JP2015113805A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2015113805A
JP2015113805A JP2013258322A JP2013258322A JP2015113805A JP 2015113805 A JP2015113805 A JP 2015113805A JP 2013258322 A JP2013258322 A JP 2013258322A JP 2013258322 A JP2013258322 A JP 2013258322A JP 2015113805 A JP2015113805 A JP 2015113805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
internal combustion
input
combustion engine
combustion noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013258322A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
淳一 村瀬
Junichi Murase
淳一 村瀬
長谷川 亮
Akira Hasegawa
亮 長谷川
幸俊 青山
Yukitoshi Aoyama
幸俊 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013258322A priority Critical patent/JP2015113805A/en
Priority to EP14197070.7A priority patent/EP2891784A1/en
Publication of JP2015113805A publication Critical patent/JP2015113805A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0097Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28Interface circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228Warning displays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28Interface circuits
    • F02D2041/286Interface circuits comprising means for signal processing
    • F02D2041/288Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/025Engine noise, e.g. determined by using an acoustic sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • F02D41/403Multiple injections with pilot injections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine capable of determining a level of combustion noise on the basis of an output signal of a crank angle sensor.SOLUTION: A frequency spectrum with respect to a part corresponding to a combustion stroke of a cylinder 12 in an output signal of a crank angle sensor 40 is determined. The more a component of a prescribed frequency in the frequency spectrum is, the higher the level of a combustion noise is determined. The prescribed frequency is a frequency corresponding to the order half of the number of cylinders to an engine speed in the combustion stroke. As an engine 10 is a 4-stroke 4-cylinder engine, and generates the combustion noise in secondary rotation order, the level of the combustion noise can be evaluated by evaluating a size of the frequency component of the secondary rotational order. A size of a frequency band component of a prescribed width having a spread near the frequency component equivalent to the secondary rotational order, is preferably evaluated, as actually a fuel injection time may be retarded or advanced.

Description

本発明は、内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine.

従来、例えば、特開2006−233839号公報に開示されているように、筒内圧センサを用いて燃焼騒音を抑制する制御を行う内燃機関が知られている。この公報にかかる制御装置は、燃焼騒音が過大となったか否かを、筒内圧変化率(すなわちdP/dt又はdP/dθ)が所定変化率dPthより大きくなったか否かにより判定している。   Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-233839, an internal combustion engine that performs control for suppressing combustion noise using an in-cylinder pressure sensor is known. The control device according to this publication determines whether or not the combustion noise has become excessive based on whether or not the in-cylinder pressure change rate (that is, dP / dt or dP / dθ) is greater than a predetermined change rate dPth.

特開2006−233839号公報JP 2006-233839 A 特開2011−117420号公報JP 2011-117420 A 特開2006−183533号公報JP 2006-183533 A

筒内圧センサは、気筒内に直接露出するセンサ部を備えている。気筒内の未燃焼成分がこのセンサ部に堆積すると筒内圧センサの感度が低下してしまう。また、内燃機関の仕様によっては筒内圧センサを搭載していないものも多数存在する。そこで、これらの点に鑑みて鋭意研究を行ったところ、本願発明者はクランク角速度波形に含まれる特定周波数成分の大きさが燃焼騒音の大きさと相関するという物理現象に着目した。この物理現象を利用して燃焼騒音と関連する内燃機関の制御あるいは診断を行うという新規な技術が見出された。   The in-cylinder pressure sensor includes a sensor unit that is directly exposed in the cylinder. If unburned components in the cylinder accumulate on the sensor portion, the sensitivity of the in-cylinder pressure sensor is reduced. In addition, there are a large number of internal combustion engines that are not equipped with an in-cylinder pressure sensor. In view of these points, the inventors of the present invention have conducted extensive research and have focused on the physical phenomenon that the magnitude of the specific frequency component included in the crank angular velocity waveform correlates with the magnitude of combustion noise. A new technique has been found that uses this physical phenomenon to control or diagnose an internal combustion engine related to combustion noise.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、クランクシャフトの回転に燃焼騒音が現れる点を利用して、燃焼騒音と関連した内燃機関の制御あるいは診断を行うことができる内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can control or diagnose an internal combustion engine related to combustion noise by utilizing the point at which combustion noise appears in the rotation of the crankshaft. An object is to provide an internal combustion engine.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
内燃機関のシリンダ内に設けたピストンと連結されたクランクシャフトの回転に応じた出力信号を発するセンサであるクランク角センサと、
入力と内燃機関の制御量との間の関係または入力と内燃機関の診断結果との間の関係を定めた関数を備え、前記クランク角センサの出力信号のうち少なくとも前記シリンダの燃焼行程に当たる部分に対して周波数解析を行い、前記部分に含まれる周波数成分のうち燃焼騒音が大きいほど大きくなる周波数成分の大きさの値を前記関数に入力し、前記関数の出力する制御量または診断結果に従って内燃機関の制御または診断を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする。
燃焼騒音が大きいほど大きくなる周波数は、予め定めた所定周波数としてもよい。
In order to achieve the above object, a first invention is an internal combustion engine,
A crank angle sensor that is a sensor that emits an output signal corresponding to the rotation of a crankshaft connected to a piston provided in a cylinder of an internal combustion engine;
A function defining a relationship between the input and the control amount of the internal combustion engine or a relationship between the input and the diagnosis result of the internal combustion engine, and at least a portion corresponding to a combustion stroke of the cylinder of the output signal of the crank angle sensor The frequency analysis is performed on the internal combustion engine according to the control amount or the diagnosis result output by the function, and the value of the frequency component that increases as the combustion noise increases among the frequency components included in the portion is input to the function. A control device for controlling or diagnosing
It is characterized by providing.
The frequency that increases as the combustion noise increases may be a predetermined frequency.

第2の発明は、第1の発明において、
前記関数は、入力された値が大きいほど、燃焼騒音をより抑制するように前記制御量を出力することを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The function is characterized in that as the input value is larger, the control amount is output so as to further suppress combustion noise.

第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記関数は、入力された値の大きさに応じて燃焼騒音を抑制する制御の開始信号と停止信号を択一的に出力することを特徴とする。
According to a third invention, in the first or second invention,
The function alternatively outputs a control start signal and a stop signal that suppress combustion noise in accordance with the magnitude of the input value.

第4の発明は、第1〜第3のいずれか1つの発明において、
前記関数は、入力された値の大きさに応じて燃焼騒音異常が発生しているか否かの診断結果を出力することを特徴とする。
A fourth invention is any one of the first to third inventions,
The function is characterized in that a diagnosis result indicating whether a combustion noise abnormality has occurred or not is output according to the magnitude of the input value.

第5の発明は、第1〜第4のいずれか1つの発明において、
前記シリンダに設けられた筒内圧センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記筒内圧センサの出力信号に基づいて燃焼騒音の大きさの値を計算し、
前記関数は、前記クランク角センサの出力信号から求めた前記大きさの値を第1入力とし、前記筒内圧センサにより求めた燃焼騒音の大きさの値を第2入力とし、前記第1入力と前記第2入力との間の差の大きさに応じて前記クランク角センサと前記筒内圧センサの少なくとも一方が異常であるとの診断結果を出力することを特徴とする。
In a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
A cylinder pressure sensor provided on the cylinder;
The control device calculates the value of the magnitude of combustion noise based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor,
The function uses the magnitude value obtained from the output signal of the crank angle sensor as a first input, the combustion noise magnitude value obtained from the in-cylinder pressure sensor as a second input, and the first input. A diagnostic result indicating that at least one of the crank angle sensor and the in-cylinder pressure sensor is abnormal is output according to the magnitude of the difference from the second input.

第6の発明は、第1〜第5のいずれか1つの発明において、
前記シリンダに設けられた筒内圧センサと、
内燃機関の異常を報知する報知手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記筒内圧センサの出力信号に基づいて燃焼騒音の大きさの値を計算し、
前記関数は、前記クランク角センサの出力信号から求めた前記大きさの値を第1入力とし、前記筒内圧センサにより求めた燃焼騒音の大きさの値を第2入力とし、前記第1入力と前記第2入力との間の差の大きさに応じて前記報知手段に異なる信号を出力することを特徴とする。
A sixth invention is any one of the first to fifth inventions,
An in-cylinder pressure sensor provided in the cylinder;
An informing means for informing the abnormality of the internal combustion engine;
With
The control device calculates the value of the magnitude of combustion noise based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor,
The function uses the magnitude value obtained from the output signal of the crank angle sensor as a first input, the combustion noise magnitude value obtained from the in-cylinder pressure sensor as a second input, and the first input. A different signal is output to the notification means according to the magnitude of the difference from the second input.

第7の発明は、第1〜第6のいずれか1つの発明において、
前記シリンダが複数個備えられ、各シリンダのピストンが共通のクランクシャフトに連結され、
前記制御装置は、前記部分に含まれる周波数成分のうち、前記燃焼行程中の機関回転数に対するシリンダ数の半分の次数に応じた周波数の成分の大きさの値を前記関数に入力することを特徴とする。
In a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
A plurality of the cylinders are provided, and pistons of the cylinders are connected to a common crankshaft,
The control device inputs, into the function, a magnitude value of a frequency component corresponding to an order that is half the number of cylinders with respect to the engine speed during the combustion stroke, among the frequency components included in the portion. And

第8の発明は、第1〜第7のいずれか1つの発明において、
前記制御装置は、前記クランク角センサの出力信号に対してクランク角速度ピーク位置から離れた部分を周期的にサンプリングし、前記サンプリングした部分に対して周波数解析を行うことを特徴とする。
According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions,
The control device periodically samples a portion away from a crank angular velocity peak position with respect to an output signal of the crank angle sensor, and performs frequency analysis on the sampled portion.

