BRPI0816201B1 - dispositivo de determinação de batida e método de determinação de batida para motor de combustão interna - Google Patents

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE DETERMINAÇÃO DE BATIDA E MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE BATIDA PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (73) Titular: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA. Endereço: 1, Toyota, Cho, Toyota-shi, Aichi-Ken 471-8571, JAPÃO(JP) (72) Inventor: RIHITO KANEKO; KENJI KASASHIMA; MASATOMO YOSHIHARA; KENJI SENDA; NORIHITO HANAI; YASUHIRO YAMASAKO; YUICHI TAKEMURA.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 27/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 27/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE DETERMINAÇÃO DE BATIDA E MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE BATIDA PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA.

Campo técnico

A presente invenção refere-se à determinação de batida em um motor de combustão interna e, mais especificamente, a uma técnica para determinar se o motor bate, com base nas formas de onda de vibração do motor de combustão interna.

Técnica precedente

Convencionalmente, vários métodos foram propostos para detectar a batida (pancada) que ocorre em um motor de combustão interna. Por meio de exemplo, existe uma técnica para determinação da geração da batida quando a intensidade da vibração no motor de combustão interna é maior do que um valor de limiar. Mesmo quando o motor não está batendo, entretanto, a intensidade do ruído, tal como vibração experimentada quando uma válvula de entrada ou uma válvula de exaustão fecha, pode ser maior do que o valor de limiar. Em um tal caso, a determinação falsa que a batida ocorreu pode ser feita, embora realmente a batida não tenha ocorrido. Portanto, uma técnica foi proposta na qual a determinação da batida do motor é feita com base em um resultado da comparação entre um modelo de forma de onda de batida predeterminada e uma forma de onda de vibração detectada, de modo a considerar características diferentes da intensidade, tais como a razão de atenuação e o ângulo da manivela no qual a vibração ocorre.

A Patente Japonesa Aberta à inspeção pública N- 2006-226967 revela um dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna, determinando se a batida ocorreu ou não com alta precisão. O dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna inclui recurso para detectar a vibração do motor de combustão interna, recurso de extração para extrair a vibração em uma faixa de frequência de pelo menos um dos terceiro e quarto modos de ressonância tangencial no cilindro do motor de combustão interna a partir da vibração detectada e recur2 so de determinação para determinar se a batida ocorreu no motor de combustão interna, com base na vibração extraída.

No dispositivo de determinação da batida revelado no pedido aberto à inspeção pública mencionado acima, a vibração na faixa de frequência de pelo menos um dos terceiro e quarto modos de ressonância tangencial, que são modos de ressonância típicos detectados particularmente no momento da batida, é extraída da vibração do motor de combustão interna e, portanto, a vibração envolvendo menos ruído exceto a batida pode ser extraída. A saber, a característica de vibração da geração da batida pode ser extraída com alta precisão. Se a batida ocorreu ou não é determinado com base na vibração. Como resultado, um dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna que pode determinar se a batida ocorreu ou não com alta precisão pode ser proporcionado.

A faixa de frequência representativa que envolve a vibração detectada particularmente no momento da batida inclui faixas de frequência do primeiro, segundo, terceiro e quarto modos de ressonância tangencial. Entre essas faixas de frequência, algumas faixas de frequência são muito suscetíveis à superposição da vibração particular na batida, enquanto outras faixas de frequência são menos suscetíveis. Por meio de exemplo, a vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial é relativamente suscetível à superposição da vibração particular na batida. É observado, entretanto, que a faixa de frequência do primeiro modo tangencial também tende a ser muito influenciada pelo ruído exceto pela batida.

Quando a vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial é removida como no dispositivo de determinação da batida revelado no pedido apresentado aberto mencionado acima, ocorre que a faixa de frequência muito suscetível à superposição da vibração particular na batida é removida e, portanto, a falsa determinação da batida possivelmente ocorre. Além do que, a falsa determinação da batida pode também ocorrer se a influência da faixa de frequência do primeiro modo tangencial é significativa na determinação de se a batida ocorreu ou não.

Descrição da Invenção

Um objetivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de determinação da batida e um método de determinação da batida para um motor de combustão interna que pode reduzir a falsa determinação da batida.

De acordo com um aspecto, a presente invenção proporciona um dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna, incluindo: uma unidade de detecção detectando a vibração do motor de combustão interna e uma unidade de determinação conectada na unidade de detecção. A unidade de determinação extrai, da vibração detectada, vibrações de uma pluralidade de faixas de frequência predeterminadas correspondendo com a batida, respectivamente; muda os pesos para intensidades das vibrações extraídas da pluralidade de faixas de frequência, tal que a influência do ruído, exceto da batida, é reduzida; detecta uma forma de onda da vibração de um intervalo de ângulo da manivela predeterminado com base na intensidade das vibrações da pluralidade de faixas de frequência e determina se a batida ocorreu ou não no motor de combustão interna usando a forma de onda da vibração detectada.

De acordo com a presente invenção, a unidade de determinação muda os pesos entre intensidades de vibração da pluralidade extraída de faixas de frequência tal que a influência do ruído, exceto da batida, é reduzida. Por meio de exemplo, se o peso para a vibração em uma faixa de frequência (por exemplo, faixa de frequência do primeiro modo tangencial) que é muito influenciado pela superposição do ruído, exceto da batida, e suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida é determinado menor, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida. Dessa maneira, a falsa determinação da batida causada pela vibração na faixa de frequência influenciada pelo ruído é impedida, enquanto a determinação da batida pode ser determinada usando a vibração na faixa de frequência suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida, por meio disso a falsa determinação pode ser reduzida. Portanto, um dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna que pode reduzir a falsa determinação da batida pode ser fornecido.

De preferência, a unidade de determinação muda o peso tal que, entre as intensidades das vibrações extraídas da pluralidade de faixas de frequência, a razão da vibração de pelo menos uma faixa de frequência tendo influência na determinação da batida maior do que um grau prescrito por causa da superposição do ruído, exceto da batida, é diminuída.

De acordo com a presente invenção, se o peso é alterado tal que a razão da intensidade da vibração em uma faixa de frequência (por exemplo, faixa de frequência do primeiro modo tangencial) que muito influencia a determinação da batida por causa da superposição do ruído, exceto da batida, e suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida diminui, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida. Dessa maneira, a falsa determinação da batida pode ser reduzida.

Mais preferivelmente, as vibrações da pluralidade de faixas de frequência incluem a vibração de uma faixa de frequência do primeiro modo tangencial. A unidade de determinação muda o peso, tal que o peso na intensidade da vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial é determinado menor do que o peso nas intensidades das vibrações em outras faixas de frequência.

De acordo com a presente invenção, mudando o peso, tal que a razão da intensidade da vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial se torna menor, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida. Dessa maneira, a falsa determinação do ruído pode ser reduzida.

Mais preferivelmente, a unidade de determinação muda o peso tal que, entre as intensidades das vibrações extraídas da pluralidade de faixas de frequência, a razão da vibração de pelo menos uma faixa de frequência tendo influência na determinação da batida menor do que um grau prescrito por causa da superposição do ruído, exceto da batida, é aumentada.

De acordo com a presente invenção, mudando o peso, tal que a razão da intensidade da vibração em uma faixa de frequência (por exemplo, faixa de frequência do terceiro modo tangencial) que não influencia muito a determinação da batida por causa da superposição do ruído, exceto da bati da, e suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida aumenta, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida. Dessa maneira, a falsa determinação da batida pode ser reduzida.

Mais preferivelmente, as vibrações da pluralidade de faixas de frequência incluem a vibração de uma faixa de frequência do terceiro modo tangencial. A unidade de determinação muda o peso, tal que o peso na intensidade da vibração na faixa de frequência do terceiro modo tangencial é determinado maior do que o peso nas intensidades das vibrações em outras faixas de frequência.

