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WO2016125687A1 - ノック検出装置 - Google Patents

ノック検出装置 Download PDF

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WO2016125687A1
WO2016125687A1 PCT/JP2016/052564 JP2016052564W WO2016125687A1 WO 2016125687 A1 WO2016125687 A1 WO 2016125687A1 JP 2016052564 W JP2016052564 W JP 2016052564W WO 2016125687 A1 WO2016125687 A1 WO 2016125687A1
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WO
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knock
detection device
learning value
fuel injection
valve
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Inventor
智昭 堀井
木村　慎吾
高田　健司
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a knock detection device.
  • a knock detection device that supports multi-stage injection and divided injection is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the knock detection device of Patent Document 1 sets a basic knock determination period based on the ignition timing of the engine, sets a mask period corresponding to the off timing of the post-stage injection of the divided injection, and the final knock reflecting the mask period Whether or not knocking has occurred is determined during the determination period.
  • the fuel injection off timing is masked from the knock determination period to separate the fuel injection valve on / off valve noise from the knock.
  • the knock timing is determined so that the injection valve noise generation period due to the operation of the fuel injection valve does not overlap the knock determination period. Mask from period. Therefore, it is impossible to detect a knock that occurs during the mask period.
  • the intensity of the on / off valve noise of the fuel injection valve varies depending on the number of multistage injections and the cylinder. That is, with the technique disclosed in Patent Document 2, it is not possible to ensure equivalent knock detection accuracy under various conditions.
  • An object of the present invention is to provide a knock detection device that can ensure knock detection accuracy regardless of fuel injection conditions even when the injection valve noise generation period overlaps the knock determination period.
  • the present invention shows a first calculation unit that calculates a frequency component by frequency analysis of a signal output from a knock sensor that detects vibration of an internal combustion engine, and shows an average of the frequency component
  • a second calculation unit for calculating a background level, a fuel injection number indicating the number of times fuel is injected during a predetermined period in one combustion cycle, and a learning value indicating a correction amount of the frequency component are stored in association with each other.
  • a storage unit, and a knock determination unit that determines the presence or absence of knock based on a knock index indicating a ratio of a difference between each frequency component and the learning value corresponding to the number of fuel injections to the background level. It is intended to provide.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a system including an engine control unit (knock detection device) and an engine (spark ignition internal combustion engine) according to an embodiment of the present invention. It is an internal block diagram of the engine control unit shown in FIG. It is a control block diagram of the engine control unit shown in FIG. It is a figure for demonstrating the relationship between a knock sensor signal and the on-off valve noise of a fuel injection valve. It is a flowchart which shows the learning method of the on-off valve noise at the time of normal learning. It is a flowchart which shows the learning method of the on-off valve noise at the time of forced learning.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a system including an engine control unit 9 (knock detection device) and an engine 1 (spark ignition internal combustion engine) according to an embodiment of the present invention.
  • engine control unit 9 knock detection device
  • engine 1 spark ignition internal combustion engine
  • the description will be given using a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine.
  • a port injection type spark ignition internal combustion engine and a dual injection type spark ignition internal combustion engine equipped with both cylinder injection and port injection It is also applicable to.
  • the engine 1 includes a piston 2, an intake valve 3, and an exhaust valve 4.
  • the intake air passes through the air flow meter (AFM) 18 and enters the throttle valve 17, and is supplied from the collector 14, which is a branch portion, to the combustion chamber 19 of the engine 1 through the intake pipe 10 and the intake valve 3.
  • the fuel is injected and supplied from the fuel injection valve 5 to the combustion chamber 19 of the engine 1 and ignited by the ignition coil 7 and the spark plug 6.
  • the exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust pipe 11 through the exhaust valve 4.
  • the exhaust pipe 11 is provided with a three-way catalyst 12 for purifying exhaust gas.
  • the engine control unit (ECU) 9 includes a signal from the crank angle sensor 15 of the engine 1, an air amount signal from the AFM 18, a signal from the air-fuel ratio sensor 13 that detects the air-fuel ratio in the exhaust gas, and an accelerator opening sensor 20. A signal such as a degree is input.
  • the engine control unit 9 calculates the required torque to the engine from the signal of the accelerator opening sensor 20, determines the idling state, etc., calculates the intake air amount necessary for the engine 1, and calculates the opening signal corresponding to the intake air amount. 17 to output. In addition, the engine control unit 9 outputs a fuel injection signal to the fuel injection valve 5 and outputs an ignition signal to the spark plug 6.
  • the knock sensor 8 attached to the engine 1 detects abnormal noise (knocking) that occurs during abnormal combustion of the engine 1 and feedback-controls the ignition signal.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the engine control unit 9 shown in FIG.
  • the engine control unit 9 is composed of a microcomputer including an input circuit 101, an A / D converter 102, a central processing unit (CPU) 103, a ROM 104, a RAM 105, and an output circuit 106.
  • the input signal 100 is an analog signal (for example, a signal from the AFM 18, the accelerator opening sensor 20, etc.)
  • the input circuit 101 removes a noise component from the signal and outputs the signal to the A / D converter 102. Is to do.
  • the central processing unit 103 has a function of executing each control, diagnosis, and the like by fetching the A / D conversion result and executing a fuel injection control program and other control programs stored in a medium such as the ROM 104. Yes.
  • the calculation result and the A / D conversion result are temporarily stored in the RAM 105, and the calculation result is output as the control signal 107 through the output circuit 106 and used for controlling the fuel injection valve 5, the ignition coil 7, and the like. It is done.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the engine control unit 9 shown in FIG.
  • the knock control region determination unit 301 determines whether or not it is within the knock control region based on the engine speed and the engine load value.
  • Knock frequency component calculation unit 302 calculates a knock frequency component based on the knock sensor signal.
