がノッキング判定値よりも大きくなる蓋然性が高くなり、グラフＤ２に示すように、ノッキングの検出精度が高く維持されるようになる。 On the other hand, even in the middle knock section A2, if the statistical parameter is calculated so that the target signal does not include a determination signal that may include weak knocking or vibration related to knocking, the statistical parameter is calculated. The variation can be small without including weak knocking and the like. When the determination signal including the knocking sound is normalized based on these statistical parameters, a large difference from the normalization of the target signal can be obtained. Therefore, there is a high probability that the normalized value of the determination signal will be larger than the knocking determination value, and as shown in Graph D2, the knocking detection accuracy will be maintained high.

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載の効果を奏することができる。
（１）ノッキングの有無が判定される判定信号と比較される対象信号が、判定信号との関係（時間的な関係）で定まる条件に基づいて選択される。つまり、判定信号との関係に基づき選択することで、対象信号を判定信号との比較に適したものとして選択することができる。これにより、ノッキング判定の自由度が高められる。 As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be achieved.
(1) The target signal to be compared with the determination signal for which the presence or absence of knocking is determined is selected based on the condition determined by the relationship (temporal relationship) with the determination signal. That is, by selecting based on the relationship with the determination signal, the target signal can be selected as suitable for comparison with the determination signal. As a result, the degree of freedom in knocking determination is increased.

そして、統計パラメータ（平均・分散共分散行列）を用いて各対象信号のスペクトルについて多次元におけるばらつきで正規化して得た値の集合と、統計パラメータを用いて判定信号のスペクトルの多次元におけるばらつきで正規化した値とを比較して乖離の度合が判定される。つまり、乖離度合いがノッキング判定値よりも大きいことで判定信号がノッキングを示す信号であると判定されるとともに、ノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かに基づいて対象信号の更新に適した信号であるか否かが判定される。なお、多次元におけるばらつきで正規化して得た値の一例として、マハラノビス距離がある。 Then, a set of values obtained by normalizing the spectrum of each target signal with a multidimensional variation using a statistical parameter (mean / variance-covariance matrix) and a multidimensional variation of the spectrum of the judgment signal using the statistical parameter. The degree of divergence is determined by comparing with the value normalized by. That is, it is determined that the determination signal is a signal indicating knocking when the degree of deviation is larger than the knocking determination value, and it is based on whether or not it is equal to or less than the target signal update determination value which is a value smaller than the knocking determination value. It is determined whether or not the signal is suitable for updating the target signal. The Mahalanobis distance is an example of a value obtained by normalizing with variations in multiple dimensions.

（２）判定信号がノッキングを示す信号か否かの判定に、周波数における特徴量が大きく表れるバイスペクトルを用いる。これにより、ノッキングの有無を判定することができる。ところでノッキングは、気筒内の一種の共振現象であり、ノッキングが発生すると気筒内に衝撃波が発生し、エンジンから発せられる振動や音には、その気筒の、複数の固有振動数（共振周波数）の成分とそれらの高調波成分（特に２倍の周波数成分）が含まれる。バイスペクトルは周波数成分の共起関係を反映した特徴量であることから、スペクトルに含まれるノッキングが抽出される可能性が高められる。 (2) A bispectrum in which a large feature amount at a frequency appears is used for determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking. Thereby, the presence or absence of knocking can be determined. By the way, knocking is a kind of resonance phenomenon in the cylinder, and when knocking occurs, a shock wave is generated in the cylinder, and the vibration and sound emitted from the engine are of multiple natural frequencies (resonance frequencies) of the cylinder. It contains components and their harmonic components (especially double frequency components). Since the bispectrum is a feature quantity that reflects the co-occurrence relationship of frequency components, the possibility that knocking contained in the spectrum is extracted is increased.

また、判定信号がノッキングを示す信号か否かの判定、及び対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定に、ノッキングが現れるエンジン１の気筒の固有振動数を加味して判定することでノッキングの判定精度の向上が図られる。 Further, the determination is made by adding the natural frequency of the cylinder of the engine 1 in which knocking appears to the determination of whether or not the determination signal is a signal indicating knocking and whether or not the signal is suitable for updating the target signal. As a result, the knocking determination accuracy can be improved.

（３）判定信号の得られた時刻に近い取得信号から対象信号が選択される。すなわち、判定信号の取得時刻から時間的に離れている取得信号が対象信号に選択されない。これにより、判定信号の取得時刻から時間的に近いため内燃機関の運転条件が変化していない、又は、変化が小さい可能性の高い取得信号が対象信号として選択され、ノッキングの判定精度の向上が図られる。 (3) The target signal is selected from the acquired signals close to the time when the determination signal was obtained. That is, the acquisition signal that is temporally distant from the acquisition time of the determination signal is not selected as the target signal. As a result, the acquisition signal whose operating conditions of the internal combustion engine have not changed or are likely to have a small change because the time is close to the acquisition time of the determination signal is selected as the target signal, and the knocking determination accuracy is improved. It is planned.

また、判定信号に対して所定の期間内の取得信号から複数の対象信号を所定数選択する。すなわち、判定信号と対象信号との時間間隔を所定の期間内に定めることで、判定信号と対象信号とがそれぞれ取得されたときの内燃機関の運転条件が変化していない、又は、変化が小さい可能性が高い。この対象信号と比較することで判定信号がノッキングを示す信号であるか否かがより適切に判定でできる。 Further, a predetermined number of a plurality of target signals are selected from the acquired signals within a predetermined period with respect to the determination signal. That is, by setting the time interval between the determination signal and the target signal within a predetermined period, the operating conditions of the internal combustion engine when the determination signal and the target signal are acquired have not changed, or the change is small. Probability is high. By comparing with this target signal, it is possible to more appropriately determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking.

（４）判定信号が取得される時点で既に対象信号となる取得信号が取得されているため判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定が直ちに行え、ノッキング判定処理をリアルタイムに実行することができる。つまり、判定信号を選択してから判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定までの時間を短くできる。 (4) Since the acquisition signal that is the target signal has already been acquired when the determination signal is acquired, it can be immediately determined whether or not the determination signal is a signal indicating knocking, and the knocking determination process is executed in real time. be able to. That is, the time from selecting the determination signal to determining whether or not the determination signal is a knocking signal can be shortened.

（５）対象信号の更新に適さない信号であると判定された判定信号に対応する取得信号が対象信号に選択されないため、ノッキングを示す判定信号と対象信号との相対差が大きくなり、対象信号との比較により判定信号がノッキングを示す信号であるか否かがより高い精度で判定される。 (5) Since the acquisition signal corresponding to the judgment signal determined to be unsuitable for updating the target signal is not selected as the target signal, the relative difference between the judgment signal indicating knocking and the target signal becomes large, and the target signal becomes large. By comparison with, it is determined with higher accuracy whether or not the determination signal is a signal indicating knocking.

（６）判定信号に基づく正規化した値と比較される、複数の対象信号に基づく正規化した値の集合が大きな値となるようにマージンを含むように補正されるため、ノッキングの判定にかかる感度の調整や、精度の向上が図られる。 (6) Knocking is determined because the set of normalized values based on a plurality of target signals, which is compared with the normalized values based on the determination signals, is corrected so as to include a margin so as to have a large value. Sensitivity can be adjusted and accuracy can be improved.

（第２の実施形態）
以下、図１１〜図１７を参照して、ノッキング判定装置及びノッキング判定方法の第２の実施形態について説明する。この実施形態のノッキング判定装置及びノッキング判定方法は、運転条件毎に事前に取得した対象信号に基づいてノッキング判定処理を行う点が上記第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。また、説明の便宜上、同様の構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。 (Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the knocking determination device and the knocking determination method will be described with reference to FIGS. 11 to 17. The knocking determination device and the knocking determination method of this embodiment are different from the first embodiment in that the knocking determination process is performed based on the target signal acquired in advance for each operating condition. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described. Further, for convenience of explanation, the same reference numerals are given to the same configurations, and the description thereof will be omitted.

図１１に示す、本実施形態のノッキング判定装置１０は、事前信号を取得するデータ収集処理にて事前信号を準備した後に、判定信号のノッキング判定処理を行う。
まず、図１２を参照して、ノッキング判定における事前信号と判定信号との関係について説明する。ノッキング判定装置１０は、事前信号を回転速度ごとに所定個数ずつ保持している。例えば、回転速度を１０００〜５０００［ｒ／ｍｉｎ］間で１００［ｒ／ｍｉｎ］ごとに区切り、各回転速度毎の事前信号の所定の個数をそれぞれＲ１０００〜Ｒ５０００個とする。そして、判定信号の回転速度が３０００［ｒ／ｍｉｎ］であるとき、事前信号で同じ回転速度である３０００［ｒ／ｍｉｎ］の信号が対象信号として選択される。このとき、同じ回転速度の対象信号の数が必要数ｍ個に不足する場合、回転速度が類似する（近い）範囲（例えば、２９００［ｒ／ｍｉｎ］や３１００［ｒ／ｍｉｎ］）を含めて対象信号に選択される。 The knocking determination device 10 of the present embodiment shown in FIG. 11 performs a knocking determination process of the determination signal after preparing the advance signal in the data acquisition process of acquiring the advance signal.
First, the relationship between the prior signal and the determination signal in the knocking determination will be described with reference to FIG. The knocking determination device 10 holds a predetermined number of advance signals for each rotation speed. For example, the rotation speed is divided into 100 [r / min] intervals between 1000 and 5000 [r / min], and the predetermined number of advance signals for each rotation speed is R1000 to R5000, respectively. Then, when the rotation speed of the determination signal is 3000 [r / min], a signal of 3000 [r / min] having the same rotation speed as the prior signal is selected as the target signal. At this time, if the number of target signals having the same rotation speed is insufficient to reach the required number of m, the range in which the rotation speeds are similar (close) (for example, 2900 [r / min] or 3100 [r / min]) is included. Selected as the target signal.

図１１に示す、ノッキング判定装置１０は、データ収集装置５から取得信号、角度情報、及びエンジン１の現在の各種運転条件を取得する。データ収集装置５は、取得信号に、角度情報とエンジンＥＣＵ２が出力したエンジン１の現在の各種運転条件とを関連付けてノッキング判定装置１０に出力する。データ収集装置５は、取得信号の一部または全部の音圧信号に、角度情報及び運転条件を関連付ける。各種運転条件には、エンジン１から発生する音に影響を及ぼす条件、例えば、回転速度、エンジン機構の変化（例えば、バルブ開閉タイミング）、ＥＧＲ量変化、運転モード、負荷条件などが含まれる。 The knocking determination device 10 shown in FIG. 11 acquires acquisition signals, angle information, and various current operating conditions of the engine 1 from the data collection device 5. The data collecting device 5 associates the acquired signal with the angle information and the various current operating conditions of the engine 1 output by the engine ECU 2 and outputs the signal to the knocking determination device 10. The data collecting device 5 associates the angle information and the operating condition with the sound pressure signal of a part or all of the acquired signal. Various operating conditions include conditions that affect the sound generated from the engine 1, such as a rotational speed, a change in the engine mechanism (for example, valve opening / closing timing), a change in the EGR amount, an operation mode, and a load condition.

ノッキング判定装置１０の管理部６０には、事前追加部６１と学習処理部６４とデータ整理部６５とが備えられ、記憶部２０には、事前信号を保持する事前信号領域２１１と対象信号領域２１２とが備えられる。ノッキング判定装置１０は、判定信号に対するノッキング判定処理に事前信号領域２１１に保持された事前信号を用いる。 The management unit 60 of the knocking determination device 10 is provided with a pre-addition unit 61, a learning processing unit 64, and a data organizing unit 65, and the storage unit 20 has a pre-signal area 211 for holding a pre-signal and a target signal area 212. And are provided. The knocking determination device 10 uses the advance signal held in the advance signal region 211 for the knocking determination process for the determination signal.

事前追加部６１は、ノッキング判定処理の事前に行うデータ収集処理で、ノッキングが発生しない条件の複数の運転条件で運転された各運転条件下でエンジン１から予め取得された取得信号を運転条件ごとに分類し、事前信号領域２１１に保存する。 The pre-addition unit 61 is a data collection process performed in advance of the knocking determination process, and obtains an acquisition signal acquired in advance from the engine 1 under each operating condition operated under a plurality of operating conditions under the condition that knocking does not occur for each operating condition. It is classified into the above and stored in the advance signal area 211.

学習処理部６４は、判定信号が対象信号の更新に適した信号であると判定されたとき、その判定信号を、その判定信号の運転条件下で予め取得された取得信号の事前信号領域２１１に追加する。 When the learning processing unit 64 determines that the determination signal is a signal suitable for updating the target signal, the learning processing unit 64 sends the determination signal to the advance signal region 211 of the acquisition signal acquired in advance under the operating conditions of the determination signal. to add.

データ整理部６５は、事前信号、対象信号、判定信号、及びノッキング判定値、及び対象信号更新判定値それぞれを所定の条件に基づいて、削除するなどのデータ整理を行う。
事前信号領域２１１は、予め取得した事前信号を運転条件ごとに分類された１又は複数の事前信号として保持する。 The data organizing unit 65 organizes data such as deleting each of the prior signal, the target signal, the determination signal, the knocking determination value, and the target signal update determination value based on a predetermined condition.
The advance signal region 211 holds the advance signal acquired in advance as one or a plurality of advance signals classified according to the operating conditions.

対象信号領域２１２は、判定信号が選択される都度、判定信号の運転条件に同じ、もしくは類似する事前信号から選択された対象信号が保持される。
続いて、図１３を参照して、ノッキング判定装置１０によるデータ収集処理について説明する。ノッキング判定装置１０は、判定準備において運転中にノッキングが発生しない通常運転条件で回転速度が変更された複数の運転条件で運転されたエンジン１の音圧信号及び角度情報を取得する。この取得は、事前に取得が必要とされる運転条件の種類及び数の事前信号が得られるまで行われる。なお、本実施形態では、変更される運転条件が回転速度の場合について例示するが、変更される運転条件の種類は回転速度以外でもよい。 The target signal region 212 holds a target signal selected from prior signals that are the same as or similar to the operating conditions of the determination signal each time the determination signal is selected.
Subsequently, the data collection process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. The knocking determination device 10 acquires sound pressure signals and angle information of the engine 1 operated under a plurality of operating conditions in which the rotational speed is changed under normal operating conditions in which knocking does not occur during operation in preparation for determination. This acquisition is performed until a prior signal of the type and number of operating conditions that need to be acquired in advance is obtained. In this embodiment, the case where the operating condition to be changed is the rotation speed is illustrated, but the type of the operating condition to be changed may be other than the rotation speed.