De acordo com a presente invenção, mudando o peso, tal que a razão da intensidade da vibração na faixa de frequência do terceiro modo tangencial se torna maior, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida. Dessa maneira, a falsa determinação do ruído pode ser reduzida.

De preferência, com base em um número médio da intensidade da distribuição de frequência das intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência, a unidade de determinação corrige a distribuição da frequência e determina se a batida ocorreu ou não no motor de combustão interna usando a distribuição de frequência corrigida, além da forma de onda da vibração detectada.

De acordo com a presente invenção, a unidade de determinação corrige a distribuição da frequência com base no número médio da intensidade na distribuição da frequência da intensidade de vibração de uma pluralidade de faixas de frequência. Por causa de qualquer mudança no peso ou dependente da suscetibilidade à superposição da vibração específica da batida em cada faixa de frequência, o número médio da distribuição de frequência de cada faixa de frequência pode se desviar possivelmente do número médio da distribuição de frequência da intensidade de vibração de outras faixas de frequência. Portanto, com base no número médio da distribuição de frequência da intensidade de vibração de cada faixa de frequência (por exemplo, usando o valor médio dos números médios), a distribuição da frequência é corrigida, por meio disso a influência do desvio do número mé6 dio entre as distribuições de frequência na intensidade de vibração detectada é reprimida e a falsa determinação da batida pode ser reduzida.

Mais preferivelmente, a unidade de determinação corrige a distribuição de frequência usando, como uma referência, um valor médio dos números médios da intensidade da distribuição de frequência das intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência.

De acordo com a presente invenção, a unidade de determinação corrige a distribuição de frequência com base no valor médio dos números médios da intensidade nas distribuições de frequência da intensidade de vibração de uma pluralidade de faixas de frequência. Como resultado, a influência do desvio do número médio entre as distribuições de frequência na intensidade da vibração detectada é reprimida, e a falsa determinação da batida pode ser reduzida.

Mais preferivelmente, a unidade de determinação calcula a intensidade da batida com base em uma soma dos valores integrados entre ângulos da manivela predeterminados das intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência e determina se a batida ocorreu ou não no motor de combustão interna com base em um resultado da comparação entre a intensidade da batida calculada e um valor de determinação predeterminado.

De acordo com a presente invenção, com base no resultado da comparação entre o valor de determinação predeterminado e a intensidade da batida calculada a partir da soma dos valores integrados em uma faixa de ângulo da manivela predeterminado da intensidade de vibração em uma pluralidade de faixas de frequência, se a batida ocorreu ou não no motor de combustão interna pode ser determinado com alta precisão.

Mais preferivelmente, a unidade de determinação determina se a batida ocorreu ou não no motor de combustão interna com base no resultado da comparação entre a forma de onda da vibração detectada e um modelo de forma de onda predeterminado como uma referência da forma de onda de vibração do motor de combustão interna, além do resultado da comparação da intensidade da batida.

De acordo com a presente invenção, se a batida ocorreu ou não no motor de combustão interna pode ser determinado com alta precisão com base no resultado da comparação entre a forma de onda da vibração detectada e o modelo da forma de onda predeterminado como uma forma de onda de vibração de referência do motor de combustão interna, além do resultado da comparação da intensidade da batida.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama de configuração esquemático mostrando um motor controlado por uma ECU do motor como o dispositivo de determinação da batida de acordo com uma modalidade.

A figura 2 é uma (primeira) ilustração mostrando a faixa de frequência da vibração da pressão no cilindro.

A figura 3 mostra faixas de frequência de vibração detectada pelo sensor da batida.

A figura 4 é um diagrama de blocos de controle mostrando a ECU do motor da figura 1.

A figura 5 mostra a forma de onda da vibração do motor.

A figura 6 mostra um modelo da forma de onda da batida armazenado em uma ROM da ECU do motor.

A figura 7 é um (primeiro) diagrama comparando a forma de onda da vibração e o modelo da forma de onda da batida.

A figura 8 mostra um mapa dos valores de determinação V(KX) armazenados na ROM da ECU do motor.

A figura 9 mostra a distribuição de frequência da intensidade LOG(V).

A figura 10 inclui gráficos mostrando distribuições de frequência da intensidade de vibração de várias faixas de frequência.

A figura 11 inclui gráficos mostrando distribuições de frequência da intensidade de vibração de várias faixas de frequência depois da correção.

A figura 12 é um fluxograma representando uma estrutura de controle de um programa executado pela ECU do motor como o dispositivo de determinação da batida de um motor de combustão interna de acordo com a modalidade.

A figura 13 é um gráfico mostrando a comparação entre a forma de onda da vibração normalizada e o modelo de forma de onda da batida. Melhores modos para execução da invenção

As modalidades da presente invenção serão descritas no seguinte com referência às figuras. Na descrição seguinte, os mesmos componentes são indicados pelos mesmos números de referência. Os nomes e as funções também são os mesmos. Portanto, a descrição detalhada deles não será repetida.

Com referência à figura 1, um motor 100 de um veículo montando o dispositivo de determinação da batida de acordo com uma modalidade da presente invenção será descrito. O motor 100 é fornecido com uma pluralidade de cilindros. O dispositivo de determinação da batida de acordo com a presente modalidade é realizado por um programa executado por uma ECU (unidade de controle eletrônico) do motor 200.

O motor 100 é um motor de combustão interna, no qual uma mistura de ar puxada através de um filtro de ar 102 e um combustível injetado por um injetor 104 é inflamada por uma vela de ignição 106 e queimada em uma câmara de combustão. Embora a regulação da ignição seja ajustada para atingir o MBT (mínimo avanço para melhor torque) para maximizar o torque de saída, ela é avançada ou retardada de acordo com o estado de operação do motor 100 quando, por exemplo, a batida ocorre.

A queima da mistura de ar-combustível causa a pressão de combustão que pressiona um pistão 108 para baixo, por meio do que o eixo de manivela 110 gira. A mistura queimada de ar-combustível (ou gás de exaustão) é purificada por um catalisador de três vias 112 e a seguir descarregada para fora do veículo. A quantidade do ar absorvido para dentro do motor 100 é ajustada por uma válvula de estrangulamento 114.

O motor 100 é controlado pela ECU do motor 200 tendo conectado a ela um sensor de batida 300, um sensor de temperatura da água 302, um sensor de posição da manivela 306 disposto oposto a um rotor de regu lação 304, um sensor de posição aberta do estrangulador 308, um sensor de velocidade do veículo 310, uma chave de ignição 312 e um medidor do fluxo de ar 314.

Um sensor de batida 300 é fornecido em um bloco de cilindros do motor 100. O sensor de batida 300 é implementado por um elemento piezelétrico. Quando o motor 100 vibra, o sensor de batida 300 gera uma voltagem tendo uma magnitude correspondente com essa da vibração. O sensor de batida 300 transmite um sinal representando a voltagem para a ECU do motor 200. O sensor de temperatura da água 302 detecta a temperatura da água de resfriamento no motor 100 em uma camisa de água e transmite um sinal representando uma detecção resultante para a ECU do motor 200.

O rotor de regulação 304 é fornecido no eixo de manivela 110 e gira junto com o eixo de manivela 110. O rotor de regulação 304 é fornecido de maneira circunferencial com uma pluralidade de protuberâncias espaçadas por uma distância predeterminada. O sensor da posição da manivela 306 é disposto oposto às protuberâncias do rotor de regulação 304. Quando o rotor de regulação 304 gira, uma abertura de ar entre as protuberâncias do rotor de regulação 304 e o sensor de posição da manivela 306 varia, de modo que o fluxo magnético passando através de uma porção de bobina do sensor de posição da manivela 306 aumenta/diminui, dessa maneira gerando a força eletromotriz na porção da bobina. O sensor de posição da manivela 306 transmite um sinal representando a força eletromotriz para a ECU do motor 200. A partir do sinal transmitido do sensor de posição da manivela 306, a ECU do motor 200 detecta um ângulo da manivela e o número de rotação do eixo da manivela 110.

