JP2010190091A - In-cylinder pressure detecting device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の筒内圧力を検出するための、内燃機関の筒内圧力検出装置に関する。 The present invention relates to an in-cylinder pressure detection device for an internal combustion engine for detecting the in-cylinder pressure of the internal combustion engine.
内燃機関の気筒の燃焼室の圧力、つまり、筒内圧力を検出するために、筒内圧センサが用いられ得る。特許文献1は、外部の電気ノイズ等の影響が小さい高S/Nな燃焼圧センサを提供するべく創案された燃焼圧センサ(筒内圧センサに相当する。)を開示する。この燃焼圧センサは、内燃機関の燃焼圧により発生する荷重を受けて燃焼圧を検出する荷重検出装置を備え、この荷重検出装置は、荷重に応じた電荷を発生する圧電素子と、この圧電素子が発生した電荷を電圧信号に変換する変換回路とを備えている。したがって、圧電素子が発生した電荷がそのままECUへ伝送されるのではなく、燃焼圧センサ内に搭載した変換回路にてそれが電圧信号に変換された後、その電圧信号がECUへ伝送される。
An in-cylinder pressure sensor can be used to detect the pressure in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, that is, the in-cylinder pressure.
一般に筒内圧センサはシリンダヘッドに配設される。それ故、このような筒内圧センサからの出力信号には、吸排気弁の着座に起因するノイズの影響があり、また、配線環境が受けるノイズ、電気的ノイズが影響し得る。 In general, the in-cylinder pressure sensor is disposed in the cylinder head. Therefore, the output signal from such an in-cylinder pressure sensor is affected by noise due to the seating of the intake / exhaust valve, and can also be affected by noise and electrical noise received by the wiring environment.
しかし、従来技術では、それらノイズの影響の強い出力信号も筒内圧力を得るために用いられるので、筒内圧力の検出精度が必ずしも良いとは限らない。 However, in the prior art, since the output signal having a strong influence of noise is also used to obtain the in-cylinder pressure, the detection accuracy of the in-cylinder pressure is not always good.
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、内燃機関に設けられた筒内圧センサを用いて、ノイズ影響を適切に排除しつつ筒内圧力を検出することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to detect the in-cylinder pressure while appropriately eliminating the influence of noise using the in-cylinder pressure sensor provided in the internal combustion engine. is there.
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関に設けられた筒内圧センサからの出力信号に対応したデータを収集する収集手段と、該収集手段によって収集されたデータに対するエラー判定値を算出するエラー判定値算出手段と、該エラー判定値算出手段によって算出されたエラー判定値と、所定の閾値との比較結果に基づいて前記データにノイズエラーがあるか否かを判定するエラー判定手段と、該エラー判定手段によって前記データにノイズエラーがないと判定されたとき、該データに基づいて筒内圧力を算出し、他方、前記エラー判定手段によって前記データにノイズエラーがあると判定されたとき、該データに基づかずに筒内圧力を算出する筒内圧力算出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の筒内圧力検出装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention calculates a collecting means for collecting data corresponding to an output signal from an in-cylinder pressure sensor provided in an internal combustion engine, and an error determination value for the data collected by the collecting means. Error determination value calculating means for performing error determination means for determining whether or not there is a noise error in the data based on a comparison result between the error determination value calculated by the error determination value calculation means and a predetermined threshold value; When the error determining means determines that the data has no noise error, the cylinder pressure is calculated based on the data, and on the other hand, the error determining means determines that the data has a noise error. An in-cylinder pressure detecting device for an internal combustion engine comprising: an in-cylinder pressure calculating means for calculating an in-cylinder pressure without being based on the data.