データ収集処理が開始されると、ノッキング判定装置１０は、取得する取得信号の運転条件（回転速度）を設定する（ステップＳ５０）。ノッキング判定装置１０で設定される運転条件（回転速度）は、エンジンＥＣＵ２にも共有されることで、ノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理に必要な事前信号が適切に取得できる。ノッキング判定装置１０は事前追加部６１で取得信号を取得して（ステップＳ５１）、取得信号に関連付けられている運転条件（回転速度）を取得する（ステップＳ５２）。ノッキング判定装置１０は事前追加部６１で取得信号を運転条件（回転速度）に分類し（ステップＳ５３）、事前信号領域２１１に運転条件（回転速度）ごとに事前信号として保持させる（ステップＳ５４）。ノッキング判定装置１０は事前追加部６１で、同じ運転条件で取得信号を取得するか否かを判定する（ステップＳ５５）。ここでは、設定した運転条件（回転速度）の事前信号が予め準備する所定数に達していない場合、さらに取得が必要と判定され、同所定数に達している場合、さらなる取得は必要ないと判定される。ここで、同じ運転条件（回転速度）で取得が必要であると判定されると（ステップＳ５５でＹＥＳ）、ノッキング判定装置１０は処理をステップＳ５１に戻して、以降のステップを実行する。 When the data collection process is started, the knocking determination device 10 sets the operating conditions (rotational speed) of the acquired signal to be acquired (step S50). The operating conditions (rotational speed) set by the knocking determination device 10 are also shared with the engine ECU 2, so that the prior signals required for the knocking determination process and the target signal update determination process can be appropriately acquired. The knocking determination device 10 acquires an acquisition signal in the pre-addition unit 61 (step S51), and acquires an operating condition (rotational speed) associated with the acquisition signal (step S52). The knocking determination device 10 classifies the acquired signal into operating conditions (rotational speed) by the pre-addition unit 61 (step S53), and causes the pre-signal region 211 to hold the acquired signal as a pre-signal for each operating condition (rotational speed) (step S54). The knocking determination device 10 is a pre-addition unit 61 that determines whether or not to acquire an acquisition signal under the same operating conditions (step S55). Here, if the pre-signals of the set operating conditions (rotational speed) do not reach the predetermined number to be prepared in advance, it is determined that further acquisition is necessary, and if the predetermined number is reached, it is determined that further acquisition is not necessary. Will be done. Here, if it is determined that acquisition is necessary under the same operating conditions (rotational speed) (YES in step S55), the knocking determination device 10 returns the process to step S51 and executes the subsequent steps.

一方、同じ運転条件（回転速度）でさらなる取得は必要ないと判定されると（ステップＳ５５でＮＯ）、ノッキング判定装置１０は、運転条件（回転速度）を変更するか否かを判定する（ステップＳ５６）。ここでは、事前信号を取得していない運転条件（回転速度）がある場合、運転条件（回転速度）を変更すると判定され、事前信号を取得していない運転条件（回転速度）がない場合、運転条件（回転速度）を変更しないと判定される。ここで、運転条件（回転速度）を変更すると判定されると（ステップＳ５６でＹＥＳ）、ノッキング判定装置１０は処理をステップＳ５０に戻して、運転条件（回転速度）を事前信号が取得されていない運転条件（回転速度）に設定して以降のステップを実行する。一方、運転条件（回転速度）を変更しないと判定されると（ステップＳ５６でＮＯ）、各運転条件（回転速度）について所定数の事前信号が保持され、ノッキング判定装置１０は、データ整理を行い（ステップＳ５７）データ収集処理を終了する。 On the other hand, if it is determined that further acquisition is not necessary under the same operating conditions (rotational speed) (NO in step S55), the knocking determination device 10 determines whether or not to change the operating conditions (rotational speed) (step). S56). Here, if there is an operating condition (rotational speed) for which the advance signal has not been acquired, it is determined that the operating condition (rotational speed) is changed, and if there is no operating condition (rotational speed) for which the advance signal has not been acquired, the operation is performed. It is determined that the condition (rotation speed) is not changed. Here, if it is determined that the operating condition (rotational speed) is changed (YES in step S56), the knocking determination device 10 returns the process to step S50, and the operating condition (rotational speed) is not acquired in advance. Set the operating conditions (rotation speed) and execute the following steps. On the other hand, when it is determined that the operating condition (rotational speed) is not changed (NO in step S56), a predetermined number of advance signals are held for each operating condition (rotational speed), and the knocking determination device 10 organizes the data. (Step S57) The data collection process is terminated.

これにより、ノッキング判定装置１０は、エンジン１を通常運転条件で運転したときの取得信号を回転速度毎に取得する。例えば、回転速度が１０００［ｒ／ｍｉｎ］のときの取得信号を所定の個数、例えばＲ１０００個を取得し、回転速度を運転条件とした事前信号として事前信号領域２１１に保持する。同様に、回転速度が１１００〜５０００［ｒ／ｍｉｎ］まで１００［ｒ／ｍｉｎ］毎に取得信号を所定の個数、例えばＲ１１００〜Ｒ５０００個を取得し、回転速度を運転条件とした事前信号として事前信号領域２１１に保持する。 As a result, the knocking determination device 10 acquires the acquisition signal when the engine 1 is operated under normal operating conditions for each rotation speed. For example, a predetermined number of acquisition signals when the rotation speed is 1000 [r / min], for example, R1000, are acquired and held in the advance signal region 211 as advance signals with the rotation speed as an operating condition. Similarly, a predetermined number of acquisition signals, for example, R1100 to R5000, are acquired every 100 [r / min] from the rotation speed of 1100 to 5000 [r / min], and the rotation speed is set as an operating condition in advance as a prior signal. It is held in the signal region 211.

事前信号が保持されると、ノッキング判定装置１０は、エンジン１を試験運転条件で運転したときの取得信号を取得し、この取得した取得信号を判定信号として選択し、選択した判定信号のノッキング判定処理を行う。 When the prior signal is held, the knocking determination device 10 acquires an acquisition signal when the engine 1 is operated under the test operation conditions, selects the acquired acquisition signal as the determination signal, and knocks determination of the selected determination signal. Perform processing.

まず、図１４を参照して、ノッキング判定装置１０による判定値算出処理について説明する。この判定値算出処理は、判定信号の選択が行われる都度行われる。
図１４に示すように、ノッキング判定装置１０は、判定値算出処理が開始されると、信号選択部３０で最新の取得信号を判定信号として取得し（ステップＳ６０）、判定信号の運転条件（回転速度）を取得する（ステップＳ６１）。判定信号の運転条件（回転速度）は、判定信号に関連付けられた運転条件から取得される。続いて、ノッキング判定装置１０は信号選択部３０で、判定信号の運転条件との関係に基づく選択条件３３に適合する複数の対象信号を選択する（ステップＳ６２）。 First, the determination value calculation process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. This determination value calculation process is performed each time the determination signal is selected.
As shown in FIG. 14, when the determination value calculation process is started, the knocking determination device 10 acquires the latest acquisition signal as a determination signal by the signal selection unit 30 (step S60), and operates the determination signal under operating conditions (rotation). (Speed) is acquired (step S61). The operating condition (rotational speed) of the determination signal is acquired from the operating condition associated with the determination signal. Subsequently, the knocking determination device 10 selects a plurality of target signals that meet the selection condition 33 based on the relationship between the determination signal and the operating condition by the signal selection unit 30 (step S62).

例えば、信号選択部３０は、判定信号の運転条件としての回転速度が３０００［ｒ／ｍｉｎ］であるとすると、選択条件３３に従って、運転条件としての回転速度が同じく３０００［ｒ／ｍｉｎ］である事前信号を必要数ｍ個だけ取得し、これを複数の対象信号とする。なお、判定信号と同じ運転条件で事前信号を必要数ｍ個だけ取得できないときは、判定信号の運転条件と類似する事前信号も取得される。例えば、回転速度３０００［ｒ／ｍｉｎ］である事前信号が必要数ｍ個に満たない場合、類似する範囲を回転速度が１００［ｒ／ｍｉｎ］相違する範囲（２９００〜３１００［ｒ／ｍｉｎ］の間）として事前信号を補充し、それでも足りなければ、運転条件の類似する範囲を順次広げて必要数ｍ個の事前信号が取得される。 For example, assuming that the rotation speed of the determination signal as an operating condition of the signal selection unit 30 is 3000 [r / min], the rotation speed of the determination signal as an operating condition is also 3000 [r / min] according to the selection condition 33. Only the required number of m of advance signals are acquired, and these are used as a plurality of target signals. When the required number of m advance signals cannot be acquired under the same operating conditions as the determination signal, the advance signals similar to the operating conditions of the determination signal are also acquired. For example, when the number of advance signals having a rotation speed of 3000 [r / min] is less than the required number of m, the similar range is in a range in which the rotation speed differs by 100 [r / min] (2900 to 3100 [r / min]). If the pre-signals are replenished as (interval), and if it is still insufficient, the required number of m pre-signals are acquired by sequentially expanding the similar range of operating conditions.

これ以降の処理手順は第１の実施形態と同様である。すなわち、複数の対象信号が選択されると、ノッキング判定装置１０は、スペクトル算出部４０で各対象信号のスペクトルを算出し（ステップＳ２３）記憶部２０に保持させ、バイスペクトル算出部４１で各対象信号のスペクトルからバイスペクトルを算出し（ステップＳ２４）記憶部２０に保持させる。ノッキング判定装置１０は、統計パラメータ算出部５１で各対象信号のバイスペクトルからモード別特徴量を抽出し（ステップＳ２５）、統計パラメータ算出部５１で統計パラメータを算出し（ステップＳ２６）記憶部２０に保持する。算出された統計パラメータに基づいて正規化部５２で各対象信号の正規化（マハラノビス距離の算出）を行い（ステップＳ２７）、判定値算出部５３でモード別にノッキング判定値及び対象信号更新判定値を決定し（ステップＳ２８）、判定値算出処理を終了する。 The subsequent processing procedure is the same as that of the first embodiment. That is, when a plurality of target signals are selected, the knocking determination device 10 calculates the spectrum of each target signal in the spectrum calculation unit 40 (step S23) and holds it in the storage unit 20, and the bispectrum calculation unit 41 calculates each target. A bispectrum is calculated from the spectrum of the signal (step S24) and stored in the storage unit 20. The knocking determination device 10 extracts the feature amount for each mode from the bispectrum of each target signal by the statistical parameter calculation unit 51 (step S25), calculates the statistical parameter by the statistical parameter calculation unit 51 (step S26), and stores the storage unit 20. Hold. Based on the calculated statistical parameters, the normalization unit 52 normalizes each target signal (calculates the Mahalanobis distance) (step S27), and the judgment value calculation unit 53 determines the knocking judgment value and the target signal update judgment value for each mode. The determination is made (step S28), and the determination value calculation process is completed.

続いて、図１５を参照して、ノッキング判定装置１０によるノッキング判定の判定処理について説明する。このノッキング判定の判定処理は、判定値算出処理に続いて実行される。 Subsequently, the knocking determination determination process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. The determination process of this knocking determination is executed following the determination value calculation process.

図１５に示すように、ノッキング判定装置１０は、判定処理が開始されると、信号選択部３０によって選択された判定信号を取得し（ステップＳ７０）、判定信号の運転条件（回転速度）を取得する（ステップＳ７１）。判定処理が判定値算出処理に続いて実行されるため、上記ステップＳ７０及びステップＳ７１の処理は、判定値算出処理のステップＳ６０及びステップＳ６１で行われた処理で代替される。なお、運転条件に変化がないなど判定値算出処理を再実行する必要がないとき、判定値算出処理を行わずに判定処理を行ってもよい。その場合、判定値算出処理のステップＳ６０及びステップＳ６１の処理が実行されないため、判定処理でステップＳ７０及びステップＳ７１の処理を実行して判定信号を取得する。また、判定処理で取得した判定信号の運転条件を、対象信号で判定するのが妥当であるかの適合性判断に用いるとよい。 As shown in FIG. 15, when the determination process is started, the knocking determination device 10 acquires the determination signal selected by the signal selection unit 30 (step S70), and acquires the operating condition (rotational speed) of the determination signal. (Step S71). Since the determination process is executed following the determination value calculation process, the processes in steps S70 and S71 are replaced by the processes performed in steps S60 and S61 of the determination value calculation process. When it is not necessary to re-execute the determination value calculation process such as when there is no change in the operating conditions, the determination process may be performed without performing the determination value calculation process. In that case, since the processes of step S60 and step S61 of the determination value calculation process are not executed, the processes of steps S70 and S71 are executed in the determination process to acquire the determination signal. Further, it is preferable to use the operating condition of the determination signal acquired in the determination process for the suitability determination as to whether it is appropriate to determine with the target signal.

これ以降の処理手順は第１の実施形態と同様である。すなわち、判定信号が選択されると、ノッキング判定装置１０は、スペクトル算出部４０で判定信号のスペクトルを算出し（ステップＳ３２）記憶部２０に保持させ、バイスペクトル算出部４１で判定信号のスペクトルからバイスペクトルを算出し（ステップＳ３３）記憶部２０に保持させる。正規化部５２で判定信号のバイスペクトルからモード別特徴量を抽出し（ステップＳ３４）、判定値算出処理（ステップＳ２６）で算出された統計パラメータを用いて正規化部５２で判定信号の正規化（マハラノビス距離の算出）を行う（ステップＳ３５）。比較部５４で記憶部２０から振動モード別のノッキング判定値及び対象信号更新判定値を取得し（ステップＳ３６）、比較部５４で判定信号のマハラノビス距離とモード別のノッキング判定値及び対象信号更新判定値とを比較する（ステップＳ３７）。そして、ノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理の各判定結果を出力して（ステップＳ３８）、判定値算出処理を終了する。 The subsequent processing procedure is the same as that of the first embodiment. That is, when the determination signal is selected, the knocking determination device 10 calculates the spectrum of the determination signal in the spectrum calculation unit 40 (step S32) and holds it in the storage unit 20, and the bispectrum calculation unit 41 calculates the spectrum of the determination signal from the spectrum of the determination signal. The bispectrum is calculated (step S33) and stored in the storage unit 20. The normalization unit 52 extracts the feature amount for each mode from the bispectrum of the judgment signal (step S34), and the normalization unit 52 normalizes the judgment signal using the statistical parameters calculated in the judgment value calculation process (step S26). (Calculation of Mahalanobis distance) is performed (step S35). The comparison unit 54 acquires the knocking determination value and the target signal update determination value for each vibration mode from the storage unit 20 (step S36), and the comparison unit 54 acquires the Mahalanobis distance of the determination signal and the knocking determination value and the target signal update determination for each mode. Compare with the value (step S37). Then, each determination result of the knocking determination process and the target signal update determination process is output (step S38), and the determination value calculation process is completed.

