CN103511109B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种内燃机的控制装置，能够有效地降低与燃料喷射阀一体地构成的缸内压力传感器的输出信号中包含的燃料喷射噪声，防止基于缸内压力传感器输出信号的控制的精度下降。对应燃料喷射执行期间而设定噪声除去期间（CAPNR），在噪声除去期间（CAPNR）不包含缸内压力上升的压力上升期间（CAPPUP）的情况下，当缸内压力传感器输出信号（PCYL）在由（紧前平均值±ε）定义的容许范围内时，直接输出缸内压力传感器输出信号（PCYL）作为噪声除去处理后缸内压力信号（PCNR），当缸内压力传感器输出信号（PCYL）在上述容许范围外时，输出紧前平均值作为噪声除去处理后缸内压力信号（PCNR）。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置，特别涉及具有向燃烧室内直接喷射燃料的燃料喷射阀和检测燃烧室内的压力（缸内压力）的缸内压力传感器的内燃机的控制装置

背景技术

专利文献1中公开了以下控制装置，该控制装置检测由缸内压力传感器得到的缸内压力信号瞬间停止的瞬断，当瞬断的发生频度升高时，中止基于缸内压力信号的燃料喷射正时控制。考虑缸内压力信号的瞬断是在缸内压力传感器的输出端子存在腐蚀、磨损等的情况下，因内燃机工作而产生的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-285870号公报

发明内容

本申请申请人正在开发与直接向内燃机的燃烧室内喷射燃料的燃料喷射阀一体地构成的缸内压力传感器，在由这样的缸内压力传感器得到的缸内压力信号中，往往因燃料喷射阀的动作而包含较大的噪声（以下称作“燃料喷射噪声”）。燃料喷射噪声的大小往往与上述专利文献1中示出的瞬断引起的信号波形变动的大小程度相同，在一般的噪声除去滤波器中难以除去。此外，与缸内压力信号的瞬断不同，燃料喷射噪声总是产生，因此无法如专利文献1的装置那样中止与缸内压力信号对应的控制。

本发明正是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的控制装置，其能够有效地降低与燃料喷射阀一体构成的缸内压力传感器的输出信号中包含的燃料喷射噪声，防止基于缸内压力传感器输出信号的控制的精度降低。

为了达成上述目的，第1方面的发明是一种内燃机的控制装置，该内燃机具有向内燃机（1）的燃烧室内喷射燃料的燃料喷射阀（7），其特征在于具有：缸内压力传感器（2），其与所述燃料喷射阀（7）一体地构成，检测所述燃烧室内的压力即缸内压力；燃料喷射参数计算单元，其根据所述内燃机的运转状态计算所述燃料喷射阀（7）的开阀时间（TON）和开阀开始正时（INJSTG、TOFF）；驱动单元，其根据所计算出的开阀时间和开阀开始正时驱动所述燃料喷射阀（7）；以及传感器输出信号处理单元，其根据所述缸内压力传感器的输出信号（PCYL）生成缸内压力检测信号（PCNR），所述传感器输出信号处理单元根据所述燃料喷射阀的开阀时间和开阀开始正时（TON、INJSTG、TOFF），设定噪声除去期间（CAPNR），在该噪声除去期间中，进行除去所述缸内压力传感器输出信号（PCYL）包含的、因打开所述燃料喷射阀而引起的噪声的处理。

第2方面的发明是在第1方面的内燃机的控制装置中，其特征在于，在所述噪声除去期间（CAPNR）不包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间（CAPPUP）的情况下，当所述缸内压力传感器输出信号的值（PCYL）在由（第1基准值（PCYLAV）±ε）（ε为预定容许范围规定值）定义的第1容许范围内时，所述传感器输出信号处理单元直接输出所述缸内压力传感器输出信号值（PCYL）作为所述缸内压力检测信号（PCNR），当所述缸内压力传感器输出信号值（PCYL）在所述第1容许范围外时，所述传感器输出信号处理单元输出所述第1基准值（PCYLAV）作为所述缸内压力检测信号（PCNR），所述第1基准值（PCYLAV）被设定为所述噪声除去期间（CAPNR）的紧前的预定平均化期间（CAPAV）中的缸内压力传感器输出信号值的平均值。

第3方面的发明是在第1或第2方面的内燃机的控制装置中，其特征在于，所述传感器输出信号处理单元具有存储所述缸内压力传感器输出信号的值（PCYL）的存储单元，当所述噪声除去期间（CAPNR）包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间（CAPPUP）时，所述传感器输出信号处理单元将该噪声除去期间（CAPNR）中的所述缸内压力检测信号（PCNR）设定为在1个燃烧循环前取得的缸内压力传感器输出信号值（PCYLZ）。

第4方面的发明是在第1或第2方面的内燃机的控制装置中，其特征在于，所述传感器输出信号处理单元具有：估计倒拖（motoring）压力计算单元，其根据所述内燃机的曲轴旋转角度计算估计倒拖压力（PCYLME）；以及存储单元，其存储所计算出的估计倒拖压力（PCYLME），当所述噪声除去期间（CAPNR）包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间（CAPPUP）时，所述传感器输出信号处理单元将该噪声除去期间（CAPNR）中的所述缸内压力检测信号设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值（PCYLME）。

第5方面的发明是在第1或第2方面的内燃机的控制装置中，其特征在于，当所述噪声除去期间（CAPNR）包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间（CAPPUP）时，所述传感器输出信号处理单元通过与所述噪声除去期间的起始点（CANS）的所述缸内压力传感器输出信号的值（PCYLNS）和所述噪声除去期间的结束点（CANE）的所述缸内压力传感器输出信号的值（PCYLNE）对应的线性插值运算，计算插值信号值（式（21）），将所述噪声除去期间（CAPNR）中的所述缸内压力检测信号（CAPNR）设定为所述插值信号值。