O sensor de posição aberta do estrangulador 308 detecta uma posição aberta do estrangulador e transmite um sinal representando uma detecção resultante para a ECU do motor 200. O sensor de velocidade do veículo 310 detecta o número de rotações de uma roda (não mostrada) e transmite um sinal representando uma detecção resultante para a ECU do motor 200. A partir do número de rotações da roda, a ECU do motor 200 calcula a velocidade do veículo. A chave de ignição 212 é acionada por um mo torista, para dar partida no motor 100. O medidor do fluxo de ar 314 detecta a quantidade do ar puxado para dentro do motor 100 e transmite um sinal representando uma detecção resultante para a ECU do motor 200.

A ECU do motor 200 opera com a força elétrica alimentada de uma bateria auxiliar 320 como uma fonte de força. A ECU do motor 200 usa os sinais transmitidos dos vários sensores e chave de ignição 312, bem como mapas e programas armazenados na ROM (memória somente de leitura) 202 para executar uma operação para controlar o equipamento, de modo que o motor 100 atinge uma condição de direção desejada.

Na presente modalidade, usando um sinal transmitido do sensor de batida 300 e um ângulo da manivela, a ECU do motor 200 detecta uma forma de onda da vibração (a seguir citada como forma de onda da vibração) do motor 100 em um meio de detecção de batida predeterminada (uma seção de um primeiro ângulo da manivela predeterminado para um segundo ângulo da manivela predeterminado) e a partir da forma de onda de vibração detectada determina se a batida ocorreu no motor 100. O meio de detecção da batida da presente modalidade é do centro morto superior (0^o) para 90° em um curso de combustão. É observado que o meio de detecção da batida não é limitado a esse.

Quando a batida ocorre dentro de um cilindro do motor 100, a pressão no cilindro ressona. Essa ressonância da pressão no cilindro causa a vibração do bloco de cilindros do motor 100. Dessa maneira, a vibração do bloco de cilindros, isto é, a frequência da vibração detectada pelo sensor de batida 300 é frequentemente incluída em uma faixa de frequência de ressonância da pressão no cilindro.

A frequência de ressonância da pressão no cilindro corresponde com o modo de ressonância de uma coluna de ar no cilindro. As faixas de frequência onde uma vibração específica da batida aparece de maneira representativa incluem as faixas de frequência da primeira, segunda, terceira e quarta ordem do modo tangencial.

A frequência de ressonância da pressão no cilindro é calculada a partir de um modo de ressonância, um diâmetro do furo e uma velocidade sônica. A figura 2 mostra um exemplo da frequência de ressonância da pressão no cilindro para cada modo de ressonância com uma velocidade sônica constante e diâmetros de furo variando de X a Y. Como mostrado pela figura 2, a frequência de ressonância da pressão no cilindro se torna mais alta em ordem ascendente das faixas de frequência da primeira ordem tangencial, segunda ordem tangencial, primeira ordem radial, terceira ordem tangencial e quarta ordem tangencial.

A figura 2 mostra a frequência de ressonância da pressão no cilindro fornecida quando a batida ocorre. Depois que a batida ocorre, o volume da câmara de combustão aumenta quando o pistão é abaixado, e portanto, a temperatura e a pressão dentro da câmara de combustão diminuem. Como resultado, a velocidade sônica diminui e a frequência de ressonância da pressão no cilindro diminui. Dessa maneira, como mostrado na figura 3, quando o ângulo da manivela aumenta a partir de ATDC (depois do centro morto superior), o componente de pico da frequência na pressão no cilindro diminui.

Devido à ressonância da pressão no cilindro ter tais características, o bloco de cilindros vibra. Portanto, em um ciclo de ignição onde a batida ocorreu, as vibrações detectadas pelo sensor de batida 300 incluem uma vibração de uma faixa de frequência A que é a mesma que a faixa de frequência do modo de ressonância da primeira ordem tangencial, uma vibração de uma faixa de frequência B que é a mesma que a faixa de frequência do modo de ressonância da segunda ordem tangencial, uma vibração de uma faixa de frequência C que é a mesma que a faixa de frequência da terceira ordem tangencial e uma vibração de uma faixa de frequência D que é a mesma que a faixa de frequência do modo de ressonância da quarta ordem tangencial.

Como mostrado na figura 3, a faixa de frequência A do modo de ressonância da primeira ordem tangencial inclui as frequências de ressonância do bloco de cilindros, pistão 108, o conrod, o eixo da manivela 110 e assim por diante. Portanto, mesmo se a batida não ocorre, aparece na faixa de frequência A uma vibração causada inevitavelmente quando o injetor 104, pistão 108, válvula de entrada 116, válvula de exaustão 118, bomba 120 comprimindo e assim liberando o combustível para o injetor 104, e assim por diante operam.

Em vista do precedente, a presente modalidade é caracterizada em que a ECU do motor 200 extrai as vibrações das faixas de frequência A, B, D e E das frequências detectadas pelo sensor de batida 300 e muda o peso entre as intensidades da vibração das faixas de frequência extraídas A a D, tal que a influência do ruído, exceto da batida, se torna menor.

Especificamente, o peso é alterado tal que, entre as intensidades de vibração das faixas de frequência extraídas A a D, a razão da intensidade da vibração de pelo menos uma faixa de frequência tendo influência na determinação da batida maior do que um grau prescrito causado pela superposição do ruído, exceto da batida, é reduzida. Na presente modalidade, o peso é alterado tal que o peso na vibração na faixa de frequência A do primeiro modo tangencial se torna menor do que os pesos nas vibrações em outras faixas de frequência B a D. Isso impede a falsa determinação da batida.

Se a largura da banda para detectar a vibração é estreita, é possível reduzir o componente de ruído incluído na intensidade de vibração detectada, enquanto porções características (tal como regulação da ocorrência da vibração e taxa de atenuação) do componente do ruído são removidas da forma de onda da vibração. Em um tal caso, uma forma de onda não incluindo o componente de ruído, isto é, uma forma de onda similar a uma forma de onda da vibração no momento da batida, seria detectada, mesmo embora a vibração fosse realmente derivada do componente de ruído. Portanto, torna-se difícil distinguir na forma de onda da vibração, a vibração causada pela batida da vibração causada pelo ruído.

Portanto, na presente modalidade, a fim de determinar se a batida ocorreu ou não considerando o ruído quando o ruído é gerado, a vibração em uma faixa de frequência E ampla cobrindo as faixas de frequência A a D inteiramente é detectada para abranger os ruídos. A vibração na faixa de frequência E é usada para detectar a forma de onda da vibração do motor

100.

A forma de onda da vibração na faixa de frequência E quando a batida ocorre tem uma tal forma que a vibração atenua moderadamente depois do valor de pico da forma de onda da vibração. Se a batida não ocorreu, mas a vibração é causada pelo ruído, a forma de onda da vibração começa a ter uma forma de domo. Portanto, a partir da forma de onda da vibração na faixa de frequência E, é possível distinguir a vibração causada pela batida da vibração causada pelo ruído, com alta precisão.

Com referência à figura 4, a ECU do motor 200 será ainda descrita. A ECU do motor 200 inclui uma unidade de conversão de A/D (analógico/digital) 400, um filtro de faixa de passagem (1) 410, um filtro de faixa de passagem (2) 420, um filtro de faixa de passagem (3) 430, um filtro de faixa de passagem (4), um filtro de faixa de passagem (5) 450 e uma unidade de integração 460.