次に、図１６と図１７を参照して、ノッキング判定装置１０における事前信号の学習処理について説明する。
まず、図１６を参照して、ノッキング判定装置１０による事前信号の更新の概略について説明する。ノッキング判定装置１０は、事前信号領域２１１に保持されている事前信号に、対象信号更新判定処理で対象信号の更新に適した信号であると判定された判定信号を追加する。例えば、学習処理部６４は、判定部５０で対象信号の更新に適した信号であると判定された運転条件（回転速度）３０００［ｒ／ｍｉｎ］の判定信号を、回転速度３０００［ｒ／ｍｉｎ］の事前信号として追加する。また、学習処理部６４は、判定部５０で対象信号に適した信号であると判定された運転条件（回転速度）３０５０［ｒ／ｍｉｎ］の判定信号も事前信号として追加する。このとき、事前信号領域２１１には運転条件（回転速度）３０５０［ｒ／ｍｉｎ］の事前信号が保持されていないので、新たな運転条件（回転速度）の種類として回転速度３０５０［ｒ／ｍｉｎ］を追加し、この追加した運転条件（回転速度）に回転速度３０５０［ｒ／ｍｉｎ］を事前信号として追加する。 Next, the learning process of the prior signal in the knocking determination device 10 will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
First, with reference to FIG. 16, the outline of updating the prior signal by the knocking determination device 10 will be described. The knocking determination device 10 adds a determination signal determined to be a signal suitable for updating the target signal by the target signal update determination process to the advance signal held in the advance signal region 211. For example, the learning processing unit 64 uses a determination signal of an operating condition (rotational speed) of 3000 [r / min], which is determined by the determination unit 50 to be a signal suitable for updating the target signal, with a rotation speed of 3000 [r / min]. ] As a preliminary signal. Further, the learning processing unit 64 also adds a determination signal of the operating condition (rotational speed) 3050 [r / min] determined by the determination unit 50 to be a signal suitable for the target signal as a prior signal. At this time, since the advance signal of the operating condition (rotational speed) 3050 [r / min] is not held in the advance signal region 211, the rotational speed 3050 [r / min] is used as a new type of operating condition (rotational speed). Is added, and the rotation speed 3050 [r / min] is added as a prior signal to the added operating condition (rotation speed).

図１７を参照して、判定信号を事前信号領域２１１に追加する学習処理の手順について説明する。この学習処理は、判定信号のノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理が終了すると行われる。 The procedure of the learning process for adding the determination signal to the advance signal area 211 will be described with reference to FIG. This learning process is performed when the knocking determination process of the determination signal and the target signal update determination process are completed.

学習処理が開始されると、ノッキング判定装置１０は学習処理部６４で、判定信号の判定結果を取得し（ステップＳ４０）、対象信号更新判定値と比較して、判定結果が対象信号の更新に適した信号であるか否かを判断する（ステップＳ４１Ａ）。対象信号の更新に適していると判断されなかった場合（ステップＳ４１ＡでＮＯ）、学習処理部６４は、その判定信号を事前信号に追加せず（ステップＳ４４１）学習処理が終了される。 When the learning process is started, the knocking determination device 10 acquires the determination result of the determination signal in the learning processing unit 64 (step S40), compares it with the target signal update determination value, and updates the target signal. It is determined whether or not the signal is suitable (step S41A). If it is not determined that the target signal is suitable for updating (NO in step S41A), the learning processing unit 64 does not add the determination signal to the prior signal (step S441), and the learning process ends.

一方、対象信号の更新に適していると判断された場合（ステップＳ４１ＡでＹＥＳ）、ノッキング判定装置１０は学習処理部６４で、その判定信号を運転条件に従い事前信号に追加する（ステップＳ４２１）。そして、ノッキング判定装置１０はデータ整理部６３で、データ整理を行い（ステップＳ４３１）、学習処理を終了する。 On the other hand, when it is determined that the target signal is suitable for updating (YES in step S41A), the knocking determination device 10 adds the determination signal to the advance signal according to the operating conditions in the learning processing unit 64 (step S421). Then, the knocking determination device 10 organizes the data in the data organizing unit 63 (step S431), and ends the learning process.

このように、学習処理により、運転条件に対する事前信号の数が増加することで、事前信号から選択される対象信号の精度が高まることが期待され、選択された対象信号に比較される判定信号に対するノッキング判定や更新に適した信号であるか否かの判定精度の向上が図られる。 In this way, the learning process is expected to increase the accuracy of the target signal selected from the pre-signals by increasing the number of pre-signals for the operating conditions, and for the determination signal to be compared with the selected target signal. The accuracy of determining whether or not the signal is suitable for knocking determination and updating can be improved.

また学習処理により、新たな運転条件（回転速度）の種類が追加されることで、判定信号がより運転条件の類似する事前信号と比較される可能性が高まるため、ノッキング判定や更新に適した信号であるか否かの判定精度の向上が図られる。 In addition, the learning process adds a new type of operating condition (rotational speed), which increases the possibility that the determination signal will be compared with a prior signal with more similar operating conditions, and is suitable for knocking determination and updating. The accuracy of determining whether or not the signal is a signal can be improved.

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（２）及び（６）に記載の効果に加え、以下に記載の効果を奏することができる。
（７）ノッキングの有無が判定される判定信号と比較される対象信号が、判定信号との関係（運転条件における関係）で定まる条件に基づいて選択される。つまり、判定信号との関係に基づき選択することにより、対象信号を判定信号との比較に適したものとして選択することができる。これにより、ノッキング判定の自由度が高められる。また、ノッキングが発生しているか否かの判定や更新に適した信号であるか否かの判定が好適に行われる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects described in (2) and (6) of the first embodiment, the effects described below can be obtained.
(7) The target signal to be compared with the determination signal for determining the presence or absence of knocking is selected based on the condition determined by the relationship with the determination signal (relationship in operating conditions). That is, by selecting based on the relationship with the determination signal, the target signal can be selected as suitable for comparison with the determination signal. As a result, the degree of freedom in knocking determination is increased. Further, it is preferable to determine whether or not knocking has occurred and whether or not the signal is suitable for updating.

（８）判定信号が取得される時点で既に対象信号となる事前信号が取得されているため判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定や更新に適した信号であるか否かの判定が直ちに行え、ノッキング判定処理をリアルタイムに実行することができる。つまり、判定信号を選択してから判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定や更新に適した信号であるか否かの判定までの時間を短くできる。 (8) Since the pre-signal to be the target signal has already been acquired when the determination signal is acquired, whether or not the determination signal is a signal suitable for determining or updating whether or not it is a signal indicating knocking. The determination can be made immediately, and the knocking determination process can be executed in real time. That is, it is possible to shorten the time from selecting the determination signal to determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking and whether or not the determination signal is a signal suitable for updating.

（９）取得信号がノッキングを含まない複数の運転条件で予め取得されているので、この予め取得された取得信号から、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定に適切な運転条件の対象信号を取得できる。 (9) Since the acquired signal is acquired in advance under a plurality of operating conditions that do not include knocking, the operating conditions appropriate for determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking from the acquired signals acquired in advance. Can acquire the target signal of.

また、判定信号の運転条件に関連性の高い運転条件を有する信号が対象信号として取得されて、判定信号と比較される。これにより、運転条件が逐次変化するなかで取得された判定信号について、その取得時の運転条件に近い運転条件を備える対象信号が選択されてノッキングの判定や更新に適した信号であるか否かの判定が好適に行われる。 Further, a signal having an operating condition highly related to the operating condition of the determination signal is acquired as a target signal and compared with the determination signal. As a result, with respect to the determination signal acquired while the operating conditions are sequentially changed, whether or not the target signal having the operating conditions close to the operating conditions at the time of acquisition is selected and is suitable for knocking determination or updating. Is preferably determined.

（１０）エンジン１の回転速度によって運転条件の関連性が判定できる。エンジン１の回転速度はエンジン１に生じる音の大きさや周波数にも影響することから、エンジン１の回転速度が近い対象信号と判定信号とを比較することでノッキングの判定精度の向上が図られる。 (10) The relevance of the operating conditions can be determined by the rotation speed of the engine 1. Since the rotation speed of the engine 1 also affects the loudness and frequency of the sound generated in the engine 1, the knocking determination accuracy can be improved by comparing the target signal having a similar rotation speed of the engine 1 with the determination signal.

（１１）対象信号の更新に適した判定信号が事前信号に追加されるため、事前信号の充実が図られてノッキングの判定精度の向上が図られる。また、運転条件を対応付けることで、事前信号に、新たな運転条件を追加することもできる。 (11) Since the determination signal suitable for updating the target signal is added to the advance signal, the advance signal is enhanced and the knocking determination accuracy is improved. Further, by associating the operating conditions, new operating conditions can be added to the advance signal.

（第３の実施形態）
以下、図１８〜図２０を参照して、ノッキング判定装置及びノッキング判定方法の第３の実施形態について説明する。この実施形態のノッキング判定装置及びノッキング判定方法は、バイスペクトルを算出せずに、スペクトルを正規化してノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理を行う点が上記第１や第２の実施形態と相違する。以下、説明の便宜上、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。 (Third Embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the knocking determination device and the knocking determination method will be described with reference to FIGS. 18 to 20. The knocking determination device and the knocking determination method of this embodiment are different from the first and second embodiments in that the knocking determination process and the target signal update determination process are performed by normalizing the spectrum without calculating the bispectrum. To do. Hereinafter, for convenience of explanation, the differences from the first embodiment will be mainly described, the same reference numerals will be given to the same configurations, and the description will be omitted.

図１８を参照して、ノッキング判定装置１０について説明する。
ノッキング判定装置１０は、第１の実施形態と同様に、記憶部２０と、管理部６０と、信号選択部３０と、スペクトル算出部４０と、判定部５０とを備えているが、バイスペクトル算出部４１は備えていない。本実施形態では、第１算出部と第２算出部とはスペクトル算出部４０より構成される。 The knocking determination device 10 will be described with reference to FIG.
Similar to the first embodiment, the knocking determination device 10 includes a storage unit 20, a management unit 60, a signal selection unit 30, a spectrum calculation unit 40, and a determination unit 50, but bispectrum calculation. Part 41 is not provided. In the present embodiment, the first calculation unit and the second calculation unit are composed of the spectrum calculation unit 40.

よって、判定部５０は、スペクトル算出部４０で算出されたスペクトルをスペクトルに基づく値として正規化する。
すなわち、統計パラメータ算出部５１は、全ての対象信号のスペクトルのばらつきが多次元確率分布であると仮定して、全ての対象信号のスペクトルのばらつきによる平均と分散共分散を統計パラメータとして推定（算出）する。このとき、統計パラメータ算出部５１は、統計パラメータを、スペクトルのうち振動モード別の特徴量（スペクトルの周波数成分）が生じる周波数域から算出する。 Therefore, the determination unit 50 normalizes the spectrum calculated by the spectrum calculation unit 40 as a value based on the spectrum.
That is, the statistical parameter calculation unit 51 estimates (calculates) the average and the variance-covariance due to the variation in the spectra of all the target signals as statistical parameters, assuming that the variations in the spectra of all the target signals are multidimensional probability distributions. ). At this time, the statistical parameter calculation unit 51 calculates the statistical parameter from the frequency range in which the feature amount (frequency component of the spectrum) for each vibration mode is generated in the spectrum.

また、正規化部５２は、対象信号や判定信号のスペクトルについてマハラノビス距離を算出する。マハラノビス距離の算出に用いられる分散共分散行列は、スペクトルの各周波数成分の平均からの偏差の積の平均値である共分散を配列した行列であることから、マハラノビス距離を算出することで多次元において正規化が行われる。 Further, the normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance for the spectra of the target signal and the determination signal. Since the covariance matrix used to calculate the Mahalanobis distance is a matrix in which the covariance, which is the average value of the product of the deviations from the average of each frequency component of the spectrum, is arranged, it is multidimensional by calculating the Mahalanobis distance. Normalization is done in.

正規化部５２は、判定値算出処理時には、複数の対象信号のスペクトルの全てについてマハラノビス距離を算出する。そして、これら算出されたマハラノビス距離に基づいて、ノッキング判定及び対象信号更新判定に用いる各判定値が算出される。 The normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance for all the spectra of the plurality of target signals at the time of the determination value calculation process. Then, based on these calculated Mahalanobis distances, each determination value used for the knocking determination and the target signal update determination is calculated.

正規化部５２は、判定処理時には、判定信号のスペクトルについて、判定信号に対するマハラノビス距離を算出する。
さらに、判定値算出部５３は、対象信号のスペクトルから得られた正規化後の集合と、判定信号のスペクトルから得られた正規化後の値との乖離の度合いを判定するノッキング判定値と対象信号更新判定値とを算出する。ここで、複数の対象信号のスペクトルから得られた正規化後の集合は、各対象信号のスペクトルについて算出したマハラノビス距離の集合である。また、判定信号のスペクトルから得られた正規化後の値は、判定信号のスペクトルについて算出したマハラノビス距離の値である。すなわち、判定値算出部５３は、複数の対象信号に基づく各マハラノビス距離の集合と、判定信号に基づくマハラノビス距離の値との乖離の度合いを判定する判定値を算出する。判定値算出部５３は、複数の対象信号に基づいて得られたマハラノビス距離に対してマージンを有するようにノッキング判定値と対象信号更新判定値とを算出する。 At the time of determination processing, the normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance with respect to the determination signal for the spectrum of the determination signal.
Further, the determination value calculation unit 53 determines the degree of deviation between the normalized set obtained from the spectrum of the target signal and the normalized value obtained from the spectrum of the determination signal, and the knocking determination value and the target. Calculate the signal update judgment value. Here, the set after normalization obtained from the spectra of a plurality of target signals is a set of Mahalanobis distances calculated for the spectra of each target signal. The normalized value obtained from the spectrum of the determination signal is the Mahalanobis distance value calculated for the spectrum of the determination signal. That is, the determination value calculation unit 53 calculates a determination value for determining the degree of deviation between the set of Mahalanobis distances based on the plurality of target signals and the Mahalanobis distance value based on the determination signals. The determination value calculation unit 53 calculates the knocking determination value and the target signal update determination value so as to have a margin with respect to the Mahalanobis distance obtained based on the plurality of target signals.

