JP2013142306A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
一般に、内燃機関の制御装置は、クランク軸の回転角度、すなわちクランク角をクランク角センサにより検出し、その検出されたクランク角に基づいて種々の制御や処理を行うように構成されている。クランク角センサは、クランク軸が所定角度回転する毎に、信号を発生させる。ここでは、クランク角センサはクランク軸が10度回転する毎に信号を発生させるものとする。何らかのセンサ、例えば筒内圧センサの検出値を、クランク角センサの信号が入力される毎にアナログデジタル変換(以下、「AD変換」と略記)する処理を行うと、10度毎のクランク角位置での筒内圧の値を取得することができる。 In general, a control device for an internal combustion engine is configured to detect a rotation angle of a crankshaft, that is, a crank angle, by a crank angle sensor and perform various controls and processes based on the detected crank angle. The crank angle sensor generates a signal every time the crankshaft rotates by a predetermined angle. Here, it is assumed that the crank angle sensor generates a signal every time the crankshaft rotates 10 degrees. When the detection value of some sensor, for example, the in-cylinder pressure sensor, is subjected to analog-to-digital conversion (hereinafter abbreviated as “AD conversion”) every time a crank angle sensor signal is input, The value of the in-cylinder pressure can be acquired.
特許文献1には、前回のクランク角センサ信号の間隔時間ΔTi−1をn等分して分割時間(ΔTi−1)/nを算出し、今回のパルス信号の基準時iから所定数の分割時間が経過したタイミングTi_k(k=1,2,・・・n−1)におけるクランク角を基本中間クランク角i_kとして決定し、そのタイミングTi_kにおける、筒内状態に関わるPVκ等の所定のパラメータの値が、今回又はそれより前の周期におけるパルス信号の基準時におけるパラメータ値と等しくなるようなクランク角i_k’を算出し、この算出したクランク角i_k’と基本中間クランク角i_kとを比較し、基本中間クランク角i_kの正否を判定する内燃機関の制御装置が開示されている。
In
クランク角センサは、例えば、クランク軸に取り付けられた所定角度間隔の歯を有するタイミングロータと、このタイミングロータの歯を電磁的に検出するセンサとを備えた構成となっている。しかしながら、クランク角センサの出力にノイズが発生する場合がある。ECUは、このノイズをクランク角センサの正常な信号として認識してしまうため、ECUが認識するクランク角と実際のクランク角との間にズレが生じてしまう。その結果、内燃機関の制御に悪影響が及ぶ可能性がある。 The crank angle sensor includes, for example, a timing rotor having teeth with a predetermined angular interval attached to a crankshaft, and a sensor that electromagnetically detects the teeth of the timing rotor. However, noise may occur in the output of the crank angle sensor. Since the ECU recognizes this noise as a normal signal of the crank angle sensor, a deviation occurs between the crank angle recognized by the ECU and the actual crank angle. As a result, the control of the internal combustion engine may be adversely affected.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、クランク角検出手段の出力に発生するノイズを精度良く判定することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately determine noise generated in the output of the crank angle detection means.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を発生させるクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Tを計時する計時手段と、
前回の前記間隔時間Tと今回の前記間隔時間Tとの変化量ΔTを算出する手段と、
前回の前記変化量ΔTと今回の前記変化量ΔTとの変化量Δ(ΔT)を算出する手段と、
連続する3回の前記変化量Δ(ΔT)の値が、負の値,正の値,負の値、の順となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
Crank angle detecting means for generating a signal each time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a predetermined angle;
Time measuring means for measuring an interval time T of the signal of the crank angle detecting means;
Means for calculating a change ΔT between the previous interval time T and the current interval time T;
Means for calculating a change amount Δ (ΔT) between the previous change amount ΔT and the current change amount ΔT;
It is determined that noise has occurred in the output of the crank angle detection means when the values of the three successive variations Δ (ΔT) are in the order of a negative value, a positive value, and a negative value. Noise judging means for
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を発生させるクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Tを計時する計時手段と、
今回の前記間隔時間Tと前回の前記間隔時間Tと前々回の前記間隔時間Tとの比と、1:1:1付近の所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する比率判定手段と、
前記比率判定手段の判定結果が3回以上連続して不成立となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
を備えることを特徴とする。
A second invention is an internal combustion engine control apparatus for achieving the above object,
Crank angle detecting means for generating a signal each time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a predetermined angle;
Time measuring means for measuring an interval time T of the signal of the crank angle detecting means;
Ratio determination for determining whether or not the ratio between the current interval time T, the previous interval time T, and the previous interval time T matches the predetermined ratio range near 1: 1: 1. Means,
A noise determination unit that determines that noise has occurred in the output of the crank angle detection unit when the determination result of the ratio determination unit is not established continuously three times or more;
It is characterized by providing.