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る実施形態の内燃機関の筒内圧力検出装置(筒内圧力検出装置)1が適用された内燃機関10を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関10は、シリンダブロック12に形成された燃焼室14の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、気筒16内でピストン18を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図1には1気筒のみが示されるが、内燃機関10は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関10は、4気筒エンジンとして構成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an
各燃焼室14に臨む吸気ポートは、吸気マニホールド20に接続されている。この吸気マニホールド20上流側には、順に、サージタンク22および吸気管24が接続されている。吸気管24は、エアクリーナ26を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、吸気管24の中途(サージタンク22とエアクリーナ26との間)には、スロットルバルブ(本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ)28が組み込まれている。それら、例えば、吸気ポート、吸気マニホールド20、吸気管24のそれぞれは、吸気通路29の一部を区画形成する。
An intake port facing each
他方、各燃焼室14に臨む排気ポートは、排気マニホールド30に接続され、この排気マニホールド30には下流側に排気管32が接続されている。排気管32には、三元触媒を含む前段触媒装置34およびNOx吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置36が接続されている。それら、例えば、排気ポート、排気マニホールド30、排気管32のそれぞれは、排気通路37の一部を区画形成する。
On the other hand, an exhaust port facing each
内燃機関10のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Viと、排気ポートを開閉する排気弁Veとが燃焼室14ごとに配設されている。各吸気弁Viおよび各排気弁Veは、可変バルブタイミングおよび/または可変リフト機能を有する動弁機構(図示省略)によって開閉させられる。更に、内燃機関10は、気筒数に応じた数の点火プラグ40を有し、点火プラグ40は、対応する燃焼室14に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。
In the cylinder head of the
更に、内燃機関10は、図1に示されるように、インジェクタ42を有し、インジェクタ42は、対応する燃焼室14に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。そして、内燃機関10では、各燃焼室14に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ42から各燃焼室14内のピストン18の凹部18aに向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。これにより、内燃機関10では、点火プラグ40の近傍に燃料と空気との混合気の層を周囲の空気層と分離された状態で形成(成層化)することが可能となり、極めて希薄な混合気を用いて安定した成層燃焼を実行することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
上述のスロットルバルブ28、各点火プラグ40、各インジェクタ42および動弁機構等は、内燃機関10の制御装置として実質的に機能するECU50に電気的に接続されている。ECU50は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。ECU50には、各種センサ類がA/D変換器等を介して電気的に接続されていて、例えば吸入空気量を検出するためのエアフローメータ52が接続されている。ECU50は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサ類を用いて得られた検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、スロットルバルブ28、点火プラグ40、インジェクタ42、動弁機構等を制御する。
The
