CN113418710A - 发动机装置及异音检查系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机装置及异音检查系统，对应于发动机的特定气缸的上止点的定时而产生比发动机的动作音高频的特定音。由此，基于从发动机的周围收集到的声音，例如通过特定音的产生定时与在发动机中产生了异音的定时的时间的偏差，不直接使用发动机的曲轴角的信号就能够推定发动机的异音的定时。

Description

发动机装置及异音检查系统
技术领域
本发明涉及发动机装置及异音检查系统。
背景技术
以往，作为这种技术，提出了爆震水平的评价系统，其具备检查内燃机产生的声音的声压检查部、检查内燃机的曲轴的旋转角度的角度检查部及进行异常声压的感官评价的爆震水平检测装置(例如，参照日本特开2016-164405)。在该评价系统中，基于将来自声压检查部的声压信号和来自角度检查部的角度信号合成后的声压数据而将异常声音的感官水平定量化。
发明内容
在上述的爆震水平的评价系统中，需要制作将声压信号和角度信号合成后的声压数据。但是，也要求研究通过制作声压数据的手法以外的手法(例如，不直接使用角度信号的手法)来推定发动机的异音的定时的技术。
本发明的发动机装置及异音检查系统的主要目的在于，使得不直接使用发动机的曲轴角的信号就能够推定发动机的异音的定时。
本发明的发动机装置及异音检查系统为了达成上述的主要目的而采用了以下的手段。
本发明的发动机装置的主旨在于，具备：发动机；及特定音产生部，对应于所述发动机的特定气缸的上止点的定时而产生比所述发动机的动作音高频的特定音。
在本发明的发动机装置中，对应于发动机的特定气缸的上止点的定时而产生比发动机的动作音高频的特定音。由此，基于从发动机的周围收集到的声音，例如通过特定音的产生定时与在发动机中产生了异音的定时的时间的偏差，不直接使用发动机的曲轴角的信号就能够推定发动机的异音的定时。
在本发明的发动机装置中，可以是，所述特定音是比可听域高频的声音。这样一来，能够抑制特定音给发动机的用户(例如，驾驶员、作业者等)带来不适感。
在本发明的发动机装置中，可以是，具备检测发动机的曲轴角的曲轴角传感器，所述特定音产生部基于检测到的所述曲轴角来推定所述特定气缸的上止点的定时，对应于所述特定气缸的上止点的定时而产生所述特定音。这样一来，能够合适地设定产生特定音的定时。
在具备本发明的发动机装置的异音检查系统中，可以设为，所述发动机收容于车辆的发动机室，所述特定音产生部配置于所述发动机室内或安装于所述发动机室的壁部，所述异音检查系统具备：集音部，收集所述发动机室内的声音；及推定部，基于利用所述集音部收集到的声音来推定有无产生异音及产生异音的定时。
附图说明
本发明的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的附图标记表示同样的要素。
图1是示出具备作为本发明的一实施例的发动机装置20的异音检查系统10的结构的概略的结构图。
图2是示出由发动机ECU40执行的特定音产生例程的一例的流程图。
图3是示出由异音检查ECU50执行的异音判定例程的一例的流程图。
图4是示出检测声音Ser和曲轴角θcr的时间变化的状况的一例的说明图。
具体实施方式
接着，使用实施例来说明用于实施本发明的方式。
图1是示出具备作为本发明的一实施例的发动机装置20的异音检查系统10的结构的概略的结构图。实施例的发动机装置20搭载于一般的汽车、各种混合动力汽车，如图1所示，具备发动机22、发动机室30、发动机用电子控制单元(以下，称作“发动机ECU”)40及异音检查用电子控制单元(以下，称作“异音检查ECU”)50。
发动机22构成为以汽油、轻油等为燃料而输出动力的内燃机。虽然未图示，但发动机22将由空气滤清器清洁后的空气向进气管吸入且使其通过节气门、平衡罐，并且在进气管的比平衡罐靠下游侧的位置从燃料喷射阀喷射燃料，将空气和燃料混合。并且，发动机22将该混合气经由进气门而向燃烧室吸入，使吸入后的混合气通过火花塞的电气火花而爆炸燃烧。由该爆炸燃烧的能量压下的活塞的往复运动被变换为曲轴的旋转运动。发动机22由发动机ECU40进行运转控制。
发动机室30由发动机罩、发动机整流罩等区划，在发动机室30内配置有发动机22。需要说明的是，在混合动力汽车的情况下，有时电动机、驱动电动机的变换器等也配置于发动机室30内。在发动机室30的壁部安装有扬声器34和声音传感器52。声音传感器52检测发动机室30内的声波的频率作为检测声音Ser。扬声器34构成为能够产生比可听域高频(例如，2万Hz以上)的特定音(例如，脉冲声音)Sp。