また、第3の発明は、第1の発明において、
前記ノイズ判定手段は、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定した場合に、前記変化量ΔTがピークとなった回をi回目とし、(i−2)回目の前記間隔時間TをT(i−2)、(i−1)回目の前記間隔時間TをT(i−1)、i回目の前記間隔時間TをT(i)、(i+1)回目の前記間隔時間TをT(i+1)、(i+2)回目の前記間隔時間TをT(i+2)としたとき、T(i−2):{T(i−1)+T(i)}:T(i+1)の比と、T(i−1):{T(i)+T(i+1)}:T(i+2)の比とを算出し、前者の比が後者の比より1:1:1に近い場合には(i−1)回目の信号をノイズと判定し、後者の比が前者の比より1:1:1に近い場合にはi回目の信号をノイズと判定する手段を含むことを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
When the noise determination unit determines that noise has occurred in the output of the crank angle detection unit, the i-th time is the time when the amount of change ΔT has peaked, and the (i-2) -th interval time T T (i-2), (i-1) the interval time T is T (i-1), the i-th interval time T is T (i), and the (i + 1) -th interval time T is When the interval time T of T (i + 1), (i + 2) times is T (i + 2), the ratio of T (i−2): {T (i−1) + T (i)}: T (i + 1) , T (i−1): {T (i) + T (i + 1)}: T (i + 2), and when the former ratio is closer to 1: 1: 1 than the latter ratio (i -1) including means for determining the first signal as noise and determining the i-th signal as noise when the latter ratio is closer to 1: 1: 1 than the former ratio; And features.
また、第4の発明は、第2の発明において、
前記ノイズ判定手段は、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定した場合に、前記3回以上連続して不成立となったうちの初回をi回目とし、(i−2)回目の前記間隔時間TをT(i−2)、(i−1)回目の前記間隔時間TをT(i−1)、i回目の前記間隔時間TをT(i)、(i+1)回目の前記間隔時間TをT(i+1)、(i+2)回目の前記間隔時間TをT(i+2)としたとき、T(i−2):{T(i−1)+T(i)}:T(i+1)の比と、T(i−1):{T(i)+T(i+1)}:T(i+2)の比とを算出し、前者の比が後者の比より1:1:1に近い場合には(i−1)回目の信号をノイズと判定し、後者の比が前者の比より1:1:1に近い場合にはi回目の信号をノイズと判定する手段を含むことを特徴とする。
Moreover, 4th invention is 2nd invention.
When the noise determination means determines that noise has occurred in the output of the crank angle detection means, the first of the three or more consecutive failures is determined as the i-th, and the (i-2) -th The interval time T is T (i-2), the (i-1) th interval time T is T (i-1), the i-th interval time T is T (i), and the (i + 1) th interval time. When the interval time T is T (i + 1) and the (i + 2) th interval time T is T (i + 2), T (i-2): {T (i-1) + T (i)}: T (i + 1) ) And the ratio of T (i-1): {T (i) + T (i + 1)}: T (i + 2), and the former ratio is closer to 1: 1: 1 than the latter ratio The (i-1) th signal is determined as noise, and when the latter ratio is closer to 1: 1: 1 than the former ratio, the i-th signal is determined as noise. Characterized in that it comprises a.
また、第5の発明は、第3または第4の発明において、
前記クランク角検出手段の信号が発生する毎に前記内燃機関の運転状態に関する所定のパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記パラメータ取得手段により取得されたクランク角毎の前記パラメータのデータ列から、前記ノイズ判定手段によりノイズと判定された回の前記パラメータのデータを除外し、その次の回以降の前記パラメータのデータを繰り上げるデータ列再編手段と、
を備えることを特徴とする。
The fifth invention is the third or fourth invention, wherein
Parameter acquisition means for acquiring a predetermined parameter relating to the operating state of the internal combustion engine each time a signal of the crank angle detection means is generated;
From the parameter data string for each crank angle acquired by the parameter acquisition means, the parameter data for the times determined as noise by the noise determination means are excluded, and the parameter data for the next and subsequent times are excluded. Data string reorganization means to be advanced,
It is characterized by providing.
第1の発明によれば、クランク角検出手段の出力に発生するノイズを精度良く判定することができる。 According to the first invention, it is possible to accurately determine noise generated in the output of the crank angle detection means.
第2の発明によれば、クランク角検出手段の出力に発生するノイズを精度良く判定することができる。 According to the second invention, it is possible to accurately determine the noise generated in the output of the crank angle detection means.
第3の発明によれば、クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定された場合に、どの信号がノイズであるかを正確に識別することができる。 According to the third invention, when it is determined that noise has occurred in the output of the crank angle detection means, it is possible to accurately identify which signal is noise.
第4の発明によれば、クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定された場合に、どの信号がノイズであるかを正確に識別することができる。 According to the fourth invention, when it is determined that noise has occurred in the output of the crank angle detection means, it is possible to accurately identify which signal is noise.