図1に示されるように、ECU50に接続されるセンサ類には、クランク角センサ54が含まれる。クランク角センサ54は、クランクシャフトに固定されるロータプレート(シグナルプレート)等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、クランクシャフトの回転角度を示すパルス信号を微小時間ごとにECU50に与える。また、内燃機関10は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ56を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ56は、対応する燃焼室14に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、それぞれ、ECU50に電気的に接続されている。各筒内圧センサ56は、気筒16の燃焼室14の圧力すなわち筒内圧力に応じた電気信号を出力する。各筒内圧センサ56からの出力信号は、数値化されて、クランク角度と関連付けられて、ECU50の所定の記憶領域(バッファ)に所定量ずつ格納保持される。さらに、吸気通路の吸気圧を検出するために吸気圧センサ58が設けられている。ここでは、吸気圧センサ58はサージタンク22に設けられている。
As shown in FIG. 1, the sensors connected to the
内燃機関10が作動されている状態で、筒内圧センサ56を用いて、実施形態に係る筒内圧力の検出が行われ、検出された筒内圧力が内燃機関10の制御に用いられる。実施形態に係る筒内圧力の検出を以下に説明する。
While the
なお、ここでは、筒内圧力検知部である筒内圧センサ56からの出力信号に対応したデータ、ここでは電圧データを収集する収集手段は、ECU50の一部を含んで構成される。また、収集されたデータに対するエラー判定値を算出するエラー判定値算出手段は、ECU50の一部を含んで構成される。また、エラー判定値と、所定の閾値との比較結果に基づいて上記データにノイズエラーがあるか否かを判定するエラー判定手段はECU50の一部を含んで構成される。さらに、エラー判定手段による判定結果に基づいて筒内圧力を算出する筒内圧力算出手段はECU50の一部を含んで構成される。
Here, the collecting means for collecting the data corresponding to the output signal from the in-cylinder pressure sensor 56 which is the in-cylinder pressure detection unit, here the voltage data, is configured to include a part of the
図2は、上記筒内圧センサ56から出力された信号(筒内圧信号)に対して、一般的な補正、例えば絶対圧補正を行って得られた筒内圧力の変化例を、クランク角度に対して表したグラフである。なお、内燃機関10は4気筒を有すると共に4サイクル機関であるので、図2のグラフでは、横軸の1目盛がクランク角度で180°分に相当し、かつ、4つの気筒16分の4本の線が示されている。なお、図2に表された例では、1つの気筒16で失火が生じている。
FIG. 2 shows an example of a change in the in-cylinder pressure obtained by performing general correction, for example, absolute pressure correction, on the signal output from the in-cylinder pressure sensor 56 (in-cylinder pressure signal) with respect to the crank angle. It is the graph which expressed. Since the
図2の筒内圧力A、Bは、概ね筒内圧力が適切に推移しているところの圧力であり、正常な値とみなすことができる。しかし、筒内圧力Cは、圧縮行程での途中での筒内圧力であるが、ノイズの影響を強く受けて検出された筒内圧力である。このようなノイズの影響を強く受けて検出された筒内圧力は、気筒16内の状態を適切に反映したものではない。それ故、このような筒内圧力を用いて内燃機関10の制御を行うことは望ましくない。そこで、このような不適切な筒内圧力を内燃機関10の制御に用いないように、ここでは、ノイズの影響を強く受けた筒内圧信号に基づいて筒内圧力を検出することを排除する。
The in-cylinder pressures A and B in FIG. 2 are pressures at which the in-cylinder pressure changes appropriately and can be regarded as normal values. However, the in-cylinder pressure C is an in-cylinder pressure in the middle of the compression stroke, but is an in-cylinder pressure detected by being strongly affected by noise. The in-cylinder pressure detected by being strongly influenced by such noise does not appropriately reflect the state in the
ここで、ノイズの影響を強く受けた筒内圧信号、つまりこれに対応するデータに基づかずに筒内圧力を検出する方法(内燃機関10の筒内圧力検出方法)を図3のフローチャートに基づいて説明する。図3のルーチンは、所定時間毎、ここでは燃焼サイクル毎に繰り返される。ただし、本実施形態では、内燃機関10が始動してから第2所定時間経過後に図3のルーチンが開始される。第2所定時間は任意に定められ得るが、例えば零であってもよいが、ここでは燃焼サイクルが100回繰り返される時間とされる。内燃機関10の燃焼状態がある程度安定するまで待つためである。
Here, a method (in-cylinder pressure detection method of the internal combustion engine 10) for detecting the in-cylinder pressure without being based on the in-cylinder pressure signal that is strongly influenced by noise, that is, data corresponding to the in-cylinder pressure signal is based on the flowchart of FIG. explain. The routine of FIG. 3 is repeated every predetermined time, here every combustion cycle. However, in the present embodiment, the routine of FIG. 3 is started after the second predetermined time has elapsed since the