  • the knock index calculation unit 303 calculates the knock index based on the knock frequency component and the opening / closing valve noise learning value calculated by the opening / closing valve noise learning value calculation unit 306.
  • the multi-stage injection frequency calculation unit 304 calculates the multi-stage injection frequency based on parameters such as engine speed, engine load, and engine water temperature.
  • Knock sensor signal detection interval calculation unit 305 calculates a knock sensor signal detection interval based on the signal of crank angle sensor 15 input to central processing unit 103.
  • the on-off valve noise learning value calculation unit 306 calculates an on-off valve noise learning value for each number of multistage injections within the knock sensor signal detection interval.
  • the knock determination unit 307 determines the presence or absence of knock based on the knock index and the on-off valve noise learning value.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the knock sensor signal and the on-off valve noise of the fuel injection valve.
  • FIG. 4 is an example of an in-line four-cylinder engine.
  • # 1 to # 4 indicate cylinder numbers.
  • the knock sensor signal constantly vibrates due to factors other than knocking. Specifically, vibrations of the intake valve and the exhaust valve, vibrations due to opening and closing of the fuel injection valve, etc. are constantly occurring.
  • a knock sensor signal detection section (window) based on the compression top dead center is used for knock detection.
  • the knock sensor signal detection section is set so that a knock generated in the engine can be detected.
  • the knock sensor signal detection section (window) set after ignition of one cylinder (# 1) has a fuel injection valve opening / closing valve by intake stroke injection of four cylinders (# 4). Noise will enter.
  • single-stage injection single injection
  • the level of the on-off valve noise of the fuel injection valve does not change, so that it can be easily separated from the vibration generated by knocking.
  • the knock sensor signal detection section set after ignition of one cylinder (# 1) includes three cylinders in addition to the on-off valve noise of the fuel injection valve due to the intake stroke injection of four cylinders (# 4). It is considered that the fuel injection valve noise due to the compression stroke injection of (# 3) enters.
  • the number of multi-stage injections entering the knock sensor signal detection section changes, and as a result, the on-off valve noise of the fuel injection valve also changes. For this reason, when the number of multistage injections changes transiently, even if knocking actually occurs, vibration due to knocking is buried in the on-off valve noise of the fuel injection valve, and a situation where knock detection is difficult occurs.
  • the on-off valve noise of the fuel injection valve is learned and used for the knock determination.
  • the fuel injection valve on / off valve noise learning value is set for each number of injections, cylinders, and frequency, and control is performed to improve knock detection accuracy.
  • knock detection can be performed appropriately.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a learning method of on-off valve noise during normal learning.
  • the ECU 9 calculates a knock frequency component (KDL) by performing frequency analysis of the knock sensor signal in step 501.
  • KDL knock frequency component
  • KDL i is As an example, the value is 7 to 14 kHz.
  • the ECU 9 functions as a calculation unit that calculates a frequency component KDL i by performing frequency analysis on a signal output from the knock sensor 8 that detects vibration of the internal combustion engine.
  • the ECU 9 determines whether or not a knock control region is established. For example, the ECU 9 determines whether or not the measured values of the engine speed and the engine load are within a knock control region indicating a region where control for suppressing knock is performed. The ECU 9 determines that the knock control region is established when the measured values of the engine speed and the engine load are within the knock control region, and determines that the measured values of the engine speed and the engine load are outside the knock control region. It is determined that the control area is not established. Thereby, the on-off valve noise learning of the fuel injection valve can be completed before the knock control is activated. In addition, since the knock control region is not established, it is possible to perform the on-off valve noise learning under conditions where no knock occurs.
  • step 502 if it is determined that the knock control region is established, the ECU 9 proceeds to step 503 and calculates a knock index.
  • KDL i (KDL i - ⁇ i ) / BGL i (1)
  • BGL i MBGL ⁇ KDL i + (1-MBGL) ⁇ previous BGL i (2)
  • KDL i is the knock frequency component calculated in step 501.
  • BGL i is a background level.
  • BGL i is a weighted average of knock frequency component KDL i and background level BGL i at the previous frequency analysis.
  • MBGL is a weighting coefficient.
  • ⁇ i is a learning value of the on-off valve noise calculated in step 507 described later.
  • the ECU 9 functions as a calculation unit that calculates a background level BGL i indicating the average of the frequency components KDL i .
  • step 504 the ECU 9 determines whether or not there is a knock.
  • the ECU 9 determines that there is a knock, and all the knock indices KS i or any knock index KS i. Is less than a predetermined threshold TH i , it is determined that there is no knock.
  • the ECU 9 determines whether or not there is a knock based on a knock index KS i indicating the ratio of the difference between each frequency component KDL i and the learning value ⁇ i corresponding to the number of fuel injections to the background level. It functions as a part.
  • step 505 the ECU 9 determines whether or not the number of fuel injections in the knock sensor signal detection section is one. If it is determined in step 505 that the number of times of fuel injection in the knock sensor signal detection section is one, the ECU 9 does not calculate the on-off valve noise learning value of the fuel injection valve and ends.
  • step 506 the number of fuel injections in the knock sensor signal detection section is two. Determine whether or not. If it is determined in step 506 that the number of times of fuel injection in the knock sensor signal detection section is 2, the process proceeds to step 507 and is performed twice based on the knock frequency component (KDL) calculated in step 501. The learning value of the on-off valve noise at the time of injection is calculated.
  • KDL knock frequency component
  • the ECU 9 calculates the on-off valve noise learning value ⁇ i from the following equation (4).
  • the ECU 9 stores a memory by associating a fuel injection number indicating the number of times fuel is injected in a predetermined period (knock sensor signal detection section) in one combustion cycle with a learning value ⁇ i indicating a frequency component correction amount. Store in (storage unit).
  • the ECU 9 outputs a first signal output from the knock sensor 8 when the number of fuel injections is N (N: a natural number equal to or greater than 2) and a second signal output from the knock sensor 8 when the number of fuel injections is one.