第5の発明によれば、ノイズの影響によって生じた、クランク角毎に取得されたパラメータのデータ列のズレを適切に修正し、正しいデータ列を取得することができる。 According to the fifth aspect, it is possible to appropriately correct the deviation of the parameter data string obtained for each crank angle caused by the influence of noise, and to acquire a correct data string.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本発明の実施の形態1のシステムは、内燃機関10を備えている。この内燃機関10は、例えば車両等の動力源として好ましく使用することができる。内燃機関10の気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。内燃機関10の各気筒には、ピストン12と、吸気弁14と、排気弁16と、点火プラグ18と、燃料インジェクタ20とが設けられている。図示の構成では、燃料インジェクタ20は、吸気ポート内に燃料を噴射するように設けられているが、筒内に直接に燃料を噴射するように設けられていてもよい。また、本実施形態の内燃機関10は、火花点火式のものであるが、本発明は、ディーゼルエンジンや予混合圧縮着火内燃機関にも適用可能である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system according to the first embodiment of the present invention includes an
内燃機関10の本体には、図示しない吸気マニホールドを介して吸気通路22が接続され、また、図示しない排気マニホールドを介して排気通路24が接続されている。吸気通路22の途中には、吸入空気量を制御するためのスロットル弁30が配置されている。
An
また、本実施形態のシステムは、内燃機関10のクランク軸26の回転角度、すなわちクランク角を検出するクランク角センサ28、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ32、内燃機関10に対する運転者からの負荷指令を検出するためのアクセルポジションセンサ34、吸入空気量を検出するエアフローメータ(図示せず)等の各種センサと、時間を計測するタイマー36と、制御手段としてのECU(Electronic Control Unit)50とを更に備えている。上述した各種のセンサおよびアクチュエータは、電気的にECU50と接続されている。ECU50は、各センサにより検出した情報に基いて各アクチュエータを駆動することにより、内燃機関10の運転を制御する。
Further, the system of the present embodiment includes a
筒内容積Vは、クランク角の関数であるので、クランク角をθとすると、関数V(θ)として表すことができる。関数V(θ)は、気筒のボア、ストローク、コンロッド長など、内燃機関10の諸元により定まる。ECU50には、クランク角に基づいて筒内容積Vを算出するための情報(数式またはマップ)が予め記憶されている。
The in-cylinder volume V is a function of the crank angle, and can be expressed as a function V (θ) when the crank angle is θ. The function V (θ) is determined by the specifications of the
ECU50は、筒内圧センサ32の出力をAD変換することにより、筒内圧の値を取得する。このように、本実施形態では、筒内圧センサ32の出力をAD変換することが、筒内圧の値を取得することに対応している。以下の説明では、筒内圧センサ32の出力をAD変換することを単に「AD変換」と略称する場合がある。
The
筒内圧の値は、クランク角に伴って変化する波形を示すので、P(θ)として表すことができる。本実施形態では、ECU50は、所定のクランク角間隔でAD変換を行ってクランク角毎の筒内圧の値P(θ)を取得することにより、サイクル毎にP(θ)を計測する。そして、そのP(θ)の波形を用いて、あるいは、P(θ)×V(θ)またはP(θ)×V(θ)κ(κは比熱比)などの計算値を用いて、サイクル毎の燃焼を解析し、その解析結果を内燃機関10の種々の操作量(例えば、燃料噴射、点火、バルブタイミング等)に反映させる制御(以下、「筒内圧センサ利用制御」と称する)を行うことができる。
Since the in-cylinder pressure value shows a waveform that varies with the crank angle, it can be expressed as P (θ). In the present embodiment, the
クランク角センサ28は、例えば、クランク軸26に取り付けられた所定角度間隔の歯を有するタイミングロータと、このタイミングロータの歯を電磁的に検出する電磁センサ(図示せず)とを備えた構成となっている。この電磁センサは、タイミングロータの歯の通過に応じて変動する波形の出力を発する。クランク角センサ28は、その波形を整形することにより、タイミングロータの歯と歯の間隔に対応する所定のクランク角間隔の信号(パルス信号)を発生する。
The
内燃機関10の1サイクルは、クランク軸26の2回転に相当するので、クランク角は、0〜720°である。ただし、本実施形態では、上死点(圧縮上死点)からの角度でクランク角を表すこととし、上死点前のクランク角は「B」を冠した数字で表し、上死点後のクランク角は「A」を冠した数字で表す。上死点は「TDC」と表す。また、クランク角の間隔については単位を「CA(Crank Angle)」と表す。
Since one cycle of the
本実施形態では、クランク角センサ28は、クランク軸26が10CA回転する毎に、信号を発生させる。しかしながら、クランク角センサ28の出力には、何らかの原因でノイズが発生する場合がある。クランク角センサ28の出力に発生したノイズ(以下、単に「ノイズ」と称する)がECU50に入力されると、これをECU50が正常な信号として誤って認識する場合がある。
In the present embodiment, the
図2は、クランク角センサ28の出力と、ECU50が認識するクランク角と、AD変換のタイミングとの関係を示す図である。図2は、ノイズの発生がない場合(正常時)を表している。図2に示すように、ECU50は、クランク角センサ28の出力に基づいて、クランク角を認識する。すなわち、ECU50は、クランク角センサ28の信号が10CA間隔で入力される毎に、認識するクランク角の値を10CAずつ更新(カウントアップ)する。また、ECU50は、クランク角センサ28の信号が発生する毎に、その信号に同期して筒内圧センサ32の出力をAD変換し、筒内圧の値を取得する。ノイズの発生がない場合には、このようにして、ECU50は、10CA間隔のクランク角位置での筒内圧の値を正しく取得することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the output of the
図3は、クランク角センサ28の出力と、実際のクランク角と、ECU50が認識するクランク角と、AD変換のタイミングとの関係を示す図である。図3は、ノイズが発生した場合を表している。図3に示すように、ノイズが発生した場合には、ECU50が、このノイズをクランク角センサ28の信号であると認識して、クランク角の値をカウントアップし、AD変換を行ってしまう。その結果、ECU50が認識するクランク角と、実際のクランク角との間にズレが発生してしまう。そして、ノイズ発生以降のクランク角において、ECU50が認識するクランク角と、筒内圧値との対応関係にズレが生ずる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship among the output of the