第6方面的发明是在第1或第2方面的内燃机的控制装置中，其特征在于，在所述噪声除去期间（CAPNR）包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间（CAPPUP）的情况下，当所述缸内压力传感器输出信号的值（PCYL）在由（第2基准值（PCYLM）±ε）定义的第2容许范围内时，所述传感器输出信号处理单元直接输出所述缸内压力传感器输出信号值（PCYL）作为所述缸内压力检测信号（PCNR），当所述缸内压力传感器输出信号值（PCYL）在所述第2容许范围外时，所述传感器输出信号处理单元输出所述第2基准值（PCYLM）作为所述缸内压力检测信号（PCNR），所述第2基准值（PCYLM）被设定为在所述内燃机的燃料切断运转中得到的缸内压力传感器输出信号值（PCYLM）。

第7方面的发明是在第1或第2方面的内燃机的控制装置中，其特征在于，所述传感器输出信号处理单元具有：估计倒拖压力计算单元，其根据所述内燃机的曲轴旋转角度计算估计倒拖压力（PCYLME）；以及存储单元，其存储所计算出的估计倒拖压力（PCYLME），在所述噪声除去期间（CAPNR）包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间（CAPPUP）的情况下，当所述缸内压力传感器输出信号的值（PCYL）在由（第2基准值（PCYLME）±ε）定义的第2容许范围内时，所述传感器输出信号处理单元直接输出所述缸内压力传感器输出信号值（PCYL）作为所述缸内压力检测信号（PCNR），当所述缸内压力传感器输出信号值（PCYL）在所述第2容许范围外时，所述传感器输出信号处理单元输出所述第2基准值（PCYLME）作为所述缸内压力检测信号，所述第2基准值（PCYLME）被设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值（PCYLME）。

第8方面的发明是在第1至第7方面中的任意1项所述的内燃机的控制装置中，其特征在于，所述噪声除去期间的起始点（CANS）被设定为比所述燃料喷射阀的开阀开始正时（CAIS）早预定余量期间（CAPMGN）的正时，所述噪声除去期间的结束点（CANE）被设定为从所述开阀开始正时（CAIS）起经过所述开阀时间（TON）和所述预定余量期间（CAPNR）后的正时。

第9方面的发明是在第1至第7方面中的任意1项所述的内燃机的控制装置中，其特征在于，所述噪声除去期间的起始点（CANS））被设定为比所述燃料喷射阀的开阀开始正时（CAIS）早预定余量期间（CAPMGN）的正时，所述噪声除去期间的结束点（CANE）被设定为从被提供到所述燃料喷射阀的驱动信号的波形变更正时（CAIC）起经过所述预定余量期间（CAPMGN）后的正时。

第10方面的发明是在第1至第9方面中的任意1项所述的内燃机的控制装置中，其特征在于，所述驱动单元具有向所述燃料喷射阀（7）提供驱动电流的驱动电路（6），该驱动电路（6）是分别对应于所述内燃机的多个汽缸中的每一个汽缸来设置的。

根据第1方面的发明，根据燃料喷射阀的开阀时间和开阀开始正时设定噪声除去期间，在该噪声除去期间中，进行除去缸内压力传感器输出信号中包含的、因打开燃料喷射阀而引起的噪声（燃料喷射噪声）的处理，生成缸内压力检测信号。由于当执行燃料喷射时产生燃料喷射噪声，因此根据燃料喷射阀的开阀时间和开阀开始正时设定噪声除去期间，从而适当地设定噪声除去期间，在噪声除去期间内通过通常的滤波器处理进行噪声抑制效果较大的运算处理，由此能够有效地降低燃料喷射噪声。因此，通过使用降低了燃料喷射噪声的缸内压力检测信号进行内燃机控制，能够防止控制精度的降低。

根据第2方面的发明，在噪声除去期间不包含缸内压力上升的压缩冲程期间的情况下，当缸内压力传感器输出信号值在由（第1基准值±ε）定义的第1容许范围内时，直接输出缸内压力传感器输出信号值作为缸内压力检测信号，当缸内压力传感器输出信号值在第1容许范围外时，输出第1基准值作为缸内压力检测信号，第1基准值被设定为噪声除去期间的紧前的预定平均化期间中的缸内压力传感器输出信号值的平均值。由于在缸内压力上升开始前或上升中执行燃料喷射，因此在噪声除去期间不包含压缩冲程期间的情况下，缸内压力检测信号值可以以固定值进行近似。因此，当缸内压力传感器输出信号值在第1容许范围外时，将缸内压力检测信号设定为第1基准值，由此能够适当地除去较大的燃料喷射噪声。

根据第3方面的发明，当噪声除去期间包含压缩冲程期间时，该噪声除去期间中的缸内压力检测信号被设定为在1个燃烧循环前取得的缸内压力传感器输出信号值。在压缩冲程期间进行的燃料喷射是在进行了主喷射后的附加的喷射，不总是被执行，因此，通过应用在1个燃烧循环前取得的缸内压力传感器输出信号值，能够适当地除去压缩冲程期间中的燃料喷射噪声。

根据第4方面的发明，当噪声除去期间包含压缩冲程期间时，该噪声除去期间中的缸内压力检测信号被设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值。估计倒拖压力值能够根据内燃机运转状态计算，并反映内燃机运转状态的影响，因此通过应用在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值，能够适当地除去压缩冲程期间中的燃料喷射噪声。