A unidade de conversão de A/D 400 converte um sinal analógico transmitido do sensor de batida 300 para um sinal digital. O filtro de faixa de passagem (1) 410 passa somente o sinal na primeira faixa de frequência A dos sinais transmitidos do sensor de batida 300. Especificamente, das vibrações detectadas pelo sensor de batida 300, somente as vibrações da primeira faixa de frequência A são extraídas pelo filtro de faixa de passagem (1) 410.

O filtro de faixa de passagem (2) 420 passa somente o sinal na segunda faixa de frequência B dos sinais transmitidos do sensor de batida 300. Especificamente, das vibrações detectadas pelo sensor de batida 300, somente as vibrações na segunda faixa de frequência B são extraídas pelo filtro de faixa de passagem (2) 420.

O filtro de faixa de passagem (3) 430 passa somente o sinal na terceira faixa de frequência C dos sinais transmitidos do sensor de batida 300. Especificamente, das vibrações detectadas pelo sensor de batida 300, somente as vibrações na terceira faixa de frequência C são extraídas pelo filtro de faixa de passagem (3) 430.

O filtro de faixa de passagem (4) 440 passa somente um sinal da faixa de frequência D entre os sinais transmitidos do sensor de batida 300. Isto é, pelo filtro de faixa de passagem (4) 440, somente as vibrações da faixa de frequência D são extraídas das vibrações detectadas pelo sensor de batida 300. É observado que o filtro de faixa de passagem (4) 440 pode extrair, como a vibração da faixa de frequência D, a vibração na faixa de frequência do modo segundo tangencial primeiro radial, no lugar do quarto modo tangencial.

O filtro de faixa de passagem (5) 450 passa somente um sinal da faixa de frequência E entre os sinais transmitidos do sensor de batida 300. Isto é, pelo filtro da faixa de passagem (5) 450, somente as vibrações da faixa de frequência E são extraídas das vibrações detectadas pelo sensor de batida 300.

O integrador 460 integra o sinal selecionado por cada um dos filtros de faixa de passagem (1) 410 a (5) 450, isto é, a intensidade da vibração, para um ângulo da manivela a cada cinco graus. A seguir, o valor obtido a partir da integração é citado como um valor integrado. O valor integrado é calculado para cada faixa de frequência.

Uma unidade de sintetização 470 adiciona, entre os valores integrados calculados pelo integrador 460, os valores integrados das faixas de frequência A a D em correspondência com os ângulos da manivela. Na presente modalidade, a unidade de sintetização 470 multiplica cada um dos valores integrados calculados das faixas de frequência A a D por coeficientes de peso correspondendo com cada faixa de frequência e adiciona os valores integrados das faixas de frequência A a D em correspondência com os ângulos da manivela. Dessa maneira, as formas de onda da vibração das faixas de frequência A a D são sintetizadas. Além do que, o valor integrado da faixa de frequência E é usado como a forma de onda da vibração do motor 100.

Na presente modalidade, a descrição será fornecida assumindo que o coeficiente de peso correspondendo com a faixa de frequência A é 0,5 e os coeficientes de peso correspondendo com as outras faixas de frequência B a D são todos 1,0. Os valores, entretanto, não são limitados a esses e podem ser apropriadamente selecionados através de um experi mento ou semelhante, contanto que o coeficiente de peso para a faixa de frequência A seja menor do que esses correspondendo com as faixas de frequência B a D.

A forma de onda da vibração da faixa de frequência E mostrada na figura 5 é comparada com o modelo da forma de onda da batida mostrado na figura 6 e se a batida ocorreu ou não é determinado. O modelo da forma de onda da batida é um modelo da forma de onda da vibração onde o motor 100 bate, e determinada antecipadamente como uma referência da forma de onda da vibração do motor 100. O modelo da forma de onda da batida é armazenado em uma memória 202 da ECU do motor 200.

No modelo da forma de onda da batida, a magnitude da vibração é representada por um número sem dimensão de 0 a 1 e não corresponde unicamente com um ângulo da manivela. Mais especificamente, para o modelo da forma de onda da batida da presente modalidade, embora seja determinado que a intensidade da vibração diminui quando o ângulo da manivela aumenta depois do valor de pico da intensidade da vibração, o ângulo da manivela no qual a intensidade da vibração assume o valor de pico não é determinado.

O modelo da forma de onda da batida da presente modalidade corresponde com a vibração depois da intensidade de pico da vibração gerada pela batida. Um modelo da forma de onda da batida que corresponde com a vibração depois do aumento da vibração causado pela batida pode ser armazenado.

O modelo da forma de onda da batida é formado e armazenado antecipadamente com base em uma forma de onda da vibração do motor 100 detectada quando a batida é forçada por um experimento ou semelhante. O modelo da forma de onda da batida é formado usando um motor 100 (a seguir citado como o motor característico central) cujo tamanho e valor de saída do sensor de batida 300 são os valores centrais da tolerância de tamanho e tolerância de saída do sensor de batida 300. Em outras palavras, o modelo da forma de onda da batida é a forma de onda da vibração obtida quando a batida é forçada no motor característico central. O método de for mação do modelo da forma de onda da batida não é limitado a isso e ele pode ser formado, por meio de exemplo, pela simulação.

A ECU do motor 200 compara a forma de onda detectada e o modelo da forma de onda da batida armazenado e determina se a batida ocorreu ou não no motor 100.

Na comparação da forma de onda detectada e do modelo da forma de onda da batida armazenado, o maior valor integrado (valor de pico) dos valores integrados da forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D é calculado. Além do que, a posição do valor de pico (ângulo da manivela) na forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D é detectada. No seguinte, a posição do valor de pico na forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D será citado como a posição de pico (1).

Em uma faixa prescrita (ângulo da manivela) da posição de pico (1), a posição do valor de pico na faixa de frequência E é detectada. No seguinte, a posição do valor de pico da faixa de frequência E será citada como posição de pico (2).

Na presente modalidade, a posição de pico (2) é detectada em uma faixa precedendo a posição de pico (1). Por meio de exemplo, a posição de pico (2) é detectada dentre as posições dos três valores integrados precedendo a posição de pico (1). A posição do valor integrado da faixa de frequência E que é a maior na faixa antes do valor de pico (1) é detectada como posição de pico (2). A faixa de detecção da posição de pico (2) não é limitada a isso e ela pode ser detectada em uma faixa seguinte a posição de pico (1).

Na comparação entre a forma de onda detectada e o modelo da forma de onda da batida, uma forma de onda normalizada e o modelo da forma de onda da batida são comparados, como mostrado na figura 6. Aqui, a normalização se refere, por exemplo, à representação da intensidade da vibração por um número sem dimensão de 0 a 1, dividindo cada valor integrado pelo valor máximo integrado da forma de onda da vibração detectada. O método de normalização não é limitado a isso.

Na presente modalidade, a ECU do motor 200 calcula um coeficiente de correlação K representando o grau de similaridade da forma de onda da vibração normalizada com o modelo de determinação da batida (representando o desvio entre a forma de onda da vibração e o modelo de determinação da batida). A regulação na qual a intensidade da vibração da forma de onda da vibração normalizada atinge o pico é igualada com uma regulação na qual a intensidade da vibração do modelo da forma de onda da batida atinge o pico, e nesse estado, o valor absoluto na diferença (quantidade de desvio) entre a intensidade da forma de onda da vibração normalizada e a intensidade do modelo da forma de onda da batida é calculado ângulo da manivela por ângulo da manivela (a cada 5 graus), por meio do que o coeficiente de correlação K é calculado. Pode ser possível calcular o valor absoluto da diferença na intensidade da forma de onda da vibração e na intensidade do modelo da forma de onda da batida ângulo da manivela por ângulo da manivela, exceto em 5 graus.