図4は、クランク角と筒内圧との関係を示す図である。図4の左側は、実際のクランク角と筒内圧との関係を表している。図4の右側は、ノイズが発生した場合の、ECU50が認識するクランク角と筒内圧との関係を表している。上述したように、ノイズが発生した場合、ECU50が認識するクランク角と筒内圧値との対応関係にズレが生じてしまうため、ECU50が認識する筒内圧の波形(図4の右側)が、実際の波形(図4の左側)とは違った、誤った形のものとなってしまう。このため、筒内圧データを利用した筒内圧センサ利用制御に悪影響が及んでしまう。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the in-cylinder pressure. The left side of FIG. 4 represents the relationship between the actual crank angle and the in-cylinder pressure. The right side of FIG. 4 represents the relationship between the crank angle recognized by the
本実施形態では、クランク角センサ28のノイズが発生した場合の上述したような悪影響を回避するため、以下に説明するような制御を行う。ECU50は、クランク角センサ28の信号が入力される毎に、筒内圧センサ32の出力をAD変換して筒内圧の値Pを取得するとともに、前回のクランク角センサ28の信号との間隔時間(周期)をタイマー36により計時する。この間隔時間は、クランク軸26が10CA回転するのに要した時間に相当しており、以下、記号T10で表す。ECU50は、筒内圧値Pおよび間隔時間T10のデータを、所定のクランク角区間に渡って取得し、バッファに格納する。図5は、ECU50内のデータバッファを示す図である。本実施形態では、図5に示すように、B100からA180までの区間で筒内圧値Pおよび間隔時間T10のデータを取得する。このデータ取得区間は、筒内圧センサ利用制御で必要な区間より延長された区間とされる。例えば、筒内圧センサ利用制御でB100からA140までの筒内圧のデータを必要とする場合において、図5のようにB100からA180までをデータ取得区間とする。このようにして図5に示すようなデータを取得した後、間隔時間T10のデータに基づいて、ノイズが発生したか否かを判定する。なお、以下の説明では、図5に示すように、クランク角センサ28の信号およびこれと同期して取得されるデータの順番を記号iで表す。
In the present embodiment, in order to avoid the above-described adverse effects when the noise of the
本実施形態では、ECU50は、クランク角センサ28の信号が入力される毎に、前回の間隔時間T10(i)と今回の間隔時間T10(i+1)との変化量ΔT10(i+1)を算出し、更に前回の変化量ΔT10(i)と今回の変化量ΔT10(i+1)との変化量Δ(ΔT10(i+1))を算出し、これらの値を図5に示すデータバッファに格納する。変化量ΔT10および変化量Δ(ΔT10)は、次式により算出される。
ΔT10(i+1)=T10(i)−T10(i+1)
Δ(ΔT10(i+1))=ΔT10(i)−ΔT10(i+1)
In the present embodiment, the
ΔT10 (i + 1) = T10 (i) −T10 (i + 1)
Δ (ΔT10 (i + 1)) = ΔT10 (i) −ΔT10 (i + 1)
図6は、正常時およびノイズ発生時におけるクランク角センサ28の出力と間隔時間T10との関係を示す図である。図6の「正常時」に示すように、ノイズ発生のない正常な場合、各回の間隔時間T10は、機関回転速度が一定の定常時であれば一定である。また、各回の間隔時間T10は、機関回転速度が増速する加速時には漸減し、機関回転速度が減速する減速時には漸増するが、前後の間隔時間T10と比べて長さが極端に変化することはない。一方、図6のノイズ発生時(1)あるいはノイズ発生時(2)は、正常時のクランク角センサ28のi回目の信号と(i+1)回目の信号との間でノイズが発生した場合を表している。これらの場合には、ECU50がノイズを(i+1)回目であると誤って認識することにより、間隔時間T10(i+1)あるいはT10(i+2)が、前後の間隔時間T10と比べて極端に短くなる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the output of the
図7は、機関回転速度が一定の定常時における間隔時間T10および変化量ΔT10の変動を表す図である。図7には、図6のノイズ発生時(1)のパターンでノイズが発生した場合と、ノイズ発生のない正常な場合とが示されている。図7に示すように、定常時であってノイズ発生のない場合には、間隔時間T10は一定であるので、変化量ΔT10はゼロを維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量ΔT10の値が変動する。 FIG. 7 is a diagram illustrating fluctuations in the interval time T10 and the change amount ΔT10 in a steady state where the engine speed is constant. FIG. 7 shows a case where noise is generated in the pattern (1) when noise is generated in FIG. 6 and a normal case where no noise is generated. As shown in FIG. 7, when there is no noise at the steady state, the interval time T10 is constant, so the variation ΔT10 is maintained at zero. On the other hand, when noise occurs, the value of the change amount ΔT10 varies.
図8は、機関回転速度が増速する加速時における間隔時間T10および変化量ΔT10の変動を表す図である。図8には、図6のノイズ発生時(2)のパターンでノイズが発生した場合と、ノイズ発生のない正常な場合とが示されている。図8に示すように、加速時であってノイズ発生のない場合には、間隔時間T10は漸減するので、変化量ΔT10は一定の値を維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量ΔT10の値が変動する。 FIG. 8 is a diagram showing fluctuations in the interval time T10 and the change amount ΔT10 during acceleration at which the engine rotation speed increases. FIG. 8 shows a case where noise is generated in the pattern (2) when noise is generated in FIG. 6 and a normal case where no noise is generated. As shown in FIG. 8, when there is no noise at the time of acceleration, the interval time T10 gradually decreases, so the change amount ΔT10 maintains a constant value. On the other hand, when noise occurs, the value of the change amount ΔT10 varies.
