JP6002067B2 - Engine combustion fluctuation detection device and engine combustion fluctuation detection method - Google Patents

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JP6002067B2 JP2013057099A JP2013057099A JP6002067B2 JP 6002067 B2 JP6002067 B2 JP 6002067B2 JP 2013057099 A JP2013057099 A JP 2013057099A JP 2013057099 A JP2013057099 A JP 2013057099A JP 6002067 B2 JP6002067 B2 JP 6002067B2
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Description

本発明は、エンジンの燃焼変動検出装置、及び、エンジンの燃焼変動検出方法に関する。   The present invention relates to an engine combustion fluctuation detection device and an engine combustion fluctuation detection method.

従来から、クランク軸の回転変動に基づいてエンジンの各気筒の燃焼状態を検出する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ところで、一般的に、多気筒エンジンのクランク軸の回転速度は、ある気筒の圧縮行程終期に該気筒での燃焼開始とともに減少方向から増加方向に変化し、該気筒の膨張行程初期には単調に増加し、その後、圧縮行程に入った他の気筒の圧縮圧力の増大に伴い減少方向に変化する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting the combustion state of each cylinder of an engine based on rotation fluctuation of a crankshaft has been proposed (see, for example, Patent Document 1). By the way, in general, the rotational speed of the crankshaft of a multi-cylinder engine changes from a decreasing direction to an increasing direction at the end of the compression stroke of a certain cylinder as the combustion starts in the cylinder, and monotonically at the beginning of the expansion stroke of the cylinder. It increases and then changes in a decreasing direction as the compression pressure of the other cylinders entering the compression stroke increases.

そこで、特許文献1に記載の技術では、他の気筒(すなわち上述した圧縮行程にある気筒)の影響を排除して各気筒の燃焼状態を検出するために、各気筒の圧縮行程でクランク軸の回転角速度が減少状態から増加状態に変化したときから、クランク軸が所定角度回転するまでの間(又は、次に減少状態に変化するまでの間)、すなわち各気筒の燃焼初期におけるクランク軸の平均の回転角速度を検出している。   Therefore, in the technique described in Patent Document 1, in order to detect the combustion state of each cylinder while eliminating the influence of other cylinders (that is, the cylinders in the compression stroke described above), The average of the crankshaft at the initial stage of combustion of each cylinder, from when the rotational angular velocity changes from the reduced state to the increased state until the crankshaft rotates by a predetermined angle (or until it next changes to the reduced state) Rotational angular velocity is detected.

特開2000−104598号公報JP 2000-104598 A

上述したように、特許文献1に記載の技術では、所定気筒の燃焼初期のクランク軸の角速度を検出することにより、該所定気筒よりも点火時期が一つ後の気筒(以下「後気筒」ということもある)の圧縮行程の影響を排除して、正確な角速度の検出を試みている。しかしながら、所定気筒の燃焼初期のクランク軸の角速度は、該所定気筒よりも点火時期が一つ前の気筒(以下「前気筒」ということもある)の角速度(すなわち前気筒の燃焼状態)の影響を受けることが考えられる。   As described above, the technique disclosed in Patent Document 1 detects the angular velocity of the crankshaft at the initial stage of combustion of a predetermined cylinder, thereby detecting a cylinder whose ignition timing is one after the predetermined cylinder (hereinafter referred to as “rear cylinder”). The detection of the angular velocity is attempted by eliminating the influence of the compression stroke. However, the angular velocity of the crankshaft in the early stage of combustion of the predetermined cylinder is affected by the angular velocity (that is, the combustion state of the front cylinder) of the cylinder whose ignition timing is one prior to the predetermined cylinder (hereinafter also referred to as “front cylinder”). Can be considered.

特に、エンジンの気筒数が多い場合や、エンジン回転数が上昇したときには、前気筒の燃焼期間と所定気筒の燃焼開始時期との間隔が短くなるため、前気筒の燃焼状態が所定気筒における角速度の検出結果に与える影響が大きくなることが考えられる。ここで、特許文献1に記載の技術では、他気筒(特に前気筒)の影響を十分に取り除くことが困難であり、個別の気筒毎に燃焼変動を判定しようとした場合には、精度が十分であるとはいえなかった。   In particular, when the number of cylinders of the engine is large or when the engine speed increases, the interval between the combustion period of the previous cylinder and the combustion start timing of the predetermined cylinder is shortened. It can be considered that the influence on the detection result is increased. Here, with the technique described in Patent Document 1, it is difficult to sufficiently remove the influence of other cylinders (particularly the previous cylinder), and accuracy is sufficient when it is attempted to determine combustion fluctuation for each individual cylinder. It could not be said.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、エンジンの気筒毎の燃焼変動をより高精度に検出することが可能なエンジンの燃焼変動検出装置、及び、エンジンの燃焼変動検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an engine combustion fluctuation detection device capable of detecting combustion fluctuation for each cylinder of the engine with higher accuracy, and engine combustion fluctuation detection. It aims to provide a method.