Representaram-se o valor absoluto da diferença entre a forma de onda da vibração normalizada e o modelo da forma de onda da batida para cada ângulo da manivela por AS(I) (onde I é um número natural), e a forma das diferenças em cada ângulo da manivela entre a intensidade da vibração do modelo da forma de onda da batida e o valor de referência positivo, isto é, a área do modelo da forma de onda da batida ocupada pela intensidade não menor do que o valor de referência, por S. O coeficiente de correlação K é calculado como

K = (S-ZAS(I))/S ... (1) em que ZAS(I) representa uma soma de AS(I) no ângulo da manivela no qual a forma de onda da vibração e o modelo da forma de onda da batida são comparados. Como o valor de referência usado para calcular a área S do modelo da forma de onda da batida, o valor mínimo da intensidade da forma de onda da vibração na faixa do ângulo da manivela, na qual a comparação com o modelo da forma de onda da batida é executada e a diferença entre a intensidade da forma de onda da vibração e a intensidade do modelo da forma de onda da batida é calculada, é usado. Um valor, exceto o valor de intensidade mínimo da forma de onda da vibração, pode ser usado como o valor de referência, contanto que o valor seja positivo. Observe que o coeficiente de correlação K pode ser calculado por um método diferente.

Além do que, a ECU do motor 200 calcula a intensidade da batida N com base no valor integrado (a seguir citado como o valor integrado de 90 graus) de um ângulo da manivela predeterminado (de 0 a 90 graus) na forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D. Quando representou-se o valor integrado de 90 graus por P e o valor representando a intensidade da vibração do motor 100, enquanto o motor 100 não está batendo por BGL (nível de fundo), a intensidade da batida N é calculada pela equação N = P/BGL. BGL é determinado antecipadamente através de simulação ou experimento e armazenado na ROM 202. Observa-se que a intensidade da batida N pode ser calculada por um método diferente.

Na presente modalidade, a ECU do motor 200 compara a intensidade da batida calculada N com o valor de determinação V(KX) armazenado na ROM 202, e também compara a forma de onda detectada com o modelo da forma de onda da batida armazenado e determina para cada um ciclo de ignição se a batida ocorreu ou não no motor 100.

Como mostrado na figura 8, o valor de determinação V(KX) é armazenado como um mapa, para cada uma das faixas divididas pelo estado de operação usando a velocidade do motor NE e a quantidade do ar de entrada KL como parâmetros. Na presente modalidade, nove faixas são fornecidas para cada cilindro, pela divisão de acordo com baixa velocidade (NE < NE(1)), média velocidade (NE(1)< NE < NE(2)), alta velocidade (NE(2) < NE), baixa carga (KL < KL(1)), média carga (KL(1) < KL < KL(2)) e alta carga (KL(2) < KL). O número de faixas não é limitado a isso. Além do que, as faixas podem ser divididas usando um parâmetro ou parâmetros exceto a velocidade do motor NE e a quantidade do ar de entrada KL.

No momento do embarque do motor 100 ou do veículo, um valor determinado antecipadamente através de um experimento ou semelhante é usado como o valor de determinação V(KX) (valor de determinação inicial V(KX) no embarque) armazenado na ROM 202. Dependendo da variação nos valores de saída ou degradação do sensor de batida 300, a intensidade detectada pode variar possivelmente mesmo se a vibração que ocorre no motor 100 é a mesma. Nesse caso, é necessário corrigir o valor de determinação V(KX) e determinar se a batida ocorreu ou não usando o valor de determinação V(KX) apropriado para a intensidade realmente detectada.

Portanto, na presente modalidade, um nível de determinação da batida V(KD) é calculado com base em uma distribuição de frequência representando a relação entre um valor de intensidade LOG(V) obtido pela conversão logarítmica da intensidade V e a frequência (número de vezes, ou probabilidade) da detecção de cada valor de intensidade LOG(V).

Para cada faixa definida pela velocidade do motor NE e a quantidade do ar de entrada KL como parâmetros, o valor de intensidade LOG(V) é calculado. A intensidade V usada para calcular o valor de intensidade LOG(V) é o valor integrado entre ângulos da manivela predeterminados (valor integrado de 0 a 90 graus) da forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D. Com base no valor de intensidade LOG(V) calculado, o número médio V(50) no qual a frequência do valor de intensidade LOG(V) acumulada a partir do valor mínimo atinge 50% é calculado. Além do que, o desvio padrão σ do valor de intensidade LOG(V) menor do que o número médio V(50) é calculado. Por meio de exemplo, na presente modalidade, o número médio V(50) e o desvio padrão σ, que são aproximados para o número médio e desvio padrão calculados com base em uma pluralidade (por exemplo, 200 ciclos) de valores de intensidade LOG(V), são calculados pelo método seguinte, ciclo por ciclo da ignição.

Se o valor de intensidade LOG(V) detectado no movimento é maior do que o número médio V(50) calculado na última vez, um valor obtido adicionando um valor predeterminado C(1) no número médio V(50) calculado na última vez é fornecido como o número médio V(50) dessa vez. Ao contrário, se o valor de intensidade LOG(V) detectado no momento é menor do que o número médio V(50) calculado na última vez, o valor obtido subtraindo um valor predeterminado C(2) (por meio de exemplo, o valor C(2) pode ser o mesmo que o C(1)) do número médio (50) calculado na última vez é forneci20 do como o número médio V(50) dessa vez.

Se o valor de intensidade LOG(V) detectado dessa vez é menor do que o número médio V(50) calculado na última vez e maior do que um valor obtido subtraindo o desvio padrão σ calculado na última vez do número médio V(50) calculado na última vez, o valor obtido subtraindo em dobro um valor predeterminado C(3) do desvio padrão σ calculado na última vez é fornecido como o desvio padrão σ nessa vez. Ao contrário, se o valor de intensidade LOG(V) detectado no momento é maior do que o número médio V(50) calculado na última vez, ou se ele é menor do que o valor obtido subtraindo o desvio padrão σ calculado na última vez do número médio V(50) calculado na última vez, o valor obtido adicionando um valor predeterminado C(4) (por meio de exemplo, o valor C(4) pode ser o mesmo que o C(3)) ao desvio padrão σ calculado na última vez é fornecido como o desvio padrão σ nessa vez. O número médio V(50) e o desvio padrão σ podem ser calculados por outros métodos. Além do que, valores iniciais do número médio V(50) e do desvio padrão σ podem ser valores predefinidos ou 0.

Usando o número médio V(50) e o desvio padrão σ, o nível de determinação da batida V(KD) é calculado. Como mostrado na figura 9, um valor obtido adicionando um produto do coeficiente U(1) (U(1) é uma constante e, por exemplo, U(1) = 3) e o desvio padrão σ ao número médio V(50) é fornecido como o nível de determinação da batida V(KD). O nível de determinação da batida V(KD) pode ser calculado por um método diferente.

A razão (frequência) dos valores de intensidade LOG(V) maiores do que o nível de determinação da batida V(KD) é determinada como sendo a frequência da batida e contada como a razão de ocupação da batida KC.

Se a razão de ocupação da batida KC é maior do que um valor de limiar KC(0), o valor de determinação V(KX) é corrigido para ser menor por uma quantidade de correção predeterminada, de modo que a frequência do retardo da regulação de ignição aumenta. O valor de determinação V(KX) corrigido é armazenado na SRAM.

Se a razão de ocupação da batida KC é menor do que um valor de limiar KC(0), o valor de determinação V(KX) é corrigido para ser maior por uma quantidade de correção predeterminada, de modo que a frequência de avanço da regulação da ignição aumenta.