図9は、図7と同様の場合における変化量Δ(ΔT10)の変動を表す図である。図9に示すように、定常時であってノイズ発生のない場合には、変化量ΔT10はゼロを維持するので、変化量Δ(ΔT10)もゼロを維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量Δ(ΔT10)の値が変動する。 FIG. 9 is a diagram showing the variation of the change amount Δ (ΔT10) in the same case as FIG. As shown in FIG. 9, when there is no noise during steady state, the change amount ΔT10 maintains zero, so the change amount Δ (ΔT10) also maintains zero. On the other hand, when noise occurs, the value of the change amount Δ (ΔT10) varies.
図10は、図8と同様の場合における変化量Δ(ΔT10)の変動を表す図である。図10に示すように、加速時であってノイズ発生のない場合には、変化量ΔT10は一定の値を維持するので、変化量Δ(ΔT10)はゼロを維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量Δ(ΔT10)の値が変動する。 FIG. 10 is a diagram showing the variation of the change amount Δ (ΔT10) in the same case as FIG. As shown in FIG. 10, when there is no noise during acceleration, the change amount ΔT10 maintains a constant value, so the change amount Δ (ΔT10) maintains zero. On the other hand, when noise occurs, the value of the change amount Δ (ΔT10) varies.
図9では、ノイズ発生時に、変化量Δ(ΔT10(i+1))が負(マイナス)の値、変化量Δ(ΔT10(i+2))が正(プラス)の値、変化量Δ(ΔT10(i+3))が負(マイナス)の値となっている。また、図10では、ノイズ発生時に、変化量Δ(ΔT10(i+2))が負の値、変化量Δ(ΔT10(i+3))が正の値、変化量Δ(ΔT10(i+4))が負の値となっている。このように、図9および図10の何れの場合においても、ノイズ発生のないときには変化量Δ(ΔT10)の値はゼロを維持し、ノイズが発生時には、連続する3回の変化量Δ(ΔT10)の値が、負,正,負、の順で現れるという特性がある。本実施形態では、この特性を利用して、クランク角センサ28のノイズを判定する。
In FIG. 9, when noise occurs, the change amount Δ (ΔT10 (i + 1)) is a negative (minus) value, the change amount Δ (ΔT10 (i + 2)) is a positive (plus) value, and the change amount Δ (ΔT10 (i + 3). ) Is a negative value. Further, in FIG. 10, when noise occurs, the change amount Δ (ΔT10 (i + 2)) is a negative value, the change amount Δ (ΔT10 (i + 3)) is a positive value, and the change amount Δ (ΔT10 (i + 4)) is negative. It is a value. As described above, in either case of FIG. 9 or FIG. 10, the value of the change amount Δ (ΔT10) is maintained at zero when no noise is generated, and three consecutive change amounts Δ (ΔT10) when noise is generated. ) Values appear in the order of negative, positive, negative. In the present embodiment, the noise of the
すなわち、ECU50は、図5に示すデータバッファに格納された各回の変化量Δ(ΔT10)の値に基づき、連続する3回の変化量Δ(ΔT10)の値が、負の値,正の値,負の値、の順となっている箇所の有無を判定し、そのような箇所が存在する場合にはノイズが発生したと判定し、そのような箇所が存在しない場合にはノイズは発生していないと判定する。このような本実施形態のノイズ判定方法によれば、クランク角センサ28のノイズ発生の有無を単純な判断手法によって精度良く判定することができる。また、変化量ΔT10の値(絶対値)は加速時や減速時にはゼロとはならないので、変化量ΔT10の値に基づいてノイズ発生を判定する場合には、閾値を予め設定する必要がある。このため、閾値の設定によっては、ノイズ発生の有無を精度良く判定できない可能性がある。これに対し、本実施形態のノイズ判定方法によれば、変化量Δ(ΔT10)の符号に基づいてノイズ発生の有無を判定することができるので、閾値の設定を不要としつつ、ノイズ発生の有無を精度良く判定することができる。
That is, the
前述したように、図9の例と図10の例とは、図6のノイズ発生時(1)とノイズ発生時(2)とに対応しており、何れも、ECU50が(i+1)回目と認識した信号がノイズの場合である。その一方で、図9の例では変化量Δ(ΔT10(i+2))が正の値であり、図10の例では変化量Δ(ΔT10(i+3))が正の値である。このため、連続する3回の変化量Δ(ΔT10)の値が、負の値,正の値,負の値、の順となった場合、そのことだけからは、どの信号がノイズであったかを識別することができない。 As described above, the example of FIG. 9 and the example of FIG. 10 correspond to the noise occurrence time (1) and the noise occurrence time (2) in FIG. This is a case where the recognized signal is noise. On the other hand, the amount of change Δ (ΔT10 (i + 2)) is a positive value in the example of FIG. 9, and the amount of change Δ (ΔT10 (i + 3)) is a positive value in the example of FIG. For this reason, when the value of the three successive changes Δ (ΔT10) is in the order of a negative value, a positive value, and a negative value, it is possible to determine which signal is noise from that alone. Cannot be identified.