なお、図3のフローチャートに基づいて以下に説明される方法は、本発明に係る実施形態の筒内圧力検出装置1での筒内圧力の検出方法であり、本発明の一例である。以下に詳述するが、以下では、まず、筒内圧センサ56からの出力信号に対応したデータが収集される。次に、収集されたデータに対して周波数、電圧変化率、最大電圧によるノイズ解析が行われて、そのデータに対するエラー判定値が算出される。そして、エラー判定値を用いて、そのデータにノイズエラーがあるか否かが判定される。判定の結果、そのデータにノイズエラーがないと判定されれば、そのデータに基づいて筒内圧力が算出される。他方、そのデータにノイズエラーがあると判定されれば、そのデータを用いずに(基づかずに)筒内圧力が算出される(そのデータ以外のデータに基づいて筒内圧力が算出される)。
The method described below based on the flowchart of FIG. 3 is a method for detecting the in-cylinder pressure in the in-cylinder
まず、ECU50は、ステップS301で、筒内圧センサ56からの出力信号(ここでは電圧信号)を受け、これに対応したデータ(ここでは電圧データ)Vを収集する。このデータは、ここでは出力信号そのものを数値化したものである。収集した電圧データVの例をクランク角度θに対して図4に概念的に示す。ここでは、1の燃焼サイクルでの、吸気弁Vi閉弁時(このときのクランク角度をθIVCとする。)から排気弁Ve開弁時(このときのクランク角度をθEVOとする。)までの電圧データV(θ)が収集される。ただし、内燃機関10の始動後、初めてステップS301に至ったときには、燃焼サイクル複数回分の複数の電圧データ、ここでは燃焼サイクル101回分の101個の電圧データV(θ)が収集される。そして、101回目の燃焼サイクルにおける電圧データV(θ)が、当該ルーチンにおける筒内圧力検出の対象とされる。なお、収集される筒内圧データはアンプを介すことで増幅されたデータであってもよい。アンプが設けられる場合には、アンプは、ECU50内に設けられるか、または、ECU50と筒内圧センサ56との間に介在させられるとよい。アンプは設けられなくてもよい。
First, in step S301, the
次に、ステップS303で、ステップS301で収集された電圧データV(θ)に対して、フーリエ変換Lが行われて、各周波数fに対するゲインG(f)が算出される。フーリエ変換により電圧データV(θ)が周波数領域へ変換されることで得られたゲインG(f)(図5では「G」)の一例を周波数fに対して図5に概念的に示す。図5には、ゲインG(f)のみならず、許容上限バラツキGuおよび平均ゲインGave(f)(図5では「Gave」)の両曲線が点線で表されている。許容上限バラツキGuは、ゲインG(f)のノイズの影響によるバラツキの上限許容限界を定める。具体的には、許容上限バラツキGuは、平均ゲインGave(f)に、許容量εGを加えた値である。ただし、平均ゲインGave(f)は、当ルーチンでの対象とされる燃焼サイクルよりも前の、直近の複数回ここでは100回の燃焼サイクルの各々の電圧データVに対して算出される100個のゲインG(f)の平均値である。それ故、上記したようにステップS301に内燃機関10起動後、最初に至ったとき、燃焼サイクル101回分の筒内圧信号に対応した101個のデータが収集される。そして、その後、サイクルが繰り返される毎に、直近の100回のサイクルのデータが更新されて、平均ゲインGave(f)が算出される。また、許容量εGは、直近の複数の燃焼サイクルの複数個のゲインG(f)の標準偏差σg、あるいはこの標準偏差の2倍(2σg)、3倍(3σg)、・・・であり得、ここでは標準偏差σgの3倍の値とされる。そして、この標準偏差σgは、具体的には、直近の燃焼サイクル100回分の100個のゲインG(f)に対して、算出される。なお、許容量εGは、定数とされてもよい。
Next, in step S303, Fourier transform L is performed on the voltage data V (θ) collected in step S301, and a gain G (f) for each frequency f is calculated. FIG. 5 conceptually shows an example of the gain G (f) (“G” in FIG. 5) obtained by converting the voltage data V (θ) into the frequency domain by Fourier transform with respect to the frequency f. In FIG. 5, not only the gain G (f) but also the curves of the allowable upper limit variation Gu and the average gain Gave (f) (“Gave” in FIG. 5) are represented by dotted lines. The allowable upper limit variation Gu defines an upper limit allowable limit of variation due to the influence of noise of the gain G (f). Specifically, the allowable upper limit variation Gu is a value obtained by adding an allowable amount ε G to the average gain Gave (f). However, the average gain Gave (f) is calculated with respect to the voltage data V of each of a plurality of the latest combustion cycles here, that is, 100 combustion cycles before the combustion cycle targeted in this routine. The average value of the gain G (f). Therefore, 101 data corresponding to the in-cylinder pressure signal for 101 combustion cycles is collected when the first time is reached after starting the