根据第5方面的发明，当噪声除去期间包含压缩冲程期间时，通过与噪声除去期间的起始点的缸内压力传感器输出信号的值和噪声除去期间的结束点的缸内压力传感器输出信号的值对应的线性插值运算，计算插值信号值，将噪声除去期间中的缸内压力检测信号设定为插值信号值设定。如果没有燃料喷射噪声的影响，则在压缩冲程期间中缸内压力传感器输出信号不会大幅地增减变动，因此通过线性插值运算能够适当地除去压缩冲程期间中的燃料喷射噪声。

根据第6方面的发明，在噪声除去期间包含压缩冲程期间的情况下，当缸内压力传感器输出信号值在由（第2基准值±ε）定义的第2容许范围内时，直接输出缸内压力传感器输出信号值作为缸内压力检测信号，当缸内压力传感器输出信号值在第2容许范围外时，输出第2基准值作为缸内压力检测信号，第2基准值被设定为在燃料切断运转中得到的缸内压力传感器输出信号值。由于是在发生因燃料着火导致的压力增大之前，因此，燃料喷射执行期间中的缸内压力可以以在燃料切断运转中得到的缸内压力传感器输出信号值进行近似。因此，当缸内压力传感器输出信号值在第2容许范围外时，通过将缸内压力检测信号设定为第2基准值，能够适当地除去压缩冲程期间中的燃料喷射噪声。

根据第7方面的发明，在噪声除去期间包含压缩冲程期间的情况下，当缸内压力传感器输出信号值在由（第2基准值±ε）定义的第2容许范围内时，直接输出缸内压力传感器输出信号值作为缸内压力检测信号，当缸内压力传感器输出信号值在第2容许范围外时，输出第2基准值作为缸内压力检测信号，第2基准值被设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值。估计倒拖压力值能够根据内燃机运转状态计算，并反映内燃机运转状态的影响。因此，当缸内压力传感器输出信号值在第2容许范围外时，通过将缸内压力检测信号设定为第2基准值，能够适当地除去压缩冲程期间中的燃料喷射噪声。

根据第8方面的发明，噪声除去期间的起始点被设定为比燃料喷射阀的开阀开始正时早预定余量期间的正时，噪声除去期间的结束点被设定为从所述开阀开始正时起经过所述开阀时间和所述预定余量期间后的正时，因此能够可靠地除去燃料喷射噪声。

根据第9方面的发明，噪声除去期间的起始点被设定为比燃料喷射阀的开阀开始正时早预定余量期间的正时，噪声除去期间的结束点被设定为从被提供到燃料喷射阀的驱动信号的波形变更正时起经过预定余量期间后的正时。由于燃料喷射阀的驱动信号在燃料喷射开始最初急剧地变化，因此燃料喷射噪声具有增大的倾向。因此，通过将噪声除去期间的结束点设定为从被提供到燃料喷射阀的驱动信号的波形变更正时起经过预定余量期间后的正时，能够将噪声除去期间设定为最小限度的期间，缓和噪声除去处理的影响。

根据第10方面的发明，分别对应于内燃机的多个汽缸中的每一个汽缸来设置向燃料喷射阀提供驱动电流的驱动电路。可知，如果构成为，每两个汽缸设置1个燃料喷射阀的驱动电路，可以通过开关驱动两个燃料喷射阀，则一方的汽缸的缸内压力传感器输出信号容易受到另一方的汽缸的燃料喷射引起的燃料喷射噪声的影响。因此，通过分别对应于内燃机的多个汽缸中的每一汽缸来设置驱动电路，能够消除其他汽缸的燃料喷射引起的噪声的影响。

附图说明

图1是示出本发明一个实施方式的内燃机和其控制装置的结构的图。

图2是用于对与燃料喷射阀一体地构成的缸内压力传感器的配置进行说明的图。

图3是示出燃料喷射阀的开阀引起的噪声（燃料喷射噪声）的时序图。

图4是用于对用于除去燃料喷射噪声的ε滤波器处理进行说明的时序图。

图5是用于对用于除去燃料喷射噪声的前次值置换处理进行说明的时序图。

图6是用于对与燃料喷射关联的处理的执行正时进行说明的时序图。

图7是与燃料喷射关联的处理的流程图。

图8是计算噪声除去期间的处理的流程图。

图9是噪声除去处理的流程图。

图10是示出燃料切断运转中的缸内压力波形（虚线）和通常运转中的缸内压力波形（实线）的图。

图11是用于对噪声除去期间（CAPNR）的设定手法进行说明的时序图。

图12是示出膨胀冲程中的模型缸内压力波形的设定例的时序图。

标号说明

1：内燃机

2：缸内压力传感器

4：缸内压力检测电子控制单元（传感器输出信号处理单元）

5：发动机控制电子控制单元（燃料喷射参数计算单元，驱动单元）

6：驱动电路

7：燃料喷射阀

16：RAM（存储单元）。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出本发明一个实施方式的内燃机的控制装置的结构的图。在4汽缸的直喷内燃机（以下称为“发动机”）1的各汽缸中设有检测缸内压力PCYL的缸内压力传感器2。在本实施方式中，如图2所示，缸内压力传感器2与设于各汽缸的燃料喷射阀7一体地构成。另外，图1是用于说明控制系统的结构的图，分别示出缸内压力传感器2和燃料喷射阀7。

缸内压力传感器2由环状的压电元件构成，配置在包围燃料喷射阀7的喷射口7a的位置。输出缸内压力传感器2的检测信号的连接线和将驱动信号提供到燃料喷射阀7的连接线经由连接部7b，分别与缸内压力检测电子控制单元（以下称为“CPS-ECU”）4和燃料喷射阀7的驱动电路6连接。驱动电路6与发动机控制电子控制单元（以下称为“FI-ECU”）5连接，从FI-ECU5被提供燃料喷射阀驱动信号。由此，根据从FI-ECU5输出的驱动信号将燃料喷射阀7开阀，与燃料喷射阀7的开阀时间相应的量的燃料被喷射到各汽缸的燃烧室内。