第9の発明は、第8の発明において、
前記制御装置は、
前記シリンダへの燃料噴射量と、前記シリンダへの燃料噴射時期と、前記シリンダ内における前記ピストンの位置とに基づいて、前記シリンダ内の燃焼騒音が前記クランク角センサに伝達するまでの騒音伝達時間が長いほど前記サンプリングを行う前記部分から前記クランク角速度ピーク位置が離れる量を大きく設定することを特徴とする。
In a ninth aspect based on the eighth aspect,
The controller is
Noise transmission time until combustion noise in the cylinder is transmitted to the crank angle sensor based on the fuel injection amount to the cylinder, the fuel injection timing to the cylinder, and the position of the piston in the cylinder The longer the is, the larger the amount of the crank angular velocity peak position away from the sampling portion is set.

第1の発明によれば、センサ出力信号のうち燃焼騒音に当たる周波数成分の大きさを求めて、燃焼騒音と内燃機関の制御量または診断結果を関係付けた関数にこの周波数成分の大きさを入力変数として算入する。その結果、クランクシャフトの回転を検知可能なセンサを利用して、燃焼騒音と関連する制御あるいは診断を行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, the magnitude of the frequency component corresponding to the combustion noise in the sensor output signal is obtained, and the magnitude of this frequency component is input to a function relating the combustion noise to the control amount or diagnosis result of the internal combustion engine. Include as a variable. As a result, it is possible to perform control or diagnosis related to combustion noise using a sensor capable of detecting rotation of the crankshaft.

第2の発明によれば、燃焼騒音を抑制する制御を行い、その抑制量をクランク角センサの出力信号に基づいて調節することができる。   According to the second aspect of the invention, it is possible to perform control for suppressing combustion noise and adjust the amount of suppression based on the output signal of the crank angle sensor.

第3の発明によれば、燃焼騒音に当たる周波数成分の大きさを指標にして、燃焼騒音を抑制する制御を実行したり停止したりすることができる。   According to the third invention, it is possible to execute or stop the control for suppressing the combustion noise by using the magnitude of the frequency component corresponding to the combustion noise as an index.

第4の発明によれば、クランク角センサの出力信号に含まれる燃焼騒音に当たる周波数成分の大きさを指標にして、燃焼騒音の大きさを判定することができる。   According to the fourth invention, the magnitude of the combustion noise can be determined using the magnitude of the frequency component corresponding to the combustion noise included in the output signal of the crank angle sensor as an index.

第5の発明によれば、クランク角センサの出力信号から求めた燃焼騒音と筒内圧センサの出力信号から求めた燃焼騒音との間の乖離を調査することで、これらのセンサのうち少なくとも一方に対して、本来の性能を発揮しているかを診断することができる。   According to the fifth invention, by investigating the difference between the combustion noise obtained from the output signal of the crank angle sensor and the combustion noise obtained from the output signal of the in-cylinder pressure sensor, at least one of these sensors is investigated. On the other hand, it can be diagnosed whether the original performance is exhibited.

第6の発明によれば、クランク角センサの出力信号から求めた燃焼騒音と筒内圧センサの出力信号から求めた燃焼騒音との間の乖離を調査することで、これらのセンサのうち少なくとも一方に対して、本来の性能を発揮しているかを診断し、その診断結果を制御装置の外部から認識することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, by investigating the difference between the combustion noise obtained from the output signal of the crank angle sensor and the combustion noise obtained from the output signal of the in-cylinder pressure sensor, at least one of these sensors is detected. On the other hand, it is possible to diagnose whether the original performance is exhibited and to recognize the diagnosis result from the outside of the control device.

第7の発明によれば、評価する周波数成分を燃焼タイミングがクランク角センサの出力信号に現れるタイミングに合わせて決定したので、燃焼騒音を精度良く評価することができる。   According to the seventh aspect, since the frequency component to be evaluated is determined in accordance with the timing at which the combustion timing appears in the output signal of the crank angle sensor, the combustion noise can be accurately evaluated.

第8の発明によれば、燃焼騒音評価に適した特定のタイミングの出力信号をサンプリングするようにしたので、出力信号中の燃焼騒音に起因する成分を精度良く抽出することができる。   According to the eighth aspect of the invention, since the output signal at a specific timing suitable for combustion noise evaluation is sampled, the component due to the combustion noise in the output signal can be accurately extracted.

第9の発明によれば、燃焼騒音がクランク角センサに伝達するまでの騒音伝達時間が長いほどサンプリングタイミングを遅らせることで、出力信号中の燃焼騒音が現れる部分を精度良くサンプリングすることができる。   According to the ninth aspect, the longer the noise transmission time until the combustion noise is transmitted to the crank angle sensor, the more the sampling timing is delayed, so that the portion where the combustion noise appears in the output signal can be sampled with high accuracy.

本発明の実施の形態1にかかる内燃機関を示す図である。1 is a diagram showing an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関を示す図である。1 is a diagram showing an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における制御装置の制御内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control content of the control apparatus in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における制御装置の制御内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control content of the control apparatus in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control content of the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関において制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine which a control apparatus performs in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関において制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine which a control apparatus performs in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関において制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine which a control apparatus performs in the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関において制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine which a control apparatus performs in the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
[実施の形態1の装置の構成]
図1および図2は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関を示す図である。図1は、実施の形態1にかかる内燃機関10(以下、単に「エンジン10」とも称す)における1つの気筒をクランク軸の軸方向に見た側面図および制御装置50のブロック図を示している。図2は、直列4気筒式のエンジン10が有する4つの気筒(すなわち気筒#1〜#4)を示す斜視図である。本実施の形態にかかるエンジン10はディーゼルエンジンである。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Device of Embodiment 1]
1 and 2 are views showing an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a side view of one cylinder in the internal combustion engine 10 according to the first embodiment (hereinafter also simply referred to as “engine 10”) as viewed in the axial direction of the crankshaft, and a block diagram of the control device 50. . FIG. 2 is a perspective view showing four cylinders (that is, cylinders # 1 to # 4) of the in-line four-cylinder engine 10. The engine 10 according to the present embodiment is a diesel engine.

図1に示すように、エンジン10は、シリンダ12を備えている。シリンダ12は図示を省略したシリンダブロックに形成されており、その内部にピストン20が設けられている。シリンダ12の上方はシリンダヘッド(図示を省略する)で覆われており、ピストン頂面およびシリンダヘッド内面により燃焼室26が形成されている。ピストン20は、コネクティングロッド34でクランクシャフト36に連結されている。   As shown in FIG. 1, the engine 10 includes a cylinder 12. The cylinder 12 is formed in a cylinder block (not shown), and a piston 20 is provided therein. The upper part of the cylinder 12 is covered with a cylinder head (not shown), and a combustion chamber 26 is formed by the piston top surface and the cylinder head inner surface. The piston 20 is connected to the crankshaft 36 by a connecting rod 34.

シリンダ12の上方には、筒内燃料噴射弁28および筒内圧センサ30が設けられている。筒内燃料噴射弁28が燃料からなる噴霧32を燃焼室26内に噴射することで、シリンダ12が燃焼行程を迎える。燃焼行程で生じた燃焼騒音は、破線で示す振動42で示すようにピストン20の頂面からピストン20の内部をとおり、コネクティングロッド34を介してクランクシャフト36に到達する。図2に示すように、気筒#1〜#4それぞれのピストン20からの振動42はそれぞれクランクシャフト36に到達する。   An in-cylinder fuel injection valve 28 and an in-cylinder pressure sensor 30 are provided above the cylinder 12. The in-cylinder fuel injection valve 28 injects the spray 32 made of fuel into the combustion chamber 26, so that the cylinder 12 reaches the combustion stroke. Combustion noise generated in the combustion stroke passes through the inside of the piston 20 from the top surface of the piston 20 as shown by a vibration 42 shown by a broken line, and reaches the crankshaft 36 via the connecting rod 34. As shown in FIG. 2, the vibrations 42 from the pistons 20 of the cylinders # 1 to # 4 reach the crankshaft 36, respectively.

なお、本実施の形態ではエンジン10がディーゼルエンジンとされているが、本発明はこれに限られるものではなくガソリンエンジンであってもよい。その場合には、図示しないシリンダヘッドに、点火プラグと、ポート噴射弁と筒内噴射弁のいずれか片方もしくは両方と、が設けられる。   In the present embodiment, the engine 10 is a diesel engine, but the present invention is not limited to this and may be a gasoline engine. In that case, a cylinder head (not shown) is provided with an ignition plug and one or both of a port injection valve and an in-cylinder injection valve.

