JP2008095578A - Device for computing engine workload - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)の仕事量を算出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for calculating a work amount of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).
内燃機関の燃焼室内の圧力(筒内圧)を検出し、該検出された筒内圧と、燃焼室の行程体積の変化率とに基づいて、たとえば図示平均有効圧のようなエンジンの仕事量を算出する手法が提案されている。エンジンの仕事量は、エンジンに関する様々な制御に用いられることができる。 The internal combustion engine combustion chamber pressure (in-cylinder pressure) is detected, and based on the detected in-cylinder pressure and the change rate of the stroke volume of the combustion chamber, the engine work such as the average effective pressure shown in the figure is calculated. A technique has been proposed. The engine work can be used for various controls related to the engine.
下記の特許文献1には、所定の構造を持つエンジンについて、図示平均有効圧を算出する式を導く手法が記載されている。該式は、所定の周波数成分における筒内圧信号を用いる。該所定の周波数成分における筒内圧信号を得るため、該筒内圧信号を、基本波成分を取り出す第1の帯域フィルタ、および基本波成分の整数倍の高調波成分を取り出す第2の帯域フィルタでフィルタリングする。
ノイズ、ドリフトおよびエイリアシングが、算出される仕事量に影響を及ぼさないよう、検出された筒内圧に対してフィルタリング処理を施すことが行われる。このフィルタリングは、エンジンの仕事量の算出に不所望の周波数成分を除去すると共に、該算出に所望の周波数成分を通過させるよう適用される。 A filtering process is performed on the detected in-cylinder pressure so that noise, drift, and aliasing do not affect the calculated work amount. This filtering is applied so as to remove undesired frequency components in the calculation of engine work and pass the desired frequency components in the calculation.
しかしながら、上記不所望および所望の周波数成分は、エンジンの運転状態に従って変化する。したがって、オンボードの車両制御装置(ECU)でエンジンの仕事量を算出するために、エンジンの運転状態が変化しうる範囲に対して、異なる特性を持つ多数のフィルタを予め用意して記憶しておく必要がある。もしくは、検出されたエンジンの運転状態に従ってフィルタの特性をリアルタイムに変化させる必要がある。これは、該車両制御装置の資源の消費を大きくすると共に、演算負荷を高くする。 However, the undesired and desired frequency components vary according to the operating condition of the engine. Therefore, in order to calculate the engine work by the on-board vehicle control unit (ECU), a number of filters having different characteristics are prepared and stored in advance for the range in which the operating state of the engine can change. It is necessary to keep. Alternatively, it is necessary to change the characteristics of the filter in real time according to the detected operating state of the engine. This increases the consumption of resources of the vehicle control device and increases the calculation load.
また、エンジンの運転状態および除去すべき周波数領域によっては、急峻な遮断特性を持つフィルタを使用する必要があり、よって高次のフィルタが必要とされる。これは、フィルタを不安定にするおそれがあると共に、車両制御装置の演算負荷を高くする。 Further, depending on the engine operating state and the frequency region to be removed, it is necessary to use a filter having a steep cutoff characteristic, and thus a higher-order filter is required. This may cause the filter to become unstable and increase the calculation load of the vehicle control device.
このように、エンジンの仕事量を、オンボードの車両制御装置に適合するように、より負荷が軽減されたやり方で算出する手法が必要とされている。 Thus, there is a need for a technique that calculates engine work in a way that reduces the load to match the on-board vehicle control system.
本発明の一つの側面によると、エンジンの仕事量を算出する装置は、エンジンの筒内圧を検出する手段と、エンジンの体積の変化率を周波数分解することによって得られる周波数成分のうち、エンジンの仕事量を算出するのに所望の周波数成分において減衰が生じるとともに、該エンジンの仕事量を算出するのに不所望の周波数成分を遮断するようにカットオフ周波数が設定されたフィルタで、該筒内圧(P)をフィルタリングするフィルタリング手段と、該所望の周波数成分における減衰を補償するように、該フィルタリングされた筒内圧(FP)と、エンジンの体積(V)とに基づいて、エンジンの仕事量(Pmi)を算出する算出手段と、を備える。 According to one aspect of the present invention, an apparatus for calculating an engine work amount includes: a means for detecting an in-cylinder pressure of an engine; and a frequency component obtained by frequency-resolving a rate of change of an engine volume. The in-cylinder pressure is a filter in which a cutoff frequency is set to cut off an undesired frequency component to calculate the work amount of the engine while attenuation occurs in the desired frequency component to calculate the work amount. Based on the filtering means for filtering (P), the filtered in-cylinder pressure (FP) and the engine volume (V) to compensate for attenuation at the desired frequency component, the engine work ( Calculating means for calculating Pmi).
エンジンの仕事量の算出に所望の周波数成分および不所望の周波数成分は、エンジンの運転状態(たとえば、エンジンの回転数)に従って変化する。この発明によれば、不所望の周波数成分を除去すると共に、所望の周波数成分をあえて減衰させるようなフィルタを用いる。このようなフィルタは、所望の周波数成分を減衰させずに通過させるフィルタよりも、遮断する周波数領域を広くとることができ、フィルタ要件が緩和される。したがって、エンジンの所定範囲の運転状態に対して用意すべきフィルタの数を減らすことができる。また、フィルタの遮断特性を緩やかにすることができるので、高次のフィルタを用いる必要がなくなり、よって演算負荷を軽減することができる。減衰したゲインは補償されるので、精度低下を招くことなく、エンジンの仕事量を算出することができる。 A desired frequency component and an undesired frequency component for calculation of the work amount of the engine change according to the engine operating state (for example, the engine speed). According to the present invention, a filter that removes an unwanted frequency component and intentionally attenuates the desired frequency component is used. Such a filter can take a wider frequency region to cut off than a filter that allows a desired frequency component to pass through without being attenuated, thereby reducing the filter requirements. Therefore, it is possible to reduce the number of filters to be prepared for the engine operating state within a predetermined range. In addition, since the cutoff characteristic of the filter can be moderated, it is not necessary to use a high-order filter, and the calculation load can be reduced. Since the attenuated gain is compensated, the engine work can be calculated without causing a decrease in accuracy.
本発明の一実施形態によれば、さらに、上記所望の周波数成分における、上記フィルタへの入力信号値に対する出力信号値の割合を示す減衰率(R)を用いて、該フィルタリングされた筒内圧(FP)から、該フィルタリング前の筒内圧(P)を算出する。エンジンの仕事量(Pmi)は、該フィルタリング前の筒内圧およびエンジンの体積に基づいて算出され、これにより、減衰が補償される。 According to an embodiment of the present invention, the filtered in-cylinder pressure (R) is further used by using an attenuation rate (R) indicating a ratio of an output signal value to an input signal value to the filter in the desired frequency component. In-cylinder pressure (P) before filtering is calculated from FP). The engine work (Pmi) is calculated based on the in-cylinder pressure before filtering and the volume of the engine, thereby compensating for the damping.
この発明によれば、所望の周波数成分における減衰率を用いて、フィルタリングによって減衰したゲインを補償するよう、エンジンの仕事量を算出することができる。 According to the present invention, the work amount of the engine can be calculated so as to compensate for the gain attenuated by the filtering using the attenuation rate in a desired frequency component.
この発明の他の側面によると、エンジンの仕事量を算出する装置は、エンジンの筒内圧を検出する手段と、エンジンの体積の変化率を周波数分解することによって得られる周波数成分のうち、エンジンの仕事量を算出するのに所望の周波数成分から構成される基準信号(Ck、Sk)を生成する手段と、該所望の周波数成分において減衰が生じるとともに、該エンジンの仕事量を算出するのに不所望の周波数成分を遮断するようにカットオフ周波数が設定されたフィルタで、該筒内圧(P)をフィルタリングするフィルタリング手段と、該フィルタリングされた筒内圧と、該フィルタリングされた基準信号との間の相関を表す相関関数(FPak、FPbk)を算出する手段と、該所望の周波数成分における減衰を補償するように、該相関関数と、該エンジンの体積とに基づいて、エンジンの仕事量(Pmi)を算出する算出手段と、を備える。 According to another aspect of the present invention, an apparatus for calculating an engine work amount includes: a means for detecting an in-cylinder pressure of an engine; and a frequency component obtained by frequency-resolving a rate of change of an engine volume. Means for generating a reference signal (Ck, Sk) composed of a desired frequency component for calculating the work amount, attenuation occurs in the desired frequency component, and inefficiency for calculating the work amount of the engine A filter having a cutoff frequency set to cut off a desired frequency component, and a filtering means for filtering the in-cylinder pressure (P), between the filtered in-cylinder pressure and the filtered reference signal Means for calculating a correlation function (FPak, FPbk) representing the correlation, and the correlation so as to compensate for attenuation in the desired frequency component. When provided on the basis of the volume of the engine, calculating means for calculating workload of engine (Pmi), and.
この発明によれば、相関関数を用いることにより、エンジンの仕事量を算出するのに所望の周波数成分のみを指定して、エンジンの仕事量を算出することができる。相関関数を算出する際には、基準信号にも、筒内圧に対するフィルタと同じフィルタが適用されるので、両者の位相の同期が取られ、よって、良好な精度でエンジンの仕事量を算出することができる。 According to the present invention, by using the correlation function, it is possible to calculate the engine work by designating only a desired frequency component for calculating the engine work. When calculating the correlation function, the same filter as the filter for the in-cylinder pressure is also applied to the reference signal, so that the phases of both are synchronized, and therefore the engine work can be calculated with good accuracy. Can do.