本発明に係るエンジンの燃焼変動検出装置は、エンジンのクランク軸の回転位置を検出するクランク角センサと、クランク角センサにより検出されたクランク軸の回転位置の時間変化に基づいて、エンジンの気筒毎に、クランク軸の実角速度を求める実角速度取得手段と、実角速度取得手段により求められた所定気筒の実角速度、該所定気筒よりも点火順序が一つ前の前気筒の実角速度、及び、該前気筒の角速度の所定気筒の角速度に対する影響度に基づいて、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合の所定気筒の真の角速度を求める真角速度取得手段と、真角速度取得手段により求められた所定気筒の真の角速度、前気筒の実角速度、及び、影響度に基づいて、所定気筒の真の角速度に対して前気筒の角速度の影響を考慮した所定気筒の仮の角速度を求める仮角速度取得手段と、所定気筒の実の角速度と、仮角速度取得手段により求められた仮の角速度との角速度差分を求める差分取得手段と、差分取得手段により求められた角速度差分から、所定気筒における該角速度差分の標準偏差値を求める標準偏差取得手段とを備えることを特徴とする。   An engine combustion fluctuation detection apparatus according to the present invention includes a crank angle sensor that detects a rotational position of a crankshaft of an engine, and a change in time of the rotational position of the crankshaft detected by the crank angle sensor. In addition, an actual angular velocity acquisition means for obtaining the actual angular velocity of the crankshaft, an actual angular velocity of the predetermined cylinder obtained by the actual angular velocity acquisition means, an actual angular velocity of the previous cylinder whose ignition order is one order before the predetermined cylinder, and the Based on the degree of influence of the angular velocity of the previous cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder, the true angular velocity acquisition means for obtaining the true angular velocity of the predetermined cylinder when it is assumed that there is no combustion fluctuation for each cylinder, and the true angular velocity acquisition means Based on the true angular velocity of the predetermined cylinder, the actual angular velocity of the previous cylinder, and the degree of influence, a provisional cylinder provisional cylinder that takes into account the influence of the angular velocity of the previous cylinder on the true angular velocity of the predetermined cylinder is considered. From the temporary angular velocity obtaining means for obtaining the angular velocity, the difference obtaining means for obtaining the angular velocity difference between the actual angular velocity of the predetermined cylinder and the temporary angular velocity obtained by the temporary angular velocity obtaining means, and the angular velocity difference obtained by the difference obtaining means, Standard deviation acquisition means for obtaining a standard deviation value of the angular velocity difference in a predetermined cylinder is provided.

また、本発明に係るエンジンの燃焼変動検出方法は、クランク角センサにより検出されたクランク軸の回転位置の時間変化に基づいて、エンジンの気筒毎に、クランク軸の実角速度を求める実角速度取得ステップと、実角速度取得ステップにおいて求められた所定気筒の実角速度、該所定気筒よりも点火順序が一つ前の前気筒の実角速度、及び、該前気筒の角速度の所定気筒の角速度に対する影響度に基づいて、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合の所定気筒の真の角速度を求める真角速度取得ステップと、真角速度取得ステップにおいて求められた所定気筒の真の角速度、前気筒の実角速度、及び、影響度に基づいて、所定気筒の真の角速度に対して前気筒の角速度の影響を考慮した所定気筒の仮の角速度を求める仮角速度取得ステップと、所定気筒の実の角速度と、仮角速度取得ステップにおいて求められた仮の角速度との角速度差分を求める差分取得ステップと、差分取得ステップにおいて求められた角速度差分から、所定気筒における該角速度差分の標準偏差値を求める標準偏差取得ステップとを備えることを特徴とする。   The engine combustion fluctuation detecting method according to the present invention includes an actual angular velocity acquisition step for obtaining an actual angular velocity of the crankshaft for each cylinder of the engine based on a temporal change in the rotational position of the crankshaft detected by the crank angle sensor. And the actual angular velocity of the predetermined cylinder obtained in the actual angular velocity acquisition step, the actual angular velocity of the previous cylinder whose firing order is one order earlier than the predetermined cylinder, and the influence of the angular velocity of the previous cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder. Based on the true angular velocity acquisition step for obtaining the true angular velocity of the predetermined cylinder when it is assumed that there is no combustion fluctuation for each cylinder, the true angular velocity of the predetermined cylinder obtained in the true angular velocity acquisition step, the actual angular velocity of the previous cylinder, And a provisional angular velocity acquisition step for obtaining a provisional angular velocity of the predetermined cylinder in consideration of the influence of the angular velocity of the previous cylinder on the true angular velocity of the predetermined cylinder based on the degree of influence. A difference obtaining step for obtaining an angular velocity difference between the actual angular velocity of the predetermined cylinder and the provisional angular velocity obtained in the provisional angular velocity obtaining step, and an angular velocity difference obtained in the difference obtaining step from the angular velocity difference obtained in the difference obtaining step. A standard deviation obtaining step for obtaining a standard deviation value.