  • the learning value ⁇ i is calculated on the basis of these signals, and functions as an updating unit that updates the learning value ⁇ i corresponding to the number of N injection stages stored in the storage unit to the calculated learning value.
  • the ECU 9 (update unit) may calculate the learning value ⁇ i from the frequency component of the difference between the first signal and the second signal.
  • the knock detection accuracy can be ensured regardless of the fuel injection conditions.
  • the knock determination can be performed appropriately.
  • the number of fuel injections and the learning value ⁇ i are stored in correspondence with each cylinder of the internal combustion engine, and the ECU 9 (knock determination unit) determines the presence or absence of knock based on the knock index for each cylinder of the internal combustion engine. May be.
  • the knock detection accuracy can be ensured regardless of the cylinder by accurately grasping the on-off valve noise of the fuel injection valve that is different for each cylinder.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a learning method of on-off valve noise during forced learning.
  • FIG. 6 differs from FIG. 5 in the processing in steps 606 to 610.
  • the ECU 9 performs steps 601 to 605 in the same manner as steps 501 to 505 in FIG.
  • step 605 If it is determined in step 605 that the number of fuel injections in the knock sensor signal detection section is two or more, the ECU 9 forcibly changes the number of fuel injections and calculates the on-off valve noise learning value. Specifically, the process proceeds to step 606, where the ECU 9 forcibly changes the number of fuel injections in the knock sensor signal detection section to two.
  • step 607 based on the knock frequency component (KDL) calculated in step 601, the ECU 9 calculates an on-off valve noise learning value at the time of the second injection.
  • KDL knock frequency component
  • the ECU 9 proceeds to step 608 and forcibly changes the number of fuel injections in the knock sensor signal detection section to 3 times.
  • step 609 based on the knock frequency component (KDL) calculated in step 601, the ECU 9 calculates an on-off valve noise learning value for the third injection.
  • KDL knock frequency component
  • step 610 when the calculation of the on-off valve noise learning value is completed due to the forced change of the number of times of fuel injection in the knock sensor signal detection section, the forced learning based on the change of the number of times of fuel injection is terminated.
  • the ECU 9 functions as a changing unit that forcibly changes the number of fuel injections to N times regardless of the operating state of the internal combustion engine when the number of fuel injections is one.
  • the number of injections is forcibly changed during multi-stage injection, and the on-off valve noise learning of the fuel injection valve is performed. Therefore, the calculation of the on-off valve noise learning value is completed before the knock control is activated. Can do.
  • the ECU 9 may determine whether or not the fuel injection valve is in a half lift state.
  • the ECU 9 (update unit) corrects the number of times of fuel injection by subtracting the number of times that the fuel injection valve is in a half lift state from the number of times of fuel injection when the number of times of fuel injection is N times.
  • fuel injection with a small valve opening noise can be excluded when calculating the valve opening / closing valve noise learning value of the fuel injection valve, so that a more accurate opening / closing valve noise learning value can be calculated.
  • the ECU 9 may not update the learning value ⁇ i when it is determined that the fuel injection valve is in a half lift state. Thereby, since the learning value update when the valve opening noise is small as in the half lift state can be masked, an accurate on-off valve noise learning value can be calculated.
  • the intensity of the on-off valve noise of the fuel injection valve varies depending on whether the fuel pressure is low or high. Specifically, when the fuel pressure is low, when the fuel injection valve is opened, the reaction force due to the fluid (fuel) is small, so the valve opening operation becomes faster, and the collision with the stopper on the valve opening side The force is strong and the noise of valve opening increases. When the fuel injection valve is closed, the pressure applied to the fuel injection valve is small, so that the valve closing operation is delayed, the collision force when the valve body is seated is weak, and the valve closing noise is reduced.
  • the ECU 9 may calculate the learning value ⁇ i from at least one of the valve opening noise and the valve closing noise of the fuel injection valve.
  • the on / off valve noise learning is performed based on the characteristics of the noise intensity of the valve opening and closing depending on conditions, so that the on / off valve noise learning value can be calculated with high accuracy.
  • the ECU 9 may correct the learning value ⁇ i according to the fuel pressure measured by the fuel pressure sensor 21.
  • the knock frequency component is calculated using Fourier transform during frequency analysis, but other transforms such as Walsh transform may be used.
  • the background level BGL i weighted average of the knock frequency component KDL i and the previous background level BGL i at frequency analysis may be another average (smoothed value).