クランクシャフト36の端部には、クランクシャフトタイミングロータ38が取り付けられている。エンジン10は、クランク角センサ40を備えている。クランク角センサ40は、クランクシャフトタイミングロータ38の信号歯39および欠歯部(図示せず)を検出することで、クランク角および上死点位置を示す出力信号を発することができる。クランク角センサ40によるクランク角度検知の分解能は、例えば1度程度の高分解能であることが好ましい。   A crankshaft timing rotor 38 is attached to the end of the crankshaft 36. The engine 10 includes a crank angle sensor 40. The crank angle sensor 40 can generate an output signal indicating a crank angle and a top dead center position by detecting a signal tooth 39 and a missing tooth portion (not shown) of the crankshaft timing rotor 38. The resolution of crank angle detection by the crank angle sensor 40 is preferably a high resolution of about 1 degree, for example.

エンジン10は、制御装置50を備えている。制御装置50はECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)であり、その内部に、演算処理を行うCPU、RAM、ROM、および入出力インターフェース等のハードウェア構成を備えている。制御装置50は、筒内燃料噴射弁28、筒内圧センサ30、クランク角センサ40、図示しないエアフローメータ、および図示しない空燃比センサなどの各種センサと接続している。制御装置50は、上記の各種センサの出力信号に基づいて筒内燃料噴射弁28の燃料噴射量および燃料噴射時期を算出するプログラムを記憶している。制御装置50は、クランク角センサ40の出力信号に基づいてクランク角を検知する。   The engine 10 includes a control device 50. The control device 50 is an ECU (Electronic Control Unit), and includes a hardware configuration such as a CPU for performing arithmetic processing, a RAM, a ROM, and an input / output interface. The control device 50 is connected to various sensors such as an in-cylinder fuel injection valve 28, an in-cylinder pressure sensor 30, a crank angle sensor 40, an air flow meter (not shown), and an air-fuel ratio sensor (not shown). The control device 50 stores a program for calculating the fuel injection amount and fuel injection timing of the in-cylinder fuel injection valve 28 based on the output signals of the various sensors. The control device 50 detects the crank angle based on the output signal of the crank angle sensor 40.

なお、実施の形態1および後述する実施の形態2において、制御装置50は、「入力とエンジン制御量との間の関係」または「入力とエンジン診断結果との間の関係」を定めた関数を、内部のROMに記憶している。ここでいう「関数」は、入力値に対して出力値との対応関係を予め定めたものを広く意味している。すなわち、ここでいう「関数」には、数値演算により数値を算出するプログラム、マップのように入力値と出力値の組を複数個記憶したデータ、および、入力値と所定の比較値との大小関係や複数の入力値の大小関係に応じて真偽値あるいは論理値を出力するプログラムが含まれる。また、入力値は1つに限らず複数であっても良い。この関数に対して後述する周波数解析処理で求めた値を入力し、この関数が出力するエンジン制御量または診断結果に従ってエンジン10の制御または診断が行われる。   In the first embodiment and the second embodiment to be described later, the control device 50 calculates a function that defines a “relationship between the input and the engine control amount” or a “relationship between the input and the engine diagnosis result”. , Stored in the internal ROM. Here, the “function” widely means a function in which a correspondence relationship between an input value and an output value is determined in advance. That is, the “function” here includes a program for calculating a numerical value by numerical calculation, data storing a plurality of sets of input values and output values like a map, and the magnitude of the input value and a predetermined comparison value. A program that outputs a truth value or a logical value according to the relationship or the magnitude relationship of a plurality of input values is included. Further, the input value is not limited to one and may be plural. A value obtained by frequency analysis processing, which will be described later, is input to this function, and the engine 10 is controlled or diagnosed according to the engine control amount or diagnosis result output by this function.

[実施の形態1の装置の制御内容]
図3〜5は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御内容を説明するための図である。図6は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関が実行するルーチンのフローチャートである。以下、これらの図を用いて、制御装置50の制御内容を説明する。
[Control contents of the apparatus of the first embodiment]
3-5 is a figure for demonstrating the control content of the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the control content of the control apparatus 50 is demonstrated using these figures.

燃焼騒音には、噴霧32のうち燃焼室26に対して垂直に拡散している噴霧成分が大きく寄与している。この垂直に拡散している噴霧成分が燃焼したときに生ずる振動が、ピストン20、コネクティングロッド34、およびクランクシャフト36を伝わる。伝わった振動が、クランク角センサ40で検知するクランク角速度に含まれる特定の周波数成分の大きさに影響を及ぼす。   Of the spray 32, the spray component that diffuses perpendicularly to the combustion chamber 26 greatly contributes to the combustion noise. The vibration generated when the vertically diffused spray component burns is transmitted to the piston 20, the connecting rod 34, and the crankshaft 36. The transmitted vibration affects the magnitude of a specific frequency component included in the crank angular velocity detected by the crank angle sensor 40.

そこで、本実施の形態では、先ず、クランク角センサ40の出力信号のうちシリンダ12の燃焼行程に当たる部分についての周波数スペクトルを求める。次いで、この周波数スペクトルのうち、所定周波数の成分が大きいほど燃焼騒音がより大きいと判定する。エンジン10の設計、試験などの段階で、この所定周波数を予め定めておき、制御装置50のメモリに記憶しておく。   Therefore, in the present embodiment, first, a frequency spectrum for a portion corresponding to the combustion stroke of the cylinder 12 in the output signal of the crank angle sensor 40 is obtained. Next, it is determined that the combustion noise is larger as the component of the predetermined frequency is larger in the frequency spectrum. This predetermined frequency is predetermined and stored in the memory of the control device 50 at the stage of designing, testing, etc. of the engine 10.

燃焼騒音判定に用いる周波数を、便宜上、周波数fbと記載する。周波数fbは、エンジン10の場合は2次の回転次数にあたる周波数である。本実施の形態にかかるエンジン10は4ストローク4気筒エンジンであり2次の回転次数で燃焼騒音が発生するので、この2次の回転次数にあたる周波数成分の大きさを評価すれば燃焼騒音の大きさを評価することができる。4気筒以外のエンジンについてもシリンダ数の半分の回転次数に応じた周波数を周波数fbとすればよく、例えば5気筒であれば2.5次の回転次数、6気筒であれば3次の回転次数それぞれにあたる周波数成分の大きさを評価すればよい。   For convenience, the frequency used for the combustion noise determination is referred to as a frequency fb. In the case of the engine 10, the frequency fb is a frequency corresponding to a secondary rotation order. The engine 10 according to the present embodiment is a four-stroke four-cylinder engine and generates combustion noise at a secondary rotational order. Therefore, if the magnitude of the frequency component corresponding to the secondary rotational order is evaluated, the magnitude of the combustion noise is obtained. Can be evaluated. For engines other than the four-cylinder engine, the frequency corresponding to the rotation order that is half the number of cylinders may be set to the frequency fb. For example, if the engine is 5 cylinders, the 2.5th order rotation order is used. What is necessary is just to evaluate the magnitude | size of the frequency component which corresponds to each.

なお、実際には燃料噴射時期の遅角あるいは進角を行うことがあるので、2次の回転次数相当の周波数を中心周波数としその付近に広がりを有する所定幅の周波数帯を定め、この所定幅の周波数帯に含まれる周波数成分の大きさを燃焼騒音判定に用いることが好ましい。例えば、その周波数帯に含まれる周波数成分の最大値を燃焼騒音判定に用いてもよい。   In actuality, the fuel injection timing may be retarded or advanced. Therefore, a frequency band of a predetermined width having a frequency corresponding to the secondary rotation order as a center frequency and spreading in the vicinity thereof is determined. It is preferable to use the magnitude of the frequency component included in the frequency band for determining combustion noise. For example, the maximum value of frequency components included in the frequency band may be used for combustion noise determination.

図6のルーチンでは、先ず、制御装置50は、燃料噴射量の取得処理(ステップS100)、噴霧形状の決定処理(ステップS102)、および燃料噴射時期の取得処理(ステップS104)を実行する。燃料噴射量および燃料噴射時期は、制御装置50において算出される制御目標値を用いればよい。噴霧形状は、筒内燃料噴射弁28のノズル方向、吸気ポート形状などの機械的要素で決まる。よって、実施の形態1では、この噴霧形状を現す情報は予め制御装置50内に記憶しておくものとする。   In the routine of FIG. 6, first, the control device 50 executes a fuel injection amount acquisition process (step S100), a spray shape determination process (step S102), and a fuel injection timing acquisition process (step S104). A control target value calculated by the control device 50 may be used for the fuel injection amount and the fuel injection timing. The spray shape is determined by mechanical factors such as the nozzle direction of the in-cylinder fuel injection valve 28 and the intake port shape. Therefore, in the first embodiment, the information indicating the spray shape is stored in the control device 50 in advance.

次に、制御装置50は、ピストン位置検出処理(ステップS106)を実行する。このステップでは、筒内燃料噴射弁28が燃料を噴射したときのピストン20の位置を、クランク角から算出する。   Next, the control apparatus 50 performs a piston position detection process (step S106). In this step, the position of the piston 20 when the in-cylinder fuel injection valve 28 injects fuel is calculated from the crank angle.

