JP5985021B1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、この発明の実施の形態1、実施の形態2、実施の形態3、及び実施の形態4に係る内燃機関の制御装置の構成を示す構成図である。図1に於いて、内燃機関1は、第1気筒2a、第2気筒2b、第3気筒2c、及び第4気筒2dの4つの気筒を備えた4気筒の内燃機関であり、第1気筒2a、第2気筒2b、第3気筒2c、及び第4気筒2dのそれぞれの気筒で発生した燃焼ガスの圧力は、ピストン3の上面で受けとめられ、コンロッド4を介して一つのクランクシャフト5を回転させる動力としてクランクシャフト5に伝達される。クランクシャフト5の出力側端部から出力される出力トルクに基づいて車輛が駆動される。なお、クランクシャフト5の出力側端部には、フライホイール6が取り付けられている。
図3に於いて、ステップS301では、クランク角度検出手段14(図1におけるクランク角度センサ7に相当)により検出したクランク角度位置と、このクランク角度位置を検出した時刻と共にクランク角度時刻記憶手段15に記憶する。
また、クランク角度を引数とするクランクの角加速度dω(θ)/dθは次の式(6)で示される。
次に、この発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置について説明する。前述の実施の形態1による内燃機関の制御装置に於いて、内燃機関が燃焼していない期間のクランクシャフトの運動に関連する周波数成分を基に、クランクシャフトの捩り振動の周波数成分を特定し、内燃機関が燃焼している期間を含むクランク角度の角加速度を補正するため
、外乱要素である捩り振動成分の影響を抑制して、正確に燃焼状態を推定する内燃機関の制御装置を提供することができることを示した。
次に、この発明の実施の形態3による内燃機関の制御装置について説明する。前述の実施の形態1による内燃機関の制御装置に於いて、非燃焼期間のクランクシャフトの運動に関連する周波数成分を基に、クランクシャフトの捩り振動の周波数成分を特定し、内燃機関が燃焼している期間を含むクランク角度の角加速度を補正する事を示した。しかしながら、非燃焼期間中において、一部の特定期間のみに捩り振動とは異なる突発的かつ偶発的な振動が生じる場合に離散フーリエ変換を行うと、これら突発的な振動の周波数成分を多く検出してしまうため、捩り振動とは関係の無い周波数成分を捩り振動成分であると誤って判定してしまい、燃焼を含む期間のクランク角の時刻データ系列から除去してしまうこ
とになる。この結果、筒内圧の推定精度が低下して、燃焼状態の推定精度が低下する。
次に、この発明の実施の形態4による内燃機関の制御装置について説明する。前述の実施の形態1による内燃機関の制御装置に於いて、非燃焼期間のクランクシャフトの運動に関連する周波数成分を基に、クランクシャフトの捩り振動の周波数成分を特定し、内燃機関が燃焼している期間を含むクランク角度の角加速度を補正する方法として、当該周波数成分を0とする事を示した。しかしながら、燃焼によって生じるクランク角の時刻データ系列の変化に捩り振動と同じ、あるいは近い周波数帯が含まれている場合においても、この周波数帯の信号成分がすべて除去されてしまう。この結果、筒内圧の推定精度が低下して、燃焼状態の推定精度が低下する。
段18の構成を変更している。図12に於いて、周波数成分調整手段18は、成分調整量決定手段25を有している。
Claims (4)
- クランクシャフトに連結された複数の気筒を備えた内燃機関の制御装置であって、
内燃機関におけるクランク角度と、前記クランク角度での時刻とを検出するクランク角度検出手段と、
前記クランク角度検出手段で検出した前記クランク角度と前記時刻を記憶するクランク角度時刻記憶手段と、
前記クランク角度時刻記憶手段から内燃機関の燃焼を含む期間に対応する前記クランク角度と前記時刻を得て、前記クランク角度に対する前記時刻の関数を周期関数と見なせる形に変換し、前記周期関数を周波数領域に変換する周波数領域変換手段と、
前記クランク角度時刻記憶手段から内燃機関が燃焼していない期間に対応する前記クランク角度と前記時刻を得て、この期間の前記クランク角度に対する前記時刻の関数を周期関数と見なせる形に変換してから前記周期関数を周波数領域に変換し、この周波数成分の大きさを基に、クランクシャフトの捩り振動に由来する成分を特定する捩り振動成分特定手段と、
前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された周期関数の周波数成分の中から、前記捩り振動成分特定手段により特定された周波数成分に対応する成分を選択して、この成分量を調整する周波数成分調整手段と、
前記周波数成分調整手段で調整された周波数成分に対して、周波数空間における代数的微分を利用し、前記クランク角度を引数とするクランクの角速度及び角加速度を算出する角速度及び角加速度算出手段と、
前記内燃機関のピストン、コンロッド及び前記クランクを含む系の運動方程式が、慣性モーメントと角加速度と外力トルクとの関係式と見なすことができる特異クランク角度において、前記運動方程式で算出されるトルクを外力トルクと推定する外力トルク推定手段と、
前記外力トルク推定手段で推定した前記外力トルクと角速度と角加速度を前記運動方程式に適用して、前記内燃機関の筒内圧力を推定する筒内圧力推定手段と、
前記筒内圧力を基に内燃機関の燃焼状態を示すパラメータを算出する燃焼パラメータ算出手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記捩り振動成分特定手段は非燃焼期間設定手段を含み、前記非燃焼期間設定手段は、点火タイミングに応じて、前記捩り振動成分特定手段が前記クランク角度時刻記憶手段から読み出すクランク角度と検出時刻の範囲を設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記捩り振動成分特定手段は、内燃機関が燃焼していない期間において、この期間の中で開始と終了の組み合わせをずらして生成した複数のクランク角度期間に対する時刻の関数を、それぞれ周期関数と見なせる形に変換してからこれらの周期関数を周波数領域に変換するものであって、更に、振動継続成分抽出手段を含み、前記振動継続成分抽出手段は、周波数領域に変換された複数の前記周期関数のスペクトル特性に対して、値の大きさがあらかじめ定められた値を超え、かつ、それらの分散があらかじめ定められた値より小さいスペクトルを有する周波数成分を捩り振動の成分とみなすことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記周波数成分調整手段は成分調整量決定手段を含み、前記成分調整量決定手段は、前記捩り振動成分特定手段で特定された周波数成分のスペクトルの大きさに応じて、前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された周期関数の周波数成分の調整量を決定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
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