本実施形態では、上述した方法によってノイズの発生が判定された場合に、次のようにして、どの信号がノイズであったかを識別することができる。図7に示す例では、変化量ΔT10の値は(i+1)回目でピーク(最大値)になっている。すなわち、変化量ΔT10の値がピークになる回と、ECU50が認識した信号がノイズであった回とが一致している。これに対し、図8に示す例では、変化量ΔT10の値は(i+2)回目でピーク(最大値)になっている。すなわち、ECU50が認識した信号がノイズであった回の1回後に、変化量ΔT10の値がピークになっている。したがって、変化量ΔT10の値がピークになった回をi回目と置き換えると、i回目または(i−1)回目の信号がノイズであると言える。
In the present embodiment, when the occurrence of noise is determined by the above-described method, it is possible to identify which signal is noise as follows. In the example shown in FIG. 7, the value of the change amount ΔT10 has a peak (maximum value) at the (i + 1) th time. That is, the time when the value of the change amount ΔT10 reaches a peak coincides with the time when the signal recognized by the
図11は、ノイズ発生時におけるクランク角センサ28の出力と間隔時間T10との関係を示す図である。変化量ΔT10の値がピークになった回をi回目とすると、(i−1)回目の信号がノイズとなる場合とは図11の上の図のような場合であり、i回目の信号がノイズとなる場合とは図11の下の図のような場合である。したがって、図11の上の図の場合と下の図の場合とを判別することができれば、どの信号がノイズであるかを識別することができる。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the output of the
図11の上の図の場合には、T10(i−1)とT10(i)との和が本来の間隔時間T10に相当している。このため、この場合には、T10(i−2):{T10(i−1)+T10(i)}:T10(i+1)の比は、内燃機関10の定常時であれば1:1:1となり、内燃機関10の加速時または減速時であれば1:1:1に近い比となる。
In the case of the upper diagram in FIG. 11, the sum of T10 (i-1) and T10 (i) corresponds to the original interval time T10. Therefore, in this case, the ratio of T10 (i−2): {T10 (i−1) + T10 (i)}: T10 (i + 1) is 1: 1: 1 when the
これに対し、図11の下の図の場合には、T10(i)とT10(i+1)との和が本来の間隔時間T10に相当している。このため、この場合には、T10(i−1):{T10(i)+T10(i+1)}:T10(i+2)の比は、内燃機関10の定常時であれば1:1:1となり、内燃機関10の加速時または減速時であれば1:1:1に近い比となる。
On the other hand, in the case of the lower diagram in FIG. 11, the sum of T10 (i) and T10 (i + 1) corresponds to the original interval time T10. Therefore, in this case, the ratio of T10 (i−1): {T10 (i) + T10 (i + 1)}: T10 (i + 2) is 1: 1: 1 when the
そこで、本実施形態では、次のようにして、どの信号がノイズであったかを識別する。すなわち、ECU50は、変化量ΔT10の値がピークになった回をi回目とした場合、T10(i−2):{T10(i−1)+T10(i)}:T10(i+1)の比と、T10(i−1):{T10(i)+T10(i+1)}:T10(i+2)の比とをそれぞれ算出し、両者を比較する。そして、前者の比が後者の比より1:1:1に近い場合には、図11の上の図の場合に相当すると判断できるため、(i−1)回目の信号をノイズと判定する。逆に、後者の比が前者の比より1:1:1に近い場合には、図11の下の図の場合に相当すると判断できるため、i回目の信号をノイズと判定する。
Therefore, in the present embodiment, which signal is noise is identified as follows. That is, the
クランク角センサ28の正常な信号に近い位置でノイズが発生した場合、図11の上の図におけるT10(i−1)や図11の下の図におけるT10(i+1)が本来の間隔時間T10に近い値となるため、(i−1)回目の信号とi回目の信号との何れがノイズであるかを識別することが難しい場合もある。上述した方法によれば、そのような場合であっても、正常な信号とノイズとを確実に識別することができる。
When noise is generated at a position close to a normal signal of the
ECU50は、上記のようにして、どの信号がノイズであったかを判定した後、図5のデータバッファに格納されている筒内圧値のデータ列を次のように再編する。図12は、データ列の再編方法を説明するための図である。図5のデータバッファには、B100に相当するi回目から、A180に相当する(i+27)回目までのクランク角センサ28の信号に対応するデータが格納されている。以下の説明では、このうち、B30に相当する(i+7)回目の信号がノイズと判定されたものとする。この場合には、データバッファに格納されている筒内圧値のデータ列P(i)〜P(i+27)のうちのP(i+7)は、ECU50がクランク角センサ28のノイズを正常な信号と誤認して筒内圧センサ32の出力をAD変換した値であり、余分なデータである。実際には、P(i+7)ではなくP(i+8)がB30における筒内圧値である。そこで、ECU50は、図12に示すように、ノイズと判定された回の筒内圧値データであるP(i+7)を除外し、その次の回以降の筒内圧値データであるP(i+8)〜P(i+27)を繰り上げることにより、筒内圧値のデータ列を再編する。これにより、A180に対応する筒内圧値データは空白となるが、前述したように、筒内圧センサ利用制御で必要とする筒内圧のデータはB100からA140までとしているので、A180のデータがなくても問題ない。上記のようなデータ列の再編により、ECU50が認識するクランク角と筒内圧値との対応関係のズレを修正することができる。このため、図12に示すように、ECU50が認識する筒内圧の波形を、修正前の誤った波形(図12の左側)から、実際の正しい波形(図12の右側)へと修正することができる。これにより、筒内圧データを利用した筒内圧センサ利用制御を正しく実行することができる。
After determining which signal is noise as described above, the
以上説明した本実施形態では、クランク角センサ28の信号が発生する毎に筒内圧値を取得する場合について説明したが、本発明において取得対象とするパラメータは、筒内圧値に限定されるものではなく、クランク角と対応付けて取得される種々のパラメータについて同様に適用することができる。
In the present embodiment described above, the case where the in-cylinder pressure value is acquired every time the signal of the
また、上述した実施の形態1においては、クランク角センサ28が前記第1の発明における「クランク角検出手段」に、タイマー36が前記第1の発明における「計時手段」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、変化量ΔT10を算出することにより前記第1の発明における「変化量ΔTを算出する手段」が、変化量Δ(ΔT10)を算出することにより前記第1の発明における「変化量Δ(ΔT)を算出する手段」が、連続する3回の変化量Δ(ΔT10)の値が、負の値,正の値,負の値、の順となった場合にノイズと判定することにより前記第1の発明における「ノイズ判定手段」が、クランク角センサ28の信号の発生タイミングで筒内圧センサ32の出力をAD変換することにより前記第5の発明における「パラメータ取得手段」が、図12を参照して説明した処理を実行することにより前記第5の発明における「データ列再編手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
実施の形態2.