また、比較部５４は、判定信号のスペクトルに基づくマハラノビス距離を判定値算出部５３で算出されたノッキング判定値及び対象信号更新判定値と比較することに基づいて、判定信号がノッキングを示す信号で有るか否か、及び対象信号の更新に適した信号で有るか否かを判定する。 Further, the comparison unit 54 compares the Mahalanobis distance based on the spectrum of the determination signal with the knocking determination value and the target signal update determination value calculated by the determination value calculation unit 53, and the determination signal is a signal indicating knocking. It is determined whether or not the signal exists and whether or not the signal is suitable for updating the target signal.

このように、対象信号のスペクトルを正規化した値、及び判定信号のスペクトルを正規化した値によっても、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かが判定されるとともに、対象信号の更新に適した信号で有るか否かが判定される。 In this way, the value obtained by normalizing the spectrum of the target signal and the value obtained by normalizing the spectrum of the judgment signal also determine whether or not the judgment signal is a signal indicating knocking, and also update the target signal. It is determined whether or not the signal is suitable.

次に、図１９を参照して、ノッキング判定装置１０による判定値算出処理について説明する。なお、本実施形態の判定値算出処理は、第１の実施形態の判定値算出処理に対して、バイスペクトル算出（ステップＳ２４）の手順が除かれた点のみが相違する。 Next, the determination value calculation process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. The determination value calculation process of the present embodiment differs from the determination value calculation process of the first embodiment only in that the procedure of bispectrum calculation (step S24) is excluded.

すなわち、図１９に示すように、判定値算出処理が開始されると、ノッキング判定装置１０は信号選択部３０で、最新の取得信号を判定信号として選択し取得するとともに（ステップＳ２０）、判定信号の時刻を取得する（ステップＳ２１）。続いて、信号選択部３０で、判定信号の時刻との関係に基づく選択条件に適合する複数の対象信号を選択し（ステップＳ２２）、選択した各対象信号のスペクトルを算出する（ステップＳ２３）。 That is, as shown in FIG. 19, when the determination value calculation process is started, the knocking determination device 10 selects and acquires the latest acquisition signal as the determination signal by the signal selection unit 30 (step S20), and the determination signal. (Step S21). Subsequently, the signal selection unit 30 selects a plurality of target signals that meet the selection conditions based on the relationship with the time of the determination signal (step S22), and calculates the spectrum of each selected target signal (step S23).

そして、ノッキング判定装置１０は統計パラメータ算出部５１で、各対象信号のスペクトルからモード別特徴量を抽出して（ステップＳ２５）、各対象信号のスペクトルからエンジン１の振動モードに対応する周波数範囲に対する統計パラメータを算出する（ステップＳ２６）。正規化部５２で、ステップＳ２６で算出された統計パラメータに基づいて各対象信号の正規化を行い（ステップＳ２７）、判定値算出部５３で、振動モードごとの各対象信号のマハラノビス距離からモード別にノッキング判定値及び対象信号更新判定値を決定し（ステップＳ２８）、判定値算出処理が終了する。 Then, the knocking determination device 10 extracts the feature amount for each mode from the spectrum of each target signal by the statistical parameter calculation unit 51 (step S25), and with respect to the frequency range corresponding to the vibration mode of the engine 1 from the spectrum of each target signal. Calculate the statistical parameters (step S26). The normalization unit 52 normalizes each target signal based on the statistical parameters calculated in step S26 (step S27), and the determination value calculation unit 53 uses the Mahalanobis distance of each target signal for each vibration mode for each mode. The knocking determination value and the target signal update determination value are determined (step S28), and the determination value calculation process is completed.

続いて、図２０を参照して、ノッキング判定装置１０によるノッキング判定の判定処理について説明する。このノッキング判定の判定処理は、判定値算出処理に続いて実行される。なお、本実施形態の判定処理は、第１の実施形態のノッキング判定の判定処理に対して、バイスペクトル算出（ステップＳ３３）の手順が除かれた点のみが相違する。 Subsequently, the knocking determination determination process by the knocking determination device 10 will be described with reference to FIG. The determination process of this knocking determination is executed following the determination value calculation process. The determination process of the present embodiment differs from the determination process of the knocking determination of the first embodiment only in that the procedure of bispectrum calculation (step S33) is excluded.

すなわち、図２０に示すように、判定処理が開始されると、ノッキング判定装置１０は、信号選択部３０によって選択された前記判定信号を取得し（ステップＳ３０）、判定信号の時刻を取得する（ステップＳ３１）。そしてスペクトル算出部４０で、判定信号のスペクトルを算出する（ステップＳ３２）。正規化部５２で、判定信号のスペクトルからモード別特徴量を抽出して（ステップＳ３４）、エンジン１の振動モードに対応する周波数範囲に対応する統計パラメータを用いて判定信号のスペクトルの正規化を行う（ステップＳ３５）。比較部５４で、記憶部２０から振動モード別のノッキング判定値及び対象信号更新判定値を取得する（ステップＳ３６）とともに、判定信号のマハラノビス距離とモード別のノッキング判定値及び対象信号更新判定値とを比較する（ステップＳ３７）。そして、各判定結果を出力して（ステップＳ３８）、判定値算出処理を終了する。 That is, as shown in FIG. 20, when the determination process is started, the knocking determination device 10 acquires the determination signal selected by the signal selection unit 30 (step S30), and acquires the time of the determination signal (step S30). Step S31). Then, the spectrum calculation unit 40 calculates the spectrum of the determination signal (step S32). The normalization unit 52 extracts the feature amount for each mode from the spectrum of the judgment signal (step S34), and normalizes the spectrum of the judgment signal using the statistical parameter corresponding to the frequency range corresponding to the vibration mode of the engine 1. (Step S35). The comparison unit 54 acquires the knocking determination value and the target signal update determination value for each vibration mode from the storage unit 20 (step S36), and also includes the Mahalanobis distance of the determination signal, the knocking determination value for each mode, and the target signal update determination value. Are compared (step S37). Then, each determination result is output (step S38), and the determination value calculation process is completed.

こうして、対象信号のスペクトルを正規化した値、及び判定信号のスペクトルを正規化した値によっても、判定信号がノッキングを示す信号であるか否か、及び、判定信号が対象信号の更新に適した信号であるか否かが判定される。 In this way, whether or not the judgment signal is a signal indicating knocking and whether the judgment signal is suitable for updating the target signal also by the value obtained by normalizing the spectrum of the target signal and the value obtained by normalizing the spectrum of the judgment signal. Whether it is a signal or not is determined.

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）、（３）〜（６）に記載の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（１２）バイスペクトルの算出処理を行わないことにより、処理負荷の増大が抑えられるためリアルタイム性の確保が容易になる。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in (1), (3) to (6) of the first embodiment.
(12) By not performing the bispectrum calculation process, an increase in the processing load is suppressed, so that real-time performance can be easily ensured.

（第４の実施形態）
以下、図２１〜図２３を参照して、ノッキング判定装置及びノッキング判定方法の第４の実施形態について説明する。この実施形態のノッキング判定装置及びノッキング判定方法は、統計パラメータを対象信号から逐次計算することなく更新させる点が上記第１〜３の実施形態と相違する。以下、説明の便宜上、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。 (Fourth Embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the knocking determination device and the knocking determination method will be described with reference to FIGS. 21 to 23. The knocking determination device and the knocking determination method of this embodiment are different from the first to third embodiments in that the statistical parameters are updated without being sequentially calculated from the target signal. Hereinafter, for convenience of explanation, the differences from the first embodiment will be mainly described, the same reference numerals will be given to the same configurations, and the description will be omitted.

図２１を参照して、ノッキング判定装置１０について説明する。
図２１に示すように、ノッキング判定装置１０は、記憶部２０と、信号選択部３０と、スペクトル算出部４０と、バイスペクトル算出部４１と、判定部５０とを備えている。 The knocking determination device 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 21, the knocking determination device 10 includes a storage unit 20, a signal selection unit 30, a spectrum calculation unit 40, a bispectrum calculation unit 41, and a determination unit 50.

記憶部２０には、取得信号領域２０１と、判定信号領域２０３と、ノッキング判定値領域２０４と、更新判定値領域２０６と、ノッキング判定に用いられる統計パラメータに関する記憶領域である統計パラメータ領域２１３とが設けられている。 The storage unit 20 includes an acquisition signal area 201, a determination signal area 203, a knocking determination value area 204, an update determination value area 206, and a statistical parameter area 213 which is a storage area for statistical parameters used for knocking determination. It is provided.

統計パラメータ領域２１３には、判定部５０で算出される統計パラメータが保持されるとともに、統計パラメータの初期値も保持される。統計パラメータの初期値としては、予め設定された値や、第１〜３の実施形態に記載された態様で算出された値などが挙げられる。 In the statistical parameter area 213, the statistical parameters calculated by the determination unit 50 are held, and the initial values of the statistical parameters are also held. Examples of the initial value of the statistical parameter include a preset value and a value calculated in the embodiment described in the first to third embodiments.

信号選択部３０は、信号切出部３２を備える。信号選択部３０は、判定信号を選択する条件に基づいて、取得信号のうち最新の信号をノッキングの有無が判定される判定信号として選択する。 The signal selection unit 30 includes a signal cutting unit 32. The signal selection unit 30 selects the latest acquired signal as the determination signal for determining the presence or absence of knocking, based on the condition for selecting the determination signal.

判定部５０は、対象信号選択部及び更新部としての統計パラメータ算出部５１Ａと、算出部としての正規化部５２と、判定値取得部５３Ａと、判定部としての比較部５４とを備える。 The determination unit 50 includes a statistical parameter calculation unit 51A as a target signal selection unit and an update unit, a normalization unit 52 as a calculation unit, a determination value acquisition unit 53A, and a comparison unit 54 as a determination unit.

統計パラメータ算出部５１Ａは、第１の実施形態に記載するように、全ての対象信号のバイスペクトルのばらつきが多次元確率分布であると仮定して、全ての対象信号のバイスペクトルのばらつきによる平均と分散共分散とを統計パラメータとして推定（算出）する。本実施形態では、統計パラメータ算出部５１Ａは、実際に全ての対象信号を用いて演算を行うのではなく、全ての対象信号を用いて演算したことになる方法により統計パラメータを算出する。 As described in the first embodiment, the statistical parameter calculation unit 51A assumes that the bispectrum variation of all the target signals is a multidimensional probability distribution, and averages the bispectrum variations of all the target signals. And the dispersion covariance are estimated (calculated) as statistical parameters. In the present embodiment, the statistical parameter calculation unit 51A does not actually perform the calculation using all the target signals, but calculates the statistical parameter by a method that means that the calculation is performed using all the target signals.

図２２を参照して、統計パラメータ算出部５１Ａについて説明する。ここで、判定信号に一番近い過去に直前信号が存在し、直前信号よりも過去に複数の対象信号が存在するものとする。まず、複数の対象信号から取得された各スペクトルに基づいて前回の統計パラメータ（平均、分散共分散）が算出されているものとする。これの複数の対象信号に、所定の条件にある新たな直前信号が加えられるとき、直前信号のスペクトルが算出され、この算出された直前信号のスペクトルが統計パラメータ算出部５１Ａに入力される。所定の条件とは、判定信号との関係で言えば、判定信号の直前に対応する信号であることである。 The statistical parameter calculation unit 51A will be described with reference to FIG. 22. Here, it is assumed that the immediately preceding signal exists in the past closest to the determination signal, and a plurality of target signals exist in the past than the immediately preceding signal. First, it is assumed that the previous statistical parameters (mean, variance-covariance) are calculated based on each spectrum acquired from a plurality of target signals. When a new immediately preceding signal under a predetermined condition is added to the plurality of target signals, the spectrum of the immediately preceding signal is calculated, and the calculated spectrum of the immediately preceding signal is input to the statistical parameter calculation unit 51A. The predetermined condition is a signal corresponding immediately before the determination signal in relation to the determination signal.

統計パラメータ算出部５１Ａは、入力された直前信号のスペクトルで統計パラメータを更新する。すなわち、統計パラメータ算出部５１Ａは、直前信号のスペクトルから得られる値を、統計パラメータ（平均、分散共分散）の対応するパラメータに反映させて、統計パラメータを更新して新たな統計パラメータを得る更新処理を行う。例えば、平均の更新処理では、統計パラメータ算出部５１Ａは、直前信号のスペクトルから得られる値には「α」の重みを与え、統計パラメータ（平均）の値には「１−α」の重みを与える。これにより、新たな統計パラメータは、直前信号の寄与度が統計パラメータの寄与度よりも大きいものになる。こうした統計パラメータの更新処理が繰り返されることで、統計パラメータへの寄与度は、直前信号が一番大きく、過去の信号になるほど順に小さくなる。 The statistical parameter calculation unit 51A updates the statistical parameter with the spectrum of the input immediately preceding signal. That is, the statistical parameter calculation unit 51A reflects the value obtained from the spectrum of the immediately preceding signal in the corresponding parameter of the statistical parameter (mean, variance-covariance), updates the statistical parameter, and obtains a new statistical parameter. Perform processing. For example, in the average update process, the statistical parameter calculation unit 51A gives a weight of "α" to the value obtained from the spectrum of the immediately preceding signal, and a weight of "1-α" to the value of the statistical parameter (average). give away. As a result, the contribution of the immediately preceding signal of the new statistical parameter becomes larger than the contribution of the statistical parameter. By repeating such updating processing of statistical parameters, the degree of contribution to statistical parameters is greatest for the immediately preceding signal and decreases in order as it becomes a past signal.

正規化部５２は、判定信号のバイスペクトルについてマハラノビス距離を算出する。すなわち、正規化部５２は、判定処理時には、統計パラメータに基づいて判定信号のバイスペクトルについてのマハラノビス距離を算出する。 The normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance for the bispectrum of the determination signal. That is, the normalization unit 52 calculates the Mahalanobis distance for the bispectrum of the determination signal based on the statistical parameters during the determination process.