次に、ステップS305で、ステップS301で収集した電圧データV(θ)がθで微分されて、電圧変化率としての微分値V´(θ)が算出される。こうして求められた微分値V´(θ)(図6では「V´」)の例をクランク角度θに対して図6に概念的に示す。図6には、微分値V´(θ)のみならず、許容上限バラツキV´uおよび許容下限バラツキV´dの両曲線、並びに、平均微分値V´ave(θ)の曲線が点線で表されている。許容上限バラツキV´uは、微分値V´(θ)のノイズの影響によるバラツキの上限許容限界を定め、許容下限バラツキV´dは、微分値V´(θ)のノイズの影響によるバラツキの下限許容限界を定める。具体的には、許容上限バラツキV´uは、平均微分値V´ave(θ)に許容量εvを加えた値であり、他方、許容下限バラツキV´dは、平均微分値V´ave(θ)から許容量εvを減じた値である。ただし、平均微分値V´ave(θ)は、当ルーチンでの対象とされる燃焼サイクルよりも前の、直近の複数回ここでは100回の燃焼サイクルに対する100個の微分値V´(θ)の平均値である。また、許容量εvは、直近の複数の燃焼サイクルの複数個の微分値V´(θ)の標準偏差σv、あるいはこの標準偏差の2倍(2σv)、3倍(3σv)、・・・、であり得、ここでは標準偏差σvの3倍とされる。そして、この標準偏差σvは、具体的には、直近の燃焼サイクル100回分の100個の微分値V´(θ)に対して、算出される。なお、許容量εvは、定数とされてもよい。 Next, in step S305, the voltage data V (θ) collected in step S301 is differentiated by θ, and a differential value V ′ (θ) as a voltage change rate is calculated. An example of the differential value V ′ (θ) thus obtained (“V ′” in FIG. 6) is conceptually shown in FIG. 6 with respect to the crank angle θ. In FIG. 6, not only the differential value V ′ (θ) but also the curves of the allowable upper limit variation V′u and the allowable lower limit variation V′d, and the curve of the average differential value V′ave (θ) are represented by dotted lines. Has been. The allowable upper limit variation V′u defines the upper limit allowable limit of variation due to the influence of noise of the differential value V ′ (θ), and the allowable lower limit variation V′d is the variation of noise due to the effect of noise of the differential value V ′ (θ). Define the lower tolerance limit. Specifically, the allowable upper limit variation V′u is a value obtained by adding the allowable amount ε v to the average differential value V′ave (θ), while the allowable lower limit variation V′d is the average differential value V′ave. This is a value obtained by subtracting the allowable amount ε v from (θ). However, the average differential value V′ave (θ) is 100 differential values V ′ (θ) with respect to the most recent, here 100, combustion cycles before the combustion cycle targeted in this routine. Is the average value. Further, the allowable amount ε v is a standard deviation σv of a plurality of differential values V ′ (θ) of a plurality of latest combustion cycles, or twice (2σv), 3 times (3σv) of this standard deviation,. Here, it is set to 3 times the standard deviation σv. The standard deviation σv is calculated with respect to 100 differential values V ′ (θ) for 100 most recent combustion cycles. The allowable amount ε v may be a constant.