虽然未图示，但发动机ECU40构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。
对发动机22进行运转控制所需的来自各种传感器的信号经由输入端口而向发动机ECU40输入。作为向发动机ECU40输入的信号，例如能够举出来自检测发动机22的未图示的曲轴的旋转位置的曲轴位置传感器23的曲轴角θcr。
从发动机ECU40经由输出端口而输出用于对发动机22进行运转控制的各种控制信号。作为从发动机ECU40输出的信号，例如能够举出向调节未图示的节气门的位置的节气门电动机的驱动控制信号、向未图示的燃料喷射阀的驱动控制信号、向未图示的火花塞的控制信号。另外，也能够举出向扬声器34的控制信号。
发动机ECU40基于来自曲轴位置传感器23的曲轴角θcr来运算发动机22的转速Ne。另外，发动机ECU40基于来自未图示的空气流量计的吸入空气量Qa和发动机22的转速Ne来运算负荷率(在发动机22的1循环中实际吸入的空气的容积相对于发动机22的每1循环的行程容积的比例)KL。
虽然未图示，但异音检查ECU50构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。来自各种传感器的信号经由输入端口而向异音检查ECU50输入。作为向异音检查ECU50输入的信号，例如能够举出来自声音传感器52的检测声音Ser。
在这样构成的实施例的异音检查系统10中，发动机ECU40基于发动机22的要求负荷率KL*来进行控制未图示的节气门的开度的吸入空气量控制、控制来自未图示的燃料喷射阀的燃料喷射量的燃料喷射控制、控制未图示的火花塞的点火正时的点火控制等。
接着，对这样构成的实施例的异音检查系统10的动作(尤其是从扬声器34产生特定音Sp时的动作)进行说明。图2是示出由发动机ECU40执行的特定音产生例程的一例的流程图。该例程在要求发动机22的异音的检查时反复执行。
若执行图2的特定音产生例程，则发动机ECU40首先输入曲轴角θcr等数据(步骤S100)。在此，关于曲轴角θcr，输入曲轴位置传感器23的检测值。
当这样输入数据后，基于输入的曲轴角θcr来推定发动机22的特定气缸的上止点的定时(步骤S110)。在此，特定气缸是发动机22所具有的多个气缸(例如，4个气缸)中的成为基准的1个气缸。由此，能够在适合于后述的异音判定例程的定时下产生特定音Sp。
当推定上止点的定时后，以对应于推定出的上止点的定时而产生特定音(例如，脉冲音)Sp的方式控制扬声器34(步骤S120)，结束本例程。在此，特定音Sp被设定为比发动机22的动作音、可听域高且不与发动机室30内的其他装置(在混合动力汽车的情况下例如是变换器)干涉的频率(例如，2万Hz以上)fsp。由此，能够抑制特定音Sp给用户(例如，车辆的驾驶员、检查发动机22等的作业者等)带来不适感。
接着，对检测在发动机22产生的异音时的动作进行说明。图3是示出由异音检查ECU50执行的异音判定例程的一例的流程图。该例程在要求发动机22的异音的检测时反复执行。
若执行图3的异音判定例程，则异音检查ECU50首先输入检测声音Ser等数据(步骤S200)。在此，关于检测声音Ser，输入声音传感器52的检测值。
当这样输入数据后，判定是否从发动机22产生异音(步骤S210)。该判定例如根据在检测声音Ser中是否包括阈值fref1以上且阈值fref2以下的频率的成分来进行。在此，阈值fref1、fref2是用于检测发动机22的异音的频率的下限阈值及上限阈值。阈值fref1作为比发动机22的正常时的动作音高且比特定音Sp低的值，阈值fref2作为比阈值fref1高且比特定音Sp低的值，通过实验、解析而确定。在未从发动机22产生异音时，返回步骤100。
在步骤S210中从发动机22产生异音时，基于扬声器34产生的特定音Sp来推定在发动机22中产生了异音的定时(产生了异音时的发动机22的曲轴角)(步骤S220)，结束本例程。通过上述的特定音产生例程，特定音Sp对应于发动机22的特定气缸的上止点的定时而产生，因此，该推定能够基于检测声音Ser中包含的发动机22中的异音的产生定时与特定音Sp的产生定时的时间的偏差来进行。通过这样的处理，不直接使用发动机22的曲轴角θcr(来自曲轴位置传感器23的信号)就能够推定发动机22的异音的定时。