本発明の一実施形態によれば、さらに、上記所望の周波数成分における、上記フィルタへの入力信号値に対する出力信号値の割合を示す減衰率(R)を用いて、上記相関関数から、フィルタリング前の筒内圧とフィルタリング前の基準信号との間の相関を表す第2の相関関数(Pak、Pbk)を算出する。エンジンの仕事量を、該第2の相関関数と、エンジンの体積とに基づいて算出することにより、減衰を補償する。 According to an embodiment of the present invention, further, an attenuation rate (R) indicating a ratio of an output signal value with respect to an input signal value to the filter in the desired frequency component is used to calculate the pre-filtering from the correlation function. The second correlation function (Pak, Pbk) representing the correlation between the in-cylinder pressure and the reference signal before filtering is calculated. Attenuation is compensated by calculating the engine work based on the second correlation function and the engine volume.
この発明によれば、所望の周波数成分における減衰率を用いて、フィルタリングによって減衰したゲインを補償するよう、エンジンの仕事量を算出することができる。 According to the present invention, the work amount of the engine can be calculated so as to compensate for the gain attenuated by the filtering using the attenuation rate in a desired frequency component.
本発明の一実施形態によれば、さらに、エンジンの運転状態を検出する手段と、該検出された運転状態に応じて、上記フィルタを選択するフィルタ選択手段と、を備える。一実施例では、該エンジンの運転状態は、エンジンの回転数を含む。 According to one embodiment of the present invention, it further comprises means for detecting the operating state of the engine, and filter selecting means for selecting the filter according to the detected operating state. In one embodiment, the operating state of the engine includes an engine speed.
この発明によれば、検出されたエンジンの運転状態に最適なフィルタを動的に選択することができる。 According to the present invention, it is possible to dynamically select an optimum filter for the detected engine operating state.
本発明の一実施形態によれば、エンジンの運転状態に対応する少なくとも1つ以上のフィルタを、該所望の周波数成分における減衰率と共に記憶する記憶手段と、エンジンの運転状態を検出する手段と、該検出された運転状態に応じて、上記フィルタを該記憶手段から選択するフィルタ選択手段と、を備える。該選択されたフィルタについて記憶されている減衰率が、該記憶手段から求められる。一実施例では、該エンジンの運転状態は、エンジンの回転数を含む。 According to one embodiment of the present invention, storage means for storing at least one filter corresponding to the operating state of the engine together with an attenuation factor at the desired frequency component, means for detecting the operating state of the engine, Filter selection means for selecting the filter from the storage means according to the detected operating state. The stored attenuation factor for the selected filter is determined from the storage means. In one embodiment, the operating state of the engine includes an engine speed.
この発明によれば、検出されたエンジンの運転状態に最適なフィルタおよびその減衰率を効率よく選択して、エンジン仕事量を算出することができる。 According to the present invention, the engine work can be calculated by efficiently selecting the optimum filter and its attenuation rate for the detected engine operating state.
本発明の一実施形態によれば、フィルタリングされた基準信号のうち、第1の基準信号と、該第1の基準信号と所定の位相差を有する第2の基準信号とに基づいて、上記減衰率を算出する。 According to an embodiment of the present invention, the attenuation is performed based on a first reference signal among the filtered reference signals and a second reference signal having a predetermined phase difference from the first reference signal. Calculate the rate.
この発明によれば、フィルタリングされた基準信号を用いて、減衰率をリアルタイムに算出することができる。たとえばエンジンの運転状態に適応したフィルタをリアルタイムで設計して用いるシステムおよび非線形フィルタを連続的に切り換えるシステムにおいても、エンジンの仕事量を効率的に算出することができる。 According to the present invention, the attenuation rate can be calculated in real time using the filtered reference signal. For example, even in a system in which a filter adapted to the operating state of the engine is designed and used in real time and a system in which a nonlinear filter is continuously switched, the engine work can be calculated efficiently.
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に従う、エンジンおよびその制御装置の全体的な構成図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine and its control device according to an embodiment of the present invention.
電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)1は、中央演算処理装置(CPU)およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータを格納することができる。ECU1は、車両の各部から送られてくるデータを受け取って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。
An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 1 is a computer including a central processing unit (CPU) and a memory. The memory can store a computer program for realizing various controls of the vehicle and data necessary for executing the program. The
エンジン2は、この実施例では4サイクルのエンジンである。エンジン2は、吸気弁3を介して吸気管4に連結され、排気弁5を介して排気管6に連結されている。ECU1からの制御信号に従って燃料を噴射する燃料噴射弁7が、吸気管4に設けられている。
The
エンジン2は、吸気管4から吸入される空気と、燃料噴射弁7から噴射される燃料との混合気を、燃焼室8に吸入する。燃料室8には、ECU1からの点火時期信号に従って火花を飛ばす点火プラグ9が設けられている。点火プラグ9によって発せられた火花により、混合気は燃焼する。燃焼により混合気の体積は増大し、これによりピストン10を下方に押し下げる。ピストン10の往復運動は、クランク軸11の回転運動に変換される。
The
筒内圧センサ15は、例えば圧電素子からなるセンサであり、点火プラグ9のエンジンシリンダに接する部分に埋没されている。筒内圧センサ15は、燃焼室8内の圧力(筒内圧)の変化を示す信号を出力し、それをECU1に送る。ECU1は、該筒内圧変化を示す信号を積分して、筒内圧を示す信号Pを生成する。
The in-
エンジン2には、クランク角センサ17が設けられている。クランク角センサ17は、クランクシャフト11の回転に伴い、CRK信号およびTDC信号をECU1に出力する。
The
CRK信号は、所定のクランク角で出力されるパルス信号である。ECU1は、該CRK信号に応じ、エンジン2の回転数NEを算出する。TDC信号は、ピストン10のTDC位置に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。
The CRK signal is a pulse signal output at a predetermined crank angle. The
エンジン2の吸気管4には、スロットル弁18が設けられている。スロットル弁18の開度は、ECU1からの制御信号により制御される。スロットル弁18に連結されたスロットル弁開度センサ(θTH)19は、スロットル弁18の開度に応じた電気信号を、ECU1に供給する。
A
吸気管圧力(Pb)センサ20は、スロットル弁18の下流側に設けられている。Pbセンサ20によって検出された吸気管圧力PbはECU1に送られる。
The intake pipe pressure (Pb)
スロットル弁18の上流には、エアフローメータ(AFM)21が設けられている。エアフローメータ21は、スロットル弁18を通過する空気量を検出し、それをECU1に送る。
An air flow meter (AFM) 21 is provided upstream of the
エンジンの仕事量を表す指標として、図示平均有効圧が用いられることがある。平均有効圧は、エンジンの1燃焼サイクルにおける仕事を行程体積で割ったものを示す。図示平均有効圧は、該平均有効圧から、冷却損失、不完全燃焼および機械的なフリクションなどを引いたものを示す。これらの指標は、エンジンの総行程体積(エンジン排気量)の異なる機種間の性能差を評価するのに用いられることがある。 The indicated mean effective pressure may be used as an index representing the work amount of the engine. The average effective pressure represents the work in one combustion cycle of the engine divided by the stroke volume. The indicated mean effective pressure indicates a value obtained by subtracting cooling loss, incomplete combustion, mechanical friction, and the like from the mean effective pressure. These indicators may be used to evaluate performance differences between models with different total engine stroke volumes (engine displacement).
図2を参照すると、1燃焼サイクルにおける、エンジンの燃焼室の体積Vと筒内圧Pとの関係(PV線図と呼ばれる)が示されている。点Pにおいて、吸気弁が開き、吸気行程が開始する。筒内圧は、ピストンが上死点TDCにある点Nを経て、最小値である点Uに至るまで減少する。その後、ピストンが下死点BDCにある点Kを経て、筒内圧は増加する。点Qにおいて圧縮行程が開始し、筒内圧は増加し続ける。点Rにおいて燃焼行程が開始する。混合気の燃焼により筒内圧は急激に増加し、点Sにおいて、筒内圧は最大になる。混合気の燃焼により、ピストンは押し下げられ、点Mで示されるBDCに向かって移動する。この移動により、筒内圧は減少する。点Tにおいて排気弁が開き、排気行程が開始する。排気行程では、筒内圧はさらに減少する。 Referring to FIG. 2, there is shown a relationship (called a PV diagram) between the volume V of the combustion chamber of the engine and the in-cylinder pressure P in one combustion cycle. At point P, the intake valve opens and the intake stroke starts. The in-cylinder pressure decreases through a point N where the piston is at the top dead center TDC until reaching a point U which is the minimum value. Thereafter, the in-cylinder pressure increases through a point K where the piston is at the bottom dead center BDC. At the point Q, the compression stroke starts and the in-cylinder pressure continues to increase. At point R, the combustion stroke starts. The in-cylinder pressure rapidly increases due to the combustion of the air-fuel mixture, and at the point S, the in-cylinder pressure becomes maximum. Due to the combustion of the air-fuel mixture, the piston is pushed down and moves toward the BDC indicated by point M. By this movement, the in-cylinder pressure decreases. At point T, the exhaust valve opens and the exhaust stroke begins. In the exhaust stroke, the in-cylinder pressure further decreases.
図示平均有効圧は、図に示される曲線で囲まれる面積を、ピストンの行程体積で割ることにより求められる。 The indicated mean effective pressure is obtained by dividing the area surrounded by the curve shown in the figure by the stroke volume of the piston.
以下の実施例では、エンジンの仕事量の例として、図示平均有効圧を算出する手法を示す。しかしながら、エンジンの仕事量という用語には、本発明に従う手法によって算出される図示平均有効圧に基づいて算出されることのできる他の指標、たとえば、平均有効圧、正味平均有効圧、エンジントルク等が含まれる点に注意されたい。 In the following embodiment, a method for calculating the indicated mean effective pressure is shown as an example of the engine work. However, the term engine work refers to other indicators that can be calculated based on the indicated mean effective pressure calculated by the technique according to the present invention, such as average effective pressure, net average effective pressure, engine torque, etc. Please note that is included.