次に、制御装置50は、燃焼室内距離の推定処理(ステップS108)を実行する。この「燃焼室内距離」は、筒内燃料噴射弁28のインジェクタ先端部とシリンダ12内におけるピストン20の頂面との間の距離である。燃焼室内距離は、筒内燃料噴射弁28のインジェクタ先端部はエンジン10の設計時に決まるので、ステップS106で検出した燃焼時のピストン位置を用いて計算できる。   Next, the control device 50 executes a combustion chamber distance estimation process (step S108). This “combustion chamber distance” is the distance between the tip of the injector of the in-cylinder fuel injection valve 28 and the top surface of the piston 20 in the cylinder 12. The combustion chamber distance can be calculated using the piston position during combustion detected in step S106 because the injector tip of the in-cylinder fuel injection valve 28 is determined when the engine 10 is designed.

次に、制御装置50は、燃焼気筒情報の取得処理(ステップS110)を実行する。このステップでは、気筒#1〜#4のそれぞれで燃焼が起きているタイミングが、クランク角センサ40の出力信号と対応付けられる。エンジン10の燃焼順は決まっているので、クランク角センサ40の出力信号におけるどの部分がどの気筒の燃焼行程付近にあたるかを特定することが可能である。なお、図2に示すように、クランクシャフト36は一定の長さを有している。気筒#1〜#4それぞれとクランクシャフトタイミングロータ38との間の距離は、気筒番号ごとに異なっており、気筒#1が最も近く、気筒#4が最も遠い。そこで後述する「騒音伝達時間」の計算に、この気筒番号の情報を算入しても良い。   Next, the control device 50 executes combustion cylinder information acquisition processing (step S110). In this step, the timing at which combustion occurs in each of the cylinders # 1 to # 4 is associated with the output signal of the crank angle sensor 40. Since the combustion order of the engine 10 is determined, it is possible to specify which part of the output signal of the crank angle sensor 40 is near the combustion stroke of which cylinder. As shown in FIG. 2, the crankshaft 36 has a certain length. The distance between each of the cylinders # 1 to # 4 and the crankshaft timing rotor 38 is different for each cylinder number, and the cylinder # 1 is the closest and the cylinder # 4 is the farthest. Therefore, this cylinder number information may be included in the calculation of “noise transmission time” described later.

次に、制御装置50は、サンプリング処理およびクランク角速度の取得処理を実行する(ステップS112)。図3は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のクランク角速度波形を模式的に示す図である。クランク角センサ40の出力信号が示すクランク角の値から、クランク角速度を算出したものである。時間軸を横軸に取ったクランク角速度は、図3のように一定周期でピークを迎える波形となる。   Next, the control device 50 executes sampling processing and crank angular velocity acquisition processing (step S112). FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a crank angular velocity waveform of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. The crank angular velocity is calculated from the crank angle value indicated by the output signal of the crank angle sensor 40. The crank angular velocity with the horizontal axis as the time axis has a waveform that peaks at a constant period as shown in FIG.

図3に示すクランク角速度波形には、エンジン10の各気筒それぞれの燃焼による振動がより多く現れた部分が存在する。この部分を図3では符号Xで示している。本実施の形態では、このような燃焼による振動が多く現れた部分のみを抽出するように、クランク角センサ40の出力信号に対してサンプリングを行う。   In the crank angular velocity waveform shown in FIG. 3, there is a portion where more vibration due to combustion of each cylinder of the engine 10 appears. This portion is indicated by the symbol X in FIG. In the present embodiment, sampling is performed on the output signal of the crank angle sensor 40 so as to extract only a portion where a large amount of vibration due to combustion appears.

制御装置50は、気筒#1〜#4のいずれを対象に燃焼騒音検出を行うかに応じて、クランク角センサ40の出力信号から求めたクランク角速度波形に対するサンプリング処理の内容を変更する。サンプリング処理の内容には、具体的には、サンプリング開始タイミングds、サンプリング周期Ts、およびサンプリング区間Wsが含まれる。   The control device 50 changes the content of the sampling process for the crank angular velocity waveform obtained from the output signal of the crank angle sensor 40 according to which of the cylinders # 1 to # 4 is subjected to combustion noise detection. Specifically, the sampling process includes a sampling start timing ds, a sampling period Ts, and a sampling period Ws.

図3に、サンプリング開始タイミングds、サンプリング周期Ts、およびサンプリング区間Wsを示す。サンプリング区間Wsは、サンプリングの始点と終点の長さ、すなわちサンプリング幅である。サンプリング周期Tsは、サンプリングを行う周期である。サンプリング開始タイミングdsは、クランク角速度波形における角速度ピーク位置を基準として、サンプリング区間Wsの開始位置を遅らせる量である。   FIG. 3 shows the sampling start timing ds, the sampling period Ts, and the sampling period Ws. The sampling interval Ws is the length of the sampling start point and end point, that is, the sampling width. The sampling period Ts is a period for performing sampling. The sampling start timing ds is an amount by which the start position of the sampling section Ws is delayed with reference to the angular velocity peak position in the crank angular velocity waveform.

サンプリング区間Wsは、実施の形態1では、次のような処理を用いて最適化する。図1および図2のハードウェア図からもわかるとおり、噴霧32からクランク角センサ40までの経路には、ピストン20の頂面および本体、コネクティングロッド34、およびクランクシャフト36が介在している。この経路を通って気筒#1〜#4それぞれの燃焼騒音がクランク角センサ40で検知されるまでには、時間がかかる。この時間を、「騒音伝達時間」とも称す。   In the first embodiment, the sampling interval Ws is optimized using the following processing. As can be seen from the hardware diagrams of FIGS. 1 and 2, the top surface and main body of the piston 20, the connecting rod 34, and the crankshaft 36 are interposed in the path from the spray 32 to the crank angle sensor 40. It takes time until the crank angle sensor 40 detects the combustion noise of each of the cylinders # 1 to # 4 through this path. This time is also referred to as “noise transmission time”.

騒音伝達時間が短い場合には、図3に示すクランク角速度波形における角速度ピーク位置と燃焼による振動が多く現れた部分との間が近づく。逆に、騒音伝達時間が長い場合には、図3に示すクランク角速度波形における角速度ピーク位置と燃焼による振動が多く現れた部分との間が離れる。騒音伝達時間が長いほど、角速度ピーク位置を基準とするサンプリング区間Wsの開始位置を大きく遅らせることが好ましい。そこで、制御装置50は、サンプリング開始タイミングdsを、騒音伝達時間と連動させて増減することにした。   When the noise transmission time is short, the angular velocity peak position in the crank angular velocity waveform shown in FIG. 3 approaches the portion where a lot of vibration due to combustion appears. Conversely, when the noise transmission time is long, the angular velocity peak position in the crank angular velocity waveform shown in FIG. 3 is separated from the portion where a lot of vibration due to combustion appears. It is preferable that the start position of the sampling section Ws with reference to the angular velocity peak position is largely delayed as the noise transmission time is longer. Therefore, the control device 50 increases or decreases the sampling start timing ds in conjunction with the noise transmission time.

図4は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の騒音伝達時間を算出するためのマップである。実施の形態1では、騒音伝達時間を、噴霧32の拡散スピードと、燃焼後のピストン20、コネクティングロッド34等を伝達する時間とから換算して求める。具体的には、噴霧形状、燃料噴射量、燃料噴射時期、および上述した燃焼室内距離をパラメータとする関数を横軸とし、縦軸に騒音伝達時間を定めたマップを作成し、制御装置50のメモリに記憶しておく。燃料噴射量および噴霧形状は、噴霧32の拡散スピードを求めるために用いる。噴霧の拡散スピードが遅ければ遅いほどあるいは上述した燃焼室内距離が大きければ大きいほど、燃焼騒音が伝達する距離も大きくなり、騒音伝達時間も長くなる。   FIG. 4 is a map for calculating the noise transmission time of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the noise transmission time is calculated from the diffusion speed of the spray 32 and the time for transmitting the piston 20, the connecting rod 34, etc. after combustion. Specifically, a map with the horizontal axis representing a function having the spray shape, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the above-described combustion chamber distance as parameters, and the noise transmission time defined on the vertical axis is created. Store in memory. The fuel injection amount and the spray shape are used for obtaining the diffusion speed of the spray 32. The slower the spray diffusion speed or the greater the above-mentioned combustion chamber distance, the greater the distance that the combustion noise is transmitted, and the longer the noise transmission time.

制御装置50は、図4に示すマップから取得した騒音伝達時間に連動させて、サンプリング開始タイミングdsを増加または減少させる。以上のように、実施の形態1によれば、シリンダ12への燃料噴射量と、シリンダ12への燃料噴射時期と、シリンダ12内におけるピストン20の位置とに基づいて、シリンダ12内の燃焼騒音がクランク角センサ40に伝達するまでの騒音伝達時間に連動させて、サンプリング区間の始点を最適化することができる。その結果、出力信号中の燃焼騒音が現れる部分を精度良くサンプリングすることができる。   The control device 50 increases or decreases the sampling start timing ds in conjunction with the noise transmission time acquired from the map shown in FIG. As described above, according to the first embodiment, the combustion noise in the cylinder 12 is based on the fuel injection amount into the cylinder 12, the fuel injection timing into the cylinder 12, and the position of the piston 20 in the cylinder 12. The start point of the sampling interval can be optimized in conjunction with the noise transmission time until the noise is transmitted to the crank angle sensor 40. As a result, the portion where the combustion noise appears in the output signal can be sampled with high accuracy.