次に、ステップS307で、ステップS301で収集した電圧データV(θ)から最大値(最大電圧)Vmaxが求められる(算出される)。こうして求められた最大値Vmaxに対しても、許容上限バラツキVmuおよび許容下限バラツキVmdが定められる。許容上限バラツキVmuは、最大値Vmaxのノイズの影響によるバラツキの上限許容限界を定め、許容下限バラツキVmdは、最大値Vmaxのノイズの影響によるバラツキの下限許容限界を定める。具体的には、許容上限バラツキVmuは、平均最大値Vmaveに、許容量εmを加えた値であり、他方、許容下限バラツキVmdは、平均最大値Vmaveから許容量εmを減じた値である。ただし、平均最大値Vmaveは、当ルーチンでの対象とされる燃焼サイクルよりも前の、直近の複数回ここでは100回の燃焼サイクルに対する100個の最大値Vmaxの平均値である。また、許容量εmは、直近の複数の燃焼サイクルの複数個の最大値Vmaxの標準偏差σm、あるいはこの標準偏差の2倍(2σm)、3倍(3σm)であり得、ここでは標準偏差σmの3倍とされる。そして、この標準偏差σmは、具体的には、直近の燃焼サイクル100回分の100個の最大値Vmaxに対して算出される。なお、許容量εmは、定数とされてもよい。 Next, in step S307, the maximum value (maximum voltage) Vmax is obtained (calculated) from the voltage data V (θ) collected in step S301. The allowable upper limit variation Vmu and the allowable lower limit variation Vmd are also determined for the maximum value Vmax thus determined. The allowable upper limit variation Vmu determines the upper limit allowable limit of variation due to the influence of noise of the maximum value Vmax, and the allowable lower limit variation Vmd determines the lower limit allowable limit of variation due to the influence of noise of the maximum value Vmax. Specifically, the allowable upper limit variation Vmu is a value obtained by adding the allowable amount ε m to the average maximum value Vmave, and the allowable lower limit variation Vmd is a value obtained by subtracting the allowable amount ε m from the average maximum value Vmave. is there. However, the average maximum value Vmave is an average value of 100 maximum values Vmax with respect to the most recent, here 100, combustion cycles before the combustion cycle targeted in this routine. Further, the allowable amount ε m may be a standard deviation σm of a plurality of maximum values Vmax of a plurality of most recent combustion cycles, or twice (2σm) or 3 times (3σm) of the standard deviation. It is set to 3 times σm. The standard deviation σm is calculated with respect to 100 maximum values Vmax for 100 most recent combustion cycles. The allowable amount ε m may be a constant.
そして、次ぐ、ステップS309で、下記(1)式に、当該ルーチンの上記ステップで算出された各種値を代入して、エラー判定値Derrが算出される。 In step S309, the error determination value Derr is calculated by substituting the various values calculated in the above step of the routine into the following equation (1).
(1)式の第1項は、当該ルーチンで対象とされた電圧データVに対して周波数によるノイズ解析を行うためにあり、種々の周波数fに対して演算が行われ、それらのうちの最大値にn乗した値が第1項の解とされる。(1)式の第2項は、当該ルーチンで対象とされた電圧データVに対して電圧変化率によるノイズ解析を行うためにあり、種々のクランク角度θに対して演算が行われ、それらの絶対値のうちの最大値にn乗した値が第2項の解とされる。また、(1)式の第3項は、当該ルーチンで対象とされた電圧データVに対して最大電圧によるノイズ解析を行うためにあり、その絶対値が第3項の解とされる。そして、nは、正の整数であり、好ましくは正の偶数であり、例えば20といった大きい数である。ここでは、nは20とされる。ゲインG(f)、微分値V´(θ)、最大値Vmaxの各々が上記種々の許容限界を超えた程度をより厳しく、エラー判定値Derrに反映させるためである。 The first term of the equation (1) is for performing noise analysis by frequency on the voltage data V targeted in the routine, and operations are performed on various frequencies f, and the maximum of them is calculated. The value obtained by raising the value to the power n is the solution of the first term. The second term of the equation (1) is for performing noise analysis based on the voltage change rate for the voltage data V targeted in the routine, and operations are performed on various crank angles θ. A value obtained by raising the maximum value of the absolute values to the nth power is taken as the solution of the second term. Further, the third term of the equation (1) is for performing noise analysis with the maximum voltage on the voltage data V targeted in the routine, and the absolute value thereof is the solution of the third term. N is a positive integer, preferably a positive even number, and is a large number such as 20, for example. Here, n is 20. This is because the degree to which each of the gain G (f), the differential value V ′ (θ), and the maximum value Vmax exceeds the above-described various allowable limits is more strictly reflected in the error determination value Derr.