图4是示出检测声音Ser和曲轴角θcr的时间变化的状况的一例的说明图。需要说明的是，图中，关于检测声音Ser中包含的发动机22的动作音，图示了带宽的上限值。如图所示，当到达发动机22的特定气缸的上止点时(时刻t1、t3)，扬声器34产生频率fsp(例如，2万Hz以上)的特定音Sp。另一方面，在发动机22的动作音的频率成为了阈值fref1以上且阈值fref2以下时(包括该频率范围的成分时)(时刻t2)，判定为在发动机22中产生异音。然后，基于在发动机22中产生了异音的定时(时刻t2)与特定音Sp的产生定时(时刻t1)的时间的偏差，能够推定在发动机22中产生了异音时的曲轴角。即，不直接使用发动机22的曲轴角θcr就能够推定发动机22的异音的定时。
在以上说明的实施例的发动机装置20中，对应于发动机22的特定气缸的上止点的定时而产生比发动机22的动作音高频的特定音Sp。由此，基于从发动机22的周围(发动机室30内)收集到的声音，例如，通过特定音Sp的产生定时与在发动机22中产生了异音的定时的时间的偏差，不直接使用发动机22的曲轴角θcr的信号就能够推定发动机22的异音的定时。
在实施例的发动机装置20中，当成为发动机22的多个气缸中的1个特定气缸的上止点时产生特定音Sp。但是，也可以当发动机22的多个气缸中的多个特定气缸的任一个成为上止点时产生特定音Sp。在该情况下，优选相对于多个特定气缸的各特定气缸产生不同的频率的特定音Sp。
在实施例的发动机装置20中，特定音Sp使用2万Hz以上的频率。但是，只要是比发动机22的动作音高某种程度的频率即可，也可以使用低于2万Hz的频率。
在实施例的异音检查系统10中，发动机装置20具备异音检查ECU50和声音传感器52。但是，也可以是外部装置(例如，智能手机)具备异音检查ECU50和声音传感器52。
在实施例的异音检查系统10中，具备发动机ECU40和异音检查ECU50。但是，发动机ECU40和异音检查ECU50也可以构成为一体。在该情况下，与实施例同样，不直接使用发动机22的曲轴角θcr的信号就能够推定发动机22的异音的定时。
对实施例的主要要素与用于解决课题的手段一栏所记载的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中，扬声器34和发动机ECU40相当于“特定音产生部”。另外，声音传感器52相当于“集音部”，异音检查ECU50相当于“推定部”。
需要说明的是，由于实施例是用于具体说明用于实施用于解决课题的手段一栏所记载的发明的一例，所以实施例的主要要素与用于解决课题的手段一栏所记载的发明的主要要素的对应关系并不限定用于解决课题的手段一栏所记载的发明的要素。即，关于用于解决课题的手段一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行，实施例只不过是用于解决课题的手段一栏所记载的发明的具体的一例。
以上，虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明丝毫不限定于这样的实施例，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式来实施。
本发明能够在发动机装置、异音检查系统的制造产业等中利用。

Claims (4)

1.一种发动机装置，具备：
发动机；及
特定音产生部，对应于所述发动机的特定气缸的上止点的定时而产生比所述发动机的动作音高频的特定音。
2.根据权利要求1所述的发动机装置，其中，
所述特定音是比可听域高频的声音。
3.根据权利要求1或2所述的发动机装置，其中，
所述发动机装置具备检测所述发动机的曲轴角的曲轴角传感器，
所述特定音产生部基于检测到的所述曲轴角来推定所述特定气缸的上止点的定时，对应于所述特定气缸的上止点的定时而产生所述特定音。
4.一种异音检查系统，具备权利要求1～3中任一项所述的发动机装置，其中，
所述发动机收容于车辆的发动机室，
所述特定音产生部配置于所述发动机室内或安装于所述发动机室的壁部，
所述异音检查系统具备：
集音部，收集所述发动机室内的声音；及
推定部，基于利用所述集音部收集到的声音来推定有无产生异音及产生异音的定时。
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