図示平均有効圧Pmiは、図2に示されるようなPV線図を一周積分することで算出されることができ、該算出式は、式(1)のように表されることができる。積分区間は、1燃焼サイクルに相当する期間であるが、積分区間の開始は、任意の時点に設定することができる点に注意されたい。Vsは、エンジン2の行程体積を示し、dVは、エンジン2の燃焼室8の体積変化率を示す。Pは、前述したように、筒内圧センサ15(図1)からの出力に基づいて得られる、筒内圧を示す信号である。
式(1)に示すように、図示平均有効圧Pmiは、筒内圧信号Pと体積変化率dVの積に基づいて算出されるので、該筒内圧信号Pと体積変化率dVとの間の相関を表す関数(相関関数)と考えることができる。体積変化率dVを実質的に構成する周波数成分は限られているので(詳細は、後述される)、該周波数成分のみについて両者の相関関数を算出すれば、図示平均有効圧Pmiを算出することができる。 As shown in the equation (1), the indicated mean effective pressure Pmi is calculated based on the product of the in-cylinder pressure signal P and the volume change rate dV, and thus the correlation between the in-cylinder pressure signal P and the volume change rate dV. Can be considered as a function (correlation function). Since the frequency component that substantially constitutes the volume change rate dV is limited (details will be described later), the calculated mean effective pressure Pmi can be calculated by calculating the correlation function of only the frequency component. Can do.
体積変化率dVを周波数分解するため、体積変化率dVを式(2)のようにフーリエ級数展開する。tは時間を示す。Tは、エンジンのクランク軸の回転の周期を示し(以下、クランク周期と呼ぶ)、ωはその角周波数を示す。4サイクルエンジンでは、1周期Tは、360度に対応する。kは、該エンジン回転の周波数成分の次数を示す。
式(2)を式(1)に適用すると、式(3)が導かれる。θ=ωtである。
一方、筒内圧信号Pをフーリエ級数展開すると、該筒内圧信号のフーリエ係数PakおよびPbkは、式(4)のように表されることができる。筒内圧信号の1周期Tcは、1燃焼サイクルの長さに相当する。4サイクルエンジンでは、1燃焼サイクルが720度のクランク角に対応するので、周期Tcは、クランク周期Tの2倍である。したがって、式(4)におけるθcは、4サイクルエンジンでは(θ/2)となる。kcは、筒内圧信号の周波数成分の次数を表す。
式(3)には、cosθ、cos2θ、、、sinθ、sin2θ、、、の成分が現れている。式(4)において、kc=2kとすることにより、これらの成分のフーリエ係数PakおよびPbkを得ることができる。すなわち、4サイクルエンジンでは、図示平均有効圧Pmiを算出するのに、体積変化率のフーリエ係数VakおよびVbkに関する周波数成分1次、2次、3次、、、(k=1,2,3...)に対し、筒内圧信号のフーリエ係数PakおよびPbkに関する周波数成分は、2次、4次、6次、、、(kc=2,4,6...)があればよい。kc=2kとすると、式(4)は、式(5)のように表される。
式(3)に式(5)を適用すると、式(6)が導かれる。ここで、式(3)の“Va0”はほぼゼロである(この理由については、後述される)。
式(6)には、行程体積Vs、体積変化率dVに関するフーリエ係数VakおよびVbkが含まれている。したがって、行程体積Vsおよびクランク角に対する体積変化率dVの波形が変化するエンジン(たとえば、可変圧縮比機構を備えたエンジン)についても、図示平均有効圧Pmiをより正確に算出することができる。 Expression (6) includes Fourier coefficients Vak and Vbk related to the stroke volume Vs and the volume change rate dV. Therefore, the indicated mean effective pressure Pmi can be calculated more accurately for an engine (for example, an engine having a variable compression ratio mechanism) in which the waveform of the volume change rate dV with respect to the stroke volume Vs and the crank angle changes.
式(6)は、4サイクルエンジンについての式であるが、2サイクルエンジンについても上記と同様の手法で算出されることができることは、当業者には明らかであろう。2サイクルエンジンでは、Tc=T、θc=θが成立する。 Expression (6) is an expression for a four-cycle engine, but it will be apparent to those skilled in the art that a two-cycle engine can be calculated in the same manner as described above. In the two-cycle engine, Tc = T and θc = θ are established.
式(5)で表される、筒内圧のフーリエ係数PakおよびPbkは、連続時間系の式である。デジタル処理に適した離散系に変形すると、式(7)のように表される。ここで、Nは、クランク周期Tにおけるサンプリング数を示す。積分区間は1燃焼サイクルに相当する長さであり、該1燃焼サイクルでのサンプリング数は、2Nである。nは、サンプリング番号を示す。Pnは、n番目のサンプリングにおける筒内圧を示す。
式(8)〜(8−2)は、式(6)および式(7)をまとめたものである。
この実施例では、式(8―1)および(8−2)に示されるように、筒内圧のフーリエ係数PakおよびPbkは、検出された筒内圧のサンプルPnに応じて逐次的に算出される。 In this embodiment, as shown in the equations (8-1) and (8-2), the in-cylinder pressure Fourier coefficients Pak and Pbk are sequentially calculated according to the detected in-cylinder pressure sample Pn. .
エンジンの特性に従い、エンジンの運転状態に対応する行程体積Vsおよび体積変化率dVの波形が決まる。したがって、エンジンの運転状態に対応する行程体積Vsおよび体積変化率dVをシミュレーション等によって予め求めることができる。この実施例では、エンジンの運転状態に対応する行程体積Vs、フーリエ係数VakおよびVbkを、メモリに予め記憶する。 According to the engine characteristics, the stroke volume Vs and volume change rate dV waveforms corresponding to the engine operating state are determined. Therefore, the stroke volume Vs and the volume change rate dV corresponding to the operating state of the engine can be obtained in advance by simulation or the like. In this embodiment, the stroke volume Vs and the Fourier coefficients Vak and Vbk corresponding to the operating state of the engine are stored in advance in the memory.
ここで、フーリエ係数を観察する。式(5)に示すように、筒内圧についてのフーリエ係数のそれぞれは、体積変化率dVの周波数分解により得られる各周波数成分における筒内圧信号の振幅(大きさ)を表す。より具体的には、筒内圧についてのフーリエ係数のそれぞれは、筒内圧信号Pと、体積変化率dVの周波数分解により得られる各周波数成分で構成される信号(基準信号と呼ぶ)との積で表され、よって、両者の相関を表す値(相関関数と呼ぶ)と考えることができる。たとえば、フーリエ係数Pa1は、筒内圧信号Pと基準信号cosθとの相関関数といえる。 Here, the Fourier coefficient is observed. As shown in Expression (5), each of the Fourier coefficients for the in-cylinder pressure represents the amplitude (magnitude) of the in-cylinder pressure signal at each frequency component obtained by frequency decomposition of the volume change rate dV. More specifically, each of the Fourier coefficients for the in-cylinder pressure is a product of the in-cylinder pressure signal P and a signal (referred to as a reference signal) composed of each frequency component obtained by frequency decomposition of the volume change rate dV. Therefore, it can be considered as a value representing the correlation between the two (referred to as a correlation function). For example, the Fourier coefficient Pa1 can be said to be a correlation function between the in-cylinder pressure signal P and the reference signal cos θ.
ここで図3を参照すると、クランク角に対する体積変化率dVの波形が一定である(言い換えると、行程体積Vsが一定であり、よって体積変化率dVの挙動の態様が一種類である)通常のエンジンにおける体積変化率dVの波形51と、該体積変化率dVの波形と同一の周期を持ったsin関数の波形52(振幅は、行程体積の大きさに依存する)とを示す。この例では、フーリエ係数の演算区間Aは、吸気行程のTDC(上死点)から開始する1燃焼サイクルであり、sin関数は、該演算区間Aの開始においてゼロの値を持つよう設定されている。
Referring now to FIG. 3, the waveform of the volume change rate dV with respect to the crank angle is constant (in other words, the stroke volume Vs is constant, so the behavior of the volume change rate dV is one type) A
図から明らかなように、両者の波形は非常に類似している。これは、体積変化率dVをsin関数で表すことができる、ということを示す。体積変化率dVは、sin関数に対し、オフセットおよび位相差をほとんど持たない。したがって、体積変化率の周波数成分には、直流成分a0およびcos成分がほとんど現れないと予測することができる。 As is apparent from the figure, the waveforms of both are very similar. This indicates that the volume change rate dV can be expressed by a sin function. The volume change rate dV has almost no offset and phase difference with respect to the sin function. Therefore, it can be predicted that the DC component a0 and the cos component hardly appear in the frequency component of the volume change rate.
図4は、図3に示すようなエンジンの体積変化率dVをFFT解析した結果を示す。参照符号53は、エンジン回転の1次の周波数成分を示すラインであり、参照符号54は、エンジン回転の2次の周波数成分を示すラインである。この解析結果からわかるように、体積変化率dVは、主に、エンジン回転の1次および2次の周波数成分を持つにすぎない。
FIG. 4 shows the result of FFT analysis of the volume change rate dV of the engine as shown in FIG.
図5の(A)は、図3に示す演算区間Aについて、実際に算出した体積変化率dVのフーリエ係数の一例を示す。図5の(B)は、(A)における各成分についてのフーリエ係数の大きさをグラフで表したものである。直流成分Va0および位相がずれたcos成分Vak(k=1、2、...)が、ほぼゼロであることがわかる。また、3次以上の高調波成分(k≧3)も、ほぼゼロであることがわかる。 (A) of FIG. 5 shows an example of the Fourier coefficient of the volume change rate dV actually calculated for the calculation section A shown in FIG. FIG. 5B is a graph showing the magnitude of the Fourier coefficient for each component in FIG. It can be seen that the DC component Va0 and the phase-shifted cos component Vak (k = 1, 2,...) Are substantially zero. It can also be seen that the third and higher order harmonic components (k ≧ 3) are almost zero.
