[发明专利]用于内燃机的爆震判定设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及爆震判定设备和方法，具体涉及用于内燃机的技术，其根据内燃机的振动波形来判定发动机是否发生爆震。

背景技术

传统地，公知一些用于检测内燃机是否发生爆震的技术。日本专利早期公开号2001-227400揭示了一种用于内燃机的爆震控制设备，其可对发动机是否发生爆震进行精确判定。在日本专利早期公开号2001-227400中揭示的爆震控制设备包括对内燃机中发生的振动波形信号进行检测的信号检测单元、对作为发生时段(在该时段期间由信号检测单元检测到的振动波形信号具有至少预定值)的时段进行检测的发生时段检测单元、对由发生时段检测单元检测到的发生时段中的峰值位置进行检测的峰值位置检测单元、根据发生时段与峰值位置之间的关系对内燃机是否发生爆震进行判定的爆震判定单元、以及根据爆震判定单元的判定结果对内燃机的运转状态进行控制的爆震控制单元。爆震判定单元在相对于发生时段的峰值位置处于预定范围内时判定内燃机发生爆震。信号检测单元检测爆震信号所特有的预定频率成分作为振动波形信号。

在如以上公告所述的用于内燃机的爆震控制设备中，由信号检测单元对在内燃机中发生的振动波形信号进行检测，并由发生时段检测单元和峰值位置检测单元分别检测发生时段(在该时段期间振动波形信号具有至少预定值)和峰值位置。因此，可以发现振动波形信号的发生时段中达到峰值所处的位置，据此由爆震判定单元来判定内燃机是否发生爆震，并根据该判定来控制内燃机的运转状态。当相对于发生时段的峰值位置处于预定范围内时，即，如果波形具有其中峰值位置在具有预定长度的振动波形信号的发生时段中出现得更早的形状时，将其识别为当发动机发生爆震时特有的波形。因此，在内燃机的运转状态突然改变时(例如处于过渡状态，或处于电气负载接通/关断状态等)，也可精确判定内燃机是否发生爆震，由此适当地控制内燃机的运转状态。

如日本专利早期公开号2001-227400中揭示的用于内燃机的爆震控制设备允许检测爆震特有的频率成分作为振动波形信号。但是，采用这种使得爆震特有的频率成分得到检测的技术去除了对爆震没有作用的振动成分所对应的噪声成分，结果去除了噪声成分的特征部分(例如，振动发生的时间、振动的衰减率等)。结果，如果振动归因于噪声，则可以获得与归因于爆震的振动相似的波形。在此情况下，难以将归因于爆震的振动与归因于噪声的振动区别开，并因此难以精确判定发动机是否发生爆震。然而，在日本专利早期公开号2001-227400中揭示的用于内燃机的爆震控制设备并未对这些问题给予考虑。

发明内容

本发明构思了能够精确判定发动机是否发生爆震的用于内燃机的爆震爆震判定设备等。

本发明在一个方面提供了一种用于内燃机的爆震判定设备，包括：爆震传感器，其检测所述内燃机的振动；以及运算单元，其工作以从所检测到的振动提取不包括所述内燃机的共振频率的第一频带的振动，从所检测到的振动提取包括所述第一频带和所述内燃机的所述共振频率的第二频带的振动，基于所述第二频带的所述振动，以预定曲轴转角间隔检测振动的波形，预先存储用作所述内燃机的振动波形的基准的波形，并基于所检测到的波形与所存储的波形的比较结果以及所述第一频带的所述振动的强度来判定所述内燃机是否发生爆震。

根据此构造，爆震传感器检测内燃机的振动。当发动机发生爆震时特有的振动被引发在包括内燃机的共振频率的特定频带中。但是，当发动机发生爆震时和当其未发生爆震时都可以引起内燃机的共振频率的振动。因此，从内燃机的振动提取不包括内燃机的共振频率的第一频带的振动。可以精确地提取当内燃机发生爆震时特有的振动(具体而言，其幅值)。但是，能够包括在所提取的振动中的噪声成分被去除，因此除了幅值之外的噪声成分的特征部分(例如，振动发生的时间、振动的衰减率等)被去除。结果，如果振动归因于噪声，则可以获得与归因于爆震的振动相似的波形。于是，难以将归因于爆震的振动与归因于噪声的振动彼此区别开。因此，提取包括第一频带和内燃机的共振频率的第二频带的振动。根据第二频带的振动，以预定的曲轴转角间隔检测振动的波形。这可以提供也包含噪声成分的特征部分的振动波形。将这种波形与作为基准振动波形存储的波形(例如，作为当发动机发生爆震时引起的波形存储的波形)进行比较，并根据该比较和第一频带的振动幅值来判定内燃机是否发生爆震。因此高精度地判定具有当发动机发生爆震时特有的波形和幅值的振动。于是提供了能够精确判定内燃机是否发生振动的爆震判定设备。