本発明に係るエンジンの燃焼変動検出装置又はエンジンの燃焼変動検出方法によれば、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合の所定気筒の角速度(真の角速度)が求められ、該真の角速度に対して、前気筒の角速度(すなわち燃焼状態)の所定気筒の角速度に対する影響度を考慮した仮の角速度が求められる。そして、実の角速度と仮の角速度との差分(角速度差分)の標準偏差値、すなわち所定気筒の角速度変動(燃焼変動)の指標値が求められる。よって、点火順序が一つ前の気筒の定常的な影響度を考慮して、すなわち燃焼変動を取り除いて、所定気筒の角速度変動(すなわち燃焼変動)を求めることができる。その結果、エンジンの気筒毎の燃焼変動をより高精度に検出することが可能となる。   According to the engine combustion fluctuation detection apparatus or the engine combustion fluctuation detection method according to the present invention, the angular velocity (true angular velocity) of a predetermined cylinder when it is assumed that there is no combustion variation for each cylinder is obtained. On the other hand, a provisional angular velocity in consideration of the influence of the angular velocity (that is, the combustion state) of the previous cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder is obtained. Then, a standard deviation value of a difference (angular velocity difference) between the actual angular velocity and the temporary angular velocity, that is, an index value of angular velocity fluctuation (combustion fluctuation) of a predetermined cylinder is obtained. Therefore, it is possible to obtain the angular velocity fluctuation (that is, combustion fluctuation) of the predetermined cylinder in consideration of the steady influence of the cylinder whose ignition order is one before, that is, by removing the combustion fluctuation. As a result, it is possible to detect the combustion fluctuation for each cylinder of the engine with higher accuracy.

本発明に係るエンジンの燃焼変動検出装置では、真角速度取得手段が、次式(1)に基づいて、所定気筒の真の角速度を求め、

Figure 0006002067
ただし、Xは影響度であり、角速度ωの添字mは点火順序を示し、添字nはnサイクル目の燃焼行程であることを示す。
仮角速度取得手段が、次式(2)に基づいて、所定気筒の仮の角速度を求めることが好ましい。
Figure 0006002067
In the engine combustion fluctuation detecting apparatus according to the present invention, the true angular velocity acquisition means obtains the true angular velocity of the predetermined cylinder based on the following equation (1):
Figure 0006002067
However, X is an influence degree, the subscript m of the angular velocity ω indicates the ignition order, and the subscript n indicates the combustion stroke of the nth cycle.
It is preferable that the provisional angular velocity acquisition means obtains a provisional angular velocity of the predetermined cylinder based on the following equation (2).
Figure 0006002067

また、本発明に係るエンジンの燃焼変動検出方法では、真角速度取得ステップにおいて、次式(1)に基づいて、所定気筒の真の角速度を求め、

Figure 0006002067
ただし、Xは影響度であり、角速度ωの添字mは点火順序を示し、添字nはnサイクル目の燃焼行程であることを示す。
仮角速度取得ステップにおいて、次式(2)に基づいて、所定気筒の仮の角速度を求めることが好ましい。
Figure 0006002067
In the engine combustion fluctuation detection method according to the present invention, in the true angular velocity acquisition step, the true angular velocity of the predetermined cylinder is obtained based on the following equation (1):
Figure 0006002067
However, X is an influence degree, the subscript m of the angular velocity ω indicates the ignition order, and the subscript n indicates the combustion stroke of the nth cycle.
In the provisional angular velocity acquisition step, it is preferable to obtain a provisional angular velocity of the predetermined cylinder based on the following equation (2).
Figure 0006002067