このように、体積変化率の波形が変化しないエンジンにおいては、体積変化率dVが、エンジン回転の1次および2次の周波数成分を主に含み、さらにそれらのsin成分から構成されていることがわかる。言い換えると、体積変化率dVのフーリエ係数のうち、1次および2次のsin成分以外は省略することができる。これを考慮すると、式(8)〜(8−2)は、式(9)および(9−1)のように表すことができる。
このように、体積変化率dVの波形が変化しないエンジンについては、体積変化率を実質的に構成する周波数成分が1次および2次のsin成分であるので、図示平均有効圧Pmiを算出するのに所望の周波数成分は、エンジン回転の1次および2次の周波数成分である。図示平均有効圧Pmiを算出するのに、体積変化率dVについてのフーリエ係数Vb1およびVb2、および筒内圧Pについてのフーリエ係数Pb1およびPb2があればよい。 Thus, for an engine in which the waveform of the volume change rate dV does not change, the frequency component that substantially constitutes the volume change rate is the primary and secondary sine components, and therefore the indicated mean effective pressure Pmi is calculated. The desired frequency components are the primary and secondary frequency components of engine rotation. In order to calculate the indicated mean effective pressure Pmi, it is only necessary to have Fourier coefficients Vb1 and Vb2 for the volume change rate dV and Fourier coefficients Pb1 and Pb2 for the in-cylinder pressure P.
上記式(8)および(9)のようにエンジンの仕事量を算出するに先立ち、筒内圧信号Pは、ノイズ除去、アンチエイリアシングおよびドリフト除去のためにフィルタリングされる。 Prior to calculating the engine work as in the above equations (8) and (9), the in-cylinder pressure signal P is filtered for noise removal, anti-aliasing and drift removal.
図6は、このようなフィルタについて、従来採用されていたゲイン特性の一例を示す。ここで、上記所望の周波数成分が、エンジン回転の1次および2次周波数であると仮定する。周波数fn1およびfn2のラインが、それぞれ、エンジン回転の1次および2次周波数を示している。該フィルタのカットオフ周波数fc1は、ノイズ、ドリフトおよびエイリアシングに起因する周波数成分を確実に除去すると共に、該所望の周波数成分を確実に通過させるように設定されている。該フィルタは、カットオフ周波数fc1より低い周波数領域において、ゲインが0dBの値を取るよう構成されている。 FIG. 6 shows an example of gain characteristics conventionally employed for such a filter. Here, it is assumed that the desired frequency components are the primary and secondary frequencies of engine rotation. The lines of frequencies fn1 and fn2 indicate the primary and secondary frequencies of engine rotation, respectively. The cut-off frequency fc1 of the filter is set so as to surely remove frequency components due to noise, drift, and aliasing, and to surely pass the desired frequency components. The filter is configured such that the gain takes a value of 0 dB in a frequency region lower than the cutoff frequency fc1.
図7は、本願発明の一実施例に従う、上記筒内圧信号P(筒内圧信号のサンプルPnでもよい)に用いられるフィルタのゲイン特性の一例を示す。横軸は、図6と同じ周波数スケールを持つ。図6と比較して明らかなように、カットオフ周波数fc2は、図6のカットオフ周波数fc1よりも低い値に設定されている。すなわち、カットオフ周波数fc2は、ノイズ、ドリフトおよびエイリアシング等を生じさせる不所望の周波数成分を確実に除去すると共に、上記所望の周波数成分をあえて減衰させるように設定されている。結果として、遮断される周波数領域が、図6よりも広がっている。図6と同様に、該フィルタは、カットオフ周波数fc2より低い周波数領域において、ゲインが0dBの値を取るよう構成されている。 FIG. 7 shows an example of the gain characteristic of the filter used for the in-cylinder pressure signal P (which may be a sample Pn of the in-cylinder pressure signal) according to one embodiment of the present invention. The horizontal axis has the same frequency scale as FIG. As apparent from the comparison with FIG. 6, the cutoff frequency fc2 is set to a value lower than the cutoff frequency fc1 in FIG. That is, the cut-off frequency fc2 is set so as to reliably remove undesired frequency components that cause noise, drift, aliasing, and the like, and to intentionally attenuate the desired frequency components. As a result, the frequency range to be blocked is wider than that in FIG. Similar to FIG. 6, the filter is configured such that the gain takes a value of 0 dB in a frequency region lower than the cutoff frequency fc2.
図7のフィルタは、ローパスフィルタ(たとえば、アンチエイリアシングのために用いられる)の例であるので、所望の周波数成分より低い周波数に、カットオフ周波数が設定される。ハイパスフィルタの場合(たとえば、ドリフト除去で用いられる)には、所望の周波数成分より高い周波数にカットオフ周波数を設定して、該所望の周波数成分に減衰を生じさせることとなろう。バンドパスフィルタの場合には、たとえば低域および高域のカットオフ周波数が設定されるが、これらのカットオフ周波数も、所望の周波数成分を減衰させるよう設定される。 Since the filter of FIG. 7 is an example of a low-pass filter (for example, used for anti-aliasing), the cutoff frequency is set to a frequency lower than a desired frequency component. In the case of a high-pass filter (eg, used for drift removal), the cutoff frequency will be set to a frequency higher than the desired frequency component to cause attenuation of the desired frequency component. In the case of a band-pass filter, for example, low-frequency and high-frequency cutoff frequencies are set, and these cutoff frequencies are also set so as to attenuate a desired frequency component.
図7において、エンジン回転の2次周波数fn2について、フィルタにより減衰したゲインをd2で表し、減衰した結果としてのゲインをr2で表す。したがって、r2+d2は、フィルタリング前の減衰されていない筒内圧を表す。減衰率R2は、以下のように定義される。減衰率は、1より小さい値を持つ。 7, the secondary frequency fn2 of the engine rotation, represents represents a gain that is attenuated by the filter d 2, the gain as a result of attenuated by r 2. Therefore, r 2 + d 2 represents the in-cylinder pressure that has not been attenuated before filtering. Attenuation factor R 2 is defined as follows. The attenuation rate has a value smaller than 1.
減衰率R2=r2/(r2+d2)
このように、減衰率Rは、一般に、フィルタへの入力信号値に対する出力信号値の割合を示すと言える。以下、Rkは、エンジン回転のk次の周波数における減衰率を示す。
Damping rate R 2 = r 2 / (r 2 + d 2 )
Thus, it can be said that the attenuation rate R generally indicates the ratio of the output signal value to the input signal value to the filter. Hereinafter, Rk represents an attenuation rate at a k-th order frequency of engine rotation.
上記所望の周波数成分、および、エイリアシングおよびドリフト等を防止するために遮断すべき周波数成分(不所望の周波数成分)は、エンジンの運転状態(典型的には、エンジン回転数)に従って変化する。したがって、従来は、図6に示すようなフィルタを、エンジン回転数(またはエンジン回転数の所定範囲)ごとに用意していた。それに対して、本願発明で使用するフィルタは、図7に示すように、不所望の周波数成分は確実に遮断するが、所望の周波数成分については減衰させるようにカットオフ周波数を設定する。したがって、フィルタ要件が図6に比較して緩和され、所定範囲のエンジン回転数に対して用意すべきフィルタの数を、図6に比べて減らすことができる。たとえば、或る範囲のエンジン回転数に対して図6のようなフィルタでは、m個のフィルタが必要なところ、本願発明のフィルタでは、m個より少ないフィルタでよい。 The desired frequency component and the frequency component (undesired frequency component) to be blocked in order to prevent aliasing and drift vary according to the engine operating state (typically, the engine speed). Therefore, conventionally, a filter as shown in FIG. 6 is prepared for each engine speed (or a predetermined range of engine speed). On the other hand, as shown in FIG. 7, the filter used in the present invention sets the cut-off frequency so as to reliably cut off the undesired frequency component but attenuate the desired frequency component. Therefore, the filter requirements are relaxed compared to FIG. 6, and the number of filters to be prepared for a predetermined range of engine speed can be reduced compared to FIG. For example, in the filter as shown in FIG. 6 for a certain range of engine speed, m filters are required. However, in the filter of the present invention, fewer than m filters may be used.
代替的に、所望および不所望の周波数成分は、エンジン負荷等の他の運転状態パラメータに従って変化することがある。このような場合、該他の運転状態パラメータに従って、カットオフ周波数を設定するようにしてもよい。 Alternatively, the desired and undesired frequency components may vary according to other operating condition parameters such as engine load. In such a case, the cut-off frequency may be set according to the other operating state parameter.
