JP2017002782A - 内燃機関の燃焼音抑制制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.内燃機関の燃焼音抑制制御装置は、内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧センサの検出値に基づき、パイロット噴射量を補正する内燃機関の燃焼音抑制制御装置において、前記筒内圧センサの検出値に基づき、パイロット噴射による燃料の燃焼に起因した音圧レベルの周波数分布を算出する音圧レベル算出処理部と、複数の周波数に対して独立に設定された音圧レベルの閾値を記憶する記憶部と、前記閾値が設定された周波数において前記音圧レベル算出処理部によって算出された音圧レベルが前記閾値を超過する場合に前記パイロット噴射量を補正するパイロット補正処理部と、を備える。
従来、パイロット噴射量の操作による燃焼音の低減制御は、5kHz未満において行われていたが、発明者は、内燃機関の異常燃焼音の解析から、5kHz以上の異常燃焼音がパイロット噴射の噴射量に左右されることを見出した。上記構成では、この点に鑑み、複数の周波数に5kHz以上の周波数を含めた。
以下、内燃機関の燃焼音抑制制御装置にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
たとえば、制御装置50は、第1気筒#1においてパイロット噴射量Qp*やメイン噴射量Qm*に基づく燃料噴射弁18の操作を実行した後、これを前回の噴射(パイロット噴射量Qp*(n−1)、メイン噴射量Qm*(n−1))として、今回のパイロット噴射量Qp*(n)やメイン噴射量Qm*(n)を算出する。
(1)複数の周波数に対して閾値Th1,Th2,Th3,…を独立に設定し、実際の音圧レベルが閾値を超えた場合に、パイロット噴射量Qp*を補正した。このため、異常燃焼音がユーザに感知されることを抑制することとパイロット噴射量Qp*の補正を抑制することとを極力両立できる。
以下、内燃機関の燃焼音抑制制御装置にかかる第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(6)平均値補正量ΔISCおよび気筒間補正量FCCBによって噴射特性のばらつきを低減しつつ、筒内圧センサ44を備えない第2気筒#2〜第4気筒#4のパイロット噴射量Qp*を燃焼音補正量ΔQpcsによって補正した。これにより、筒内圧センサ44を備えない気筒においてパイロット噴射に起因した異常燃焼音の音圧レベルを燃焼音補正量ΔQpcsを用いて適切に低減することができる。
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。以下において、「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と上記実施形態における事項との対応関係を符号等によって例示した部分があるが、これには、例示した対応関係に上記事項を限定する意図はない。なお、「課題を解決するための手段」の欄における記憶部は、メモリ50aに対応する。
「5kHz」以上の周波数のみを抽出するものに限らない。たとえば、「4kHz」以上であって「5kHz」未満等、「5kHz」未満の周波数を含んでもよい。
・「超過量算出処理部(S18)について」
ステップS16(1),S16(2),S16(3),…のそれぞれのバンドパスフィルタによる透過周波数帯のそれぞれの音圧レベルの閾値を、高周波の周波数帯ほど漸増させるものに限らない。たとえば、いくつかの周波数帯同士で閾値が同じであってもよい。
ステップS22の処理では、パイロット噴射量Qp*の燃料を噴射した際の筒内圧センサ44の検出値に基づき燃焼音補正量ΔQpcsを算出する場合、当該噴射したパイロット噴射量Qp*に「b/a」を乗算した値を燃焼音補正量ΔQpcsとしたが、これに限らない。前回のパイロット噴射量Qp*(n−1)と今回のパイロット噴射量Qp*(n)とでは、噴射量があまり変化しない傾向があることに鑑み、ステップS22において「(b/a)・Qp*(n)」を燃焼音補正量ΔQpcsとしてもよい。また、これに代えて、前回のパイロット噴射量Qp*(n−1)の噴射時の筒内圧データに基づき補正係数「(a−b)/a」を算出し、これを今回のパイロット噴射量Qp*(n)に反映させる補正係数として、噴射量設定処理部M20によって設定される今回のパイロット噴射量Qp*(n)に乗算する処理としてもよい。
上記第2の実施形態では、気筒間補正量FCCBを全気筒で算出することとしたが、これに限らない。たとえば、筒内圧センサ44を備えた第1気筒#1においては、気筒間補正量FCCB(1)を算出しないようにしてもよい。この場合、第2気筒#2〜第4気筒#4における燃料噴射に伴う回転速度NEの極大値が第1気筒#1における燃料噴射に伴う回転速度NEの極大値に近似するように、気筒間補正量FCCB(2)〜FCCB(4)が算出される。したがって、これは、気筒間の相対的な噴射量ばらつきを補正するに際して、第1気筒#1の燃料噴射弁18の噴射特性を基準となる特性とすることに対応する。