そして、ステップS311で、ステップS309で算出されたエラー判定値Derrと所定の閾値としての定数「3」が比較される。この「3」は、上記(1)式に項が3つあることに起因する。 In step S311, the error determination value Derr calculated in step S309 is compared with a constant “3” as a predetermined threshold value. This “3” is attributed to the fact that there are three terms in the above equation (1).
ステップS311でエラー判定値Derrが所定の閾値以下であるとして否定判定されると、ステップS313に進む。そして、当該ルーチンの対象とされる電圧データVにはノイズの影響が少ないあるいはないとして、つまり、電圧データVにはノイズエラー(エラーと認められるほどのノイズの影響)がないとして、その電圧データVに基づいて実際の筒内圧力(実筒内圧力)が算出される。 If a negative determination is made in step S311 that the error determination value Derr is less than or equal to a predetermined threshold, the process proceeds to step S313. Then, it is assumed that the voltage data V subject to the routine has little or no influence of noise, that is, the voltage data V has no noise error (the influence of noise that can be recognized as an error). Based on V, the actual in-cylinder pressure (actual in-cylinder pressure) is calculated.
他方、ステップS311で、エラー判定値Derrが所定の閾値よりも大きいとして肯定判定されると、ステップS315に進む。そして、当該ルーチンの対象とされる電圧データVはノイズの影響を強く受けているとして、つまり、電圧データVにはノイズエラーがあるとして、その電圧データVを用いずに(基づかずに)、直近の燃焼サイクルにおける電圧データVを用いて、実際の筒内圧力が推定される、すなわち推定筒内圧力が算出される。ここでの筒内圧力の推定は、外挿など種々の演算法を用いて行われる。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S311 that the error determination value Derr is greater than the predetermined threshold, the process proceeds to step S315. Then, it is assumed that the voltage data V to be subjected to the routine is strongly affected by noise, that is, the voltage data V has a noise error, and the voltage data V is not used (not based). Using the voltage data V in the most recent combustion cycle, the actual in-cylinder pressure is estimated, that is, the estimated in-cylinder pressure is calculated. The estimation of the in-cylinder pressure here is performed using various calculation methods such as extrapolation.
こうして、ステップS313あるいはステップS315を経ることで、当該ルーチンが終了する。そして、次のルーチンのステップS301へ進む。 In this way, the routine is completed through step S313 or step S315. Then, the process proceeds to step S301 of the next routine.