また、或る高い周波数でサンプリングされた筒内圧信号をフィルタリングし、該フィルタ済み筒内圧信号を、該サンプリング周波数より低い周波数でリサンプリングして、図示平均有効圧の演算に使用する場合がある。このような場合、ナイキストの定理から、該フィルタリングで使用するフィルタは、エイリアシングを防止するために、該リサンプリング周波数の2分の1以下に、カットオフ周波数を設定する必要がある。上記所望の周波数成分を確実に通過させようとすると、このような低いカットオフ周波数により、図6の参照符号61で示すような急峻な遮断特性を必要とすることがある。また、上記所望の周波数成分を確実に通過させると共に、ドリフトを引き起こす周波数を確実に除去しようとすると、やはり、このような急峻な遮断特性が必要とされることがある。
In some cases, an in-cylinder pressure signal sampled at a certain high frequency is filtered, and the filtered in-cylinder pressure signal is resampled at a frequency lower than the sampling frequency and used for calculating the indicated mean effective pressure. In such a case, from the Nyquist theorem, the filter used in the filtering needs to set the cut-off frequency to half or less of the resampling frequency in order to prevent aliasing. In order to reliably pass the desired frequency component, a steep cutoff characteristic as indicated by
急峻な遮断特性により、フィルタが高次となる。高次のフィルタは、不安定になりやすく、演算負荷が高い。また、図6の参照符号62に示すように、通過周波数領域に、わずかなリップルが生じるおそれがある。
Due to the steep cut-off characteristics, the filter is higher order. Higher-order filters tend to be unstable and have a high computational load. Further, as indicated by
それに対し、本願発明で使用するフィルタによれば、図7に示すように、カットオフ周波数が、所望の周波数成分を減衰させるように設定される。所望の周波数領域から遮断し始める特性となるので、急峻な遮断特性とならず、よって、図6と比較してより少ない次数のフィルタでよい。これは、フィルタを安定にすると共に、演算負荷を軽減する。 On the other hand, according to the filter used in the present invention, as shown in FIG. 7, the cutoff frequency is set so as to attenuate a desired frequency component. Since the characteristic starts to be cut off from a desired frequency region, the filter does not have a steep cut-off characteristic. Therefore, a filter having a lower order than that in FIG. 6 may be used. This stabilizes the filter and reduces the computational load.
このように、本願発明では、所望の周波数成分を減衰させるようカットオフ周波数が設定されたフィルタを用いるが、これにより、図7のd2に示すように、所望の周波数成分に減衰が生じる。本願発明は、この減衰したゲインd2を補償するための手法を提供する(この手法については、後述される)。これにより、図7のようなフィルタを用いることを可能にしつつ、エンジンの仕事量を、精度の低下なくして算出することができる。 Thus, in the present invention, uses a filter cutoff frequency is set so as to attenuate the desired frequency component, thereby, as shown in the d 2 of FIG. 7, the attenuation occurs in the desired frequency component. The present invention provides a technique for compensating for this attenuated gain d 2 (this technique will be described later). Accordingly, the work amount of the engine can be calculated without a decrease in accuracy while making it possible to use a filter as shown in FIG.
フィルタは、一般に、ゲイン特性と位相特性により特徴づけられることができるが、本願発明で使用するフィルタの位相特性について、一例を図8に示す。 A filter can generally be characterized by a gain characteristic and a phase characteristic. An example of the phase characteristic of the filter used in the present invention is shown in FIG.
図9は、本願発明の一実施例に従う、図7に示すようなフィルタを用いた場合の、図示平均有効圧を算出する装置のブロック図を示す。示されるブロックの機能は、典型的には、図1のECU1に実現される。この実施例では、図示平均有効圧の算出に所望の周波数成分は、エンジンの体積変化率の周波数分解を介して、予め決まっていると仮定する。
FIG. 9 shows a block diagram of an apparatus for calculating the indicated mean effective pressure when using a filter as shown in FIG. 7 according to one embodiment of the present invention. The function of the block shown is typically implemented in the
運転状態検出部101は、エンジンの運転状態を検出する。この実施例では、エンジンの運転状態は、エンジン回転数NEを含む。前述したように、エンジン回転数NEは、クランク角センサ17(図1)からの検出信号に基づいて検出されることができる。
The driving
この実施例では、エンジン回転数NEに対応するフィルタおよび該フィルタのフィルタ特性(ゲイン特性および位相特性を含む)が、ECU1のメモリに予め記憶されている。たとえば、或る範囲のエンジン回転数に対しては、第1のフィルタが対応づけられており、該第1のフィルタのフィルタ特性が、メモリに記憶されている。他の範囲のエンジン回転数に対しては、第2のフィルタが対応づけられており、該第2のフィルタのフィルタ特性が、メモリに記憶されている。これらのフィルタはいずれも、図7を参照して説明したようなゲイン特性を持ち、たとえば図8に示すような位相特性を持つ。前述したように、図6のようなゲイン特性を持つフィルタに比べ、所定範囲のエンジン回転数に対して用意すべきフィルタの数が減ることに注意されたい。
In this embodiment, the filter corresponding to the engine speed NE and the filter characteristics (including gain characteristics and phase characteristics) of the filter are stored in advance in the memory of the
フィルタ選択部102は、運転状態検出部101により検出されたエンジン回転数NEに基づいてメモリを参照し、該エンジン回転数に対応するフィルタを選択する。
The
筒内圧フィルタ部103は、フィルタ選択部102で選択されたフィルタを用いて、筒内圧センサ15を介して検出されサンプリングされた筒内圧信号Pnをフィルタリングし、フィルタ済み筒内圧信号FPnを生成する。
The in-cylinder
この装置は、さらに、cos波生成部104およびsin波生成部105を備える。cos波生成部104は、式(8)におけるcos波信号Ck(=cosk×(2π/N)×n)を生成する。次数kごとに、cos生成部が設けられる。すなわち、1次cos波生成部1041〜K次cos生成部104Kが設けられる。
This apparatus further includes a cos
sin波生成部105は、式(8)におけるsin波Sk(=sink×(2π/N)×n)を生成する。次数kごとに、sin生成部が設けられる。すなわち、1次sin波生成部1051〜K次sin生成部105Kが設けられる。
The sine
cos波フィルタ部106は、それぞれの次数のcos生成部104に対応するよう設けられる。それぞれのcos波フィルタ部106は、好ましくは、筒内圧フィルタ部103と同じフィルタ特性を有するフィルタ(すなわち、フィルタ選択部102により選択されたフィルタ)で、cos波信号Ckをフィルタリングする。こうして、フィルタ済みcos波信号FCk(=F(cosk×2π/N×n))が生成される。
The cos wave
sin波フィルタ部107は、それぞれの次数のsin生成部105に対応するよう設けられる。それぞれのsin波フィルタ部107は、好ましくは、筒内圧フィルタ部103と同じフィルタ特性を有するフィルタ(すなわち、フィルタ選択部102により選択されたフィルタ)で、sin波信号Skをフィルタリングする。こうして、フィルタ済みsin波信号FSk(=F(sink×2π/N×n))が生成される。
The sine wave filter unit 107 is provided to correspond to the
筒内圧用のフィルタと同じフィルタ特性を持つフィルタで、基準信号(cos波信号Ckおよびsin波信号Sk)をフィルタリングすることにより、筒内圧信号と基準信号との間に、フィルタリングに起因する位相ずれが生じることを防止することができる。 By filtering the reference signal (cos wave signal Ck and sin wave signal Sk) with a filter having the same filter characteristics as the in-cylinder pressure filter, a phase shift caused by filtering is generated between the in-cylinder pressure signal and the reference signal. Can be prevented.
前述したように、行程体積Vsと、所望の周波数成分についての体積変化率のフーリエ係数VakおよびVbkは、予め算出されECU1のメモリに記憶されている。体積データ決定部108は、該メモリにアクセスし、行程体積Vs、体積変化率のフーリエ係数VakおよびVbkを取得する。
As described above, the stroke volume Vs and the Fourier coefficients Vak and Vbk of the volume change rate for the desired frequency component are calculated in advance and stored in the memory of the
減衰率決定部109は、所望の周波数成分について、減衰率Rkを決定する。減衰率Rkを決定するいくつかの手法が考えられ、これについては後述される。
The attenuation
Pmi算出部110は、式(10−1)および(10−2)に示すように、フィルタ済み筒内圧FPn、フィルタ済みcos信号FCkおよびフィルタ済みsin信号FSkを用いて、筒内圧についてのフーリエ係数FPakおよびFPbk(フィルタ済みフーリエ係数と呼ぶ)を算出する。
Pmi算出部110の目的は、減衰が補償された図示平均有効圧を算出することである。すなわち、式(8)で表される図示平均有効圧Pmi(これは、減衰されていない図示平均有効圧である)を、フィルタを介して得られたフィルタ済みフーリエ係数FPakおよびFPbkを用いて算出することである。
The purpose of the
式(8―1)および(8−2)におけるフーリエ係数PakおよびPbkと、式(10−1)および(10−2)により得られるフーリエ係数FPakおよびFPbkとの間には、次の式のような関係が成立する(この技術的根拠については、後述される)。
式(11−1)および(11−2)に示すように、式(8)〜(8−2)のフーリエ係数PakおよびPbkは、フィルタ済みフーリエ係数FPak、FPbkおよび減衰率Rkから算出されることができる。したがって、式(8)〜(8−2)は、式(12)〜(12−2)のように書き直されることができる。
式(12)に従って算出される図示平均有効圧Pmiは、減衰が補償された図示平均有効圧である。 The indicated mean effective pressure Pmi calculated according to the equation (12) is the indicated mean effective pressure with compensated attenuation.
Pmi算出部110は、所望の周波数成分に従って、上記式(12)を計算する。たとえば、所望の周波数成分が、エンジン回転の1次および2次周波数のsin波成分であれば、kは、1および2の値を取る。Pmi算出部110は、以下の式(13)に従って、減衰が補償された図示平均有効圧Pmiを算出する。
Pmi算出部110は、所望の周波数成分ではないcos波フィルタ部およびsin波フィルタの出力を無視するよう構成されることができる。代替的に、所望の周波数成分に対応するcos波生成部およびcos波フィルタ部、sin波生成部およびsin波フィルタ部のみを設けてもよい。式(13)の例では、1次および2次のsin波生成部1051および1052と、これらに対応するsin波フィルタ部1071および1072のみを設ければよい。
The
ここで、式(11−1)および(11−2)が成立する根拠について、説明する。 Here, the reason why the equations (11-1) and (11-2) are established will be described.