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Abstract

　噴射弁ノイズ発生期間がノック判定期間に重なっていても燃料噴射の条件にかかわらずノック検出精度を確保することができるノック検出装置を提供する。　ＥＣＵ９は、内燃機関の振動を検出するノックセンサから出力される信号を周波数分析して周波数成分を算出する（５０１）。ＥＣＵ９は、周波数成分の平均を示す バックグラウンドレベルを算出する（５０３）。ＥＣＵ９は、１燃焼サイクル中の所定期間に燃料が噴射される回数を示す燃料噴射回数と周波数成分の補正量を示す学習値とを対応づけて記憶する（５０７）。ＥＣＵ９は、それぞれの周波数成分と燃料噴射回数に対応する学習値との差分のバックグラウンドレベルに対する比を示すノック指数に基づいて（５０３）、ノックの有無を判定する（５０４）。

Description

ノック検出装置
　本発明は、ノック検出装置に関する。
　多段噴射、分割噴射時に対応したノック検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のノック検出装置は、エンジンの点火時期に基づいて基本となるノック判定期間を設定し、分割噴射の後段噴射のオフタイミングに対応してマスク期間を設定、マスク期間を反映した最終ノック判定期間においてノック発生の有無を判定している。この技術は、燃料噴射のオフタイミングをノック判定期間からマスクすることにより、燃料噴射弁の開閉弁ノイズとノックを分離させるようにしたものである。
　また、ノック無し状態のときに燃料噴射弁の動作による開閉弁ノイズの強度を学習し、開閉弁ノイズの強度の学習値に基づいてノック判定値を算出し、ノック判定を実施するノック検出装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６－２０７４９１号公報 特開２０１３－１５１０５号公報
　上記特許文献１に開示されるような技術では、ノック検出精度を向上させるため、燃料噴射弁の動作による噴射弁ノイズ発生期間がノック判定期間と重ならないように、燃料噴射のオフタイミングをノック判定期間からマスクする。そのため、マスク期間中に発生したノックを検出することができない。
　一方、上記特許文献２に開示されるような技術では、ノック検出精度を向上させるため、ノック無し状態のときに燃料噴射弁の動作による開閉弁ノイズを学習し、学習値に基づいてノック判定値を算出するようにしている。しかし、燃料噴射の条件により学習値を切替えることは実施していない。
　ここで、燃料噴射弁の開閉弁ノイズの強度は多段噴射回数や気筒によって異なる。すなわち、特許文献２に開示されるような技術では、各種条件で同等のノック検出精度を確保することはできない。
　本発明の目的は、噴射弁ノイズ発生期間がノック判定期間に重なっていても燃料噴射の条件にかかわらずノック検出精度を確保することができるノック検出装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の振動を検出するノックセンサから出力される信号を周波数分析して周波数成分を算出する第１の算出部と、前記周波数成分の平均を示すバックグラウンドレベルを算出する第２の算出部と、１燃焼サイクル中の所定期間に燃料が噴射される回数を示す燃料噴射回数と前記周波数成分の補正量を示す学習値とを対応づけて記憶する記憶部と、それぞれの前記周波数成分と前記燃料噴射回数に対応する前記学習値との差分の前記バックグラウンドレベルに対する比を示すノック指数に基づいて、ノックの有無を判定するノック判定部と、を備えるようにしたものである。
　本発明によれば、噴射弁ノイズ発生期間がノック判定期間に重なっていても燃料噴射の条件にかかわらずノック検出精度を確保することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニット（ノック検出装置）とエンジン（火花点火内燃機関）を含むシステムの基本構成図である。 図１に示すエンジンコントロールユニットの内部構成図である。 図１に示すエンジンコントロールユニットの制御ブロック図である。 ノックセンサ信号と燃料噴射弁の開閉弁ノイズの関係を説明するための図である。 通常学習時の開閉弁ノイズの学習方法を示すフローチャートである。 強制学習時の開閉弁ノイズの学習方法を示すフローチャートである。
　以下、図面を用いて本発明の一実施形態によるノック検出装置の構成及び動作を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を表す。
　最初に、図１を用いて、ノック検出装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニット９（ノック検出装置）とエンジン１（火花点火内燃機関）を含むシステムの基本構成図である。本説明では以下、筒内噴射式火花点火内燃機関を用いて説明を進めていくが、ポート噴射式火花点火内燃機関や、筒内噴射とポート噴射の両方を備えたデュアル噴射式火花点火内燃機関においても適用可能である。
　図１に示すように、エンジン１には、ピストン２、吸気バルブ３、排気バルブ４が備えられる。吸気は、空気流量計（ＡＦＭ）１８を通過して絞り弁１７に入り、分岐部であるコレクタ１４から吸気管１０、吸気バルブ３を介してエンジン１の燃焼室１９に供給される。燃料は、燃料噴射弁５から、エンジン１の燃焼室１９に噴射供給され、点火コイル７、点火プラグ６で点火される。
　燃焼後の排気ガスは排気バルブ４を介して排気管１１に排出される。排気管１１には排気ガス浄化のための三元触媒１２が備えられている。エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９には、エンジン１のクランク角度センサ１５の信号、ＡＦＭ１８の空気量信号、排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサ１３の信号、アクセル開度センサ２０のアクセル開度等の信号が入力される。
　エンジンコントロールユニット９はアクセル開度センサ２０の信号からエンジンへの要求トルクの算出、アイドル状態の判定等を行ない、エンジン１に必要な吸入空気量を算出し、それに見合った開度信号を絞り弁１７に出力する。また、エンジンコントロールユニット９は、燃料噴射弁５へ燃料噴射信号を出力し、点火プラグ６へ点火信号を出力する。
　エンジン１に取り付けられたノックセンサ８は、エンジン１の異常燃焼時に発生する異音（ノッキング）を検出し、点火信号をフィードバック制御している。
　次に、図２を用いて、エンジンコントロールユニット９の内部構成を説明する。図２は、図１に示すエンジンコントロールユニット９の内部構成図である。
　エンジンコントロールユニット９は、入力回路１０１、Ａ／Ｄ変換部１０２、中央演算部（ＣＰＵ）１０３、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、および出力回路１０６を含んだマイクロコンピュータにより構成されている。入力回路１０１は、入力信号１００がアナログ信号の場合（例えば、ＡＦＭ１８、アクセル開度センサ２０等からの信号）、信号からノイズ成分の除去等を行い、当該信号をＡ／Ｄ変換部１０２に出力するためのものである。