判定値取得部５３Ａは、算出されたマハラノビス距離と比較するノッキング判定値と対象信号更新判定値とを記憶部２０のノッキング判定値領域２０４から取得する。
比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離を判定値取得部５３Ａで取得されたノッキング判定値と比較することで、判定信号がノッキングを示す信号で有るか否かを判定する。また、比較部５４は、判定信号に基づくマハラノビス距離を判定値取得部５３Ａで取得された対象信号更新判定値と比較することで、判定信号が対象信号の更新に適した信号で有るか否かを判定する。 The determination value acquisition unit 53A acquires the knocking determination value to be compared with the calculated Mahalanobis distance and the target signal update determination value from the knocking determination value area 204 of the storage unit 20.
The comparison unit 54 compares the Mahalanobis distance based on the determination signal with the knocking determination value acquired by the determination value acquisition unit 53A to determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking. Further, the comparison unit 54 compares the Mahalanobis distance based on the determination signal with the target signal update determination value acquired by the determination value acquisition unit 53A to determine whether or not the determination signal is a signal suitable for updating the target signal. To judge.

図２３を参照して、統計パラメータの更新処理について説明する。この更新処理は、判定信号のノッキング判定の終了に続いて実行される。
更新処理が開始されると、ノッキング判定装置１０の統計パラメータ算出部５１Ａは、判定信号の判定結果を取得し（ステップＳ４０）、判定結果が対象信号の更新に適しているか否かを判断する（ステップＳ４１Ａ）。対象信号の更新に適していないと判断された場合（ステップＳ４１ＡでＮＯ）、統計パラメータ算出部５１Ａは、統計パラメータを更新しない（ステップＳ４６）。一方、対象信号の更新に適していると判断された場合（ステップＳ４１ＡでＹＥＳ）、統計パラメータ算出部５１Ａは、統計パラメータを更新する（ステップＳ４５）。そして、統計パラメータの更新処理は終了される。 The update process of the statistical parameter will be described with reference to FIG. 23. This update process is executed following the end of the knocking determination of the determination signal.
When the update process is started, the statistical parameter calculation unit 51A of the knocking determination device 10 acquires the determination result of the determination signal (step S40), and determines whether or not the determination result is suitable for updating the target signal (step S40). Step S41A). When it is determined that the target signal is not suitable for updating (NO in step S41A), the statistical parameter calculation unit 51A does not update the statistical parameter (step S46). On the other hand, when it is determined that the target signal is suitable for updating (YES in step S41A), the statistical parameter calculation unit 51A updates the statistical parameter (step S45). Then, the update process of the statistical parameter is completed.

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（６）に記載の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（１３）統計パラメータ自身を更新させることで、統計パラメータの算出に必要な過去の取得信号や対象信号の保持数を減らすことができる。つまり、対象信号の管理や選択にかかる手間を減らすことができる。例えば所定数の適切な維持管理を不要にすることもできる。また、過去に算出された統計パラメータを利用するため、対象信号からの統計パラメータを算出する処理を軽減させるなど、処理負荷の軽減も図られる。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in (1) to (6) of the first embodiment.
(13) By updating the statistical parameter itself, the number of past acquired signals and target signals required for calculating the statistical parameter can be reduced. That is, it is possible to reduce the time and effort required for managing and selecting the target signal. For example, it is possible to eliminate the need for a predetermined number of appropriate maintenance. Further, since the statistical parameters calculated in the past are used, the processing load can be reduced by reducing the processing of calculating the statistical parameters from the target signal.

（１４）統計パラメータを更新するときの重みを調整することで、ノッキング判定に係る応答性や安定性、精度などを調整することができる。
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。 (14) By adjusting the weight when updating the statistical parameter, it is possible to adjust the responsiveness, stability, accuracy, etc. related to the knocking determination.
(Other embodiments)
In addition, each of the above-described embodiments can also be implemented in the following embodiments in which they are appropriately modified.

・上記各実施形態では、判定信号の得られた時刻に近い、かつ、判定信号に対して所定の期間内の取得信号から複数の対象信号を所定数選択する場合について例示した。しかしこれに限らず、判定信号の得られた時刻に近い取得信号から複数の対象信号を選択してもよい。このように選択した場合であっても、判定信号と対象信号とが近い時刻で取得されるので、判定信号と対象信号とがそれぞれ取得されたときの内燃機関の運転条件が変化していない、又は、変化が小さい可能性を高く維持できる可能性を高く維持することができる。 -In each of the above embodiments, a case where a predetermined number of target signals are selected from the acquired signals within a predetermined period for the determination signal, which is close to the time when the determination signal is obtained, is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of target signals may be selected from the acquired signals close to the time when the determination signal was obtained. Even when selected in this way, since the determination signal and the target signal are acquired at close times, the operating conditions of the internal combustion engine when the determination signal and the target signal are acquired have not changed. Alternatively, the possibility that the change is small can be kept high and the possibility that the change can be kept high can be kept high.

・上記各実施形態では、判定処理のステップＳ３７において、ノッキング判定値として算出されたマハラノビス距離と比較することによってノッキングが発生しているか否かを判定した。しかしながら、ステップＳ３７の比較を行わず、判定信号に基づいて算出されたマハラノビス距離を単に異常値を判定するために定めたノッキング判定値と比較することによってノッキングが発生しているか否かを判定してもよい。 -In each of the above embodiments, in step S37 of the determination process, it is determined whether or not knocking has occurred by comparing with the Mahalanobis distance calculated as the knocking determination value. However, it is determined whether or not knocking has occurred by simply comparing the Mahalanobis distance calculated based on the determination signal with the knocking determination value determined for determining the abnormal value without performing the comparison in step S37. You may.

また、判定処理のステップＳ３７において、対象信号更新判定値として算出されたマハラノビス距離と比較することによって更新に適した信号であるか否かを判定した。しかしながら、ステップＳ３７の比較を行わず、判定信号に基づいて算出されたマハラノビス距離を単に異常値を判定するために定めた更新用判定値と比較することによってノッキングが発生しているか否かを判定してもよい。 Further, in step S37 of the determination process, it was determined whether or not the signal was suitable for updating by comparing with the Mahalanobis distance calculated as the target signal update determination value. However, it is determined whether or not knocking has occurred by simply comparing the Mahalanobis distance calculated based on the determination signal with the update determination value determined for determining the abnormal value without performing the comparison in step S37. You may.

・上記各実施形態では、多次元確率分布であると仮定してマハラノビス距離を求める場合について例示したが、多次元確率分布を混合ガウス分布等の他の多次元確立分布を仮定してその生起確率によってノッキングが発生しているか否かを判定してもよい。なお、他の多次元確率分布のときは、確率密度関数の対数をとった値を異常度とする。 -In each of the above embodiments, the case where the Mahalanobis distance is obtained by assuming a multidimensional probability distribution has been illustrated, but the occurrence probability of the multidimensional probability distribution assuming another multidimensional probability distribution such as a mixed Gaussian distribution. It may be determined whether or not knocking has occurred. For other multidimensional probability distributions, the logarithmic value of the probability density function is taken as the degree of anomaly.

・上記第１〜３の実施形態において、統計パラメータにおける分散共分散行列の算出を、ＭＣＤ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）法によって行ってもよい。 -In the first to third embodiments, the calculation of the variance-covariance matrix in the statistical parameters may be performed by the MCD (Minimum-Covariance-Determination) method.

・上記第１の実施形態では、対象信号の更新に適した信号であると判定された判定信号に対応する取得信号が対象信号に追加される場合について例示した。しかしこれに限らず、対象信号の更新に適しているか否かの判定結果に係わらず、判定信号に対応する取得信号を対象信号に追加してもよい。具体的には、対象信号の更新が久しくされず、判定信号と対象信号の取得時間が離れた場合、直近の運転条件の変化を考慮する事を目的に取得信号の対象信号への追加を行ってもよい。このとき、対象信号に追加する取得信号は、判定信号に時間的に近く、かつマハラノビス距離が小さいもの（例えば、ノッキングを示す信号ではないもの）であるとよい。なお、対象信号の更新に適さない信号やノッキングを示す信号が対象信号に追加されるとノッキング判定の精度が低下するおそれがあるが、他の対象信号が対象信号の更新に適した信号であれば、この対象信号を用いても判定信号からノッキングを示す信号や、対象信号の更新に適した信号を判定することができる場合もある。 -In the first embodiment, the case where the acquisition signal corresponding to the determination signal determined to be the signal suitable for updating the target signal is added to the target signal has been illustrated. However, the present invention is not limited to this, and an acquisition signal corresponding to the determination signal may be added to the target signal regardless of the determination result of whether or not the target signal is suitable for updating. Specifically, if the target signal is not updated for a long time and the acquisition time of the judgment signal and the target signal are different, the acquisition signal is added to the target signal for the purpose of considering the latest change in operating conditions. You may. At this time, the acquisition signal to be added to the target signal is preferably one that is close in time to the determination signal and has a small Mahalanobis distance (for example, a signal that is not a signal indicating knocking). If a signal that is not suitable for updating the target signal or a signal indicating knocking is added to the target signal, the accuracy of the knocking determination may decrease. However, if the other target signal is a signal suitable for updating the target signal. For example, even if this target signal is used, a signal indicating knocking or a signal suitable for updating the target signal may be determined from the determination signal.

・上記第２の実施形態では、対象信号の更新に適した信号であると判定された判定信号に対応する取得信号が事前信号に追加される場合について例示した。しかしこれに限らず、対象信号の更新に適しているか否かの判定結果に係わらず、判定信号や取得信号を事前信号に追加してもよい。具体的には、事前信号の更新が久しくされない場合、直近の運転条件の変化を考慮する事を目的に判定信号や取得信号の事前信号への追加を行ってもよい。このとき、事前信号に追加する判定信号や取得信号は、判定信号に時間的に近く、かつマハラノビス距離が小さいもの（例えば、ノッキングを示す信号ではないもの）であるとよい。この場合も上記と同様に、事前信号に基づいてノッキング判定処理や対象信号更新判定処理を行うことができる場合がある。 -In the second embodiment, the case where the acquisition signal corresponding to the determination signal determined to be the signal suitable for updating the target signal is added to the prior signal has been illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the determination signal or the acquisition signal may be added to the advance signal regardless of the determination result of whether or not the target signal is suitable for updating. Specifically, if the advance signal is not updated for a long time, the determination signal or the acquisition signal may be added to the advance signal for the purpose of considering the latest change in the operating condition. At this time, the determination signal and the acquisition signal to be added to the prior signal are preferably those that are close in time to the determination signal and have a small Mahalanobis distance (for example, those that are not signals indicating knocking). In this case as well, the knocking determination process and the target signal update determination process may be performed based on the prior signal in the same manner as described above.

・上記第２の実施形態では、ノッキング判定装置１０は、エンジン１の回転速度を１００［ｒ／ｍｉｎ］ずつ変化させ、事前信号を回転速度ごとに所定個数ずつ保持する場合について例示した。しかしこれに限らず、ノッキング判定装置は、エンジンの回転速度をスイープ変化させ、事前信号を取得し保持してもよい。この場合、信号選択部は、判定信号に回転速度が近い所定個数の信号を対象信号として選択する。また、エンジンの回転速度は、低速方向もしくは高速方向の一方向に変化させてもよいし、低速方向と高速方向とを繰り返すように変化させてもよい。こうした事前信号でも、判定信号に近い回転速度に対応する事前信号を必要数だけ対象信号として選択することができる。 -In the second embodiment, the knocking determination device 10 illustrates a case where the rotation speed of the engine 1 is changed by 100 [r / min] and a predetermined number of advance signals are held for each rotation speed. However, the present invention is not limited to this, and the knocking determination device may sweep-change the rotational speed of the engine to acquire and hold a prior signal. In this case, the signal selection unit selects a predetermined number of signals whose rotation speed is close to that of the determination signal as the target signal. Further, the rotation speed of the engine may be changed in one direction of the low speed direction or the high speed direction, or may be changed so as to repeat the low speed direction and the high speed direction. Even with such advance signals, a required number of advance signals corresponding to rotation speeds close to the determination signal can be selected as target signals.

・上記第２の実施形態では、対象信号の更新に適した信号であると判定された判定信号に対応する取得信号が事前信号に追加される場合について例示した。しかしこれに限らず、対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定結果に係わらず、判定信号に対応する取得信号を事前信号に追加しなくてもよい。この場合であれ、既存の事前信号に基づいてノッキング判定処理を行うことができる。 -In the second embodiment, the case where the acquisition signal corresponding to the determination signal determined to be the signal suitable for updating the target signal is added to the prior signal has been illustrated. However, the present invention is not limited to this, and it is not necessary to add the acquisition signal corresponding to the determination signal to the advance signal regardless of the determination result of whether or not the signal is suitable for updating the target signal. Even in this case, the knocking determination process can be performed based on the existing prior signal.

・上記各実施形態は、判定信号や対象信号のスペクトルやバイスペクトルを判定値算出処理や判定処理の都度算出する場合について例示した。しかしこれに限らず、判定信号や対象信号のスペクトルやバイスペクトルを予め算出し、これを記憶部に保持していてもよい。これにより、スペクトルやバイスペクトルを算出するタイミングを調整して演算処理の負荷分担をさせることができる。 -Each embodiment described above illustrates a case where the spectrum or bispectrum of the determination signal or the target signal is calculated each time the determination value calculation process or the determination process is performed. However, the present invention is not limited to this, and the spectrum or bispectrum of the determination signal or the target signal may be calculated in advance and stored in the storage unit. As a result, the timing of calculating the spectrum or the bispectrum can be adjusted to share the load of the arithmetic processing.

例えば、図２４に示すように、記憶部２０に、取得信号のスペクトルを保持させる取得信号スペクトル領域２０５を設けてもよい。
このとき、図２５に示すように、判定値算出処理では、第１の実施形態の対象信号選択（ステップＳ２２）及びスペクトル算出（ステップＳ２３）に代えて、対象信号のスペクトル取得（ステップＳ２２１）が実行される。詳述すると、信号選択部３０は、判定信号の時刻との関係に基づく選択条件に適合する対象信号を選択し、この選択した対象信号に対応するスペクトルを記憶部２０の取得信号スペクトル領域２０５から選択するようにしてもよい。 For example, as shown in FIG. 24, the storage unit 20 may be provided with an acquisition signal spectrum region 205 for holding the spectrum of the acquisition signal.
At this time, as shown in FIG. 25, in the determination value calculation process, instead of the target signal selection (step S22) and the spectrum calculation (step S23) of the first embodiment, the spectrum acquisition of the target signal (step S221) is performed. Will be executed. More specifically, the signal selection unit 30 selects a target signal that meets the selection conditions based on the relationship with the time of the determination signal, and selects a spectrum corresponding to the selected target signal from the acquisition signal spectrum area 205 of the storage unit 20. You may choose.