特定の気筒は、シリンダブロックの端部の気筒に限らない。
また、特定の気筒は、内燃機関の複数の気筒のうちの単一の気筒に限らない。たとえば、図1に示した構成において、第1気筒#1および第4気筒#4を特定の気筒として、それらのそれぞれに筒内圧センサ44を備え、残りの気筒には筒内圧センサ44を備えない構成であってもよい。
たとえば、筒内圧センサ44を備える気筒が複数の場合、それらのそれぞれによる筒内圧データDcpによって算出される燃焼音補正量ΔQpcsの平均値を用いて、筒内圧センサ44を備えない気筒のパイロット噴射量を補正してもよい。もっとも、これに限らず、筒内圧センサ44を備える複数の気筒のうちのいずれか1つの気筒の筒内圧センサ44による筒内圧データDcpによって算出される燃焼音補正量ΔQpcsによって、筒内圧センサ44を備えない気筒のパイロット噴射量を補正してもよい。
空燃比センサ42の出力値A/Fを目標値A/F*にフィードバック制御するためにスロットルバルブ14の開口度を操作するものに限らない。たとえば、開ループ制御するものであってもよい。
内燃機関の気筒数は4個に限らない。また、内燃機関としては、軽油を燃料とするものに限らない。
Claims (7)
- 内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧センサの検出値に基づき、パイロット噴射量を補正する内燃機関の燃焼音抑制制御装置において、
前記筒内圧センサの検出値に基づき、パイロット噴射による燃料の燃焼に起因した音圧レベルの周波数分布を算出する音圧レベル算出処理部と、
複数の周波数に対して独立に設定された音圧レベルの閾値を記憶する記憶部と、
前記閾値が設定された周波数において前記音圧レベル算出処理部によって算出された音圧レベルが前記閾値を超過する場合に前記パイロット噴射量を補正するパイロット補正処理部と、を備える内燃機関の燃焼音抑制制御装置。 - 前記閾値が設定された周波数において前記音圧レベル算出処理部によって算出された音圧レベルが前記閾値を超過する場合に、前記閾値を超過する量である超過量を算出する超過量算出処理部を備え、
前記パイロット補正処理部は、前記超過量が多いほど前記パイロット噴射量が少なくなるように前記パイロット噴射量を補正する請求項1記載の内燃機関の燃焼音抑制制御装置。 - 前記パイロット補正処理部は、前記閾値を超過した周波数の音圧レベルで前記超過量を除算した比率に前記パイロット噴射量を乗算した値を前記パイロット噴射量の減少補正量とする請求項2記載の内燃機関の燃焼音抑制制御装置。
- 前記複数の周波数に対して独立に設定された閾値は、高周波の閾値が低周波の閾値よりも大きい値に設定されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の燃焼音抑制制御装置。
- 前記複数の周波数は、5kHz以上の周波数を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の燃焼音抑制制御装置。
- 前記内燃機関は、複数の気筒を備えており、
前記筒内圧センサは、前記複数の気筒のうちの特定の気筒に設けられており、
噴射量が所定量以下のときにおける燃料噴射弁の気筒間での噴射量ばらつきを低減する気筒間補正量を学習する微小噴射学習処理部と、
前記特定の気筒以外の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁によってパイロット噴射を実行する際に、当該パイロット噴射量を、前記パイロット補正処理部が前記特定の気筒のパイロット噴射量を補正する補正量と、前記微小噴射学習処理部によって学習された気筒間補正量との和によって補正する他気筒補正処理部とを備える請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の燃焼音抑制制御装置。 - スロットルバルブの開口度を操作量として、前記内燃機関の燃焼室内の空燃比を、可変設定される目標値に制御する空燃比処理部と、
前記空燃比処理部によって前記目標値に制御されている空燃比に応じて前記パイロット噴射量を補正することによって、前記制御されている空燃比に応じて前記パイロット噴射量を可変設定する空燃比補正処理部と、を備え、
前記パイロット補正処理部は、前記空燃比補正処理部による補正がなされているときに、前記閾値を超過することに基づく前記パイロット噴射量の補正を実行する請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の燃焼音抑制制御装置。
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