次に、図13および図14を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、ノイズの発生を判定する方法が異なること以外は実施の形態1と同様である。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13 and FIG. 14. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be described. Simplify or omit. The present embodiment is the same as the first embodiment except that the method for determining the occurrence of noise is different.
図13は、ノイズ発生時におけるクランク角センサ28の出力と間隔時間T10との関係を示す図である。図13には、パターンA,BおよびCの3つの場合が表されている。何れの場合も、(i+1)回目の信号がノイズであるものとする。パターンAは、本来の間隔時間T10の1/2が経過したときにノイズが発生した場合を表している。パターンBは、本来の間隔時間T10の1/10が経過したときにノイズが発生した場合を表している。パターンCは、本来の間隔時間T10の9/10が経過したときにノイズが発生した場合を表している。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the output of the
本実施形態において、ECU50は、今回の間隔時間T10と、前回の間隔時間T10と、前々回の間隔時間T10との比を算出し、その比と1:1:1付近の所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する。図14は、図13のパターンA,BおよびCの各々の場合における今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比を示す表である。機関回転速度が一定で、ノイズの発生のない場合には、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比は1:1:1となるが、ノイズが発生するとその比が1:1:1から大きく乖離する。このため、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、1:1:1との一致が成立するか否かにより、ノイズの発生を判定することができる。ただし、内燃機関10の加速や減速、あるいは回転変動の影響によって、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比が1:1:1からずれる場合があることを考慮する必要がある。このため、1:1:1付近の所定の比率範囲に収まる場合には、一致が成立すると判定する。本実施形態では、1±0.2以内を所定の比率範囲とし、この比率範囲内の場合には一致が成立すると判定する。例えば、1:0.8:1.2の場合には、一致が成立すると判定する。
In the present embodiment, the
図14に示すように、パターンAの場合には、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が不成立となる状態が、(i+1)回目から(i+4)回目まで4回連続する。パターンBの場合には、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が不成立となる状態が、(i+1)回目から(i+3)回目まで3回連続する。なお、パターンBの場合の(i+4)回目における比1:1:0.9は、上記所定の比率範囲内であるので、一致が成立すると判定される。パターンCの場合には、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が不成立となる状態が、(i+2)回目から(i+4)回目まで3回連続する。なお、パターンCの場合の(i+1)回目における比1.1:1.1:1は、上記所定の比率範囲内であるので、一致が成立すると判定される。 As shown in FIG. 14, in the case of the pattern A, there is a state where the ratio between the current interval time T10, the previous interval time T10, and the previous interval time T10 does not agree with the predetermined ratio range. , (I + 1) -th to (i + 4) -th continuous. In the case of the pattern B, the state in which the ratio between the current interval time T10, the previous interval time T10 and the previous interval time T10, and the predetermined ratio range is not satisfied is from the (i + 1) th ( i + 3) Continue 3 times until the first time. Note that the ratio 1: 1: 0.9 at the (i + 4) th time in the case of the pattern B is within the predetermined ratio range, so it is determined that a match is established. In the case of the pattern C, the state in which the ratio between the current interval time T10, the previous interval time T10 and the previous interval time T10, and the predetermined ratio range is not satisfied is the (i + 2) th ( i + 4) Continue three times until the first time. Note that the ratio 1.1: 1.1: 1 at the (i + 1) th time in the case of the pattern C is within the predetermined ratio range, and therefore, it is determined that a match is established.