・上記第１及び第３の実施形態では、判定信号より前の取得信号を、判定信号に時間的に近い順に選択して複数の対象信号とする場合について例示した。しかしこれに限らず、取得信号の一部を対象信号に含めないように、例えばスキップするように対象信号を選択してもよい。 -In the first and third embodiments, the case where the acquisition signals prior to the determination signal are selected in order of time close to the determination signal to be used as a plurality of target signals has been illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the target signal may be selected so as not to include a part of the acquired signal in the target signal, for example, to skip.

図２６に示すように、取得信号の一部を不採用信号として対象信号へ採用せず、不採用信号の数だけ、過去の取得信号を対象信号に採用してもよい。この場合、判定信号と最古信号との時間差が「サンプリング間隔ｄ×（対象信号ｎ個＋不採用信号ｋ個）」となるが、この時間差が対象信号として選択可能な時間範囲にあれば取得信号の一部を不採用信号として複数の対象信号を選択することができる。なお、不採用信号は、ノッキング判定に悪影響を及ぼすことが明らかな雑音を含む信号など、異常であることが比較的容易に判断できる取得信号である。これにより、不適切な取得信号が対象信号に選択されることが抑制され、ノッキング判定精度が維持される。 As shown in FIG. 26, a part of the acquired signals may not be adopted as the target signal as the non-adopted signal, and the past acquired signals may be adopted as the target signal as many as the number of the rejected signals. In this case, the time difference between the judgment signal and the oldest signal is "sampling interval d x (n target signals + k rejected signals)", but if this time difference is within the time range that can be selected as the target signal, it is acquired. A plurality of target signals can be selected by using a part of the signal as a non-adopted signal. The non-adopted signal is an acquired signal that can be relatively easily determined to be abnormal, such as a signal containing noise that clearly has an adverse effect on the knocking determination. As a result, it is suppressed that an inappropriate acquisition signal is selected as the target signal, and the knocking determination accuracy is maintained.

・上記第１及び第３の実施形態では、取得信号のうち最新の信号が判定信号として選択される場合について例示した。しかしこれに限らず、判定信号は、取得済みの取得信号から任意に選択されてもよい。この場合であれ、対象信号を判定信号の前から選択すれば判定信号に対してノッキング判定処理や対象信号更新判定処理を行うことができる。また、取得信号の過去データなどに対してノッキング判定処理や対象信号更新判定処理を行うことが可能となる。 -In the first and third embodiments, the case where the latest signal among the acquired signals is selected as the determination signal has been illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the determination signal may be arbitrarily selected from the acquired acquisition signals. Even in this case, if the target signal is selected before the determination signal, knocking determination processing and target signal update determination processing can be performed on the determination signal. Further, it becomes possible to perform knocking determination processing and target signal update determination processing on the past data of the acquired signal and the like.

・上記第１及び第３の実施形態では、判定信号より時間的に前の取得信号を複数の対象信号とする場合について例示した。しかしこれに限らず、判定信号よりも時間的に後の取得信号から複数の対象信号を選択してもよいし、判定信号の時間的に前後の取得信号から複数の対象信号を選択してもよい。特に、取得信号のログデータなどに基づいて、後からノッキング判定処理や対象信号更新判定処理を行うような場合、ノッキング判定処理や対象信号更新判定処理に使う対象信号を、判定信号より時間的に前から選択することもできるし、判定信号より時間的に後から選択することもできるし、判定信号の時間的に前後から選択することもできる。 -In the first and third embodiments described above, a case where the acquired signal time before the determination signal is set as a plurality of target signals has been illustrated. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of target signals may be selected from the acquired signals after the judgment signal in time, or a plurality of target signals may be selected from the acquired signals before and after the judgment signal in time. Good. In particular, when knocking determination processing or target signal update determination processing is performed later based on the log data of the acquired signal, the target signal used for knocking determination processing or target signal update determination processing is temporally longer than the determination signal. It can be selected from the front, it can be selected from the time after the judgment signal, or it can be selected from the time before and after the judgment signal.

例えば、図２７（ａ）に示すように、判定信号が選択された後の取得信号から必要数ｍ個の対象信号を選択するようにしてもよい。このとき、判定信号から最新信号までの時間差が「サンプリング間隔ｄ×（必要数ｍ＋空き数ｅ）個」となるが、この時間差が対象信号として選択可能な時間範囲にあれば判定信号より後の取得信号から複数の対象信号を選択することができる。但し、空き数ｅは、「０」以上の整数であって、更新に適した信号とは判定されず、対象信号に追加されなかった判定信号の数である。そして、対象信号は、判定信号より以後の取得信号のうち判定信号に時間的に近い取得信号として準備される。 For example, as shown in FIG. 27A, the required number of m target signals may be selected from the acquired signals after the determination signal is selected. At this time, the time difference from the judgment signal to the latest signal is "sampling interval d x (necessary number m + free number e)", but if this time difference is within the time range that can be selected as the target signal, it is after the judgment signal. A plurality of target signals can be selected from the acquired signals. However, the free number e is an integer of "0" or more, and is the number of determination signals that are not determined to be suitable for updating and are not added to the target signal. Then, the target signal is prepared as an acquisition signal that is closer in time to the determination signal among the acquisition signals after the determination signal.

このような構成によれば、判定信号よりも後に得られた信号を判定に用いることができる。例えば、判定信号より前に取得された取得信号が判定信号との比較に適していない場合、判定信号の後に取得された取得信号を用いることができる。これにより、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定や対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定をより好適に行うことができる。なお、判定信号を事後的に対象信号に含める場合、判定信号は時系列的に一番近い対象信号に入れられる。 According to such a configuration, a signal obtained after the determination signal can be used for the determination. For example, when the acquisition signal acquired before the determination signal is not suitable for comparison with the determination signal, the acquisition signal acquired after the determination signal can be used. Thereby, it is possible to more preferably determine whether or not the determination signal is a signal indicating knocking and whether or not the determination signal is a signal suitable for updating the target signal. When the determination signal is included in the target signal after the fact, the determination signal is included in the closest target signal in chronological order.

また例えば、図２７（ｂ）に示すように、判定信号の前後の取得信号から必要数ｍ個の対象信号を選択してもよい。このとき、判定信号から最新信号までの時間差の絶対値が小さいものから順に対象信号として選択することで、判定信号に対する対象信号の時間差を小さくできる。例えば、判定信号から最新信号までの時間差の最大値は「サンプリング間隔ｄ×（前選択数ｍ１＋前空き数ｅ１）個」又は「サンプリング間隔ｄ×（後選択数ｍ２＋後空き数ｅ２）個」となる（但し、必要数ｍ個＝前選択数ｍ１個＋後選択数ｍ２個）。また、前空き数ｅ１や後空き数ｅ２は、「０」以上の整数であって、更新に適した信号とは判定されず、対象信号に追加されなかった判定信号の数である。 Further, for example, as shown in FIG. 27B, a required number of m target signals may be selected from the acquired signals before and after the determination signal. At this time, the time difference of the target signal with respect to the determination signal can be reduced by selecting the target signal in order from the one having the smallest absolute value of the time difference from the determination signal to the latest signal. For example, the maximum value of the time difference from the judgment signal to the latest signal is "sampling interval d x (pre-selected number m1 + pre-vacant number e1)" or "sampling interval d x (post-selected number m2 + post-vacant number e2)". (However, the required number of m = the number of pre-selection m1 + the number of post-selection m2). Further, the front vacancy number e1 and the rear vacancy number e2 are integers of "0" or more, and are the numbers of determination signals that are not determined to be suitable for updating and are not added to the target signal.

判定信号の前後に取得信号が存在する場合であれば、ここでの時間差の最大値は、判定信号より前から対象信号を取得する場合の時間差、及び、判定信号より後から対象信号を取得する場合の時間差のいずれよりも短い時間となり、判定信号が得られたときの運転条件に対象信号が得られたときの運転条件が同様、類似である可能性が一層高まる。そして、対象信号は、判定信号の前後の取得信号のうち判定信号に時間的に近い取得信号として準備される。また、時間差の最大値が対象信号として選択可能な時間範囲となる可能性も高まるため、ノッキング判定処理や対象信号更新判定処理が適切に行える可能性も高まる。なお、判定信号を事後的に対象信号に含める場合、判定信号は時系列的に一番近い対象信号に入れられる。 If there are acquisition signals before and after the judgment signal, the maximum value of the time difference here is the time difference when the target signal is acquired before the judgment signal, and the target signal is acquired after the judgment signal. The time is shorter than any of the time differences in the cases, and the possibility that the operating conditions when the target signal is obtained is similar to the operating conditions when the determination signal is obtained is further increased. Then, the target signal is prepared as an acquisition signal that is close in time to the determination signal among the acquisition signals before and after the determination signal. Further, since the possibility that the maximum value of the time difference becomes the time range that can be selected as the target signal is increased, the possibility that the knocking determination process and the target signal update determination process can be appropriately performed is also increased. When the determination signal is included in the target signal after the fact, the determination signal is included in the closest target signal in chronological order.

このような構成によれば、対象信号と判定信号との間の時間差をより短くすることができ、対象信号が得られたときの運転条件と判定信号が得られたときの運転条件が同様である可能性がより高められ、判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定や対象信号の更新に適した信号であるか否かの判定の精度向上が図られる。 According to such a configuration, the time difference between the target signal and the determination signal can be made shorter, and the operating conditions when the target signal is obtained and the operating conditions when the determination signal is obtained are the same. There is a higher possibility that the determination signal is a signal indicating knocking, and the accuracy of the determination of whether or not the signal is suitable for updating the target signal is improved.

・上記各実施形態では、バイスペクトルやスペクトルのうち振動モード別の特徴量（スペクトルの周波数成分）が生じる周波数域を考慮してノッキングの判定処理や対象信号更新判定処理が行われる場合について例示した。しかしこれに限らず、バイスペクトルやスペクトルの全周波数帯や任意に定めた所定の周波数域を考慮してノッキング判定処理や対象信号更新判定処理を行ってもよい。 -In each of the above embodiments, a case where knocking determination processing and target signal update determination processing are performed in consideration of a frequency range in which a feature amount (frequency component of the spectrum) for each vibration mode is generated in a bispectrum or a spectrum is illustrated. .. However, the present invention is not limited to this, and knocking determination processing and target signal update determination processing may be performed in consideration of the bispectrum, the entire frequency band of the spectrum, and an arbitrarily determined predetermined frequency range.

・上記各実施形態では、エンジン１に発生する圧力変動に基づく物理量を空気の振動である音として音圧センサ４によって音圧信号を取得する場合について例示した。しかしこれに限らず、内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量は、空気の信号である音に限られるものではなく、ノッキングに相関のある物理量であればよく、内燃機関の筒内圧であってもよいし、内燃機関の加速度（振動）であってもよい。 -In each of the above embodiments, a case where a sound pressure signal is acquired by the sound pressure sensor 4 is illustrated as a physical quantity based on the pressure fluctuation generated in the engine 1 as a sound which is vibration of air. However, not limited to this, the physical quantity based on the pressure fluctuation generated in the internal combustion engine is not limited to the sound which is a signal of air, and may be a physical quantity correlative with knocking, which is the in-cylinder pressure of the internal combustion engine. It may be the acceleration (vibration) of the internal combustion engine.

例えば、図２８に示すように、エンジン１に筒内圧センサ７を設け、この筒内圧センサ７からの圧力に関する信号をデータ収集装置５に入力して取得信号を生成させてもよい。また、エンジン１に加速度センサ８を設け、この加速度センサ８からの加速度に関する信号をデータ収集装置５に入力して取得信号を生成させてもよい。つまり、エンジン１から得られる様々な物理量をノッキング判定処理や対象信号更新判定処理に用いることができる。 For example, as shown in FIG. 28, the in-cylinder pressure sensor 7 may be provided in the engine 1, and a signal relating to the pressure from the in-cylinder pressure sensor 7 may be input to the data collecting device 5 to generate an acquisition signal. Further, the acceleration sensor 8 may be provided in the engine 1, and a signal related to the acceleration from the acceleration sensor 8 may be input to the data collecting device 5 to generate an acquisition signal. That is, various physical quantities obtained from the engine 1 can be used for the knocking determination process and the target signal update determination process.

・上記各実施形態では、判定信号に時間的に近い取得信号を対象信号とする構成、及び、判定信号に運転条件が近い事前信号を対象信号とする構成のいずれか一方を備える場合について説明した。しかしこれに限らず、判定信号に時間的に近い取得信号を対象信号とする構成、及び、判定信号に運転条件が近い事前信号を対象信号とする構成の両方を備えてもよい。そして、エンジン１の運転条件に応じて、ノッキング判定処理や対象信号更新判定処理の判定を高い精度で行える判定方法を選択するようにしてもよい。 -In each of the above embodiments, a case is described in which either a configuration in which an acquisition signal close in time to the determination signal is used as the target signal or a configuration in which a prior signal having operating conditions close to the determination signal is used as the target signal is provided. .. However, the present invention is not limited to this, and both a configuration in which an acquisition signal close in time to the determination signal is used as the target signal and a configuration in which a prior signal having operating conditions close to the determination signal is used as the target signal may be provided. Then, a determination method that can perform the knocking determination process and the target signal update determination process with high accuracy may be selected according to the operating conditions of the engine 1.