O coeficiente U(1) é um coeficiente encontrado a partir dos dados e conhecimento obtidos através de experimento ou semelhante. O valor de intensidade LOG(V) maior do que o nível de determinação da batida quando U(1) = 3 é substancialmente igual ao valor de intensidade LOG(V) do ciclo de ignição no qual a batida realmente ocorreu. Um valor, exceto 3, pode ser usado como coeficiente U(1).

A distribuição de frequência com base na pluralidade dos valores de intensidade LOG(V) é obtida com base na distribuição de frequência de uma pluralidade de intensidades de vibração em cada uma das faixas de frequência A a D. Especificamente, a distribuição de frequência com base na pluralidade dos valores de intensidade LOG(V) é obtida com base na soma das distribuições de frequência da pluralidade de intensidades de vibração nas faixas de frequência de A a D.

Se o coeficiente de peso correspondendo com a faixa de frequência A é definido para ser 0,5, o número médio da distribuição da frequência da pluralidade de intensidades de vibração na faixa de frequência A poderia ser desviado do número médio da distribuição de frequência da pluralidade de intensidades de vibração em outras faixas de frequência B a D. Além do que, a intensidade de saída detectada entre as faixas de frequência A a D varia. Além do que, entre as faixas de frequência, algumas são muito suscetíveis à superposição da batida, enquanto outras são menos suscetíveis. Portanto, a precisão da distribuição de frequência resultante dos valores de intensidade LOG(V) pode ser possivelmente degradada. Portanto, na presente modalidade, distribuições de frequência correspondendo com as faixas de frequência A a D são corrigidas individualmente com base no número médio da intensidade da distribuição de frequência da intensidade de vibração das faixas de frequência A a D.

Especificamente, se as distribuições de frequência das faixas de frequência A a D são como mostrado na figura 10, as distribuições de frequência são corrigidas usando um valor médio dos números médios das fai22 xas de frequência A a D como um valor de referência. Especificamente, usando a quantidade de desvio entre a média dos números médios e o número médio de cada uma das faixas de frequência A a D como uma quantidade de correção, as distribuições de frequência das faixas de frequência A a D são corrigidas.

Por meio de exemplo, assuma que o número médio calculado na distribuição de frequência da faixa de frequência A é Va(50) e o valor médio dos números médios das faixas de frequência A a D é Vm(50). Aqui, a quantidade de desvio entre o valor médio dos números médios e o número médio da distribuição de frequência da faixa de frequência A é dada como Vm(50) - Va(50). Portanto, adicionando a quantidade de desvio Vm(50) - Va(50) em cada valor de intensidade da distribuição de frequência da faixa de frequência A, o valor do número médio da distribuição de frequência da faixa de frequência A é corrigido para Vm(50). Similarmente, os valores de número médio Vb(50), Vc(50) e Vd(50) calculados para a distribuição de frequência das faixas de frequência B a D são corrigidos para Vm(50). Dessa maneira, valores médios das distribuições de frequência das faixas de frequência A a D são corrigidos para serem substancialmente iguais entre si, como mostrado na figura 11. Com base nas distribuições de frequência corrigidas das faixas de frequência A a D, a distribuição de frequência de uma pluralidade de valores de intensidade de vibração LOG(V) é obtida e, portanto, a degradação na precisão pode ser impedida.

Com referência à figura 12, a estrutura de controle de um programa executado pela ECU do motor 200 como o dispositivo de determinação da batida de acordo com a presente modalidade para determinar se a batida ocorreu ou não e dessa maneira para controlar a regulação da ignição ciclo por ciclo da ignição será descrita.

Na etapa (a seguir representada como S) 100, a ECU do motor 200 detecta a velocidade do motor NE com base no sinal transmitido do sensor de posição da manivela 306 e detecta a quantidade do ar de entrada KL com base no sinal transmitido do medidor do fluxo de ar 314.

Em S102, a ECU do motor 200 detecta a intensidade de vibra ção do motor 100 a partir de um sinal transmitido do sensor de batida 300. A intensidade da vibração é representada por um valor de saída de voltagem do sensor de batida 300. Observe que a intensidade da vibração pode ser representada por um valor correspondendo com o valor da saída de voltagem do sensor de batida 300. A intensidade da vibração é detectada em um curso de combustão para um ângulo a partir de um centro morto superior a 90° (um ângulo da manivela de 90°).

Em S104, a ECU do motor 200 calcula o valor integrado da saída de voltagem a partir do sensor de batida 300 (isto é, representando a intensidade da vibração), para um ângulo da manivela a cada cinco graus (integrado para somente 5 graus). O valor integrado é calculado de faixa de frequência por faixa de frequência. Nesse momento, valores integrados das faixas de frequência A a D são multiplicados pelos coeficientes de peso correspondendo com as faixas de frequência respectivas e adicionados em correspondência com o ângulo da manivela (a forma de onda é sintetizada). Além do que, o valor integrado da faixa de frequência E é calculado, por meio disso a forma de onda da vibração do motor 100 é detectada.

Em S106, a ECU do motor 200 calcula o valor integrado a 90 graus da forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D. Em S108, a ECU do motor 200 calcula o maior valor integrado (valor de pico) entre os valores integrados na forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D. Em S110, a posição de pico (1) da forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D é detectada.

Em S112, a ECU do motor 200 detecta a posição de pico (2) na faixa de frequência E, em uma faixa predeterminada (ângulo da manivela) da posição do valor de pico (ângulo da manivela).

Em S114, a ECU do motor 200 normaliza o valor integrado (forma de onda de vibração do motor 100) da faixa de frequência E. Aqui, a normalização se refere, por exemplo, à representação da intensidade da vibração por um número sem dimensão de 0 a 1, dividindo cada valor integrado pelo valor de pico calculado em S108. O método de normalização não é limitado a esse e, por meio de exemplo, cada valor integrado pode ser divi24 dido pelo valor integrado na posição de pico (2).

Em S116, a ECU do motor 200 calcula o coeficiente de correlação K, que é o valor relacionado com o desvio entre a forma de onda da vibração normalizada e o modelo da forma de onda da batida. A posição de pico (2) é comparada com a posição (regulação) na qual a intensidade da vibração do modelo da forma de onda da batida atinge o pico, e nesse estado, o valor absoluto na diferença (quantidade de desvio) entre a intensidade da forma de onda da vibração normalizada e a intensidade do modelo da forma de onda da batida é calculado ângulo da manivela por ângulo da manivela (a cada 5 graus), por meio do que o coeficiente de correlação K é calculado.

Quando representou-se o valor absoluto da diferença entre a forma de onda da vibração normalizada e o modelo da forma de onda da batida para cada ângulo da manivela por áS(I) (onde I é um número natural) e o valor obtido integrando a intensidade da vibração do modelo da forma de onda da batida para o ângulo da manivela (área do modelo da forma de onda da batida) por S, o coeficiente de correlação K é calculado pela equação K = (S - ZAS(I))/S, onde ZAS(I) representa uma soma de AS(l)s. O coeficiente de correlação K pode ser calculado por um método diferente.

Em S118, a ECU do motor 200 divide o valor integrado de 90 graus por BGL e calcula a intensidade da batida N. Em S120, a ECU do motor 200 determina se o coeficiente de correlação K é maior ou não do que o valor de limiar K(0) e se a intensidade da batida N é maior ou não do que o valor de determinação V(KX). Se o coeficiente de correlação K é maior do que o valor de limiar K(0) e a intensidade da batida N é maior do que o valor de determinação V(KX) (SIM em S120), o processo prossegue para S122. Se não (NÃO em S120), o processo prossegue para S126.

Aqui, a equação (1) acima pode ser modificada para

K = 1 - EáS(I)/S... (2).

Além do que, a equação (2) pode ser modificada para

ZAS(I)/S = 1 -K...(3).