发动机1中设有检测曲轴（未图示）的旋转角度的曲轴角度位置传感器3。曲轴角度位置传感器3产生曲轴角1度周期的脉冲信号、曲轴角180度周期的脉冲信号以及曲轴角720度周期的脉冲信号，并提供给CPS-ECU4和FI-ECU5。

CPS-ECU4具有电荷放大器部10、A/D转换部11、脉冲生成部13、CPU（CentralProcessingUnit：中央处理器）14、存储由CPU14执行的程序的ROM（ReadOnlyMemory：只读存储器）15、以及存储检测缸内压力数据和运算结果等的RAM（RandomAccessMemory：随机访问存储器）16。缸内压力传感器2的检测信号被输入到电荷放大器部10。电荷放大器部10对所输入的信号进行积分并放大。由电荷放大器部10积分/放大的信号被输入到A/D转换部11。此外，从曲轴角度位置传感器3输出的脉冲信号被输入到脉冲生成部13。电荷放大器部10由运算放大器、电容器、电阻等构成。在本说明书中，将电荷放大器部10的输出信号记述为缸内压力传感器输出信号PCYL。

A/D转换部11具有缓存12，将从电荷放大器部10输入的缸内压力检测信号转换为数字值，并存储到缓存12中。更具体地讲，从脉冲生成部13向A/D转换部11提供曲轴角1度周期的脉冲信号（以下称为“1度脉冲”）PLS1，以该1度脉冲PLS1的周期对缸内压力检测信号进行采样，转换为数字值并存储到缓存12。

另一方面，从脉冲生成部13向CPU14提供曲轴角6度周期的脉冲信号PLS6，CPU14以该6度脉冲PLS6的周期进行读出存储在缓存12中的数字值的处理。

FI-ECU5具有包含A/D转换电路的输入电路、CPU、ROM、RAM以及输出电路，除根据从曲轴角度位置传感器3提供的脉冲信号计算的发动机转速NE外，还根据由未图示的传感器检测的发动机1的吸入空气流量GAIR、吸气压PBA、冷却水温TW、吸气温TA等发动机运转参数，计算燃料喷射阀7的控制参数（燃料喷射参数INJSTG、TOFF、TON）和未图示的火花塞的点火正时，进行燃料供给量和点火正时的控制。

CPS-ECU4和FI-ECU5经由数据总线20而连接，经由数据总线20进行彼此需要的数据的收发。

图3是用于对本发明要解决的课题进行更具体的说明的时序图，示出缸内压力传感器输出信号PCYL的推移。当使用与图2所示的燃料喷射阀一体地构成的缸内压力传感器2时，燃料喷射阀的开阀驱动信号成为噪声（燃料喷射噪声）并混入缸内压力传感器输出信号PCYL，因此在图3的A部和B部中，检测信号波形大幅变动。B部所示的燃料喷射噪声是在采用了对每两个燃料喷射阀7设置1个驱动电路的结构的情况下出现的，是与安装了缸内压力传感器2的燃料喷射阀不同的燃料喷射阀的燃料喷射噪声经由共同的驱动电路混入后的噪声。在本实施方式中，对应4个燃料喷射阀7的每一个，分别设置驱动电路6，通过该结构除去了图3的B部所示的噪声。

另一方面，关于图3的A部所示的燃料喷射噪声，如以下说明的那样，通过进行缸内压力传感器输出信号的噪声除去处理而除去。参照图4和图5对该噪声除去处理的概要进行说明。

将噪声除去期间CAPNR设定为包含产生燃料喷射噪声的燃料喷射执行期间CAPFI（图4的（a）、（b）），如图4的（c）所示，当噪声除去期间CAPNR不包含缸内压力传感器输出信号PCYL上升的压缩冲程期间（以下称为“缸内压力上升期间”）CAPPUP时，使用ε滤波器处理除去燃料喷射噪声。即，根据ε滤波器处理，当下述式（1）成立时，将噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为缸内压力传感器输出信号PCYL（下述式（2）），当式（1）不成立时（即，PCYL＜PCYAV-ε或者PCYL＞PCYAV+ε成立时），将噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为紧前平均值PCYLAV（下述式（3））。在此，紧前平均值PCYLAV是在噪声除去期间CAPNR的开始正时CANS的紧前的预定平均化期间CAPAV（例如曲轴角度10度左右的期间）中得到的预定数量N0（例如“10”）的检测数据的平均值。ε是根据燃料喷射噪声的大小预先设定的预定容许范围规定值。

PCYLAV-ε≦PCYL≦PCYLAV+ε（1）

PCNR=PCYL（2）

PCNR=PCYLAV（3）

通过上述ε滤波器处理，噪声除去处理后缸内压力信号PCNR成为图4的（d）所示那样，燃料喷射噪声被完全除去。

图5示出在噪声除去期间CAPNR中包含缸内压力上升期间CAPPUP的例子。通常的燃料喷射执行期间CAPFI被设定在缸内压力上升期间CAPPUP开始的正时之前，但是，例如除在那样的时机执行的主喷射外，还执行附加的燃料喷射的情况下，在图5所示那样的时机产生燃料喷射噪声。在这样的情况下，如图5的（a）中点划线所示，例如在1个燃烧循环（曲轴角720度）前检测到的缸内压力传感器输出信号PCYL成为燃料喷射噪声不重叠的信号，因此，在至少1个燃烧循环的期间内存储缸内压力传感器输出信号PCYL，在噪声除去期间CAPNR中，将噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为对应的曲轴角度中的存储值PCYLZ（下述式（4））。