　中央演算部１０３は、Ａ／Ｄ変換結果を取り込み、ＲＯＭ１０４等の媒体に記憶された、燃料噴射制御プログラムやその他の制御プログラムを実行することによって、各制御及び診断等を実行する機能を備えている。なお演算結果、及び、前記Ａ／Ｄ変換結果は、ＲＡＭ１０５に一時保管されるとともに、演算結果は、出力回路１０６を通じて制御信号１０７として出力され、燃料噴射弁５、点火コイル７等の制御に用いられる。
　次に、図３を用いて、エンジンコントロールユニット９の制御を説明する。図３は、図１に示すエンジンコントロールユニット９の制御ブロック図である。
　ノック制御領域判定部３０１は、エンジン回転数、エンジン負荷値に基づいて、ノック制御領域内であるか否か判定する。ノック周波数成分算出部３０２は、ノックセンサ信号に基づいて、ノック周波数成分を算出する。ノック制御領域内であると判定された場合、ノック指数算出部３０３は、ノック周波数成分及び開閉弁ノイズ学習値算出部３０６で算出される開閉弁ノイズ学習値に基づいてノック指数を算出する。
　多段噴射回数算出部３０４は、エンジン回転数、エンジン負荷およびエンジン水温等のパラメータに基づいて多段噴射回数を算出する。ノックセンサ信号検出区間算出部３０５は、中央演算部１０３に入力されたクランク角度センサ１５の信号を基づいて、ノックセンサ信号検出区間を算出する。
　開閉弁ノイズ学習値算出部３０６は、ノック制御領域外であると判定された場合、ノックセンサ信号検出区間内における多段噴射回数毎に開閉弁ノイズ学習値を算出する。
　ノック判定部３０７は、ノック指数と開閉弁ノイズ学習値に基づいて、ノック有無の判定を実施する。
　次に、図４を用いて、ノックセンサ信号と燃料噴射弁の開閉弁ノイズの関係を説明する。図４は、ノックセンサ信号と燃料噴射弁の開閉弁ノイズの関係を説明するための図である。なお、図４は、直列４気筒エンジンの例である。図４において、＃１～＃４は気筒番号を示す。
　ノックセンサが正常でありエンジンに異常燃焼によるノッキングが発生した場合、燃焼後の圧縮上死点付近にてノックセンサ信号にノック波形が発生する。
　一方、エンジン回転中、ノックセンサ信号には、ノッキング以外の要因による振動が常時発生している。具体的には、吸気バルブ及び排気バルブの振動、燃料噴射弁の開閉による振動などが常時発生している。
　ノック制御ではノック検出のために、圧縮上死点を基準としたノックセンサ信号検出区間（ウィンドウ）が用いられる。ここで、ノックセンサ信号検出区間は、エンジンにて発生したノックが検出できるように設定される。
　単段噴射（１回噴射）の場合、１気筒（＃１）の点火後に設定したノックセンサ信号検出区間（ウィンドウ）には、４気筒（＃４）の吸気行程噴射による燃料噴射弁の開閉弁ノイズが入ることになる。単段噴射（１回噴射）が継続した場合には燃料噴射弁の開閉弁ノイズのレベルは変化しないため、ノッキングにより発生する振動との分離は容易である。
　一方、多段噴射の場合、１気筒（＃１）の点火後に設定したノックセンサ信号検出区間には、４気筒（＃４）の吸気行程噴射による燃料噴射弁の開閉弁ノイズの他に、３気筒（＃３）の圧縮行程噴射による燃料噴射弁の開閉弁ノイズが入ることが考えられる。
　また設定された多段噴射回数や運転条件によっては、ノックセンサ信号検出区間に入る多段噴射回数が変化するため、結果的に燃料噴射弁の開閉弁ノイズも変化することになる。このため、多段噴射回数が過渡的に変化した場合、実際にノッキングが発生しても、ノッキングによる振動が燃料噴射弁の開閉弁ノイズに埋もれ、ノック検出が困難な状況が発生する。
　本実施形態ではノック検出精度を確保するため、燃料噴射弁の開閉弁ノイズを学習し、ノック判定に使用することにした。また燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習値は、噴射回数、気筒、周波数毎に設定し、ノック検出精度の向上を狙う制御とした。
　これにより、単段噴射（１回噴射）や多段噴射により、ノックセンサ信号検出区間に入る燃料噴射弁の開閉弁ノイズが変化した際にも、ノック検出を適切に行うことが可能となる。
　次に、図５用いて、燃料噴射弁５の開閉弁ノイズの第1の学習方法を説明する。図５は、通常学習時の開閉弁ノイズの学習方法を示すフローチャートである。
　図５に示すように、本ルーチンが起動されると、まず、ステップ５０１でノックセンサ信号を周波数分析することにより、ＥＣＵ９は、ノック周波数成分（ＫＤＬ）を算出する。例えば、ＥＣＵ９は、フーリエ変換を用いて、ノックセンサ信号を構成する正弦波の周波数を示すノック周波数成分ＫＤＬｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）を算出する。ＫＤＬｉは、
一例として、７～１４ｋＨｚの値である。
　ここで、ＥＣＵ９は、内燃機関の振動を検出するノックセンサ８から出力される信号を周波数分析して周波数成分ＫＤＬｉを算出する算出部として機能する。
　この後、ステップ５０２において、ＥＣＵ９は、ノック制御領域が成立しているかどうか判定する。例えば、ＥＣＵ９は、エンジン回転数及びエンジン負荷の測定値が、ノックを抑制する制御を行う領域を示すノック制御領域内にあるか否かを判定する。ＥＣＵ９は、エンジン回転数及びエンジン負荷の測定値がノック制御領域内の場合、ノック制御領域が成立していると判定し、エンジン回転数及びエンジン負荷の測定値がノック制御領域外の場合、ノック制御領域が成立していないと判定する。これにより、ノック制御が起動する前に、燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習を完了することができる。またノック制御領域が不成立であるため、ノック発生の無い条件で開閉弁ノイズ学習を実施することが可能となる。
　このステップ５０２で、ＥＣＵ９は、ノック制御領域が成立していると判定された場合には、ステップ５０３へ進み、ノック指数を算出する。
　例えば、ＥＣＵ９は、次の式（１）、（２）からノック指数ＫＳｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）を算出する。
　KSi=（KDLi－αi）/BGLi　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （１）
　BGLi=MBGL×KDLi+(1-MBGL)×前回のBGLi　　　　　　　　　　　（２）
　ここで、ＫＤＬｉはステップ５０１で算出されたノック周波数成分である。ＢＧＬｉは、バックグラウンドレベルであり、一例として、ノック周波数成分ＫＤＬｉと前回の周波数分析時のバックグラウンドレベルＢＧＬｉの加重平均である。ＭＢＧＬは重み付け係数である。αiは、後述するステップ５０７で算出される開閉弁ノイズの学習値である。
　ＥＣＵ９は、周波数成分ＫＤＬｉの平均を示すバックグラウンドレベルＢＧＬｉを算出する算出部として機能する。
　ステップ５０４において、ＥＣＵ９は、ノック有無の判定を実施する。
　例えば、ＥＣＵ９は、すべてのノック指数ＫＳｉ若しくはいくつかのノック指数ＫＳｉがそれぞれ所定の閾値ＴＨｉ以上の場合、ノック有と判定し、すべてのノック指数ＫＳｉ若しくはいずれかのノック指数ＫＳｉが所定の閾値ＴＨｉ未満の場合、ノックなしと判定する。
　ここで、ＥＣＵ９は、それぞれの周波数成分ＫＤＬｉと燃料噴射回数に対応する学習値αiとの差分のバックグラウンドレベルに対する比を示すノック指数ＫＳｉに基づいて、ノックの有無を判定するノック判定部として機能する。