Portanto, se o coeficiente de correlação K é maior do que o valor de limiar K(0) significa que ZAS(I)/S é menor do que 1 - K(0).

Em S122, a ECU do motor 200 determina que a batida ocorreu no motor 100. Em S124, a ECU do motor 200 retarda a regulação da ignição.

Em S126, a ECU do motor 200 determina que a batida não ocorreu. Em S128, a ECU do motor 200 avança a regulação da ignição.

Uma operação da ECU do motor 200 como o dispositivo de determinação da batida de acordo com a presente invenção com base na configuração acima descrita e fluxograma será descrita.

Enquanto o motor 100 está em operação, a velocidade do motor NE é detectada com base no sinal transmitido do sensor de posição da manivela 306 e a quantidade do ar de entrada KL é detectada com base no sinal transmitido do medidor de fluxo do ar 314 (S100). Além do que, a intensidade da vibração do motor 100 é detectada com base no sinal transmitido do sensor de batida 300 (S102).

Em um curso de combustão para uma faixa a partir do centro morto superior a 90°, o valor integrado para cada cinco graus é calculado para vibrações de cada uma das faixas de frequência A a E (S104).

Nesse momento, os valores integrados das faixas de frequência A a D são multiplicados por coeficientes predeterminados correspondendo com as faixas de frequência A a D respectivas e adicionados, por meio disso a forma de onda da vibração é sintetizada como representado por uma linha de traços na figura 13. Além do que, o valor empregado da faixa de frequência E representado por uma linha contínua na figura 13 é usado como a forma de onda da vibração do motor 100. Além do que, valores integrados de 90 graus das faixas de frequência A a D são calculados (S106).

Como um valor integrado fornecido para cada cinco graus é usado para detectar uma forma de onda da vibração, torna-se possível detectar uma forma de onda da vibração da qual as variações delicadas são suprimidas. Isso torna mais fácil comparar a forma de onda da vibração detectada com o modelo da forma de onda da batida.

Os valores integrados calculados são usados para calcular o valor de pico P dos valores integrados na forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D (S108). A posição do valor de pico P, ou posição de pico (1), é detectada (S110). Aqui, como mostrado na figura 13, é assumido que a posição de pico (1) tenha uma sexta posição quando contada a partir da esquerda (a posição do valor integrado para 25-30 graus).

A posição de pico (2) é detectada das posições dos três valores integrados precedendo a posição de pico (1) (o quarto ao sexto valores integrados a partir da esquerda) (S112). Mais especificamente, das posições dos quarto, quinto e sexto valores integrados quando contadas a partir da esquerda na faixa de frequência E, a posição do valor integrado maior do que dois valores integrados adjacentes é detectada como a posição de pico (2).

Aqui, como mostrado na figura 13, o quinto valor integrado quando contado a partir da esquerda é maior do que os dois valores integrados adjacentes (o quarto e sexto valores integrados a partir da esquerda). Dessa maneira, a posição do quinto valor integrado quando contada a partir da esquerda será detectada como a posição de pico (2).

O valor integrado da faixa de frequência E é dividido pelo valor de pico P na forma de onda sintetizada das faixas de frequência A a D para normalizar a forma de onda da vibração (S114).

Pela normalização, a forma de onda da vibração é representada na intensidade da vibração por um número sem dimensão de 0 a 1. Dessa maneira, a forma de onda da vibração detectada pode ser comparada com o modelo da forma de onda da batida a despeito da intensidade da vibração. Isso pode eliminar a necessidade de armazenar um grande número de modelos da forma de onda da batida correspondendo com a intensidade da vibração e dessa forma facilita a preparação de um modelo da forma de onda da batida.

A regulação na qual a intensidade da vibração atinge a mais alta forma de onda da vibração normalizada, isto é, posição de pico (2), e a regulação na qual a intensidade da vibração atinge o mais alto modelo da forma de onda da batida são igualadas e, nesse estado, o desvio no valor absoluto

AS(I) entre a forma de onda da vibração normalizada e o modelo da forma de onda da batida é calculado para cada ângulo da manivela. Com base na soma LAS(I) de AS(I) e do valor S representando a intensidade da vibração da forma de onda da batida quando integrado para o ângulo da manivela, o coeficiente de correlação K é calculado como K = (S - ZAS(I))/S (S116). Isso permite a representação numérica e a determinação objetiva do grau de igualdade entre a forma de onda da vibração detectada e o modelo da forma de onda da batida. Além do que, pela comparação entre a forma de onda da vibração e o modelo da forma de onda da batida, torna-se possível analisar se a vibração é derivada da batida ou não, a partir do comportamento da vibração tal como a tendência de atenuação da vibração.

Além do que, o valor integrado de 90 graus P é dividido por BGL, por meio disso a intensidade da batida N é calculada (S118). Se o coeficiente de correlação K é maior do que um valor predeterminado e a intensidade da batida N é maior do que o valor de determinação V(KX) (SIM em S120), é determinado que a batida ocorreu (S122) e a regulação da ignição é retardada (S124). Isso previne a batida.

Se as condições que o coeficiente de correlação K é maior do que um valor predeterminado e a intensidade da batida N é maior do que o valor de determinação V(KX) não são satisfeitas (NÃO em S120), é determinado que a batida não ocorreu (S126) e a regulação da ignição é avançada (S128). Dessa maneira, pela comparação da intensidade da batida N e do valor de determinação V(KX), se a batida ocorreu ou não é determinado ciclo por ciclo da ignição, e a regulação da ignição é retardada ou avançada de acordo.

Como descrito acima, no dispositivo de determinação da batida de acordo com a presente modalidade, se o peso para a vibração em uma faixa de frequência (por exemplo, faixa de frequência do primeiro modo tangencial) que é muito influenciada pela superposição do ruído, exceto da batida, e suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida é determinado menor, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida. Dessa maneira, a falsa determinação da batida causada pela vibração na faixa de frequência influenciada pelo ruído é prevenida, enquanto a determinação da batida pode ser feita usando a vibração na faixa de frequência suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida, por meio do que a falsa determinação pode ser reduzida. Portanto, um dispositivo de determinação da batida e um método de determinação da batida para um motor de combustão interna que pode reduzir a falsa determinação da batida podem ser fornecidos.

Por causa de qualquer mudança no peso ou dependente da suscetibilidade à superposição da vibração específica da batida em cada faixa de frequência, o número médio da distribuição da frequência de cada faixa de frequência pode possivelmente desviar do número médio da distribuição de frequência da intensidade da vibração de outras faixas de frequência. Portanto, usando o valor médio dos números médios da distribuição da frequência da intensidade de vibração de cada faixa de frequência como uma referência, a distribuição da frequência é corrigida, por meio do que a influência do desvio do número médio entre as distribuições de frequência na intensidade da vibração detectada é reprimida e a falsa determinação da batida pode ser reduzida.

Na presente modalidade, tornando menor o peso para a vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial, a influência do ruído na determinação da batida é reduzida. Alternativamente, ou adicionalmente, o peso pode ser alterado, tal que a razão da intensidade da vibração de uma faixa de frequência que tem influência na determinação da batida menor do que um grau prescrito por causa da superposição do ruído, exceto da batida, e é suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida aumenta. Por essa abordagem também, a influência do ruído na determinação da batida pode ser reduzida e, portanto, a falsa determinação da batida pode ser impedida. A faixa de frequência que tem influência na determinação da batida menor do que um grau prescrito por causa da superposição do ruído, exceto da batida, e é suscetível à superposição da vibração correspondendo com a batida é, por exemplo, a faixa de frequência do terceiro modo tangencial. Por exemplo, o coeficiente de peso da faixa de frequência do terceiro modo tangencial pode ser aumentado para um valor maior do que 1,0 (por exemplo, 2,0).