PCNR=PCYLZ（4）

通过上述前次值置换处理，可以得到如图5的（b）所示那样的噪声除去处理后缸内压力信号PCNR。

在本实施方式中，由CPS-ECU4进行根据缸内压力传感器输出信号PCYL生成噪声除去处理后缸内压力信号PCNR的处理，因此，从FI-ECU5经由数据总线20传输为了决定噪声除去期间CAPNR所必需的燃料喷射参数，具体而言为燃料喷射基准阶段INJSTG、燃料喷射待机时间TOFF以及燃料喷射阀开阀时间TON。在此，参照图6，说明FI-ECU5中的燃料喷射参数INJSTG、TOFF、TON的计算正时、燃料喷射开始正时CAIS、以及燃料喷射参数INJSTG、TOFF、TON的发送正时CASND之间的关系。

图6所示的阶段FISTG[n]（n=0～23）是对每30度的曲轴角的期间赋予的标签，在各阶段FISTG的开始正时起动CRK中断处理CRINT，在CRK中断处理CRINT的结束正时起动阶段处理STGJB[k]（k=0～5），在阶段处理STGJB[0]的结束正时CA0起动燃料喷射参数计算处理（FICAL处理）。

例如，当燃料喷射基准阶段INJSTG是“3”时，在阶段FISTG[3]的开始正时CA1将开始正时计时器TMOFF设定为燃料喷射待机时间TOFF，并使其启动，并且，将结束正时计时器TMON设定为燃料喷射阀开阀时间TON。然后，在开始正时计时器TMOFF的值成为“0”的正时（燃料喷射开始正时）CAIS将燃料喷射阀7开阀，并使结束正时计时器TMON启动，在结束正时计时器TMON的值成为“0”的正时（燃料喷射结束正时）CAIE将燃料喷射阀7关闭。由此，执行与在燃料喷射参数计算处理FICAL中计算出的燃料喷射参数对应的燃料喷射。

在该例中，燃料喷射参数的发送正时CASND是阶段FISTG[6]中的阶段处理STGJB[0]的开始正时，从FI-ECU5中的燃料喷射基准正时CA1延迟第1延迟时间TD1，进行燃料喷射参数的发送。然后，CPS-ECU4中的接收正时CARSV从发送正时CASND再延迟相当于数据传输处理时间的第2延迟时间TD2。因此，在CPS-ECU4中，需要考虑第1和第2延迟时间TD1、TD2来设定噪声除去期间CAPNR。

具体而言，使用下述式（5）计算接收燃料喷射待机时间TOFFR，将接收燃料喷射待机时间TOFFR和燃料喷射阀开阀时间TON根据该时刻的发动机转速NE转换为接收燃料喷射待机角度期间CAPOFFR和燃料喷射阀开阀角度期间CAPON。在图6所示的例中，由于TOFF＜（TD1+TD2），因此由式（5）计算的接收燃料喷射待机时间TOFFR为负值。

TOFFR=TOFF-（TD1+TD2）（5）

接着，在下述式（6）中应用接收正时CARSV和接收燃料喷射待机角度期间CAPOFFR，计算燃料喷射开始正时CAIS，然后，在下述式（7）中应用燃料喷射开始正时CAIS和燃料喷射阀开阀角度期间CAPON，计算燃料喷射结束正时CAIE。

CAIS=CARSV+CAPOFFR（6）

CAIE=CAIS+CAPON（7）

然后，将燃料喷射开始正时CAIS和燃料喷射结束正时CAIE分别在下述式（8）和（9）中应用，决定噪声除去开始正时CANS和噪声除去结束正时CANE。

CANS=CAIS-CAPMGN（8）

CANE=CAIE+CAPMGN（9）

在此，CAPMGN是例如曲轴角度设定为5度的预定余量期间。

图7是由FI-ECU5执行的处理的流程图。图7的（a）示出燃料喷射参数计算处理FICAL，在步骤S11中，根据发动机运转状态计算燃料喷射基准阶段INJSTG、燃料喷射待机时间TOFF以及燃料喷射阀开阀时间TON。

图7的（b）是在阶段处理STGJB中执行的燃料喷射控制的流程图，在步骤S21中判别当前阶段是否相当于燃料喷射基准阶段INJSTG。当其回答为肯定（是）时，将开始正时计时器TMOFF设定为喷射待机时间TOFF并使其启动，并且将结束正时计时器TMON设定为燃料喷射阀开阀时间TON（步骤S22）。当开始正时计时器TMOFF的值成为“0”时，结束正时计时器TMON开始向下计数。当步骤S21的回答为否定（否）时结束处理。

图7的（c）是在阶段处理STGJB中执行的燃料喷射参数发送处理的流程图，在步骤S31中判别当前阶段处理是否相当于STGJB[0]。当其回答为肯定（是）时，将在图7的（a）的处理中计算出的燃料喷射参数INJSTG、TOFF以及TON发送到CPS-ECU4。当步骤S31的回答为否定（否）时结束处理。

图8是由CPS-ECU4执行的噪声除去期间计算处理的流程图。该处理在图6所示的燃料喷射参数的接收正时CARSV处执行。

在步骤S41中，根据所述式（5）计算接收燃料喷射待机时间TOFFR，在步骤S42中，根据发动机转速NE，将接收燃料喷射待机时间TOFFR和燃料喷射阀开阀时间TON分别转换为接收燃料喷射待机角度期间CAPOFFR和燃料喷射阀开阀角度期间CAPON。