次に、制御装置50は、ステップS112のサンプリング処理により取得した信号に対して、周波数解析処理を実行する(ステップS114)。このステップでは、サンプリング処理で取得した信号に含まれる周波数成分を解析するための周波数解析処理が施される。周波数解析の具体的技術は既に高速フーリエ変換等の各種技術が公知であり、新規な事項ではないのでここでは説明を省略する。   Next, the control device 50 performs frequency analysis processing on the signal acquired by the sampling processing in step S112 (step S114). In this step, a frequency analysis process for analyzing the frequency component included in the signal acquired by the sampling process is performed. Various techniques such as Fast Fourier Transform are already known as specific techniques for frequency analysis, and are not a new matter, so a description thereof is omitted here.

図5は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の周波数解析により得た周波数スペクトルである。図5は、横軸に回転次数をとり、縦軸に信号のパワーをとったパワースペクトルである。   FIG. 5 is a frequency spectrum obtained by frequency analysis of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a power spectrum in which the horizontal axis represents the rotation order and the vertical axis represents the signal power.

前述したようにエンジン10は4ストローク4気筒エンジンなので、2次の回転次数で燃焼騒音が発生する。よって、2次の回転次数にあたる周波数成分の大きさが、燃焼騒音の大きさと相関を有している。図5における周波数fbが、2次の回転次数にあたる周波数である。図5における値Pfbは、周波数スペクトル中における周波数fbでの成分であり、燃焼騒音が大きくなるほど大きくなる。図5において実線で囲ったのは、周波数スペクトルのうち2次の回転次数にあたる周波数の成分である。一方、図5において破線で囲ったのは、周波数スペクトルのうち、2次未満(すなわち1次あるいは1.5次など)の回転次数にあたる周波数成分である。   As described above, since the engine 10 is a four-stroke four-cylinder engine, combustion noise is generated at the second rotational order. Therefore, the magnitude of the frequency component corresponding to the secondary rotational order has a correlation with the magnitude of the combustion noise. The frequency fb in FIG. 5 is a frequency corresponding to the secondary rotation order. The value Pfb in FIG. 5 is a component at the frequency fb in the frequency spectrum, and increases as the combustion noise increases. In FIG. 5, what is surrounded by a solid line is a frequency component corresponding to the secondary rotation order in the frequency spectrum. On the other hand, in FIG. 5, what is surrounded by a broken line is a frequency component corresponding to a rotation order of less than the second order (that is, the first order or 1.5th order) in the frequency spectrum.

次に、制御装置50は、燃焼騒音とは無関係な周波数成分をフィルタリングし、値Pfbを選択的に抽出するフィルタ処理を行う(ステップS116)。燃焼に関係しない周波数成分は2次の回転次数にあたる周波数成分には乗らない。例えば失火は0.5次の回転次数にあたる周波数成分に表れることが分かっており、エンジンフリクションやノイズ成分は3次以上の回転次数にあたる周波数成分に表れる。そこで、0.5次や3次以上の回転次数にあたる周波数成分を通さない帯域阻止フィルタ処理を、周波数解析結果に施しても良い。また、エンジン10の共振周波数を予め調べておき、フィルタ処理により共振周波数成分を減衰させるようにしてもよい。   Next, the control device 50 performs a filtering process for filtering a frequency component unrelated to the combustion noise and selectively extracting the value Pfb (step S116). A frequency component not related to combustion does not ride on a frequency component corresponding to the secondary rotation order. For example, it is known that misfire appears in a frequency component corresponding to a rotation order of 0.5th order, and engine friction and noise components appear in a frequency component corresponding to a rotation order of 3rd order or higher. Therefore, a band rejection filter process that does not pass a frequency component corresponding to a rotation order of 0.5th order or 3rd order or more may be applied to the frequency analysis result. Also, the resonance frequency of the engine 10 may be examined in advance, and the resonance frequency component may be attenuated by filtering.

次に、制御装置50は、燃焼騒音指標値を算出する処理を実行する(ステップS118)。燃焼騒音指標値は、燃焼騒音が大きければ大きいほど、大きな値に算出される指標値である。制御装置50は、値Pfbが大きければ大きいほど、燃焼騒音の大きさを表す指標値を大きく算出する。このようにすることで、燃焼騒音の大きさを量的に表す指標値を、クランク角センサ40の出力信号から計算することができる。   Next, the control device 50 executes a process for calculating a combustion noise index value (step S118). The combustion noise index value is an index value that is calculated to be larger as the combustion noise is larger. The control device 50 calculates a larger index value representing the magnitude of combustion noise as the value Pfb is larger. In this way, an index value that quantitatively represents the magnitude of combustion noise can be calculated from the output signal of the crank angle sensor 40.

その後、今回のルーチンが終了する。以上説明した図6のルーチンによれば、クランク角センサ40の出力信号に含まれる燃焼騒音に当たる周波数成分である値Pfbの大きさを指標にして、燃焼騒音の大きさを量的に示す指標値を算出することができる。   Thereafter, the current routine ends. According to the routine of FIG. 6 described above, the index value that quantitatively indicates the magnitude of the combustion noise using the magnitude of the value Pfb that is the frequency component corresponding to the combustion noise included in the output signal of the crank angle sensor 40 as an index. Can be calculated.

なお、燃焼騒音指標値を算出することなく、値Pfbがしきい値Pthを超えたか否かに応じて、燃焼騒音異常か否かを二者択一的に判定してもよい。なお、図6のルーチンはクランク角センサ40の出力信号を用いて燃焼騒音を検出することができ、筒内圧センサ30の出力は使用していない。   In addition, without calculating the combustion noise index value, whether or not the combustion noise is abnormal may be determined alternatively according to whether or not the value Pfb exceeds the threshold value Pth. The routine of FIG. 6 can detect combustion noise using the output signal of the crank angle sensor 40, and does not use the output of the in-cylinder pressure sensor 30.

[実施の形態1の変形例]
図7は、本発明の実施の形態1の変形例にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。図7のルーチンは、ステップS118に代えてステップS130およびS132の処理を設けた点が、図6のルーチンと異なっている。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the control device for the internal combustion engine according to the modification of the first embodiment of the present invention. The routine of FIG. 7 differs from the routine of FIG. 6 in that steps S130 and S132 are provided instead of step S118.

ステップS130では、制御装置50が、値Pfbがしきい値Pth以上か否かを判定する処理を実行する。具体的には、Pfb≧Pthの判定結果が真(True)であれば処理はステップS130へ進み、Pfb≧Pthの判定結果が偽(False)であればステップS130で燃焼騒音抑制制御の開始を指示する命令は発せられることなく今回のルーチンが終了する。   In step S130, control device 50 executes a process of determining whether value Pfb is equal to or greater than threshold value Pth. Specifically, if the determination result of Pfb ≧ Pth is true (true), the process proceeds to step S130. If the determination result of Pfb ≧ Pth is false (false), the combustion noise suppression control is started in step S130. The current routine ends without issuing a command to instruct.

ステップS132では燃焼騒音抑制制御の開始を指示する命令が発せられ、制御装置50が燃焼騒音抑制制御を実行する。燃焼騒音抑制制御は、燃焼騒音を抑制するように、燃料噴射時期などの各種のエンジン制御量を調整するものである。燃焼騒音抑制制御は各種技術が公知であり、燃焼騒音を抑制するように調整するエンジン制御量も次に述べるように様々である。例えば特開2005−315077号公報や、特開2007−278175号公報に開示された技術を用いても良い。例えば、燃焼騒音抑制制御は、特開2007−278175号公報に記載されるように燃料噴射時期を遅角するものであってもよい。また、例えば特開2005−315077号公報には、燃焼室の燃焼騒音を抑制するための燃焼騒音抑制手段としてパイロット噴射を利用し、その有無、量および回数を制御することで燃焼騒音を任意のタイミングおよび量で制御する技術が開示されている。さらに、この特開2005−315077号公報には、他の燃焼騒音抑制手段としては、例えば高圧ポンプの制御によるデリバリ管の内部圧力の選択的減少、可変ノズル型ターボチャージャー(排気側タービンの回転翼の周りに可動式のノズルベーンを設け、過給圧を可変とした過給器)を搭載した車両における過給圧の選択的減少、VVTの制御によるバルブタイミングやバルブリフト量の変更、ガソリンエンジンなど点火プラグによって点火するエンジンの場合における点火タイミングの変更など、燃焼条件を制御しうる他の手段およびこれらの任意の組合せを利用することができる旨も記載されている。   In step S132, a command for instructing the start of the combustion noise suppression control is issued, and the control device 50 executes the combustion noise suppression control. The combustion noise suppression control is to adjust various engine control amounts such as fuel injection timing so as to suppress the combustion noise. Various technologies are known for the combustion noise suppression control, and there are various engine control amounts that are adjusted to suppress the combustion noise as described below. For example, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-315077 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-278175 may be used. For example, the combustion noise suppression control may retard the fuel injection timing as described in JP-A-2007-278175. Also, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-315077, pilot injection is used as combustion noise suppression means for suppressing combustion noise in a combustion chamber, and combustion noise is arbitrarily controlled by controlling the presence, amount, and number of times. Techniques for controlling with timing and quantity are disclosed. Further, in JP-A-2005-315077, as other combustion noise suppression means, for example, selective reduction of the internal pressure of a delivery pipe by control of a high-pressure pump, variable nozzle type turbocharger (rotary blades of an exhaust side turbine) Selective reduction of supercharging pressure in vehicles equipped with a movable nozzle vane around and a supercharger with variable supercharging pressure), change of valve timing and valve lift amount by VVT control, gasoline engine, etc. It is also described that other means that can control the combustion conditions and any combination thereof can be used, such as changing the ignition timing in the case of an engine that is ignited by a spark plug.