このようにすれば、上記(1)(2)式に基づいて、前気筒の角速度(すなわち燃焼状態)の所定気筒の角速度に対する影響度を考慮して、所定気筒の真の角速度、及び仮の角速度を算出することができる。   In this way, based on the above formulas (1) and (2), the true angular velocity of the predetermined cylinder and the temporary velocity are assumed in consideration of the influence of the angular velocity of the previous cylinder (that is, the combustion state) on the angular velocity of the predetermined cylinder. Angular velocity can be calculated.

本発明に係るエンジンの燃焼変動検出装置では、上記影響度が、エンジンの回転数に応じて設定されることが好ましい。   In the engine combustion fluctuation detecting apparatus according to the present invention, it is preferable that the influence degree is set according to the engine speed.

また、本発明に係るエンジンの燃焼変動検出方法では、上記影響度が、エンジンの回転数に応じて設定されることが好ましい。   In the engine combustion fluctuation detection method according to the present invention, it is preferable that the influence degree is set according to the engine speed.

上述したように、エンジン回転数の上昇に伴い、前気筒の燃焼期間と所定気筒の燃焼開始時期との間隔が短くなるため、前気筒の燃焼状態(角速度)が所定気筒における角速度の検出結果に与える影響が大きくなることが考えられる。この場合には、エンジン回転数に応じて上記影響度が可変設定されるため、該影響度を適切に設定することができる。   As described above, since the interval between the combustion period of the previous cylinder and the combustion start timing of the predetermined cylinder becomes shorter as the engine speed increases, the combustion state (angular speed) of the previous cylinder becomes the detection result of the angular speed in the predetermined cylinder. It is possible that the impact will increase. In this case, since the influence degree is variably set according to the engine speed, the influence degree can be set appropriately.

本発明に係るエンジンの燃焼変動検出装置では、実角速度取得手段が、所定気筒の点火タイミングと、該所定気筒よりも点火順序が一つ後の気筒の点火タイミングとの間で設定された所定区間において、当該所定気筒の実角速度を求めることが好ましい。   In the combustion fluctuation detecting apparatus for an engine according to the present invention, the actual angular velocity acquisition means is a predetermined section set between the ignition timing of a predetermined cylinder and the ignition timing of a cylinder one order after the predetermined cylinder. In this case, it is preferable to obtain the actual angular velocity of the predetermined cylinder.

また、本発明に係るエンジンの燃焼変動検出方法では、実角速度取得ステップにおいて、所定気筒の点火タイミングと、該所定気筒よりも点火順序が一つ後の気筒の点火タイミングとの間で設定された所定区間において、当該所定気筒の実角速度を求めることが好ましい。   In the engine combustion fluctuation detection method according to the present invention, in the actual angular velocity acquisition step, the ignition timing of the predetermined cylinder is set between the ignition timing of the cylinder after the predetermined cylinder and the ignition sequence one after the predetermined cylinder. It is preferable to obtain the actual angular velocity of the predetermined cylinder in the predetermined section.

このようにすれば、所定気筒の燃焼期間を含み、かつ、後気筒の燃焼期間を含まない区間(すなわち、後気筒の燃焼状態の影響を受けにくい区間)を設定して、所定気筒に対する角速度を検出することができる。よって、該所定気筒の燃焼変動をより精度よく検出することが可能となる。   In this way, by setting a section that includes the combustion period of the predetermined cylinder and does not include the combustion period of the rear cylinder (that is, a section that is not easily affected by the combustion state of the rear cylinder), the angular velocity for the predetermined cylinder is set. Can be detected. Therefore, it is possible to detect the combustion fluctuation of the predetermined cylinder with higher accuracy.

本発明によれば、エンジンの気筒毎の燃焼変動をより高精度に検出することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to detect the combustion fluctuation for each cylinder of the engine with higher accuracy.