在步骤S43中，根据所述式（6）和（7）计算燃料喷射开始正时CAIS和燃料喷射结束正时CAIE，在步骤S44中，根据所述式（8）和（9）计算噪声除去开始正时CANS和噪声除去结束正时CANE。从噪声除去开始正时CANS到噪声除去结束正时CANE的角度期间相当于噪声除去期间CAPNR。

另外，在进行追加的燃料喷射的情况下，还将与该追加燃料喷射对应的燃料喷射参数从FI-ECU5发送到CPS-ECU4，设定与追加燃料喷射对应的噪声除去期间CAPNR。

图9是由CPS-ECU4执行的噪声除去处理的流程图。该处理是读入存储于RAM16的缸内压力传感器输出信号数据PCYL(i)（i=0～719）而进行的。

在步骤S51中判别读入的数据PCYL(i)是否是噪声除去期间CAPNR内的数据，当该回答为肯定（是）时，判别噪声除去期间CAPNR是否包含缸内压力上升期间CAPPUP（步骤S52）。

当步骤S52的回答为否定（否）时，即当是与图3的A部所示的燃料喷射执行期间CAPFI对应的噪声除去期间CAPNR时，通过ε滤波器处理除去燃料喷射噪声（步骤S54）。

另一方面，当步骤S52的回答为肯定（是）时，即当是如图5所示那样的噪声除去期间CAPNR时，通过前次值置换处理除去燃料喷射噪声（步骤S53）。

当步骤S51的回答为否定（否）时结束处理。

噪声除去处理后缸内压力信号PCNR被应用于发动机1的燃烧状态的判定，或者如专利文献1所示，应用于燃料喷射执行正时的控制。

如以上那样，在本实施方式中，根据由燃料喷射参数决定的燃料喷射执行期间CAPFI设定噪声除去期间CAPNR，在该噪声除去期间CAPNR中进行除去在缸内压力传感器输出信号PCYL中包含的燃料喷射噪声的处理。由于当执行燃料喷射时产生燃料喷射噪声，因此，通过根据燃料喷射执行期间CAPFI来设定噪声除去期间CAPNR，适当地设定噪声除去期间CAPNR，在噪声除去期间CAPNR内进行噪声抑制效果比通常的滤波器处理大的运算处理，即ε滤波器处理或前次值置换处理，由此能够有效地降低燃料喷射噪声。

更具体地讲，在噪声除去期间CAPNR不包含缸内压力上升的缸内压力上升期间CAPPUP的情况下，当缸内压力传感器输出信号PCYL在由（紧前平均值PCYLAV±ε）定义的第1容许范围内时，直接将缸内压力传感器输出信号PCYL作为噪声除去处理后缸内压力信号PCNR输出，当缸内压力传感器输出信号PCYL在第1容许范围外时，将紧前平均值PCYLAV作为噪声除去处理后缸内压力信号PCNR输出，紧前平均值PCYLAV被定义为噪声除去期间CAPNR的紧前的预定数量N0的缸内压力传感器输出信号数据的平均值。由于在缸内压力上升开始之前或上升中执行燃料喷射，因此在噪声除去期间不包含压力上升期间的情况下，缸内压力检测信号PCYL可以以固定值进行近似。因此，当缸内压力传感器输出信号PCYL在第1容许范围外时，将缸内压力检测信号PCYL设定为紧前平均值PCYLAV，由此能够适当地除去较大的燃料喷射噪声。

另一方面，当噪声除去期间CAPNR包含缸内压力上升期间CAPPUP时，该噪声除去期间CAPNR中的噪声除去处理后缸内压力信号PCNR被设定为在1个燃烧循环前取得的缸内压力传感器输出信号PCYLZ。在缸内压力上升期间CAPPUP进行的燃料喷射是在进行了主喷射后的附加的喷射，不是总被执行，因此，通过应用在1个燃烧循环前取得的缸内压力传感器输出信号PCYLZ，能够适当地除去缸内压力上升期间CAPPUP中的燃料喷射噪声。

此外，噪声除去期间CAPNR的起始点（噪声除去开始正时）CANS被设定为比燃料喷射开始正时CAIS早预定余量期间CAPMGN的正时，噪声除去期间CAPNR的结束点（噪声除去结束正时）CANE被设定为从开阀开始正时CAIS经过燃料喷射执行期间CAPFI和预定余量期间CAPMGN后的正时，因此能够可靠地除去燃料喷射噪声。

在本实施方式中，FI-ECU5构成燃料喷射参数计算单元和驱动单元，CPS-ECU4构成传感器输出信号处理单元，RAM16相当于存储单元。

［变形例1］

图9的步骤S53中的前次值置换处理可以替换为以下说明的估计倒拖压力置换处理。

估计倒拖压力置换处理是使用本申请申请人的专利申请的日本专利第4241581号公报所示的方法，计算估计倒拖压力PCYLME，当噪声除去期间CAPNR包含缸内压力上升期间CAPPUP时，将该噪声除去期间CAPNR中的噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力PCYLME。按照每个预定曲轴角度计算估计倒拖压力PCYLME，并存储到RAM16中。

根据日本专利第4241581号公报所示的方法，使用下述式（11）计算估计倒拖压力PCYLME。

PCYLME=（GRT/VC）×k+C（11）

在此，G是由传感器检测的吸入空气流量GAIR，或者根据发动机转速NE和吸气压PBA计算的发动机的吸入空气流量，R是气体常数，T是检测的吸气温TA或者根据发动机水温TW等估计的吸气温，VC是燃烧室容积。k和C分别是校正系数和校正常数，以下称作“估计模型参数”。根据检测的曲轴角度计算燃烧室容积VC。