簡単のため、次数kが1であり、フィルタ済みフーリエ係数FPb1を例にとって説明する。次数k(k=0、1、2、・・・)についての該フィルタの減衰率および位相遅れを、それぞれRkおよびΦkとする。 For simplicity, the order k is 1, and the filtered Fourier coefficient FPb1 will be described as an example. Let the attenuation factor and phase delay of the filter for the order k (k = 0, 1, 2,...) Be R k and Φ k , respectively.
式(14)に示すように、フィルタ済みフーリエ係数FPb1は、1次sin波フィルタ部1071を通過した信号FS1と、フィルタ済み筒内圧信号FPとの積を積分することにより表される。ここで、FS1は、R1sin(θ+Φ1)で表される。
上記の式(14)のフィルタ済み筒内圧信号FPを、フーリエ級数展開すると、式(15)のようになる。
三角関数の直交性により、同一の周波数成分同士の積のみが残る。すなわち、R1Pb1sin(θ+Φ1)と、sin(θ+Φ1)の積のみが残り、結果として、式(16)のように表されることができる。
こうして、上記(11−1)が成立する。他のフーリエ係数についても同様であり、よって、上記の式(11−2)が成立する。 Thus, the above (11-1) is established. The same applies to the other Fourier coefficients, and thus the above equation (11-2) is established.
次に、減衰率決定部109による、減衰率Rkを決定するいくつかの手法について説明する。
Next, several methods for determining the attenuation rate Rk by the attenuation
一実施例では、前述したように、エンジン回転数に対応するフィルタおよびそのフィルタ特性が予めメモリに記憶される。図7を参照して述べたように、減衰率は、フィルタのゲイン特性により決まるので、該減衰率も予めメモリに記憶される。したがって、減衰率決定部109は、フィルタ選択部102により選択されたフィルタについて、メモリから、所望の周波数成分における減衰率を抽出する。たとえば、式(13)に従って図示平均有効圧を算出する場合には、所望の周波数成分が、エンジン回転の1次および2次周波数であり、抽出される減衰率は、R1およびR2である。こうして決定された減衰率は、Pmi算出部110に渡される。
In one embodiment, as described above, the filter corresponding to the engine speed and its filter characteristic are stored in the memory in advance. As described with reference to FIG. 7, since the attenuation rate is determined by the gain characteristic of the filter, the attenuation rate is also stored in the memory in advance. Therefore, the attenuation
他の実施例では、減衰率決定部109は、リアルタイムに減衰率を算出する。リアルタイム算出の一手法によると、減衰率決定部109は、k次のsin波フィルタ107kにより生成されたフィルタ済みsin波(正弦波)信号と、k次のcos波フィルタ106kにより生成されたフィルタ済みcos波(余弦波)信号とを受取り、式(17)に従って、減衰率Rkを2乗した値を算出する。この算出を図式的に表したのが、図10に示されている。kは、所望の周波数成分の次数を示す。たとえば、所望の周波数成分が1次および2次の周波数成分ならば、k=1および2のそれぞれについて、R1およびR2が算出される。式(17−1)により、減衰率Rkが算出される。
リアルタイム算出の他の手法では、±1の間で振幅するsin波信号およびcos波信号を用いる。sin波信号とcos波信号は90度の位相ずれを持つので、k次のフィルタ済みsin波信号の値がゼロの時のk次のフィルタ済みcos波信号の絶対値は、減衰率Rkを示す。または、k次のフィルタ済みcos波信号の値がゼロの時のk次のフィルタ済みsin波信号の絶対値は、減衰率Rkを示す。 Another method for real-time calculation uses a sine wave signal and a cosine wave signal that swing between ± 1. Since the sin wave signal and the cosine wave signal have a phase shift of 90 degrees, the absolute value of the kth order filtered cosine wave signal when the value of the kth order filtered sin wave signal is zero indicates the attenuation rate Rk. . Alternatively, the absolute value of the kth-order filtered sin wave signal when the value of the kth filtered cosine wave signal is zero indicates the attenuation rate Rk.
図11の例で述べれば、±1の間で振幅するsin波信号およびcos波信号は、フィルタを通過することにより、±Rkの間で振幅する基準信号となる。減衰率決定部109は、k次のsin波フィルタ107kにより生成されたフィルタ済みsin波信号と、k次のcos波フィルタ106kにより生成されたフィルタ済みcos波信号とを受取る。減衰率決定部109は、フィルタ済みsin波信号(Rksin(kθ+Φk))がゼロの時のフィルタ済みcos波信号(Rkcos(kθ+Φk)の値を、減衰率Rkとして求める。または、フィルタ済みcos波信号(Rkcos(kθ+Φk))がゼロの時のフィルタ済みsin波信号(Rksin(kθ+Φk)の値を、減衰率Rkとして求める。ここで、位相遅れΦkは、図8に示されるように、負の値を取る。
In the example of FIG. 11, the sine wave signal and the cosine wave signal that amplitude between ± 1 become reference signals that amplitude between ± Rk by passing through the filter. The attenuation
リアルタイムの減衰率算出は、たとえばエンジンの運転状況に応じて最適なフィルタリングを適宜設計する場合、または、非線形フィルタを連続的に切り換えていく場合等には、有利な手法である。たとえば、図9のフィルタ選択部102は、検出されたエンジン回転数NEに応じて、不所望の周波数領域を求め、該周波数領域を確実に遮断するようカットオフ周波数をリアルタイムに決定することにより、動的にフィルタを構成することができる。たとえばドリフトが現れる周波数領域は、エンジン回転の1次周波数より低いことが判明しており、検出されたエンジン回転数から、該不所望の周波数領域を算出することができる。こうしてリアルタイムに構成されたフィルタについて、減衰率をリアルタイムに算出することができる。
Real-time attenuation rate calculation is an advantageous technique when, for example, optimal filtering is designed appropriately according to the operating condition of the engine, or when the nonlinear filter is continuously switched. For example, the
また、フィルタをアナログフィルタで実現する場合には、減衰率をリアルタイムに算出するのが好ましい。アナログ回路の個体差および温度によりアナログフィルタの特性に変化が生じても、減衰率を正確に算出することが可能となる。 Further, when the filter is realized by an analog filter, it is preferable to calculate the attenuation rate in real time. Even if the characteristics of the analog filter change due to individual differences of analog circuits and temperature, the attenuation rate can be calculated accurately.
エンジンの熱効率向上のために、可変圧縮比機構を備えるエンジンが提案されている。この機構は、ECU1からの制御信号に従って、燃焼室8内の圧縮比を変更することができる。
In order to improve the thermal efficiency of the engine, an engine having a variable compression ratio mechanism has been proposed. This mechanism can change the compression ratio in the
可変圧縮比機構の中には、圧縮比に応じて、行程堆積Vsおよび体積変化率dVの波形を変化させるものがある。体積変化率dVの波形が変化すると、エンジンの仕事量を算出するのに所望の周波数成分が変化する。図3の例では、1次および2次のsin波が、体積変化率を実質的に構成する周波数成分であった。したがって、所望の周波数成分は、エンジン回転の1次および2次周波数成分のsin成分である。しかしながら、可変圧縮比機構が搭載されると、体積変化率を実質的に構成する周波数成分が、圧縮比に従って変化することがある。 Some variable compression ratio mechanisms change the waveforms of the stroke deposition Vs and the volume change rate dV according to the compression ratio. When the waveform of the volume change rate dV changes, a desired frequency component changes to calculate the engine work. In the example of FIG. 3, the primary and secondary sine waves are frequency components that substantially constitute the volume change rate. Therefore, the desired frequency component is the sin component of the primary and secondary frequency components of the engine rotation. However, when the variable compression ratio mechanism is mounted, the frequency component that substantially constitutes the volume change rate may change according to the compression ratio.
図12の(A)は、可変圧縮比機構を搭載したエンジンの或る運転状態における体積変化率dVの波形の一例を示す。体積変化率dVの波形161と同一の周期を持つsin関数の波形162が示されている。
FIG. 12A shows an example of a waveform of the volume change rate dV in an operating state of an engine equipped with a variable compression ratio mechanism. A
体積変化率dVの波形161は、sin関数の波形162よりも歪んでおり、sin成分だけでなくcos成分も含んでいることが予想される。図12の(B)は、演算区間Aについて算出された、(A)に示す体積変化率dVの各成分におけるフーリエ係数の値を示す。1次および2次のsin成分、および1次および2次のcos成分により、体積変化率dVを良好に表せることがわかる。したがって、図示平均有効圧Pmiは、式(18)のように表せる。行程体積Vsには、検出されたエンジンの運転状態(たとえば、圧縮比)に対応する値が代入される。
この例では、所望の周波数成分は、エンジン回転の1次および2次周波数成分のsinおよびcos成分である。 In this example, the desired frequency components are the sin and cos components of the primary and secondary frequency components of engine rotation.