例えば、図２９に示すように、ノッキング判定装置１０は、管理部６０に学習追加部６２と第１データ整理部６３とを備えるとともに、事前追加部６１と学習処理部６４と第２データ整理部６５とを備える。また、記憶部２０に取得信号領域２０１と第１対象信号領域２０２と判定信号領域２０３とノッキング判定値領域２０４と更新判定値領域２０６とを備えるとともに、事前信号領域２１１と第２対象信号領域２１２とを備える。さらに、信号選択部３０に選択条件３１と信号切出部３２と判定方法選択部３５とを備える。これにより、ノッキング判定装置１０は、事前信号については、事前追加部６１により事前信号領域２１１に保持させ、学習処理部６４により学習させ、第２データ整理部６５により整理させる。また、ノッキング判定装置１０は、時間的条件により選択される対象信号については、管理部６０が取得信号を取得信号領域２０１に保持させ、学習追加部６２により、対象信号の更新に適した信号であると判定された判定信号を対象信号に追加させ、取得信号等を第１データ整理部６３により整理させる。なお、第１対象信号領域２０２には、第１の対象信号が保持され、第２対象信号領域２１２には第２の対象信号が保持される。また、第１データ整理部６３は第１の対象信号に関するデータ整理を行い、第２データ整理部６５は第２の対象信号に関するデータ整理を行う。 For example, as shown in FIG. 29, the knocking determination device 10 includes a learning addition unit 62 and a first data organizing unit 63 in the management unit 60, and also includes a pre-addition unit 61, a learning processing unit 64, and a second data organizing unit 63. It is equipped with 65. Further, the storage unit 20 includes an acquisition signal area 201, a first target signal area 202, a judgment signal area 203, a knocking judgment value area 204, and an update judgment value area 206, and also includes a prior signal area 211 and a second target signal area 212. And. Further, the signal selection unit 30 includes a selection condition 31, a signal cutout unit 32, and a determination method selection unit 35. As a result, the knocking determination device 10 holds the pre-signal in the pre-signal area 211 by the pre-addition unit 61, learns it by the learning processing unit 64, and organizes it by the second data organizing unit 65. Further, in the knocking determination device 10, the management unit 60 holds the acquisition signal in the acquisition signal area 201 for the target signal selected according to the time condition, and the learning addition unit 62 uses a signal suitable for updating the target signal. The determination signal determined to exist is added to the target signal, and the acquisition signal and the like are arranged by the first data organizing unit 63. The first target signal is held in the first target signal area 202, and the second target signal is held in the second target signal area 212. Further, the first data organizing unit 63 organizes the data related to the first target signal, and the second data organizing unit 65 organizes the data related to the second target signal.

信号選択部３０の判定方法選択部３５は、方法選択条件に基づき、ノッキング判定処理及び対象信号更新判定処理を、時間的条件に基づいた取得信号から選択した第１の対象信号で行うか、運転条件に基づいた事前信号から選択した第２の対象信号で行うかを判断する。信号選択部３０の学習追加部６２や学習処理部６４は、判定信号に基づく乖離の度合いが判定方法選択部３５により選択された対象信号更新判定値よりも大きいと判定した判定信号に対応する取得信号を対象信号に選択しない。ここで、第１の選択は、時間的条件に基づく対象信号の選択条件であり、第２の選択は、運転条件に基づく対象信号の選択条件である。 The determination method selection unit 35 of the signal selection unit 30 performs the knocking determination process and the target signal update determination process based on the method selection condition with the first target signal selected from the acquisition signals based on the time condition, or operates. It is determined whether or not the second target signal selected from the pre-signals based on the conditions is used. The learning addition unit 62 and the learning processing unit 64 of the signal selection unit 30 acquire the determination signal corresponding to the determination signal determined that the degree of dissociation based on the determination signal is larger than the target signal update determination value selected by the determination method selection unit 35. Do not select a signal as the target signal. Here, the first selection is the selection condition of the target signal based on the time condition, and the second selection is the selection condition of the target signal based on the operating condition.

方法選択条件の一例は、運転条件が変化している、又は、大きく変化したときには、第２の選択による対象信号に基づく判定を行い、それ以外では第１の選択による対象信号に基づく判定を行う条件である。これによれば、エンジン１の運転条件が変化中は第２の選択を行い、運転条件が変化中の取得信号を対象信号とし、第１の選択を採用したときに生じるおそれのあるノッキング判定精度の低下や対象信号更新判定精度の低下を防ぐことができる。また、方法選択条件の他の一例は、事前信号のない、又は、不足しているときには、第１の選択による対象信号に基づく判定を行い、それ以外では第２の選択による対象信号に基づく判定を行う条件である。これによれば、事前信号の不足により生じるノッキング判定精度の低下や対象信号更新判定精度の低下を防ぐことができる。 As an example of the method selection condition, when the operating condition is changed or greatly changed, the judgment is made based on the target signal by the second selection, and in other cases, the judgment is made based on the target signal by the first selection. It is a condition. According to this, the second selection is made while the operating condition of the engine 1 is changing, the acquisition signal while the operating condition is changing is set as the target signal, and the knocking determination accuracy that may occur when the first selection is adopted is adopted. It is possible to prevent a decrease in the target signal and a decrease in the accuracy of the target signal update determination. Further, another example of the method selection condition is that when there is no or insufficient prior signal, the determination based on the target signal by the first selection is performed, and in other cases, the determination based on the target signal by the second selection is performed. It is a condition to do. According to this, it is possible to prevent a decrease in knocking determination accuracy and a decrease in target signal update determination accuracy caused by a shortage of prior signals.

エンジン１の運転条件は、エンジン１に発生する圧力変動に変化を生じさせ、これに基づく物理量を示す取得信号に含まれる物理量を示す値の傾向も大きく変化する。そのため、対象信号と判定信号との間でエンジン１の運転条件が大きく相違すると、対象信号と判定信号とに基づく比較をしても判定信号がノッキングを示す信号であるか否かを適切に判断することは難しい。これに対し、この構成によれば、エンジン１の運転条件に応じて、判定信号と比較される信号が判定信号に対して第１の選択（時間的な条件下）、及び、第２の選択（対応する運転条件下）のいずれか一方に切り替えられる。これにより、エンジン１の運転条件を考慮して選択される対象信号により判定信号がノッキングを示す信号か否かや、対象信号の更新に適した信号か否かが判断される。 The operating conditions of the engine 1 cause a change in the pressure fluctuation generated in the engine 1, and the tendency of the value indicating the physical quantity included in the acquisition signal indicating the physical quantity based on the change also greatly changes. Therefore, if the operating conditions of the engine 1 differ greatly between the target signal and the determination signal, it is appropriately determined whether or not the determination signal is a knocking signal even when the target signal and the determination signal are compared. It's difficult to do. On the other hand, according to this configuration, the signal to be compared with the determination signal is the first selection (temporal condition) and the second selection with respect to the determination signal according to the operating conditions of the engine 1. It can be switched to either (corresponding operating conditions). As a result, it is determined whether or not the determination signal is a signal indicating knocking and whether or not the signal is suitable for updating the target signal based on the target signal selected in consideration of the operating conditions of the engine 1.

また、取得信号が取得された時刻から所定期間内にエンジン１の運転条件が大きく変化するときには第２の選択を選択してもよい。すなわち、取得信号がノッキングを示す信号か否かの判定に、エンジン１の運転条件の変動により第１の選択による対象信号を用いることが適切ではないとき、同判定に第２の選択による対象信号を用いてノッキングや対象信号の更新に適した信号であるのかを適切に判定することができる。 Further, when the operating conditions of the engine 1 change significantly within a predetermined period from the time when the acquisition signal is acquired, the second selection may be selected. That is, when it is not appropriate to use the target signal by the first selection for the determination of whether or not the acquired signal is a signal indicating knocking due to fluctuations in the operating conditions of the engine 1, the target signal by the second selection is used for the determination. Can be used to appropriately determine whether the signal is suitable for knocking or updating the target signal.

・上記その他の実施形態では、判定信号に時間的に近い取得信号を対象信号とする構成、及び、判定信号に運転条件が近い事前信号を対象信号とする構成の両方を備え、エンジン１の運転条件に応じて、ノッキング判定処理や対象信号更新判定処理の判定を高い精度で行える判定方法を選択する場合について例示した。しかしこれに限らず、判定信号に時間的に近い取得信号と、判定信号に運転条件が近い事前信号とを合わせて選択して対象信号とするとともに、乖離の度合いが対象信号更新判定値よりも大きいと判定した判定信号に対応する取得信号を対象信号に選択しないようにしてもよい。例えば、上記その他の実施形態において第１の選択と、第２の選択とが両方選択される態様とするとともに、判定信号に時間的に近い取得信号の選択数を第１の割当数とし、判定信号に運転条件が近い事前信号の選択数を第２の割当数とし、これらを合わせて対象信号として選択するようにしてもよい。このとき、第１の割当数と第２の割当数との合計がノッキング判定処理や対象信号更新判定処理に必要なデータ数である必要数になるように設定されればよい。なお、第１の割当数と第２の割当数との割合については、半々としてもよいし、経験や実験、理論などに基づいて適切な比率が設定されてもよい。 -The other embodiment includes both a configuration in which an acquisition signal close in time to the determination signal is used as the target signal and a configuration in which a prior signal having operating conditions close to the determination signal is used as the target signal, and the engine 1 is operated. An example shows a case where a determination method capable of performing determination of knocking determination processing and target signal update determination processing with high accuracy is selected according to the conditions. However, not limited to this, the acquisition signal that is close in time to the judgment signal and the advance signal that is close to the judgment signal in operating conditions are selected and used as the target signal, and the degree of deviation is greater than the target signal update judgment value. The acquisition signal corresponding to the determination signal determined to be large may not be selected as the target signal. For example, in the other embodiment described above, both the first selection and the second selection are selected, and the number of selections of the acquisition signal that is close in time to the determination signal is set as the first allocation number for determination. The number of selected prior signals whose operating conditions are close to the signal may be set as the second allocated number, and these may be combined and selected as the target signal. At this time, the total of the first allocated number and the second allocated number may be set to be the required number of data required for the knocking determination process and the target signal update determination process. The ratio between the first allocation number and the second allocation number may be halved, or an appropriate ratio may be set based on experience, experiment, theory, or the like.

例を便宜的に図２９を用いて説明する。信号選択部３０は、判定信号との関係で定まる条件を、判定信号の得られた時刻に近い取得信号から第１の割当数だけ選択し、及び、判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件に対応付けられた事前信号から第２の割当数だけ選択する。そして、信号選択部３０は、選択された第１の割当数の取得信号と第２の割当数の事前信号とを合わせたものを複数の対象信号として選択する。こうして選択された複数の対象信号に基づいて、判定信号のノッキングの発生の有無や対象信号の更新に適した信号であるか否かが判定される。 An example will be described with reference to FIG. 29 for convenience. The signal selection unit 30 selects the condition determined in relation to the determination signal by the first allocated number from the acquisition signals close to the time when the determination signal is obtained, and at least one of the operating conditions corresponding to the determination signal. Only the second allocation number is selected from the prior signals associated with the operating conditions that are highly relevant to the conditions. Then, the signal selection unit 30 selects a combination of the selected acquisition signal of the first allocation number and the advance signal of the second allocation number as a plurality of target signals. Based on the plurality of target signals selected in this way, it is determined whether or not knocking of the determination signal has occurred and whether or not the signal is suitable for updating the target signal.

多数の条件の下に制御されるエンジン１の運転条件は、あらかじめ予測が難しいこともある。これに対し、この構成によれば、判定信号が、判定信号に対して時間的な条件に基づいて選択される取得信号、及び、対応する運転条件に基づいて選択される事前信号の両方が合わせられた対象信号と比較される。これにより、エンジン１の運転条件の変動に対する柔軟性の高い対象信号との比較によって判定信号がノッキングを示す信号か否かの判断、及び対象信号の更新に適した信号であるか否かがより好適になされる。 The operating conditions of the engine 1 controlled under a number of conditions can be difficult to predict in advance. On the other hand, according to this configuration, the determination signal is a combination of both the acquisition signal selected based on the temporal condition for the determination signal and the advance signal selected based on the corresponding operating condition. It is compared with the target signal. As a result, it is possible to determine whether or not the determination signal is a knocking signal by comparing it with a target signal having high flexibility with respect to fluctuations in the operating conditions of the engine 1, and whether or not the signal is suitable for updating the target signal. Be preferred.

柔軟性の高い信号であることを説明すると、時間的な条件に基づいて選択される取得信号からは、対象信号が、そのときエンジン１の運転で生じている音を、そのときの運転の揺らぎを含むかたちで選択される。そして、このような揺らぎが反映された対象信号に基づいてノッキング判定や対象信号更新判定が行われるようになる。なお、リアルタイムで処理するときには、判定信号を取得後直ちに判定するために、判定に用いる対象信号が過去の信号に制約される、判定に利用できる適切なデータ数の確保が保証できない場合もある。他方、運転条件に基づいて選択される取得信号は、運転条件に近い信号はもちろん、これから運転条件が変化する方向の信号も事前に準備されているので、運転条件が現在の条件から変化していく態様まで考慮してノッキング判定や対象信号更新判定が行える。なお、いまエンジン１に生じている音の揺らぎと事前信号の音の揺らぎとが大きく異なっている場合もある。すなわち、時間的な条件に基づいて選択される取得信号と運転条件に基づいて選択される取得信号とが混合されることで、各信号に基づく判定における利点が生かされ、各信号に基づく判定の弱点も補われるようになる。 Explaining that it is a highly flexible signal, from the acquired signal selected based on the temporal condition, the target signal is the sound generated by the operation of the engine 1 at that time, and the fluctuation of the operation at that time. Is selected in the form of including. Then, the knocking determination and the target signal update determination are performed based on the target signal reflecting such fluctuations. In addition, when processing in real time, since the determination signal is determined immediately after being acquired, the target signal used for the determination is restricted to the past signal, and it may not be possible to guarantee the securing of an appropriate number of data that can be used for the determination. On the other hand, as the acquisition signal selected based on the operating conditions, not only the signal close to the operating conditions but also the signal in the direction in which the operating conditions will change are prepared in advance, so that the operating conditions change from the current conditions. Knocking determination and target signal update determination can be performed in consideration of any aspect. In some cases, the fluctuation of the sound currently occurring in the engine 1 and the fluctuation of the sound of the prior signal are significantly different. That is, by mixing the acquisition signal selected based on the temporal condition and the acquisition signal selected based on the operating condition, the advantage in the determination based on each signal is utilized, and the determination based on each signal is utilized. Weaknesses will also be compensated.