以缸内压力传感器输出信号PCYL和根据式（11）计算的估计倒拖压力PCYLME的误差成为最小的方式，使用最小二乘法确定估计模型参数k、C。

这样计算的估计倒拖压力PCYLME反映了发动机运转状态的影响，精度较高，因此，通过将噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为估计倒拖压力PCYLME，能够在噪声除去期间CAPNR包含缸内压力上升期间CAPPUP时适当地除去燃料喷射噪声。

［变形例2］

图9的步骤S53中的前次值置换处理可以替换为以下说明的倒拖波形ε滤波器处理。

根据该倒拖波形ε滤波器处理，当下述式（21）成立时，噪声除去处理后缸内压力信号PCNR被设定为缸内压力传感器输出信号PCYL（下述式（22）），当式（21）不成立时（即，PCYL＜PCYLM-ε或者PCYL＞PCYLM+ε成立时），噪声除去处理后缸内压力信号PCNR被设定为倒拖波形值PCYLM（下述式（23））。在此，倒拖波形值PCYLM是进行燃料切断运转时的缸内压力传感器输出信号的值。另外，倒拖波形值PCYLM也可以使用上述变形例1所示的“在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力PCYLME”。

PCYLM-ε≦PCYL≦PCYLM+ε（21）

PCNR=PCYL（22）

PCNR=PCYLM（23）

图10是将缸内压力传感器输出信号PCYL的燃料切断运转中的波形（以下称为“倒拖波形”）与通常的发动机运转中的波形（以下称为“通常运转波形”）进行对比而示出的图，虚线表示倒拖波形，实线表示通常运转波形。如该图所示，在压缩冲程中，通常运转波形与倒拖波形基本相同，当燃料喷射噪声较大时，通过倒拖波形值PCYLM进行置换，能够适当地除去燃料喷射噪声。

根据该变形例，在噪声除去期间CAPNR包含缸内压力上升期间CAPPUP的情况下，当缸内压力传感器输出信号PCYL在由（倒拖波形值PCYLM±ε）定义的第2容许范围内时，直接将缸内压力传感器输出信号PCYL作为噪声除去处理后缸内压力信号PCNR输出，当缸内压力传感器输出信号PCYL在第2容许范围外，将倒拖波形值PCYLM作为噪声除去处理后缸内压力信号PCNR输出，倒拖波形值PCYLM被设定为在燃料切断运转中得到的缸内压力传感器输出信号值。由于是发生在因燃料着火导致的压力增大之前，因此，燃料喷射执行期间CAPFI中的缸内压力可以以在燃料切断运转中得到的倒拖波形值PCYLM进行近似。因此，当缸内压力传感器输出信号PCYL在第2容许范围外时，通过将噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为倒拖波形值PCYLM，能够适当地除去缸内压力上升期间CAPPUP中的燃料喷射噪声。

［变形例3］

此外，图9的步骤S53中的前次值置换处理可以替换为以下说明的线性插值处理。

在下述式（31）中应用噪声除去开始正时CANS处的缸内压力传感器输出信号值PCYLNS和噪声除去结束正时CANE处的缸内压力传感器输出信号值PCYLNE，计算噪声除去处理后缸内压力信号PCNR(i)（i：索引参数）。

PCNR(i)=PCYLNS+（PCYLNE-PCYLNS）

×（i-iNRS）/（iNRE-iNRS）（31）

在此，iNRS和iNRE分别是与噪声除去开始正时CANS和噪声除去结束正时CANE对应的索引参数值。

如果没有燃料喷射噪声的影响，则在压力增加期间，缸内压力传感器输出信号PCYL不会大幅地增减变动，因此，通过线性插值运算能够适当地除去缸内压力上升期间CAPPUP中的燃料喷射噪声。

［变形例4］

此外，也可以如图11的（d）所示那样设定噪声除去期间CAPNR。该图（a）示出燃料喷射执行期间CAPFI，该图（b）示出对应的燃料喷射阀驱动电流IDRV的推移。由该图可知，驱动电流IDRV被控制为，在从燃料喷射开始正时CAIS到波形变更正时CAIC的期间（以下称为“前期间CAPF”）大幅地增减，在从波形变更正时CAIC到燃料喷射结束正时CAIE的期间（以下称为“后期间CAPL”）基本维持固定，在燃料喷射结束正时CAIE成为“0”。因此，混入缸内压力传感器输出信号PCYL的燃料喷射噪声在前期间CAPF中增大，在后期间CAPL中变得较小。而且，由于通过改变预定频率fDRV的脉冲信号的占空比来控制驱动电流IDRV的大小，因此，后期间CAPL中的燃料喷射噪声的主要频率分量是与预定频率fDRV对应的分量。因此，能够通过一般的带通滤波器有效地降低后期间CAPL中的燃料喷射噪声。

因此，即便在图11的（d）中设定噪声除去期间CAPNR，也能够可靠地除去较大的燃料喷射噪声。另外，在前期间CAPF的前后附加预定余量期间CAPMGN来设定图11的（d）所示的噪声除去期间CAPNR。

如以上那样，在该变形例中，噪声除去期间CAPNR的起始点CANS被设定为比燃料喷射开始正时CAIS早预定余量期间CAPMGN的正时，噪声除去期间CAPNR的结束点CANE被设定为从波形变更正时CAIC经过预定余量期间CAPMGN后的正时，因此在燃料喷射噪声增大的前期间CAPF中，能够可靠地除去燃料喷射噪声。此外，能够将噪声除去期间CAPNR设定为最小限的期间，缓和噪声除去处理的影响。

另外，本发明不限于上述的实施方式，可以进行各种变形。例如，在上述的实施方式中，按照每1度曲轴角对缸内压力传感器输出信号进行采样，但不限于此，也可以是，以预定采样频率fSMP（例如50kHz）进行采样，根据发动机转速NE将采样数据转换为每预定曲轴角度（例如0.5～1度）的数据。