その後、今回のルーチンが終了する。以上説明した図7のルーチンによれば、クランク角センサ40の出力信号に燃焼騒音成分が乗るという点に着目し、クランク角センサ40の出力信号に含まれる燃焼騒音に当たる周波数成分の大きさを指標にして、燃焼騒音を抑制する制御を実行することができる。   Thereafter, the current routine ends. According to the routine of FIG. 7 described above, focusing on the fact that the combustion noise component is added to the output signal of the crank angle sensor 40, the magnitude of the frequency component corresponding to the combustion noise included in the output signal of the crank angle sensor 40 is used as an index. Thus, the control for suppressing the combustion noise can be executed.

なお、図7のルーチンの変形例として、ステップS132の燃焼騒音抑制制御において、制御装置50が、値Pfbが大きいほど燃焼騒音をより一層抑制するようにエンジン制御量を調整してもよい。これにより、クランク角センサ40の出力信号に基づいて、燃焼騒音を低下させるようにエンジン制御量を調整することができる。具体的には、例えば、特開2007−278175号公報に開示されている技術のように、燃焼騒音が小さくなるように燃料噴射時期を遅角するものであってもよい。また、上記特開2005−315077号公報に記載された種々の燃焼騒音抑制手段における各種エンジン制御量を調整しても良い。上記の公知技術で開示されている燃焼騒音の大きさと各種エンジン制御量との関係を予め定めた関数を、数値演算プログラム又はマップの形式で、制御装置50のメモリに記憶していてもよい。なお、図7のルーチンからステップS130を削除することにより、この変形例にかかるステップS132の燃焼騒音抑制制御を常時行っても良い。   As a modification of the routine of FIG. 7, in the combustion noise suppression control in step S132, the control device 50 may adjust the engine control amount so as to further suppress the combustion noise as the value Pfb increases. Accordingly, the engine control amount can be adjusted based on the output signal of the crank angle sensor 40 so as to reduce the combustion noise. Specifically, for example, as in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-278175, the fuel injection timing may be delayed so that the combustion noise is reduced. Further, various engine control amounts in various combustion noise suppression means described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-315077 may be adjusted. A function that predetermines the relationship between the magnitude of combustion noise and various engine control amounts disclosed in the above-described known technology may be stored in the memory of the control device 50 in the form of a numerical calculation program or a map. In addition, by deleting step S130 from the routine of FIG. 7, the combustion noise suppression control in step S132 according to this modification may be performed constantly.

なお、実施の形態1では、図6のフローチャートにおけるステップS118のプログラムが、「入力とエンジン診断結果との間の関係を定めた関数」に相当している。また、実施の形態1では、図7のフローチャートにおけるステップS130の処理およびS132のプログラムが「入力とエンジン制御量との間の関係を定めた関数」に相当している。   In the first embodiment, the program in step S118 in the flowchart of FIG. 6 corresponds to “a function that defines the relationship between the input and the engine diagnosis result”. In the first embodiment, the process of step S130 and the program of S132 in the flowchart of FIG. 7 correspond to “a function that defines the relationship between the input and the engine control amount”.

実施の形態2.
実施の形態2にかかる内燃機関の制御装置は、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えており、制御装置が実行するソフトウェア処理も共通している。従って、以下の説明では、実施の形態1と実施の形態2の相違点を中心に説明し、共通する構成については同一の符号を付し、共通して開示する内容は説明を省略するかあるいは簡略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
The control device for an internal combustion engine according to the second embodiment has the same hardware configuration as that of the first embodiment, and also has the same software processing executed by the control device. Therefore, in the following description, the difference between the first embodiment and the second embodiment will be mainly described, and the same reference numerals are given to the common configurations, and the description of the contents disclosed in common will be omitted. It shall be simplified.

実施の形態1と実施の形態2の主たる相違点は、実施の形態2では、クランク角センサ40の出力信号から検出した燃焼騒音とともに、筒内圧センサ30の出力信号から検出した燃焼騒音の値も併用することである。また、実施の形態2においては、制御装置50は、図7のステップS132で説明した燃焼騒音制御を、筒内圧センサ30の出力信号から求めた燃焼騒音指標値を用いて実行しているものとする。   The main difference between the first embodiment and the second embodiment is that, in the second embodiment, the value of the combustion noise detected from the output signal of the in-cylinder pressure sensor 30 as well as the combustion noise detected from the output signal of the crank angle sensor 40 is different. It is to use together. Further, in the second embodiment, the control device 50 performs the combustion noise control described in step S132 of FIG. 7 using the combustion noise index value obtained from the output signal of the in-cylinder pressure sensor 30. To do.

図8は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。実施の形態2は、制御装置50に図8のルーチンを実行するものである。   FIG. 8 is a flowchart of a routine executed by the control device for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the control device 50 executes the routine of FIG.

図8のルーチンでは、先ず、制御装置50は、筒内圧センサ30の出力信号から算出した燃焼騒音指標値CNcpsを算出する(ステップS200)。燃焼騒音指標値CNcpsは、燃焼騒音の大きさに相関を有するパラメータ値である。この燃焼騒音指標値CNcpsは例えばdP/dtやdP/dθに基づいて計算してもよく、また筒内圧センサ30の出力信号から燃焼騒音を検出する技術は既に各種技術が公知であり、新規な事項ではないのでここでは説明を省略する。   In the routine of FIG. 8, first, the control device 50 calculates the combustion noise index value CNcps calculated from the output signal of the in-cylinder pressure sensor 30 (step S200). The combustion noise index value CNcps is a parameter value having a correlation with the magnitude of the combustion noise. This combustion noise index value CNcps may be calculated based on, for example, dP / dt or dP / dθ, and various techniques for detecting combustion noise from the output signal of the in-cylinder pressure sensor 30 are already known. Since it is not a matter, explanation is omitted here.

なお、それらの各種公知技術で算出される「燃焼騒音の大きさに相関を有するパラメータ値」は様々な単位を取る場合が想定され、下記の燃焼騒音指標値CNcrとの間で必ずしも同じ単位とならないことも想定される。この場合は、共通の単位(例えばデシベルdB)に換算するなどして単位を合わせればよい。   The “parameter values having a correlation with the magnitude of the combustion noise” calculated by these various known techniques are assumed to take various units, and are not necessarily the same unit as the following combustion noise index value CNcr. It is also assumed that this is not possible. In this case, the units may be matched by converting to a common unit (for example, decibel dB).

次に、制御装置50は、クランク角センサ40の出力信号から算出した燃焼騒音指標値CNcrを算出する(ステップS202)。このステップで算出すべき燃焼騒音指標値CNcrは、上述した実施の形態1の図6にかかるルーチンを実行することで算出することができる。   Next, the control device 50 calculates the combustion noise index value CNcr calculated from the output signal of the crank angle sensor 40 (step S202). The combustion noise index value CNcr to be calculated in this step can be calculated by executing the routine according to FIG. 6 of the first embodiment described above.

次に、制御装置50は、下記の式(1)に示す条件が成立しているか否かを判定する処理を実行する(ステップS204)。
|CNcps−CNcr| < CNth1 ・・・(1)
Next, the control device 50 executes processing for determining whether or not a condition shown in the following equation (1) is satisfied (step S204).
| CNcps-CNcr | <CNth1 (1)

式(1)におけるCNth1は、筒内圧センサ30の出力低下を判定するための補正しきい値である。この補正しきい値は、筒内圧センサ30の感度低下の傾向があるか否かを判定するためのしきい値である。筒内圧センサ30のセンサ部に、未燃焼成分、煤あるいはHCが堆積することで、筒内圧センサ30の感度が低下し信頼性が低下するという問題が生じうる。そこで、実施の形態2では、この補正しきい値を用いて筒内圧センサ30の感度低下を検出する。   CNth1 in Expression (1) is a correction threshold value for determining a decrease in the output of the in-cylinder pressure sensor 30. This correction threshold value is a threshold value for determining whether or not the sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 30 tends to decrease. The accumulation of unburned components, soot, or HC in the sensor portion of the in-cylinder pressure sensor 30 may cause a problem that the sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 30 is lowered and the reliability is lowered. Therefore, in the second embodiment, a decrease in sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 30 is detected using this correction threshold value.

式(1)の条件が不成立である場合には、CNcpsとCNcrの差分の絶対値が、補正しきい値CNth1未満である。この場合には、処理はステップS200に戻る。   When the condition of Expression (1) is not satisfied, the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is less than the correction threshold value CNth1. In this case, the process returns to step S200.