図13は、このような可変圧縮比機構が搭載された場合の、図示平均有効圧を算出するためのブロック図である。図9と異なる点のみ説明する。これらの機能ブロックは、典型的には、図1のECU1に実現される。
FIG. 13 is a block diagram for calculating the indicated mean effective pressure when such a variable compression ratio mechanism is mounted. Only differences from FIG. 9 will be described. These functional blocks are typically implemented in the
運転状態検出部201は、さらに、燃焼室8内の圧縮比Crを検出する。圧縮比Crは、任意の適切な手法で検出されることができる。たとえば、圧縮比センサを設けることができる。代替的に、燃焼室内の体積の変化を検出する所定のセンサを設け、該体積の変化から、圧縮比を算出してもよい。
The operation
ECU1のメモリには、圧縮比Crに応じた行程体積Vs、体積変化率のフーリエ係数VakおよびVbkが、予めシミュレーション等によって決定され記憶されている。図14に、メモリに記憶されることのできるマップの一例を示す。
In the memory of the
体積データ決定部208は、検出された圧縮比Crに基づいて、図14の(B)のようなマップを参照し、体積変化率のフーリエ係数についての所望の周波数成分を判断する。図14の(B)の例では、マップに、フーリエ係数Vb1、Vb2、Va1およびVa2が規定されている。したがって、所望の周波数成分は、1次および2次のsin成分およびcos成分であると判断する。代替的に、図14の(B)とは異なるマップに、圧縮比に対応する所望の周波数成分の種類を規定しておいてもよい。
The volume
体積データ決定部208は、該マップから、検出された圧縮比に対応するフーリエ係数VakおよびVbkの値を抽出する。図14の(B)の例では、Va1、Va2、Vb1およびVb2の値が抽出される。
The volume
体積データ決定部208は、さらに、図14の(A)に示すようなマップを参照し、検出された圧縮比Crに対応する行程体積Vsを抽出する。
The volume
フィルタ選択部202は、図9のフィルタ選択部102と同様に動作する。前述したように、フィルタ選択部202を、体積データ決定部208により決定された所望の周波数成分に基づいて、リアルタイムにカットオフ周波数等のフィルタ特性を決定するよう構成してもよい。
The
筒内圧フィルタ部203、cos波生成部204、sin波生成部205、cos波フィルタ部206およびsin波フィルタ部207は、図9に示されるものと同様に動作する。
The in-cylinder
減衰率決定部209は、体積データ決定部208により決定された所望の周波数成分について、減衰率Rkを、前述したようないくつかの手法のいずれかで決定する。
The attenuation
Pmi算出部210は、体積データ決定部208により決定された所望の周波数成分のcos波フィルタおよび(または)sin波フィルタから、フィルタ済みcos波信号およびフィルタ済みsin波信号を受取る。Pmi算出部210は、他の周波数成分のcos波フィルタおよびsin波フィルタの出力を無視することができる。Pmi算出部210は、さらに、体積データ決定部208から、行程体積Vs、所望の周波数成分のフーリエ係数VakおよびVbkを受取り、減衰率決定部209から減衰率Rkを受取る。こうして、Pmi算出部210は、受取ったこれらのデータを用いて、式(12)を計算する。
The
たとえば、所望の周波数成分が1次および2次のsinおよびcos成分である場合には、Pmi算出部210は、体積データ決定部208からVs、Va1、Vb1、Va2およびVb2を受け取り、筒内圧フィルタFP、1次および2次のcos波フィルタの出力FC1およびFC2、および、1次および2次のsin波フィルタの出力FS1およびFS2を受け取り、減衰率決定部209からR1およびR2を受け取り、式(19)〜(19−2)に従って、図示平均有効圧Pmiを算出する。
この実施例では、体積データ決定部208が、所望の周波数成分を、検出された圧縮比から判断している。代替的に、所望成分決定部を設け、検出された圧縮比から、所望の周波数成分を決定して、この情報を体積データ決定部208、減衰率決定部209およびPmi算出部210に渡すようにしてもよい。
In this embodiment, the volume
図15は、本願発明の一実施例に従う、図示平均有効圧を算出するプロセスのフローチャートである。このプロセスは、所定の時間間隔で、ECU1によって実行される。このプロセスは、図13に示される実施形態に基づいている。
FIG. 15 is a flowchart of a process for calculating the indicated mean effective pressure according to one embodiment of the present invention. This process is executed by the
ステップS1において、検出された圧縮比に基づいて、所望の周波数成分を決定する。前述したように、たとえば図14の(B)のようなマップを参照することにより、所望の周波数成分を決定することができる。図14の(B)の例では、所望の周波数成分は、エンジン回転の1次および2次周波数のsin成分およびcos成分である。 In step S1, a desired frequency component is determined based on the detected compression ratio. As described above, for example, a desired frequency component can be determined by referring to a map as shown in FIG. In the example of FIG. 14B, desired frequency components are the sin component and the cos component of the primary and secondary frequencies of the engine rotation.
ステップS2において、サンプリングされた筒内圧信号Pを取得すると共に、基準信号(sin波および(または)cos波信号)を生成する。 In step S2, the sampled in-cylinder pressure signal P is acquired, and a reference signal (sin wave and / or cos wave signal) is generated.
ステップS3において、検出されたエンジン回転数NEに従って、使用すべきフィルタを選択し、筒内圧信号Pおよび基準信号をフィルタリングする。 In step S3, a filter to be used is selected according to the detected engine speed NE, and the in-cylinder pressure signal P and the reference signal are filtered.
ステップS4において、前述した手法のいずれかに従って、所望の周波数成分についての減衰率Rkを決定する。 In step S4, an attenuation rate Rk for a desired frequency component is determined according to any of the methods described above.
ステップS5において、フィルタ済み筒内圧信号およびフィルタ済み基準信号を、リサンプリングする。これは、演算負荷をより低減するためである。フィルタリング処理は、筒内圧信号をサンプリングする周波数で実施されることができるが、図示平均有効圧の演算は、このような高い周波数で行う必要は必ずしもない。したがって、該サンプリング周波数よりも低い周波数で、リサンプリングする。しかしながら、この処理は、必ずしも必要とされない。 In step S5, the filtered in-cylinder pressure signal and the filtered reference signal are resampled. This is to further reduce the calculation load. Although the filtering process can be performed at a frequency at which the in-cylinder pressure signal is sampled, the calculation of the indicated mean effective pressure is not necessarily performed at such a high frequency. Therefore, resampling is performed at a frequency lower than the sampling frequency. However, this process is not necessarily required.
ステップS6において、検出された圧縮比Crに基づいて、図14の(A)および(B)のようなマップを参照し、行程体積Vs、体積変化率のフーリエ係数VakおよびVbk(図14の例では、Va1、Va2、Vb1およびVb2)を抽出する。ステップS6は、ステップS2〜S4と、並列に実行されることができる。 In step S6, a map such as (A) and (B) of FIG. 14 is referred to based on the detected compression ratio Cr, and the stroke volume Vs, Fourier coefficients Vak and Vbk of the volume change rate (example of FIG. 14). Then, Va1, Va2, Vb1, and Vb2) are extracted. Step S6 can be performed in parallel with steps S2 to S4.
ステップS7において、上記の式(12)に従い、図示平均有効圧Pmiを算出する。図14の例では、Va1、Va2、Vb1およびVb2が抽出されるので、式(19)に従って図示平均有効圧Pmiが算出される。 In step S7, the indicated mean effective pressure Pmi is calculated according to the above equation (12). In the example of FIG. 14, Va1, Va2, Vb1, and Vb2 are extracted, so the indicated mean effective pressure Pmi is calculated according to the equation (19).
図9および図13では、筒内圧信号および基準信号のそれぞれを、1つのフィルタでフィルタリングするように示されている。しかしながら、除去すべきノイズの種類に従って、複数のフィルタを用いることができる。たとえば、筒内圧信号に対し、エイリアシングを防止するために第1のフィルタでフィルタリングし、その後、ドリフトを除去するために第2のフィルタでフィルタリングすることができる。第1および第2のフィルタは、図7を参照して述べたような特性を持つ。すなわち、第1のフィルタは、エイリアシングを引き起こす周波数成分を遮断すると共に、所望の周波数成分を減衰させるようカットオフ周波数が設定される。第2のフィルタは、ドリフトを引き起こす周波数成分を遮断すると共に、所望の周波数成分を減衰させるようカットオフ周波数が設定される。 In FIG. 9 and FIG. 13, each of the in-cylinder pressure signal and the reference signal is shown to be filtered by one filter. However, a plurality of filters can be used according to the type of noise to be removed. For example, the in-cylinder pressure signal can be filtered with a first filter to prevent aliasing and then filtered with a second filter to remove drift. The first and second filters have characteristics as described with reference to FIG. That is, the first filter cuts off the frequency component that causes aliasing, and the cutoff frequency is set so as to attenuate the desired frequency component. The cut-off frequency is set so that the second filter cuts off the frequency component causing the drift and attenuates the desired frequency component.
このように複数のフィルタを用いた場合、それぞれのフィルタにより減衰したゲインを補償する。すなわち、式(12)中のRkは、該2つのフィルタについての減衰率を示す。第1のフィルタの減衰率がR1kであり、第2のフィルタの減衰率が、R2kであるとすると、Rkは、R1k×R2kで表されることができる。 When a plurality of filters are used in this way, the gain attenuated by each filter is compensated. That is, Rk in equation (12) indicates the attenuation rate for the two filters. If the attenuation factor of the first filter is R1k and the attenuation factor of the second filter is R2k, Rk can be expressed as R1k × R2k.
上で述べた実施形態では、体積変化率のフーリエ係数VakおよびVbkを、予めメモリに記憶していた。エンジンの特性に従い、圧縮比に応じた体積変化率dVの波形は決まる。したがって、検出された圧縮比に応じて、図3および図12に示すような波形を持つ体積変化率dVをメモリから抽出し、該体積変化率から、フーリエ係数をリアルタイムに算出してもよい。この算出式を、式(20)に示す。ここで、Vnは、n番目のサンプリングで得られた体積変化率を示し、これは、図3および図12に示すような波形から求められることができる。なお、体積変化率のフーリエ係数は、体積Vnと、所望の周波数成分から構成される基準関数との積で表されるので、両者の相関関数と考えることができる。
積分区間は、2クランク周期、すなわち1燃焼サイクルに相当する長さでもよい。この場合、式(21)のようにして、体積変化率のフーリエ係数を算出することができる。計算結果は、式(20)と同じである。
上の実施形態では、基準信号と筒内圧/体積変化率の相関関数を用いることによって、エンジンの仕事量を算出するのに用いる周波数成分を指定することを可能にしている。指定されなかった周波数成分についての演算が不要となるので、計算負荷が軽減される。 In the above embodiment, it is possible to designate a frequency component used for calculating the work amount of the engine by using a correlation function between the reference signal and the in-cylinder pressure / volume change rate. Since the calculation for the frequency component that has not been specified becomes unnecessary, the calculation load is reduced.