　前記ステップ５０２で、ノック制御領域が不成立していると判定された場合には、ステップ５０５において、ＥＣＵ９は、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が１回であるかどうか判定する。このステップ５０５で、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が１回であると判定された場合には、ＥＣＵ９は、燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習値は算出せず、終了となる。
　一方、前記ステップ５０５で、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が２回以上であると判定された場合には、ステップ５０６において、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が２回であるかどうか判定する。このステップ５０６で、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が２回であると判定された場合には、ステップ５０７へ進み、ステップ５０１で算出したノック周波数成分（ＫＤＬ）を基に、２回噴射時の開閉弁ノイズ学習値を算出する。
　なお、本フローチャートは２回噴射までの記載となっているが、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が３回、４回、５回と増加した際にも同様の処理を実施し、燃料噴射回数毎の開閉弁ノイズ学習値を算出する。
　例えば、ＥＣＵ９は、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が１回のときのノックセンサ信号を周波数分析して、周波数成分ＫＤＬｉ １（ｉ＝１、２、…、ｎ）を算出し、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数がp回（p：２以上の自然数）のときのノックセンサ信号を周波数分析することにより、周波数成分ＫＤＬｉ p（ｉ＝１、２、…、ｎ）を算出したとする。
　この場合、ＥＣＵ９は、次の式（４）から開閉弁ノイズ学習値αiを算出する。
　αi=KDLi p－KDLi l　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
　ノックセンサ信号を周波数分析することにより、燃料噴射弁の開閉弁ノイズとノックによる振動を切り分けることができ、より精度よくノック検出が可能となる。また、通常制御中に燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習を行なうため、排気性能の悪化や運転性への跳ね返りが無く、開閉弁ノイズ学習値を算出することができる。
　ここで、ＥＣＵ９は、１燃焼サイクル中の所定期間（ノックセンサ信号検出区間）に燃料が噴射される回数を示す燃料噴射回数と周波数成分の補正量を示す学習値αiとを対応づけてメモリ（記憶部）に記憶する。
　ＥＣＵ９は、燃料噴射回数がＮ回（Ｎ：２以上の自然数）のときにノックセンサ８から出力される第１の信号と燃料噴射回数が１回のときにノックセンサ８から出力される第２の信号とに基づいて学習値αiを算出し、記憶部に記憶されたＮ回の噴射段数に対応する学習値αiを、算出された学習値に更新する更新部として機能する。ＥＣＵ９は（更新部）は、第１の信号と第２の信号の差分の周波数成分から学習値αiを算出してもよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、噴射弁ノイズ発生期間がノック判定期間に重なっていても燃料噴射の条件にかかわらずノック検出精度を確保することができる。
　すなわち、燃料噴射弁の開弁および閉弁の振動をノックセンサ信号検出区間内の噴射回数に応じて学習し、開閉弁ノイズ学習値をノック判定に反映することができる。そのため、内燃機関の運転条件の変化によってノックセンサ信号検出区間内の噴射回数が増加し、燃料噴射弁の開閉弁ノイズが大きくなった状態をノック発生と誤判定することが防止できる。
　また、設定噴射回数の変化や燃料噴射時期の変化により、燃料噴射弁の開閉弁ノイズがノックセンサ信号検出区間から出るときや、ノックセンサ信号検出区間へ入るときのような過渡的な変化においても、燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習値を噴射回数毎に計算するため、ノック判定を適切に実施することができる。
　（第1の変形例）
　ノックセンサの取り付け位置と燃料噴射弁の距離は、気筒毎に異なっているため、同じレベルの開閉弁ノイズが発生した場合でも、ノックセンサが検知する燃料噴射弁の開閉弁ノイズは気筒毎に差が生じる。
　そこで、内燃機関の気筒毎に、燃料噴射回数と学習値αiと対応づけて記憶し、ＥＣＵ９（ノック判定部）は、内燃機関の気筒毎のノック指数に基づいて、ノックの有無を判定してもよい。
　本変形例によれば、気筒毎に異なっている燃料噴射弁の開閉弁ノイズを正確に把握することで、ノック検出精度を気筒によらず確保することができる。
　（第２の変形例）
　次に、図６を用いて、第２の学習方法を説明する。図６は、強制学習時の開閉弁ノイズの学習方法を示すフローチャートである。図６では、図５と比較してステップ６０６～ステップ６１０の処理が異なる。
　ＥＣＵ９は、図５のステップ５０１～５０５と同様に、ステップ６０１～６０５の処理を行う。
　ステップ６０５で、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数が２回以上であると判定された場合には、ＥＣＵ９は、燃料噴射回数を強制的に変更し、開閉弁ノイズ学習値を算出する。具体的には、ステップ６０６へ進み、ＥＣＵ９は、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数を、２回へ強制的に変更する。
　ステップ６０７にて、ステップ６０１で算出したノック周波数成分（ＫＤＬ）を基に、ＥＣＵ９は、２回噴射時の開閉弁ノイズ学習値を算出する。
　ＥＣＵ９は、ステップ６０８へ進み、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数を、３回へ強制的に変更する。
　ステップ６０９にて、ステップ６０１で算出したノック周波数成分（ＫＤＬ）を基に、ＥＣＵ９は、３回噴射時の開閉弁ノイズ学習値を算出する。
　ステップ６１０にて、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数の強制変更による、開閉弁ノイズ学習値の算出が終了した場合には、燃料噴射回数の変更による強制学習を終了する。
　なお、本フローチャートは３回噴射までの記載となっているが、ノックセンサ信号検出区間内の燃料噴射回数を強制的に４回、５回と増加した際にも同様の処理を実施し、燃料噴射回数毎の開閉弁ノイズ学習値を算出する。
　ここで、ＥＣＵ９は、燃料噴射回数が１回のときに、内燃機関の運転状態にかかわらず、燃料噴射回数をＮ回に強制的に変更する変更部として機能する。
　本変形例によれば、多段噴射時に強制的に噴射回数を変更し、燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習を行なうため、ノック制御が起動する前に、開閉弁ノイズ学習値の算出を完了することができる。
　（第３の変形例）
　一般的に多段噴射時には、要求噴射量を分割し燃料噴射を行なうため、１回当たりの燃料噴射量は小さくなり、燃料噴射弁は開弁動作の完了前に閉弁を開始する、ハーフリフト状態での燃料噴射となる。ハーフリフト状態では、開弁動作完了前に閉弁を開始するため、開弁側のストッパへの衝突が無く、開弁時のノイズも発生しない。