式(1)の条件が成立している場合には、CNcpsとCNcrの差分の絶対値が、補正しきい値CNth1以上となっている。この場合には、CNcpsとCNcrの乖離が、筒内圧センサ30の感度低下が認められるほどに大きくなっている。そこで、実施の形態2では、続いて、下記の式(2)に示す条件が成立しているか否かを判定する処理を実行する(ステップS206)。
|CNcps−CNcr| < CNth2 ・・・(2)
ただし、CNth1<CNth2である。
When the condition of Expression (1) is satisfied, the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is equal to or greater than the correction threshold value CNth1. In this case, the difference between CNcps and CNcr is so large that a decrease in sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 30 is recognized. Therefore, in the second embodiment, a process for determining whether or not a condition shown in the following equation (2) is satisfied is executed (step S206).
| CNcps-CNcr | <CNth2 (2)
However, CNth1 <CNth2.

式(2)におけるCNth2は、筒内圧センサ30の故障を検知するための故障しきい値であり、上記の補正しきい値よりも大きい値に定められている。   CNth2 in the equation (2) is a failure threshold value for detecting a failure of the in-cylinder pressure sensor 30, and is set to a value larger than the correction threshold value.

式(2)の条件が成立している場合には、CNcpsとCNcrの差分の絶対値が、しきい値CNth2未満である。この場合には、筒内圧センサ30の感度低下はあるものの故障には至っていないと判断できる。そこで、実施の形態2では、制御装置50が、下記の式(3)に従って、補正後指標値CNcpscを算出する処理を実行する(ステップS208)。
CNcps+CNcor=CNcpsc ・・・(3)
補正値CNcorは予め設定しておけばよく、固定値としてもよいし、CNcpsとCNcrの差分が大きいほどこれに比例して大きな値となるように可変にしてもよい。
When the condition of Expression (2) is satisfied, the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is less than the threshold value CNth2. In this case, it can be determined that the in-cylinder pressure sensor 30 has a reduced sensitivity but has not failed. Therefore, in the second embodiment, the control device 50 executes a process of calculating the corrected index value CNcpsc according to the following equation (3) (step S208).
CNcps + CNcor = CNcpsc (3)
The correction value CNcor may be set in advance, may be a fixed value, or may be variable so as to increase in proportion to the difference between CNcps and CNcr.

その後、ルーチンはステップS202に戻り、ステップS204,S206が再び順次実行される。また、ステップS208で算出された補正後指標値CNcpscを用いて、制御装置50はエンジン10の制御を行う。   Thereafter, the routine returns to step S202, and steps S204 and S206 are sequentially executed again. Further, the control device 50 controls the engine 10 using the corrected index value CNcpsc calculated in step S208.

一方、式(2)の条件が成立している場合には、CNcpsとCNcrの差分の絶対値が、しきい値CNth2以上である。この場合には、筒内圧センサ30の感度低下が大きすぎると判断できる。そこで、この場合には、制御装置50は、燃焼騒音指標値CNcpsを用いて行っていた燃焼騒音制御を中止し(ステップS210)、今回のルーチンを終了する。なお、燃焼騒音制御は、実施の形態1において説明した各種公知技術を用いればよい。   On the other hand, when the condition of Expression (2) is satisfied, the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is equal to or greater than threshold value CNth2. In this case, it can be determined that the sensitivity drop of the in-cylinder pressure sensor 30 is too great. Therefore, in this case, the control device 50 stops the combustion noise control performed using the combustion noise index value CNcps (step S210), and ends the current routine. The combustion noise control may be performed using various known techniques described in the first embodiment.

以上説明した実施の形態2にかかる具体的制御によれば、筒内圧センサ30に感度低下や故障といった何らかの異常があるか否かを判定することができる。また、クランク角センサ40の出力信号から求めた燃焼騒音を基準として筒内圧センサ30の出力感度変化を補うこともできる。   According to the specific control according to the second embodiment described above, it is possible to determine whether or not the in-cylinder pressure sensor 30 has any abnormality such as a decrease in sensitivity or a failure. In addition, the change in output sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 30 can be compensated based on the combustion noise obtained from the output signal of the crank angle sensor 40.

なお、実施の形態2では、クランク角センサ40の出力が正しいという前提で、筒内圧センサ30に感度低下や故障といった何らかの異常があるか否かを判定している。しかしながら、本発明はこれに限られない。例えば、ステップS206においてCNcpsとCNcrの差分の絶対値がしきい値CNth2以上であるときには、ステップS210でクランク角センサ40および筒内圧センサ30の両方が異常であると判定しても良い。あるいは、実施の形態2とは反対に、CNcpsとCNcrの差分の絶対値がしきい値CNth2以上であるときに、筒内圧センサ30の出力が正しいという前提で、ステップS210でクランク角センサ40に何らかの異常があると判定してもよい。クランク角センサ40の出力信号から求めた燃焼騒音と筒内圧センサ30の出力信号から求めた燃焼騒音との間の乖離を調査することで、これらのセンサが本来の性能を発揮しているかを診断することができる。   In the second embodiment, on the assumption that the output of the crank angle sensor 40 is correct, it is determined whether or not the cylinder pressure sensor 30 has any abnormality such as a sensitivity drop or failure. However, the present invention is not limited to this. For example, when the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is greater than or equal to the threshold value CNth2 in step S206, it may be determined in step S210 that both the crank angle sensor 40 and the in-cylinder pressure sensor 30 are abnormal. Alternatively, in contrast to the second embodiment, when the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is equal to or greater than the threshold value CNth2, the output of the in-cylinder pressure sensor 30 is assumed to be correct, and the crank angle sensor 40 is set in step S210. It may be determined that there is some abnormality. By investigating the difference between the combustion noise obtained from the output signal of the crank angle sensor 40 and the combustion noise obtained from the output signal of the in-cylinder pressure sensor 30, it is diagnosed whether these sensors exhibit their original performance. can do.

また、実施の形態2では、上記の異常判定とともに、燃焼騒音指標値CNcrを基準として筒内圧センサ30の出力感度変化を補うようにステップS208の補正処理を行っているが、本発明はこれに限られるものではない。図8に示すルーチンのうち、燃焼騒音補正値を算出する処理を行わず、筒内圧センサ30の異常判定のみを行ってもよい。逆に、図8に示すルーチンのうち、筒内圧センサ30の異常判定を行わず、補正処理のみを行っても良い。   In the second embodiment, in addition to the above-described abnormality determination, the correction process in step S208 is performed so as to compensate for the change in output sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 30 with the combustion noise index value CNcr as a reference. It is not limited. Of the routine shown in FIG. 8, the process of calculating the combustion noise correction value may not be performed, and only the abnormality determination of the in-cylinder pressure sensor 30 may be performed. Conversely, in the routine shown in FIG. 8, only the correction process may be performed without determining whether the in-cylinder pressure sensor 30 is abnormal.

図9は、本発明の実施の形態2の変形例にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。ステップS210に代えて、ステップS220の処理が設けられている点を除き、図8と図9に含まれる処理は同じである。また、この変形例では、制御装置50が、異常報知用のMIL(malfunction Indicator Light)と接続している。   FIG. 9 is a flowchart of a routine executed by the control device for an internal combustion engine according to the modification of the second embodiment of the present invention. The processes included in FIGS. 8 and 9 are the same except that the process of step S220 is provided instead of step S210. Moreover, in this modification, the control apparatus 50 is connected to MIL (malfunction Indicator Light) for abnormality notification.

図9のルーチンでは、ステップS206においてCNcpsとCNcrの差分の絶対値がしきい値CNth2以上である場合には、制御装置50は、MILを点灯させる(ステップS220)。これにより、異常診断の結果を制御装置50の外部から認識することができる。なお、MIL点灯の代わりに、異常報知を示す画像、音その他の方法で情報伝達を行ってもよい。   In the routine of FIG. 9, when the absolute value of the difference between CNcps and CNcr is greater than or equal to threshold value CNth2 in step S206, control device 50 turns on MIL (step S220). Thereby, the result of the abnormality diagnosis can be recognized from the outside of the control device 50. Note that information transmission may be performed by an image, sound, or other method indicating abnormality notification instead of MIL lighting.

なお、実施の形態2では、図8のフローチャートにおけるステップS206およびS210のプログラムが、「入力とエンジン診断結果との間の関係を定めた関数」に相当している。また、実施の形態2では、図9のフローチャートにおけるステップS206およびステップS220のプログラムが、「入力とエンジン診断結果との間の関係を定めた関数」に相当している。   In the second embodiment, the program in steps S206 and S210 in the flowchart of FIG. 8 corresponds to “a function that defines the relationship between the input and the engine diagnosis result”. Further, in the second embodiment, the program in step S206 and step S220 in the flowchart of FIG. 9 corresponds to “a function that defines the relationship between the input and the engine diagnosis result”.