１…エンジン、２…エンジンＥＣＵ、３…車両、４…音圧センサ、５…データ収集装置、６…モニタ、７…筒内圧センサ、８…加速度センサ、１０…ノッキング判定装置、２０…記憶部、３０…信号選択部、３１…選択条件、３２…信号切出部、３３…選択条件、３５…判定方法選択部、４０…スペクトル算出部、４１…バイスペクトル算出部、５０…判定部、５１，５１Ａ…統計パラメータ算出部、５２…正規化部、５３…判定値算出部、５３Ａ…判定値取得部、５４…比較部、６０…管理部、６１…事前追加部、６２…学習追加部、６３…データ整理部、６４…学習処理部、６５…データ整理部、２０１…取得信号領域、２０２…対象信号領域、２０３…判定信号領域、２０４…ノッキング判定値領域、２０５…取得信号スペクトル領域、２０６…更新判定値領域、２１１…事前信号領域、２１２…対象信号領域、２１３…統計パラメータ領域。 1 ... Engine, 2 ... Engine ECU, 3 ... Vehicle, 4 ... Sound pressure sensor, 5 ... Data collection device, 6 ... Monitor, 7 ... In-cylinder pressure sensor, 8 ... Acceleration sensor, 10 ... Knocking judgment device, 20 ... Storage unit , 30 ... Signal selection unit, 31 ... Selection condition, 32 ... Signal cutout unit, 33 ... Selection condition, 35 ... Judgment method selection unit, 40 ... Spectrum calculation unit, 41 ... Bispectral calculation unit, 50 ... Judgment unit, 51 , 51A ... Statistical parameter calculation unit, 52 ... Normalization unit, 53 ... Judgment value calculation unit, 53A ... Judgment value acquisition unit, 54 ... Comparison unit, 60 ... Management unit, 61 ... Pre-addition unit, 62 ... Learning addition unit, 63 ... Data organizing unit, 64 ... Learning processing unit, 65 ... Data organizing unit, 201 ... Acquired signal area, 202 ... Target signal area, 203 ... Judgment signal area, 204 ... Knocking judgment value area, 205 ... Acquired signal spectrum area, 206 ... Update judgment value area, 211 ... Pre-signal area, 212 ... Target signal area, 213 ... Statistical parameter area.

Claims

内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量を示す取得信号に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング判定装置であって、
前記取得信号から、ノッキングの有無が判定される判定信号を選択する判定信号選択部と、
前記取得信号から、前記判定信号との関係で定まる条件に基づいて複数の対象信号を選択する対象信号選択部と、
前記複数の対象信号から、前記各対象信号のスペクトルに基づく値を算出する第１算出部と、
前記判定信号から、前記判定信号のスペクトルに基づく値を算出する第２算出部と、
前記判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定を行う判定部とを備え、
前記判定部は、前記複数の対象信号のスペクトルに基づく値から推定した統計パラメータを用いて前記各対象信号のスペクトルに基づく値について多次元におけるばらつきで正規化して得た値の集合と、前記統計パラメータを用いて前記判定信号のスペクトルに基づく値の多次元におけるばらつきで正規化した値との乖離の度合いが所定のノッキング判定値よりも大きいことに基づいて前記判定信号がノッキングを示す信号である旨を判定するとともに、前記乖離の度合いが前記所定のノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かを判定する
ノッキング判定装置。 A knocking determination device that determines the presence or absence of knocking based on an acquisition signal that indicates a physical quantity based on pressure fluctuations generated in an internal combustion engine.
A determination signal selection unit that selects a determination signal for determining the presence or absence of knocking from the acquired signals.
A target signal selection unit that selects a plurality of target signals from the acquired signals based on conditions determined in relation to the determination signal.
A first calculation unit that calculates a value based on the spectrum of each target signal from the plurality of target signals,
A second calculation unit that calculates a value based on the spectrum of the determination signal from the determination signal,
A determination unit for determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking is provided.
The determination unit includes a set of values obtained by normalizing the values based on the spectra of the plurality of target signals with variations in multiple dimensions using statistical parameters estimated from the values based on the spectra of the plurality of target signals, and the statistics. The determination signal is a signal indicating knocking based on the fact that the degree of deviation from the value normalized by the multidimensional variation of the value based on the spectrum of the determination signal using the parameter is larger than the predetermined knocking determination value. A knocking determination device that determines to that effect and determines whether or not the degree of deviation is equal to or less than the target signal update determination value, which is a value smaller than the predetermined knock determination value.

前記対象信号選択部は、前記乖離の度合いが前記対象信号更新判定値よりも大きいと判定した前記判定信号に対応する取得信号を前記対象信号に選択しない
請求項１に記載のノッキング判定装置。 The knocking determination device according to claim 1, wherein the target signal selection unit does not select an acquisition signal corresponding to the determination signal that is determined to have a degree of dissociation larger than the target signal update determination value as the target signal.

前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号の得られた時刻に近い取得信号から所定数の信号を選択する条件であることに基づいて複数の対象信号を選択する
請求項１又は２に記載のノッキング判定装置。 The target signal selection unit selects a plurality of target signals based on a condition determined in relation to the determination signal, which is a condition for selecting a predetermined number of signals from acquisition signals close to the time when the determination signal was obtained. The knocking determination device according to claim 1 or 2 to be selected.

前記対象信号選択部はさらに、前記対象信号を前記判定信号が得られた時刻よりも以前、及び、以後の少なくとも一方の信号とする
請求項１〜３のいずれか一項に記載のノッキング判定装置。 The knocking determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the target signal selection unit further sets the target signal as at least one signal before and after the time when the determination signal is obtained. ..

ノッキングが発生しない条件を含む複数の運転条件で運転されたとき各運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号からなる複数の事前信号を備え、
前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件とし、前記事前信号から複数の対象信号を選択する
請求項１に記載のノッキング判定装置。 When operated under a plurality of operating conditions including a condition in which knocking does not occur, a plurality of pre-signals including acquisition signals pre-acquired from the internal combustion engine under each operating condition are provided.
The target signal selection unit sets the conditions determined in relation to the determination signal as operating conditions that are highly relevant to at least one of the operating conditions corresponding to the determination signal, and a plurality of targets from the prior signal. The knocking determination device according to claim 1, wherein a signal is selected.

前記判定部で前記判定信号が前記対象信号更新判定値以下であると判定されたとき、前記判定信号を当該判定信号の運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号として前記事前信号に追加する学習処理部をさらに備える
請求項５に記載のノッキング判定装置。 When the determination unit determines that the determination signal is equal to or less than the target signal update determination value, the determination signal is used as an acquisition signal previously acquired from the internal combustion engine under the operating conditions of the determination signal. The knocking determination device according to claim 5, further comprising a learning processing unit added to the signal.

ノッキングが発生しない条件を含む複数の運転条件で運転されたとき各運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号からなる複数の事前信号を備え、
前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号の得られた時刻に近い取得信号から第１の割当数だけ選択すること、及び、前記判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件が対応付けられる前記事前信号から第２の割当数だけ選択することとし、これら選択された前記第１の割当数の取得信号と前記第２の割当数の事前信号とを合わせて複数の対象信号とするとともに、前記乖離の度合いが前記対象信号更新判定値よりも大きいと判定した前記判定信号に対応する取得信号を前記対象信号に選択しない
請求項１に記載のノッキング判定装置。 When operated under a plurality of operating conditions including a condition in which knocking does not occur, a plurality of pre-signals including acquisition signals pre-acquired from the internal combustion engine under each operating condition are provided.
The target signal selection unit selects the conditions determined in relation to the determination signal by the first allocated number from the acquisition signals close to the time when the determination signal is obtained, and the operation corresponding to the determination signal. Only the second allocation number is selected from the advance signal to which the operating condition highly related to at least one of the conditions is associated, and the acquisition signal of the selected first allocation number and the said A plurality of target signals are formed by combining the prior signals of the second allocated number, and the acquisition signal corresponding to the determination signal determined that the degree of deviation is larger than the target signal update determination value is used as the target signal. The knocking determination device according to claim 1, which is not selected.

ノッキングが発生しない条件を含む複数の運転条件で運転されたとき各運転条件の下で前記内燃機関から予め取得された取得信号からなる複数の事前信号を備え、
前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号の得られた時刻に近い取得信号から所定数の信号を選択する条件であることに基づいて複数の対象信号を選択する第１の選択と、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定信号に対応する運転条件の少なくとも１つの条件に対して関連性の高い運転条件とし、前記事前信号から複数の対象信号を選択する第２の選択とが選択可能になっており、
前記対象信号選択部は、前記内燃機関の運転条件に応じて、前記第１の選択及び第２の選択のいずれか一方を選択するとともに、前記乖離の度合いが前記対象信号更新判定値よりも大きいと判定した前記判定信号に対応する取得信号を前記対象信号に選択しない
請求項１に記載のノッキング判定装置。 When operated under a plurality of operating conditions including a condition in which knocking does not occur, a plurality of pre-signals including acquisition signals pre-acquired from the internal combustion engine under each operating condition are provided.
The target signal selection unit selects a plurality of target signals based on a condition determined in relation to the determination signal, which is a condition for selecting a predetermined number of signals from acquisition signals close to the time when the determination signal was obtained. The conditions determined by the relationship between the first selection to be selected and the determination signal are set as operating conditions that are highly relevant to at least one of the operating conditions corresponding to the determination signal, and a plurality of operating conditions are selected from the prior signal. The second selection to select the target signal can be selected.
The target signal selection unit selects either the first selection or the second selection according to the operating conditions of the internal combustion engine, and the degree of deviation is larger than the target signal update determination value. The knocking determination device according to claim 1, wherein the acquisition signal corresponding to the determination signal determined to be determined is not selected as the target signal.

前記対象信号選択部は、前記判定信号の取得された時刻から所定期間内に前記内燃機関の運転条件が大きく変化することに応じて前記第２の選択を選択し、前記第２の選択を選択しないとき前記第１の選択を選択する
請求項８に記載のノッキング判定装置。 The target signal selection unit selects the second selection according to a large change in the operating conditions of the internal combustion engine within a predetermined period from the time when the determination signal is acquired, and selects the second selection. The knocking determination device according to claim 8, wherein the first selection is selected when the knocking is not performed.

内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量を示す取得信号に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング判定装置であって、
前記取得信号から、ノッキングの有無が判定される判定信号を選択する判定信号選択部と、
前記取得信号から、前記判定信号との関係で定まる条件に基づいて対象信号を選択する対象信号選択部と、
前記判定信号から、前記判定信号のスペクトルに基づく値を算出する算出部と、
前記判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定を行う判定部と、
前記対象信号のスペクトルに基づく値に基づいて、前記判定信号のスペクトルに基づく値を多次元におけるばらつきで正規化させる統計パラメータを更新する更新部とを備え、
前記判定部は、所定のノッキング判定値と、前記統計パラメータを用いて前記判定信号のスペクトルに基づく値の多次元におけるばらつきで正規化した値との乖離の度合いが大きいことに基づいて前記判定信号がノッキングを示す信号である旨を判定するとともに、前記乖離の度合いが前記ノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かを判定する
ノッキング判定装置。 A knocking determination device that determines the presence or absence of knocking based on an acquisition signal that indicates a physical quantity based on pressure fluctuations generated in an internal combustion engine.
A determination signal selection unit that selects a determination signal for determining the presence or absence of knocking from the acquired signals.
A target signal selection unit that selects a target signal from the acquired signal based on a condition determined in relation to the determination signal.
A calculation unit that calculates a value based on the spectrum of the determination signal from the determination signal,
A determination unit that determines whether or not the determination signal is a signal indicating knocking, and a determination unit.
It is provided with an update unit that updates statistical parameters that normalize the values based on the spectrum of the determination signal with variations in multiple dimensions based on the values based on the spectrum of the target signal.
The determination unit determines the determination signal based on the large degree of deviation between the predetermined knocking determination value and the value normalized by the multidimensional variation of the value based on the spectrum of the determination signal using the statistical parameter. A knocking determination device for determining whether or not is a signal indicating knocking, and whether or not the degree of deviation is equal to or less than a target signal update determination value which is a value smaller than the knocking determination value.

前記対象信号選択部は、前記判定信号との関係で定まる条件を、前記判定部で前記対象信号更新判定値以下であると判定された判定信号であるとしたとき、
前記更新部は、前記判定信号に基づく対象信号のスペクトルに基づく値と、前記統計パラメータとに対してそれぞれ重みをつける態様で前記統計パラメータに反映させることで前記統計パラメータを更新する
請求項１０に記載のノッキング判定装置。 When the target signal selection unit determines that the condition determined in relation to the determination signal is a determination signal determined by the determination unit to be equal to or less than the target signal update determination value,
The updating unit updates the statistical parameter by reflecting the value based on the spectrum of the target signal based on the determination signal and the statistical parameter in the statistical parameter in a manner of weighting the statistical parameter. The knocking determination device described.

内燃機関に発生する圧力変動に基づく物理量を示す取得信号に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング判定装置で実行されるノッキング判定方法であって、
前記ノッキング判定装置は、
前記取得信号から、ノッキングの有無を判定する判定信号を選択する判定信号選択工程と、
前記取得信号から、前記判定信号との関係で定まる条件に基づいて複数の対象信号を選択する対象信号選択工程と、
前記複数の対象信号から、前記各対象信号のスペクトルに基づく値を算出する第１算出工程と、
前記判定信号から、前記判定信号のスペクトルに基づく値を算出する第２算出工程と、
前記判定信号がノッキングを示す信号であるか否かの判定を行う判定工程とを実行し、
前記判定工程では、前記複数の対象信号のスペクトルに基づく値から推定した統計パラメータを用いて前記各対象信号のスペクトルに基づく値について多次元におけるばらつきで正規化して得た値の集合と、前記統計パラメータを用いて前記判定信号のスペクトルに基づく値の多次元におけるばらつきで正規化した値との乖離の度合いが所定のノッキング判定値よりも大きいことに基づいて前記判定信号がノッキングを示す信号である旨を判定するとともに、前記乖離の度合いが前記ノッキング判定値よりも小さい値である対象信号更新判定値以下であるか否かを判定する
ノッキング判定方法。 It is a knocking determination method executed by a knocking determination device that determines the presence or absence of knocking based on an acquisition signal indicating a physical quantity based on a pressure fluctuation generated in an internal combustion engine.
The knocking determination device is
A determination signal selection step of selecting a determination signal for determining the presence or absence of knocking from the acquired signal,
A target signal selection step of selecting a plurality of target signals from the acquired signals based on conditions determined in relation to the determination signal.
A first calculation step of calculating a value based on the spectrum of each target signal from the plurality of target signals, and
A second calculation step of calculating a value based on the spectrum of the determination signal from the determination signal, and
The determination step of determining whether or not the determination signal is a signal indicating knocking is executed.
In the determination step, a set of values obtained by normalizing the values based on the spectra of the plurality of target signals with variations in multiple dimensions using statistical parameters estimated from the values based on the spectra of the plurality of target signals, and the statistics. The determination signal is a signal indicating knocking based on the fact that the degree of deviation from the value normalized by the multidimensional variation of the value based on the spectrum of the determination signal using the parameter is larger than the predetermined knocking determination value. A knocking determination method for determining the fact and determining whether or not the degree of deviation is equal to or less than the target signal update determination value, which is a value smaller than the knock determination value.