　そこで、ＥＣＵ９は、燃料噴射弁がハーフリフトの状態であるか否かを判定してもよい。ＥＣＵ９（更新部）は、燃料噴射回数がＮ回のときに、燃料噴射回数から燃料噴射弁がハーフリフトの状態である回数を減算することにより、燃料噴射回数を補正する。
　本変形例によれば、燃料噴射弁の開閉弁ノイズ学習値の算出時に、開弁ノイズが小さい燃料噴射を除外することができるため、より正確な開閉弁ノイズ学習値を算出することができる。
　なお、ＥＣＵ９（更新部）は、燃料噴射弁がハーフリフトの状態であると判定された場合、学習値αiを更新しないようにしてもよい。これにより、ハーフリフト状態のように、開弁ノイズが小さい場合の学習値更新をマスクできるため、正確な開閉弁ノイズ学習値を算出することができる。
　（第４の変形例）
　燃料圧力については、燃料圧力が低圧であるか高圧であるかによって、燃料噴射弁の開閉弁ノイズの強度が異なる。具体的には、燃料圧力が低圧である場合、燃料噴射弁が開弁する際には、流体（燃料）による反力が小さいために開弁動作が速くなり、開弁側のストッパへの衝突力が強く、開弁のノイズが大きくなる。燃料噴射弁が閉弁する際には、燃料噴射弁に掛かる圧力が小さいために閉弁動作が遅くなり、弁体着座時の衝突力が弱く、閉弁のノイズが小さくなる。
　一方、燃料圧力が高圧である場合、燃料噴射弁が開弁する際には、流体（燃料）による反力が大きいために開弁動作が遅くなり、開弁側のストッパへの衝突力が弱く、開弁のノイズが小さくなる。燃料噴射弁が閉弁する際には、燃料噴射弁に掛かる圧力が大きく閉弁動作が速くなり、弁体着座時の衝突力が強く、閉弁のノイズが大きくなる。
　そこで、ＥＣＵ９（更新部）は、燃料噴射弁の開弁ノイズ及び閉弁ノイズのうち少なくとも１つから学習値αiを算出してもよい。
　本変形例によれば、条件によって異なる開弁と閉弁のノイズ強度の特徴に基づいて、開閉弁ノイズ学習を行うため、精度よく開閉弁ノイズ学習値を算出することができる。
　（第５の変形例）
　ＥＣＵ９は、燃料圧力センサ２１で測定された燃料圧力に応じて、学習値αiを補正してもよい。
　本変形例によれば、燃料圧力の変化に伴う燃料噴射弁の開閉弁ノイズの強度変化を補正することが可能となり、燃料圧力が変化した場合でも、ノック検出精度を確保することができる。
　以上、本発明の一実施形態について、詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
　上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
　上記実施形態では、周波数分析時にフーリエ変換を用いてノック周波数成分を算出しているが、ウォルシュ変換など他の変換を用いてもよい。
　上記実施形態では、バックグラウンドレベルＢＧＬｉをノック周波数成分ＫＤＬｉと前回の周波数分析時のバックグラウンドレベルＢＧＬｉの加重平均としたが、他の平均（なまし値）であってもよい。
１…エンジン
２…ピストン
３…吸気バルブ
４…排気バルブ
５…燃料噴射弁
６…点火プラグ
７…点火コイル
８…ノックセンサ
９…ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
１０…吸気管
１１…排気管
１２…三元触媒
１３…空燃比センサ
１４…コレクタ
１５…クランク角度センサ
１６…シグナルプレート
１７…絞り弁
１８…ＡＦＭ
１９…燃焼室
２０…アクセル開度センサ
２１…燃料圧力センサ

Claims (12)

  1. 　内燃機関の振動を検出するノックセンサから出力される信号を周波数分析して周波数成分を算出する第１の算出部と、
    　前記周波数成分の平均を示すバックグラウンドレベルを算出する第２の算出部と、
    　１燃焼サイクル中の所定期間に燃料が噴射される回数を示す燃料噴射回数と前記周波数成分の補正量を示す学習値とを対応づけて記憶する記憶部と、
    　それぞれの前記周波数成分と前記燃料噴射回数に対応する前記学習値との差分の前記バックグラウンドレベルに対する比を示すノック指数に基づいて、ノックの有無を判定するノック判定部と、
    　を備えることを特徴とするノック検出装置。
  2. 　請求項１に記載のノック検出装置であって、
    　前記記憶部は、
    　前記内燃機関の気筒毎に、前記燃料噴射回数と前記学習値と対応づけて記憶し、
    　前記ノック判定部は、
    　前記内燃機関の気筒毎のノック指数に基づいて、ノックの有無を判定する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  3. 　請求項１に記載のノック検出装置であって、
    　前記記憶部は、
    　前記周波数成分毎に、前記燃料噴射回数と前記学習値と対応づけて記憶し、
    　前記ノック判定部は、
    　前記周波数成分毎のノック指数に基づいて、ノックの有無を判定する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  4. 　請求項１に記載のノック検出装置であって、
    　前記燃料噴射回数がＮ回（Ｎ：２以上の自然数）のときに前記ノックセンサから出力される第１の信号と前記燃料噴射回数が１回のときに前記ノックセンサから出力される第２の信号とに基づいて前記学習値を算出し、前記記憶部に記憶されたＮ回の前記噴射段数に対応する前記学習値を、算出された前記学習値に更新する更新部をさらに備える
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  5. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　前記更新部は、
    　前記第１の信号の周波数成分と前記第２の信号の周波数成分の差分から前記学習値を算出する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  6. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　前記更新部は、
    　前記第１の信号と前記第２の信号の差分の周波数成分から前記学習値を算出する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  7. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　前記燃料噴射回数が１回のときに、前記内燃機関の運転状態にかかわらず、前記燃料噴射回数をＮ回に強制的に変更する変更部をさらに備える
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  8. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　燃料噴射弁がハーフリフトの状態であるか否かを判定するリフト判定部をさらに備え、
    　前記更新部は、
    　前記燃料噴射回数がＮ回のときに、前記燃料噴射回数から燃料噴射弁がハーフリフトの状態である回数を減算することにより、前記燃料噴射回数を補正する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  9. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　前記更新部は、