こうして、ノイズの影響を適切に排除しつつ、筒内圧センサ56を用いて適切に筒内圧力を検出することができる。故に、検出される筒内圧力は、内燃機関10の気筒16内の圧力状態を適切に反映した圧力であり、検出精度の高い筒内圧力である。したがって、検出した筒内圧力を、ノック検出制御、点火(時期)制御などの、内燃機関10の種々の制御に用いて、内燃機関10を適切に作動させることができる。
In this way, the in-cylinder pressure can be appropriately detected using the in-cylinder pressure sensor 56 while appropriately eliminating the influence of noise. Therefore, the detected in-cylinder pressure is a pressure that appropriately reflects the pressure state in the
以上、本発明を上記実施形態およびその変形例等に基づいて説明したが、本発明に係る、このような上記実施形態の態様等は、矛盾が生じない限りにおいて、部分的に又は全体的に組み合わせることが可能である。例えば、上記実施形態では、ゲインG(f)、微分値V´(θ)、最大値Vmaxの3つを用いて電圧データVのノイズ解析を行ったが、電圧データVの解析は、これらのいずれか1つあるいは任意の2つのみを用いて行われてもよい。また、電圧データVに基づいて算出される、これら以外の値を用いて、電圧データVの解析が行われてもよい。ただし、電圧データVの解析に用いられるそれら算出値の数に応じて、所定の閾値は変わり得る。例えば、電圧データVの解析にゲインG(f)および微分値V´(θ)のみが用いられ、上記(1)式が上記第1項、第2項の和として表される場合、所定の閾値は「2」にされるとよい。なお、上記ステップS303からステップS307の順番は異なってもよい。 As described above, the present invention has been described based on the above-described embodiment and its modifications. However, the aspect of the above-described embodiment according to the present invention may be partially or entirely as long as no contradiction arises. It is possible to combine them. For example, in the above-described embodiment, the noise analysis of the voltage data V is performed using three of the gain G (f), the differential value V ′ (θ), and the maximum value Vmax. Any one or any two may be used. Further, the voltage data V may be analyzed using values other than these calculated based on the voltage data V. However, the predetermined threshold value can be changed according to the number of calculated values used for the analysis of the voltage data V. For example, when only the gain G (f) and the differential value V ′ (θ) are used for the analysis of the voltage data V, and the above equation (1) is expressed as the sum of the first term and the second term, The threshold is preferably set to “2”. Note that the order of step S303 to step S307 may be different.
また、本発明は、筒内噴射形式の内燃機関以外の内燃機関、例えばポート噴射形式の内燃機関にも適用可能である。さらに、本発明は、火花点火式内燃機関以外の内燃機関、例えば圧縮着火式内燃機関にも適用可能である。 The present invention is also applicable to an internal combustion engine other than a cylinder injection type internal combustion engine, for example, a port injection type internal combustion engine. Furthermore, the present invention can be applied to an internal combustion engine other than a spark ignition type internal combustion engine, for example, a compression ignition type internal combustion engine.
以上、本発明を実施形態等に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されない。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment etc., this invention is not limited to these. The present invention includes all modifications, applications, and equivalents included in the spirit of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
10 内燃機関
12 シリンダブロック
14 燃焼室
16 気筒
18 ピストン
20 吸気マニホールド
22 サージタンク
24 吸気管
26 エアクリーナ
28 スロットルバルブ
30 排気マニホールド
32 排気管
34 前段触媒装置
36 後段触媒装置
40 点火プラグ
42 インジェクタ
54 クランク角センサ
56 筒内圧センサ
58 吸気圧センサ
Vi 吸気弁
Ve 排気弁
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該収集手段によって収集されたデータに対するエラー判定値を算出するエラー判定値算出手段と、
該エラー判定値算出手段によって算出されたエラー判定値と、所定の閾値との比較結果に基づいて前記データにノイズエラーがあるか否かを判定するエラー判定手段と、
該エラー判定手段によって前記データにノイズエラーがないと判定されたとき、該データに基づいて筒内圧力を算出し、他方、前記エラー判定手段によって前記データにノイズエラーがあると判定されたとき、該データに基づかずに筒内圧力を算出する筒内圧力算出手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の筒内圧力検出装置。 A collecting means for collecting data corresponding to an output signal from an in-cylinder pressure sensor provided in the internal combustion engine;
An error determination value calculating means for calculating an error determination value for the data collected by the collecting means;
Error determination means for determining whether or not there is a noise error in the data based on a comparison result between the error determination value calculated by the error determination value calculation means and a predetermined threshold;
When it is determined that there is no noise error in the data by the error determination means, the in-cylinder pressure is calculated based on the data, while when the error determination means determines that the data has a noise error, An in-cylinder pressure detecting device for an internal combustion engine, comprising: an in-cylinder pressure calculating means for calculating an in-cylinder pressure without being based on the data.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009034209A JP2010190091A (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | In-cylinder pressure detecting device of internal combustion engine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014087504A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
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2009
- 2009-02-17 JP JP2009034209A patent/JP2010190091A/en active Pending
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