As modalidades como foram descritas aqui são meros exemplos e não devem ser interpretadas como restritivas. O escopo da presente in5 venção é determinado por cada uma das reivindicações com consideração apropriada da descrição escrita das modalidades e abrange modificações dentro do significado de, e equivalente para, as linguagens nas reivindicações.

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna, compreendendo:

   uma unidade de detecção (300) detectando a vibração do motor de combustão interna (100) e uma unidade de determinação (200) conectada na dita unidade de detecção (300), sendo que a dita unidade de determinação (200) inclui uma pluralidade de filtros de faixa de passagem (410, 420, 430, 440, 450) extraindo, da dita vibração detectada, vibrações de uma pluralidade de faixas de frequência predeterminadas correspondendo com a batida, respectivamente;

   uma unidade de integração (460) calculando uma pluralidade de valores integrados correspondendo com as intensidades das vibrações extraídas da pluralidade de faixas de frequência, respectivamente, o dispositivo de determinação da batida sendo caracterizado por ainda compreender:

   uma unidade de sintetização (470) mudando uma pluralidade de pesos correspondendo com a pluralidade de faixas de frequência, respectivamente, tal que, entre a pluralidade de faixas de frequência, o peso na intensidade da vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial é determinado menor do que o peso nas intensidades das vibrações nas outras faixas de frequência e sintetizando uma forma de onda da vibração de um intervalo de ângulo da manivela predeterminado com base na dita pluralidade de valores integrados e dita pluralidade de pesos nas intensidades e a dita unidade de determinação (200) determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) usando a dita forma de onda da vibração sintetizada.
2. 2. Dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna compreendendo:

   uma unidade de detecção (300) detectando a vibração do motor de combustão interna (100) e uma unidade de determinação (200) conectada na dita unidade

   Petição 870180132233, de 20/09/2018, pág. 4/13 de detecção (300), sendo que a dita unidade de determinação (200) inclui uma pluralidade de filtros de faixa de passagem (410, 420, 430, 440, 450) extraindo, da dita vibração detectada, vibrações de uma pluralidade de faixas de frequência predeterminadas correspondendo com a batida, respectivamente;

   uma unidade de integração (460) calculando uma pluralidade de valores integrados correspondendo com as intensidades das vibrações extraídas da pluralidade de faixas de frequência, respectivamente, o dispositivo de determinação da batida sendo caracterizado por ainda compreender:

   uma unidade de sintetização (470) mudando uma pluralidade de pesos correspondendo com a pluralidade de faixas de frequência, respectivamente, tal que, entre a pluralidade de faixas de frequência, o peso na intensidade da vibração na faixa de frequência do terceiro modo tangencial é determinado maior do que o peso nas intensidades das vibrações nas outras faixas de frequência e sintetizando uma forma de onda da vibração de um intervalo de ângulo da manivela predeterminado com base na dita pluralidade de valores integrados e dita pluralidade de pesos nas intensidades e a dita unidade de determinação (200) determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) usando a dita forma de onda da vibração sintetizada.
3. 3. Dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:

   com base em um número médio da intensidade de uma distribuição de frequência das ditas intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência, a dita unidade de determinação (200) corrige a dita distribuição de frequência e determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) usando a dita distribuição de frequência corrigida, além da dita forma de onda da vibração detectada.
4. 4. Dispositivo de determinação da batida para um motor de

   Petição 870180132233, de 20/09/2018, pág. 5/13 combustão interna, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:

   a dita unidade de determinação (200) corrige a dita distribuição de frequência usando, como uma referência, um valor médio dos números médios da intensidade da distribuição de frequência das ditas intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência.
5. 5. Dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:

   a dita unidade de determinação (200) calcula a intensidade da batida com base na soma dos valores integrados entre ângulos da manivela predeterminados das ditas intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência e determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) com base no resultado da comparação entre a dita intensidade da batida calculada e um valor de determinação predeterminado.
6. 6. Dispositivo de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:

   a dita unidade de determinação (200) determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) com base no resultado da comparação entre a dita forma de onda da vibração detectada e um modelo da forma de onda predeterminado como uma referência da forma de onda da vibração do dito motor de combustão interna (100), além do resultado da comparação da dita intensidade da batida.
7. 7. Método de determinação da batida para um motor de combustão interna, compreendendo as etapas de:

   detectar a vibração do motor de combustão interna (100), extrair vibrações de uma pluralidade predeterminada de faixas de frequência correspondendo com a batida, a partir da dita vibração detectada; o método sendo caracterizado por ainda compreender:

   mudar os pesos para as intensidades das vibrações extraídas da

   Petição 870180132233, de 20/09/2018, pág. 6/13 pluralidade de faixas de frequência, tal que a influência do ruído, exceto da batida, é reduzida, detectar uma forma de onda da vibração de um intervalo de ângulo da manivela predeterminado com base na intensidade das vibrações da pluralidade de faixas de frequência; e determinar se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100), usando a dita forma de onda da vibração detectada, sendo que as ditas vibrações da pluralidade de faixas de frequência incluem a vibração de uma faixa de frequência do primeiro modo tangencial e a dita etapa de mudar muda o peso tal que o peso na intensidade da vibração na faixa de frequência do primeiro modo tangencial é determinado menor do que o peso nas intensidades das vibrações em outras faixas de frequência.
8. 8. Método de determinação da batida para um motor de combustão interna, compreendendo as etapas de:

   detectar a vibração do motor de combustão interna (100), extrair vibrações de uma pluralidade predeterminada de faixas de frequência correspondendo com a batida, a partir da dita vibração detectada; o método sendo caracterizado por ainda compreender:

   mudar os pesos para as intensidades das vibrações extraídas da pluralidade de faixas de frequência, tal que a influência do ruído, exceto da batida, é reduzida, detectar uma forma de onda da vibração de um intervalo de ângulo da manivela predeterminado com base na intensidade das vibrações da pluralidade de faixas de frequência e determinar se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100), usando a dita forma de onda da vibração detectada, sendo que as ditas vibrações da pluralidade de faixas de frequência incluem a vibração de uma faixa de frequência do terceiro modo tangencial e a dita etapa de mudar muda o peso tal que o peso na intensidaPetição 870180132233, de 20/09/2018, pág. 7/13 de da vibração na faixa de frequência do terceiro modo tangencial é determinado maior do que o peso nas intensidades das vibrações em outras faixas de frequência.
9. 9. Método de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de também compreender a etapa de corrigir, com base em um número médio da intensidade de uma distribuição de frequência das ditas intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência, a dita distribuição de frequência, sendo que a dita etapa de determinação determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) usando a dita distribuição de frequência corrigida, além da dita forma de onda da vibração detectada.
10. 10. Método de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que:

    a dita etapa de corrigir corrige a dita distribuição de frequência usando, como uma referência, um valor médio dos números médios da intensidade da distribuição de frequência das ditas intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência.
11. 11. Método de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que:

    a dita etapa de determinar inclui as etapas de calcular a intensidade da batida com base na soma dos valores integrados entre ângulos da manivela predeterminados das ditas intensidades de vibração da pluralidade de faixas de frequência e fazer a determinação quanto a se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) com base no resultado da comparação entre a dita intensidade da batida calculada e um valor de determinação predeterminado.
12. 12. Método de determinação da batida para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo

    Petição 870180132233, de 20/09/2018, pág. 8/13 fato de que:

    a dita etapa de determinar determina se a batida ocorreu ou não no dito motor de combustão interna (100) com base no resultado da comparação entre a dita forma de onda da vibração detectada e um modelo da 5 forma de onda predeterminado como uma referência da forma de onda da vibração do dito motor de combustão interna (100), além do resultado da comparação da dita intensidade da batida.

    Petição 870180132233, de 20/09/2018, pág. 9/13

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