10 内燃機関
12 シリンダ
20 ピストン
26 燃焼室
28 筒内燃料噴射弁
30 筒内圧センサ
32 噴霧
34 コネクティングロッド
36 クランクシャフト
38 クランクシャフトタイミングロータ
39 信号歯
40 クランク角センサ
42 振動
50 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Cylinder 20 Piston 26 Combustion chamber 28 In-cylinder fuel injection valve 30 In-cylinder pressure sensor 32 Spray 34 Connecting rod 36 Crankshaft 38 Crankshaft timing rotor 39 Signal tooth 40 Crank angle sensor 42 Vibration 50 Control device

Claims (9)

内燃機関のシリンダ内に設けたピストンと連結されたクランクシャフトの回転に応じた出力信号を発するセンサであるクランク角センサと、
入力と内燃機関の制御量との間の関係または入力と内燃機関の診断結果との間の関係を定めた関数を備え、前記クランク角センサの出力信号のうち少なくとも前記シリンダの燃焼行程に当たる部分に対して周波数解析を行い、前記部分に含まれる周波数成分のうち燃焼騒音が大きいほど大きくなる周波数成分の大きさの値を前記関数に入力し、前記関数の出力する制御量または診断結果に従って内燃機関の制御または診断を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
A crank angle sensor that is a sensor that emits an output signal corresponding to the rotation of a crankshaft connected to a piston provided in a cylinder of an internal combustion engine;
A function defining a relationship between the input and the control amount of the internal combustion engine or a relationship between the input and the diagnosis result of the internal combustion engine, and at least a portion corresponding to a combustion stroke of the cylinder of the output signal of the crank angle sensor The frequency analysis is performed on the internal combustion engine according to the control amount or the diagnosis result output by the function, and the value of the frequency component that increases as the combustion noise increases among the frequency components included in the portion is input to the function. A control device for controlling or diagnosing
An internal combustion engine comprising:
前記関数は、入力された値が大きいほど、燃焼騒音をより抑制するように前記制御量を出力することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the function outputs the control amount so as to suppress combustion noise as the input value increases. 前記関数は、入力された値の大きさに応じて燃焼騒音を抑制する制御の開始を指示する信号を選択的に出力することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 1, wherein the function selectively outputs a signal instructing start of control for suppressing combustion noise in accordance with a magnitude of an input value. 前記関数は、入力された値の大きさに応じて燃焼騒音異常が発生しているか否かの診断結果を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the function outputs a diagnosis result as to whether or not a combustion noise abnormality has occurred according to a magnitude of an input value. . 前記シリンダに設けられた筒内圧センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記筒内圧センサの出力信号に基づいて燃焼騒音の大きさの値を計算し、
前記関数は、前記クランク角センサの出力信号から求めた前記大きさの値を第1入力とし、前記筒内圧センサにより求めた燃焼騒音の大きさの値を第2入力とし、前記第1入力と前記第2入力との間の差の大きさに応じて前記クランク角センサと前記筒内圧センサの少なくとも一方が異常であるとの診断結果を出力することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関。
A cylinder pressure sensor provided on the cylinder;
The control device calculates the value of the magnitude of combustion noise based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor,
The function uses the magnitude value obtained from the output signal of the crank angle sensor as a first input, the combustion noise magnitude value obtained from the in-cylinder pressure sensor as a second input, and the first input. The diagnostic result that at least one of the crank angle sensor and the in-cylinder pressure sensor is abnormal is output according to the magnitude of the difference between the second input and the second input. An internal combustion engine according to claim 1.
前記シリンダに設けられた筒内圧センサと、
内燃機関の異常を報知する報知手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記筒内圧センサの出力信号に基づいて燃焼騒音の大きさの値を計算し、
前記関数は、前記クランク角センサの出力信号から求めた前記大きさの値を第1入力とし、前記筒内圧センサにより求めた燃焼騒音の大きさの値を第2入力とし、前記第1入力と前記第2入力との間の差の大きさに応じて前記報知手段に異なる信号を出力することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関。
An in-cylinder pressure sensor provided in the cylinder;
An informing means for informing the abnormality of the internal combustion engine;
With
The control device calculates the value of the magnitude of combustion noise based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor,
The function uses the magnitude value obtained from the output signal of the crank angle sensor as a first input, the combustion noise magnitude value obtained from the in-cylinder pressure sensor as a second input, and the first input. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a different signal is output to the notification means in accordance with a magnitude of a difference from the second input.
前記シリンダが複数個備えられ、各シリンダのピストンが共通のクランクシャフトに連結され、
前記制御装置は、前記部分に含まれる周波数成分のうち、前記燃焼行程中の機関回転数に対するシリンダ数の半分の次数に応じた周波数の成分の大きさの値を前記関数に入力することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関。
A plurality of the cylinders are provided, and pistons of the cylinders are connected to a common crankshaft,
The control device inputs, into the function, a magnitude value of a frequency component corresponding to an order that is half the number of cylinders with respect to the engine speed during the combustion stroke, among the frequency components included in the portion. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
前記制御装置は、前記クランク角センサの出力信号に対してクランク角速度ピーク位置から離れた部分を周期的にサンプリングし、前記サンプリングした部分に対して周波数解析を行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の内燃機関。   The said control apparatus samples periodically the part away from the crank angular velocity peak position with respect to the output signal of the said crank angle sensor, and performs a frequency analysis with respect to the said sampled part. 8. The internal combustion engine according to any one of 7 above. 前記制御装置は、
前記シリンダへの燃料噴射量と、前記シリンダへの燃料噴射時期と、前記シリンダ内における前記ピストンの位置とに基づいて、前記シリンダ内の燃焼騒音が前記クランク角センサに伝達するまでの騒音伝達時間が長いほど前記サンプリングを行う前記部分から前記クランク角速度ピーク位置が離れる量を大きく設定することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関。
The controller is
Noise transmission time until combustion noise in the cylinder is transmitted to the crank angle sensor based on the fuel injection amount to the cylinder, the fuel injection timing to the cylinder, and the position of the piston in the cylinder 9. The internal combustion engine according to claim 8, wherein a larger amount of the crank angular velocity peak position away from the portion where the sampling is performed is set to be longer as is longer.
JP2013258322A 2013-12-13 2013-12-13 Internal combustion engine Pending JP2015113805A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013258322A JP2015113805A (en) 2013-12-13 2013-12-13 Internal combustion engine
EP14197070.7A EP2891784A1 (en) 2013-12-13 2014-12-10 Internal combustion engine with crank angle signal based combustion noise control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013258322A JP2015113805A (en) 2013-12-13 2013-12-13 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015113805A true JP2015113805A (en) 2015-06-22

Family

ID=52021054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013258322A Pending JP2015113805A (en) 2013-12-13 2013-12-13 Internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2891784A1 (en)
JP (1) JP2015113805A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6350591B2 (en) * 2016-05-17 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000205022A (en) * 1999-01-13 2000-07-25 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection control apparatus for diesel engine
JP2003003883A (en) * 2001-06-22 2003-01-08 Nippon Soken Inc Method of detecting combustion condition of diesel engine
WO2013161008A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-31 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3562422B2 (en) * 2000-02-25 2004-09-08 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection control device
DE10235665A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-12 Conti Temic Microelectronic Gmbh Regulating the operation of an internal combustion engine, involves determining a revolution rate signal and transforming it into an angular frequency range using a Hartley transformation
JP4179192B2 (en) * 2004-03-08 2008-11-12 株式会社デンソー Combustion state detection device for internal combustion engine
JP4174773B2 (en) 2004-04-26 2008-11-05 トヨタ自動車株式会社 Engine control apparatus and method
JP4397804B2 (en) 2004-12-27 2010-01-13 本田技研工業株式会社 Knock detection device
JP4100401B2 (en) 2005-02-24 2008-06-11 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
JP4788449B2 (en) 2006-04-06 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 Combustion control system for compression ignition internal combustion engine
JP5316390B2 (en) 2009-12-07 2013-10-16 株式会社デンソー Fuel injection control device
US8626371B2 (en) * 2011-09-15 2014-01-07 General Electric Company Systems and methods for diagnosing auxiliary equipment associated with an engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000205022A (en) * 1999-01-13 2000-07-25 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection control apparatus for diesel engine
JP2003003883A (en) * 2001-06-22 2003-01-08 Nippon Soken Inc Method of detecting combustion condition of diesel engine
WO2013161008A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-31 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2891784A1 (en) 2015-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9441556B2 (en) Noise updating systems and methods
JP4893857B2 (en) Control device for internal combustion engine
US8265853B2 (en) Cylinder pressure measurement system and method
CN109424387B (en) Connection state determination device for ventilation duct
JP5556910B2 (en) Control device for internal combustion engine
US9587575B2 (en) Cylinder-to-cylinder variation abnormality detecting device
US7752900B2 (en) Method for detecting a misfire and corresponding device
BR102012005857B1 (en) method for recognizing at least one fuel characteristic in an internal combustion engine
JP6136341B2 (en) Abnormal combustion detection device for internal combustion engine
JP4986894B2 (en) Knock detection system abnormality diagnosis device
Taglialatela-Scafati et al. Use of vibration signal for diagnosis and control of a four-cylinder diesel engine
GB2498783A (en) A method of operating an internal combustion engine to provide correction of fuel injection times and indication of injector failure
JP5708543B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2015113805A (en) Internal combustion engine
JP5246144B2 (en) Intake air amount calculation device for internal combustion engine, control device for internal combustion engine
JP5734782B2 (en) Internal combustion engine state estimation device
US10094316B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JPH0814275B2 (en) Knock detection device for internal combustion engine
JP5851361B2 (en) Diagnostic device for internal combustion engine
RU2445597C2 (en) Evaluation method of technical state of internal combustion engine
JP2015190409A (en) Accidental fire detector and accidental fire detection method
JP6212953B2 (en) Engine misfire detection device
JP2014181632A (en) Device and method for detecting combustion variation of engine
Velmurugan Testing the Effectiveness of the Misfire Detection System
JP2017180120A (en) Control device of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151110

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160315