しかしながら、代替的に、周波数成分を指定しない形態にも、本願発明は適用可能である。たとえば、筒内圧信号Pは、図7に示すようなフィルタでフィルタリングされると、所望の周波数成分が減衰され、かつ不所望な周波数成分が遮断された筒内圧信号FPが出力される。ここで、所望の周波数成分は、上で述べた実施形態のように、体積変化率を周波数分解することにより決定されることができる。たとえば、所望の周波数成分が1つであり、該所望の周波数成分におけるフィルタの減衰率をRとすると、FP=R2×Pが成立する。したがって、図示平均有効圧Pmiは、式(22)に従って算出することができる。ここで、nは、サンプリング番号を示し、1燃焼サイクルにおけるサンプル数は、2Nである。Vsは、エンジンの行程体積を示し、Vnは、n番目のサンプリングにおける体積変化率を示し、図3および図12に示すような波形から求めることができる。VsおよびVnは、前述したように、エンジンの運転状態に応じて予め算出され記憶されることができる。
上の実施形態で説明されたフィルタは、好ましくはデジタルフィルタである。デジタルフィルタを用いることにより、アナログフィルタを用いた場合のアナログ回路のバラツキや時定数のバラツキを回避することができる。しかしながら、アナログフィルタで実現してもよい。 The filter described in the above embodiment is preferably a digital filter. By using a digital filter, it is possible to avoid variations in analog circuits and variations in time constants when an analog filter is used. However, an analog filter may be used.
また、上記の実施形態では、筒内圧センサ15により得られた筒内圧の変化を示す信号dPを積分することにより得た筒内圧Pをフィルタリングして、フィルタ済み筒内圧FPを算出していた。代替的に、該筒内圧変化信号dPをフィルタリングした後に積分を行うことにより、フィルタ済み筒内圧FPを算出してもよい。積分操作に伴う所望の周波数成分の値の変化は、容易に補償可能であるからである。
In the above embodiment, the filtered in-cylinder pressure FP is calculated by filtering the in-cylinder pressure P obtained by integrating the signal dP indicating the change in the in-cylinder pressure obtained by the in-
本発明は、汎用の(例えば、船外機等の)内燃機関に適用可能である。 The present invention is applicable to a general-purpose internal combustion engine (such as an outboard motor).
1 ECU 2 エンジン
15 筒内圧センサ
1
Claims (12)
前記エンジンの筒内圧を検出する手段と、
前記エンジンの体積の変化率を周波数分解することによって得られる周波数成分のうち、前記エンジンの仕事量を算出するのに所望の周波数成分において減衰が生じるとともに、該エンジンの仕事量を算出するのに不所望の周波数成分を遮断するようにカットオフ周波数が設定されたフィルタで、前記筒内圧をフィルタリングするフィルタリング手段と、
前記所望の周波数成分における減衰を補償するように、前記フィルタリングされた筒内圧と、前記エンジンの体積とに基づいて、前記エンジンの仕事量を算出する算出手段と、
を備える装置。 A device for calculating the work load of an engine,
Means for detecting an in-cylinder pressure of the engine;
Of the frequency components obtained by frequency-resolving the rate of change of the volume of the engine, the desired frequency component is attenuated to calculate the work amount of the engine, and the work amount of the engine is calculated. Filtering means for filtering the in-cylinder pressure with a filter in which a cutoff frequency is set so as to cut off an undesired frequency component;
Calculating means for calculating the work of the engine based on the filtered in-cylinder pressure and the volume of the engine so as to compensate for attenuation in the desired frequency component;
A device comprising:
前記算出手段は、前記所望の周波数成分における、前記フィルタへの入力信号値に対する出力信号値の割合を示す減衰率を用いて、前記フィルタリングされた筒内圧から、前記フィルタリング前の筒内圧を算出し、
前記算出手段は、前記エンジンの仕事量を、算出された前記フィルタリング前の筒内圧と、前記エンジンの体積とに基づいて算出することにより、前記減衰を補償する、
請求項1に記載の装置。 further,
The calculating means calculates an in-cylinder pressure before the filtering from the filtered in-cylinder pressure, using an attenuation factor indicating a ratio of an output signal value to an input signal value to the filter in the desired frequency component. ,
The calculation means compensates the attenuation by calculating the work amount of the engine based on the calculated in-cylinder pressure before filtering and the volume of the engine.
The apparatus of claim 1.
前記エンジンの筒内圧を検出する手段と、
前記エンジンの体積の変化率を周波数分解することによって得られる周波数成分のうち、前記エンジンの仕事量を算出するのに所望の周波数成分から構成される基準信号を生成する手段と、
前記所望の周波数成分において減衰が生じるとともに、該エンジンの仕事量を算出するのに不所望の周波数成分を遮断するようにカットオフ周波数が設定されたフィルタで、前記筒内圧をフィルタリングする筒内圧フィルタリング手段と、
前記基準信号を、前記フィルタでフィルタリングする基準信号フィルタリング手段と、
前記フィルタリングされた筒内圧と、前記フィルタリングされた基準信号との間の相関を表す相関関数を算出する手段と、
前記所望の周波数成分における減衰を補償するように、前記相関関数と、前記エンジンの体積とに基づいて、前記エンジンの仕事量を算出する算出手段と、
を備える装置。 A device for calculating the work load of an engine,
Means for detecting an in-cylinder pressure of the engine;
Means for generating a reference signal composed of a desired frequency component for calculating the work amount of the engine among frequency components obtained by frequency-resolving the rate of change of the volume of the engine;
In-cylinder pressure filtering that filters the in-cylinder pressure with a filter in which a cutoff frequency is set so as to cut off an undesired frequency component for calculating the work amount of the engine while attenuation occurs in the desired frequency component Means,
Reference signal filtering means for filtering the reference signal with the filter;
Means for calculating a correlation function representing a correlation between the filtered in-cylinder pressure and the filtered reference signal;
Calculation means for calculating the work of the engine based on the correlation function and the volume of the engine so as to compensate for attenuation in the desired frequency component;
A device comprising:
前記算出手段は、前記所望の周波数成分における、前記フィルタへの入力信号値に対する出力信号値の割合を示す減衰率を用いて、前記相関関数から、前記フィルタリング前の筒内圧と前記フィルタリング前の基準信号との間の相関を表す第2の相関関数を算出し、
前記算出手段は、前記エンジンの仕事量を、該算出された第2の相関関数と、前記エンジンの体積とに基づいて算出することにより、前記減衰を補償する、
請求項3に記載の装置。 further,
The calculating means uses an attenuation rate indicating a ratio of an output signal value to an input signal value to the filter in the desired frequency component, and calculates the in-cylinder pressure before filtering and the reference before filtering from the correlation function. Calculating a second correlation function representing the correlation with the signal;
The calculation means compensates the attenuation by calculating the work amount of the engine based on the calculated second correlation function and the volume of the engine.
The apparatus of claim 3.
前記減衰率を決定する減衰率決定手段を備える、
請求項2または4に記載の装置。 further,
An attenuation rate determining means for determining the attenuation rate;
Apparatus according to claim 2 or 4.
前記エンジンの運転状態を検出する手段と、
前記検出された運転状態に応じて、前記フィルタを選択するフィルタ選択手段と、
を備える、請求項1または2に記載の装置。 further,
Means for detecting an operating state of the engine;
Filter selection means for selecting the filter according to the detected operating state;
The apparatus according to claim 1, comprising:
前記エンジンの運転状態を検出する手段と、
前記検出された運転状態に応じて、前記フィルタを前記記憶手段から選択するフィルタ選択手段と、を備え、
前記減衰率決定手段は、前記選択されたフィルタについて記憶されている前記減衰率を求める、
請求項5に記載の装置。 Storage means for storing at least one filter corresponding to an operating state of the engine together with the attenuation rate at the desired frequency component;
Means for detecting an operating state of the engine;
Filter selection means for selecting the filter from the storage means according to the detected operating state,
The attenuation rate determining means obtains the attenuation rate stored for the selected filter;
The apparatus according to claim 5.
請求項6または7に記載の装置。 The operating state of the engine includes the rotational speed of the engine,
Apparatus according to claim 6 or 7.
前記減衰率決定手段は、前記フィルタリングされた基準信号のうち、第1の基準信号と、該第1の基準信号と所定の位相差を有する第2の基準信号とに基づいて、前記減衰率を算出する、
請求項5に記載の装置。 further,
The attenuation rate determining means determines the attenuation rate based on a first reference signal of the filtered reference signals and a second reference signal having a predetermined phase difference from the first reference signal. calculate,
The apparatus according to claim 5.
前記減衰率決定手段は、前記第1の基準信号を2乗したものと、前記第2の基準信号を2乗したものとを加算した結果から、前記減衰率を算出する、
請求項9に記載の装置。 The first reference signal is a sine wave, and the second reference signal is a cosine wave;
The attenuation rate determining means calculates the attenuation rate from the result of adding the square of the first reference signal and the square of the second reference signal.
The apparatus according to claim 9.
前記減衰率決定手段は、前記第1の基準信号がゼロの時の前記第2の基準信号の値を、または、前記第2の基準信号がゼロの時の前記第1の基準信号の値を、前記減衰率として求める、
請求項9に記載の装置。 The first reference signal is a sine wave that amplitudes between ± 1 and the second reference signal is a cosine wave that amplitudes between ± 1;
The attenuation rate determining means calculates a value of the second reference signal when the first reference signal is zero or a value of the first reference signal when the second reference signal is zero. , As the attenuation rate,
The apparatus according to claim 9.
請求項1に記載の装置。
The work of the engine includes the indicated mean effective pressure,
The apparatus of claim 1.
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