    　燃料噴射弁の開弁ノイズ及び閉弁ノイズのうち少なくとも１つから前記学習値を算出する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  10. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　燃料噴射弁がハーフリフトの状態であるか否かを判定するリフト判定部をさらに備え、
    　前記更新部は、
    　燃料噴射弁がハーフリフトの状態であると判定された場合、前記学習値を更新しない
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  11. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　前記内燃機関の回転数及び負荷がノックを抑制する制御を行う領域を示すノック制御領域内にあるか否かを判定するノック制御領域判定部をさらに備え、
    　前記更新部は、
    　前記内燃機関の回転数及び負荷が前記ノック制御領域外の場合、前記学習値を更新する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
  12. 　請求項４に記載のノック検出装置であって、
    　前記更新部は、
    　燃料圧力に応じて、前記学習値を補正する
    　ことを特徴とするノック検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018044294A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 General Electric Company System and method for determining the timing of an engine event
CN111771050B (zh) * 2018-02-26 2022-03-01 日立安斯泰莫株式会社 燃料喷射控制装置、燃料喷射控制方法
US11204011B2 (en) * 2018-05-21 2021-12-21 Ford Global Technologies, Llc Method and system for variable displacement engine knock control
US10746153B2 (en) * 2018-05-21 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system for adjusting engine knock background noise of a variable displacement engine
DE102018115305B3 (de) * 2018-06-26 2019-10-24 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Angleichen eines Einspritzverhaltens von Injektoren eines Verbrennungsmotors, Motorsteuergerät und Verbrennungsmotor
WO2020184073A1 (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 ヤマハ発動機株式会社 ストラドルドビークルエンジンユニット、及びストラドルドビークル
CN112051068B (zh) * 2019-06-05 2024-07-30 日立安斯泰莫株式会社 发动机的爆震检测方法、系统、设备和介质
JP7094317B2 (ja) * 2020-03-31 2022-07-01 本田技研工業株式会社 燃料噴射制御装置
CN116037301B (zh) * 2023-03-07 2023-06-13 北京博数智源人工智能科技有限公司 一种火电站磨煤机爆燃故障位置识别方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299579A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Denso Corp 内燃機関のノック検出装置
JP2006307709A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Motor Corp 内燃機関のノッキング判定装置
JP2009052466A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Toyota Motor Corp ノッキング検出装置
JP2009085013A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2012154228A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関のノック制御装置
JP2012241554A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006207491A (ja) 2005-01-28 2006-08-10 Denso Corp 多気筒内燃機関のノック検出装置
JP2009209865A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Denso Corp ノック検出系異常診断置
JP5508834B2 (ja) * 2009-12-22 2014-06-04 日産自動車株式会社 内燃機関のノック判定装置
JP5333195B2 (ja) * 2009-12-24 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関ノック判定装置及び内燃機関ノック制御装置
JP2013015105A (ja) 2011-07-05 2013-01-24 Denso Corp 内燃機関のノック判定装置
JP5546595B2 (ja) * 2012-08-07 2014-07-09 三菱電機株式会社 内燃機関のノック制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299579A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Denso Corp 内燃機関のノック検出装置
JP2006307709A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Motor Corp 内燃機関のノッキング判定装置
JP2009052466A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Toyota Motor Corp ノッキング検出装置
JP2009085013A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2012154228A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関のノック制御装置
JP2012241554A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置

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