このように、ノイズが発生した場合には、パターンA,BおよびCの何れにおいても、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致の不成立が少なくとも3回連続して発生する。そこで、本実施形態では、ECU50は、次のようにしてノイズの発生を判定する。ECU50は、クランク角センサ28からの信号の入力がある毎に、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する。そして、その一致が不成立となることが3回以上連続した場合には、ノイズが発生したと判定する。このようなノイズ判定方法によれば、正常な場合とノイズが発生した場合とを正確に判別することができ、ノイズ発生の有無を精度良く判定することができる。
Thus, when noise occurs, in any of the patterns A, B, and C, the ratio between the current interval time T10, the previous interval time T10, and the previous interval time T10, and the predetermined ratio range. Failure to coincide with at least three consecutive occurrences. Therefore, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、ノイズが発生したと判定された場合、次のようにして、どの信号がノイズであったかを識別することができる。図14に示すように、パターンAおよびBの場合には、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となるのは(i+1)回目であり、この(i+1)回目の信号がノイズである。一方、パターンCの場合には、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となるのは(i+2)回目であるので、ノイズである(i+1)回目の信号の次の回である。したがって、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となった回をi回目と置き換えると、i回目または(i−1)回目の信号がノイズであると言える。 In the present embodiment, when it is determined that noise has occurred, it is possible to identify which signal is noise as follows. As shown in FIG. 14, in the case of the patterns A and B, the match between the ratio of the current interval time T10, the previous interval time T10 and the previous interval time T10, and the predetermined ratio range is not established first. Is the (i + 1) th signal, and this (i + 1) th signal is noise. On the other hand, in the case of the pattern C, the coincidence between the ratio of the current interval time T10, the previous interval time T10, and the previous interval time T10 and the predetermined ratio range is not established first (i + 2). Since this is the first time, it is the next time after the (i + 1) th signal that is noise. Accordingly, when the ratio of the current interval time T10, the previous interval time T10, and the previous interval time T10 and the coincidence of the predetermined ratio range is not established first is replaced with the i-th time, (I-1) It can be said that the first signal is noise.
そこで、本実施形態では、今回の間隔時間T10と前回の間隔時間T10と前々回の間隔時間T10との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となった回をi回目とした場合に、i回目の信号と(i−1)回目の信号との何れがノイズであるかを実施の形態1と同様にして識別する。すなわち、T10(i−2):{T10(i−1)+T10(i)}:T10(i+1)の比と、T10(i−1):{T10(i)+T10(i+1)}:T10(i+2)の比とをそれぞれ算出し、両者を比較する。そして、前者の比が後者の比より1:1:1に近い場合には、(i−1)回目の信号をノイズと判定する。逆に、後者の比が前者の比より1:1:1に近い場合には、i回目の信号をノイズと判定する。このようにして、どの信号がノイズであったかを正確に識別することができる。 Therefore, in the present embodiment, the i-th time when the ratio between the current time interval T10, the previous time interval T10, and the previous time interval T10 and the predetermined ratio range are not satisfied first is determined. In this case, it is identified in the same manner as in the first embodiment which of the i-th signal and the (i-1) -th signal is noise. That is, the ratio of T10 (i−2): {T10 (i−1) + T10 (i)}: T10 (i + 1) and T10 (i−1): {T10 (i) + T10 (i + 1)}: T10 ( The ratio of i + 2) is calculated and compared. When the former ratio is closer to 1: 1: 1 than the latter ratio, the (i-1) th signal is determined as noise. Conversely, when the latter ratio is closer to 1: 1: 1 than the former ratio, the i-th signal is determined as noise. In this way, it is possible to accurately identify which signal was noise.
10 内燃機関
12 ピストン
14 吸気弁
16 排気弁
18 点火プラグ
20 燃料インジェクタ
22 吸気通路
24 排気通路
26 クランク軸
28 クランク角センサ
30 スロットル弁
32 筒内圧センサ
34 アクセルポジションセンサ
50 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Tを計時する計時手段と、
前回の前記間隔時間Tと今回の前記間隔時間Tとの変化量ΔTを算出する手段と、
前回の前記変化量ΔTと今回の前記変化量ΔTとの変化量Δ(ΔT)を算出する手段と、
連続する3回の前記変化量Δ(ΔT)の値が、負の値,正の値,負の値、の順となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Crank angle detecting means for generating a signal each time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a predetermined angle;
Time measuring means for measuring an interval time T of the signal of the crank angle detecting means;
Means for calculating a change ΔT between the previous interval time T and the current interval time T;
Means for calculating a change amount Δ (ΔT) between the previous change amount ΔT and the current change amount ΔT;
It is determined that noise has occurred in the output of the crank angle detection means when the values of the three successive variations Δ (ΔT) are in the order of a negative value, a positive value, and a negative value. Noise judging means for
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Tを計時する計時手段と、
今回の前記間隔時間Tと前回の前記間隔時間Tと前々回の前記間隔時間Tとの比と、1:1:1付近の所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する比率判定手段と、
前記比率判定手段の判定結果が3回以上連続して不成立となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Crank angle detecting means for generating a signal each time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a predetermined angle;
Time measuring means for measuring an interval time T of the signal of the crank angle detecting means;
Ratio determination for determining whether or not the ratio between the current interval time T, the previous interval time T, and the previous interval time T matches the predetermined ratio range near 1: 1: 1. Means,
A noise determination unit that determines that noise has occurred in the output of the crank angle detection unit when the determination result of the ratio determination unit is not established continuously three times or more;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記パラメータ取得手段により取得されたクランク角毎の前記パラメータのデータ列から、前記ノイズ判定手段によりノイズと判定された回の前記パラメータのデータを除外し、その次の回以降の前記パラメータのデータを繰り上げるデータ列再編手段と、
を備えることを特徴とする請求項3または4記載の内燃機関の制御装置。 Parameter acquisition means for acquiring a predetermined parameter relating to the operating state of the internal combustion engine each time a signal of the crank angle detection means is generated;
From the parameter data string for each crank angle acquired by the parameter acquisition means, the parameter data for the times determined as noise by the noise determination means are excluded, and the parameter data for the next and subsequent times are excluded. Data string reorganization means to be advanced,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, further comprising:
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