此外，也可以是，预先设定在压缩冲程中应用的压缩冲程模型波形值PCYLMP和在膨胀冲程中应用的膨胀冲程模型波形值PCYLME，并存储到ROM15中，当缸内压力传感器输出信号PCYL与模型波形值之间的差比预定容许范围规定值ε大时，将噪声除去处理后缸内压力信号PCNR设定为该模型波形值。在该变形例中，不需要根据燃料喷射参数（INJSTG、TOFF、TON）设定噪声除去期间CAPNR。

优选的是，作为压缩冲程模型波形值PCYLMP，使用图10中虚线所示的倒拖波形值PCYLM，作为膨胀冲程模型波形值PCYLME，如图12所示，预先将预定数量的模型波形值存储到ROM15中，根据检测到的缸内压力的最大值PMAX和发动机1的吸入空气流量GAIR，选择并使用被存储的膨胀冲程模型波形值PCYLME的一个，或者选择两个，并根据对应最大缸内压力PMAX和吸入空气流量GAIR的插值运算来计算出模型波形值PCYLME。

Claims (10)

1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具有向内燃机的燃烧室内喷射燃料的燃料喷射阀，该内燃机的控制装置的特征在于，其具有：

缸内压力传感器，其与所述燃料喷射阀一体地构成，检测所述燃烧室内的压力即缸内压力；

燃料喷射参数计算单元，其根据所述内燃机的运转状态计算所述燃料喷射阀的开阀时间和开阀开始正时；

驱动单元，其根据计算出的开阀时间和开阀开始正时驱动所述燃料喷射阀；以及

传感器输出信号处理单元，其根据所述缸内压力传感器的输出信号生成缸内压力检测信号，

所述传感器输出信号处理单元根据所述燃料喷射阀的开阀时间和开阀开始正时，设定噪声除去期间，在该噪声除去期间中，进行除去缸内压力传感器输出信号中包含的、因打开所述燃料喷射阀而引起的噪声的处理。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述噪声除去期间不包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间的情况下，当所述缸内压力传感器输出信号的值在由第1基准值±ε定义的第1容许范围内时，所述传感器输出信号处理单元直接输出所述缸内压力传感器输出信号的值作为所述缸内压力检测信号，当所述缸内压力传感器输出信号值在所述第1容许范围外时，所述传感器输出信号处理单元输出所述第1基准值作为所述缸内压力检测信号，其中，所述ε为预定容许范围规定值，

所述第1基准值被设定为所述噪声除去期间的紧前的预定平均化期间中的缸内压力传感器输出信号值的平均值。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述传感器输出信号处理单元具有存储所述缸内压力传感器输出信号的值的存储单元，

当所述噪声除去期间包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间时，所述传感器输出信号处理单元将该噪声除去期间中的所述缸内压力检测信号设定为在1个燃烧循环前取得的缸内压力传感器输出信号值。

4.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述传感器输出信号处理单元具有：估计倒拖压力计算单元，其根据所述内燃机的曲轴旋转角度计算估计倒拖压力；以及存储单元，其存储计算出的估计倒拖压力，

当所述噪声除去期间包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间时，所述传感器输出信号处理单元将该噪声除去期间中的所述缸内压力检测信号设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值。

5.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述噪声除去期间包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间时，所述传感器输出信号处理单元通过与所述噪声除去期间的起始点的所述缸内压力传感器输出信号的值和所述噪声除去期间的结束点的所述缸内压力传感器输出信号的值对应的线性插值运算，计算插值信号值，将所述噪声除去期间中的所述缸内压力检测信号设定为所述插值信号值。

6.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述噪声除去期间包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间的情况下，当所述缸内压力传感器输出信号的值在由第2基准值±ε定义的第2容许范围内时，所述传感器输出信号处理单元直接输出所述缸内压力传感器输出信号值作为所述缸内压力检测信号，当所述缸内压力传感器输出信号值在所述第2容许范围外时，所述传感器输出信号处理单元输出所述第2基准值作为所述缸内压力检测信号，其中，所述ε为预定容许范围规定值，

所述第2基准值被设定为在所述内燃机的燃料切断运转中得到的缸内压力传感器输出信号值。

7.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述传感器输出信号处理单元具有：估计倒拖压力计算单元，其根据所述内燃机的曲轴旋转角度计算估计倒拖压力；以及存储单元，其存储计算出的估计倒拖压力，

在所述噪声除去期间包含所述缸内压力上升的压缩冲程期间的情况下，当所述缸内压力传感器输出信号的值在由第2基准值±ε定义的第2容许范围内时，所述传感器输出信号处理单元直接输出所述缸内压力传感器输出信号值作为所述缸内压力检测信号，当所述缸内压力传感器输出信号值在所述第2容许范围外时，所述传感器输出信号处理单元输出所述第2基准值作为所述缸内压力检测信号，其中，所述ε为预定容许范围规定值，

所述第2基准值被设定为在1个燃烧循环前计算出的估计倒拖压力值。

8.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述噪声除去期间的起始点被设定为比所述燃料喷射阀的开阀开始正时早预定余量期间的正时，所述噪声除去期间的结束点被设定为从所述开阀开始正时起经过所述开阀时间和所述预定余量期间后的正时。

9.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述噪声除去期间的起始点被设定为比所述燃料喷射阀的开阀开始正时早预定余量期间的正时，所述噪声除去期间的结束点被设定为从被提供到所述燃料喷射阀的驱动信号的波形变更正时起经过所述预定余量期间后的正时。

10.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述驱动单元具有向所述燃料喷射阀提供驱动电流的驱动电路，该驱动电路是分别对应于所述内燃机的多个汽缸中的每一个汽缸来设置的。