実施形態に係るエンジンの燃焼変動検出装置が適用されたエンジンの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the engine to which the combustion fluctuation detection apparatus of the engine which concerns on embodiment was applied. 実施形態に係るエンジンの燃焼変動検出装置による燃焼変動検出処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the combustion fluctuation | variation detection process by the combustion fluctuation | variation detection apparatus of the engine which concerns on embodiment. 各気筒の角速度を検出する検出区間の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection area which detects the angular velocity of each cylinder. 取得されたクランク軸の角速度の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the angular velocity of the acquired crankshaft. 真の角速度、仮の角速度角、角速度差分、及び角速度標準偏差の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a true angular velocity, a temporary angular velocity angle, an angular velocity difference, and an angular velocity standard deviation.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.

まず、図1を用いて、実施形態に係るエンジンの燃焼変動検出装置が適用されたエンジン10の構成について説明する。図1は、エンジンの燃焼変動検出装置が適用されたエンジン10の構成を示す図である。   First, the configuration of the engine 10 to which the engine combustion fluctuation detection apparatus according to the embodiment is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an engine 10 to which an engine combustion fluctuation detection device is applied.

エンジン10は、例えば水平対向型の4気筒ガソリンエンジンである。エンジン10では、エアクリーナ16から吸入された空気が、吸気管15に設けられた電子制御式スロットルバルブ13により絞られ、インテークマニホールド11を通り、エンジン10に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ16から吸入された空気の量は、エアクリーナ16とスロットルバルブ13との間に配置されたエアフローメータ14により検出される。また、インテークマニホールド11を構成するコレクター部(サージタンク)には、インテークマニホールド11内の圧力(吸気管負圧)を検出するバキュームセンサ30が配設されている。さらに、スロットルバルブ13には、該スロットルバルブ13の開度を検出するスロットル開度センサ31が配設されている。   The engine 10 is, for example, a horizontally opposed four-cylinder gasoline engine. In the engine 10, air sucked from the air cleaner 16 is throttled by an electronically controlled throttle valve 13 provided in the intake pipe 15, passes through the intake manifold 11, and is sucked into each cylinder formed in the engine 10. Here, the amount of air taken in from the air cleaner 16 is detected by an air flow meter 14 disposed between the air cleaner 16 and the throttle valve 13. In addition, a vacuum sensor 30 for detecting the pressure (intake pipe negative pressure) in the intake manifold 11 is disposed in the collector portion (surge tank) constituting the intake manifold 11. Further, the throttle valve 13 is provided with a throttle opening sensor 31 that detects the opening of the throttle valve 13.

インテークマニホールド11と連通する吸気ポート22近傍には、各気筒毎に、燃料を噴射するインジェクタ12が取り付けられている。インジェクタ12は、燃料タンクからフィードポンプにより吸い上げられて送出された燃料を吸気ポート22内に噴射する。また、各気筒のシリンダヘッドには混合気に点火する点火プラグ17、及び該点火プラグ17に高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイル21が取り付けられている。エンジン10の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ12によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ17により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管18を通して排出される。   In the vicinity of the intake port 22 communicating with the intake manifold 11, an injector 12 for injecting fuel is attached to each cylinder. The injector 12 injects the fuel sucked up by the feed pump and sent out from the fuel tank into the intake port 22. Further, a spark plug 17 that ignites the air-fuel mixture and an igniter built-in coil 21 that applies a high voltage to the spark plug 17 are attached to the cylinder head of each cylinder. In each cylinder of the engine 10, an air-fuel mixture of the sucked air and the fuel injected by the injector 12 is ignited by the spark plug 17 and burned. The exhaust gas after combustion is exhausted through the exhaust pipe 18.

排気管18には、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ19が取り付けられている。空燃比センサ19としては、排気空燃比をオン−オフ的に検出するOセンサが用いられる。なお、空燃比センサ19として、排気空燃比をリニアに検出することのできるリニア空燃比センサ(LAFセンサ)を用いてもよい。 An air-fuel ratio sensor 19 that outputs a signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is attached to the exhaust pipe 18. As the air-fuel ratio sensor 19, an O 2 sensor that detects the exhaust air-fuel ratio on and off is used. As the air-fuel ratio sensor 19, a linear air-fuel ratio sensor (LAF sensor) that can detect the exhaust air-fuel ratio linearly may be used.

また、空燃比センサ19の下流には排気浄化触媒20が配設されている。排気浄化触媒20は三元触媒であり、排気ガス中の炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)の酸化と、窒素酸化物(NOx)の還元を同時に行い、排気ガス中の有害ガス成分を無害な二酸化炭素(CO)、水蒸気(HO)及び窒素(N)に清浄化するものである。 Further, an exhaust purification catalyst 20 is disposed downstream of the air-fuel ratio sensor 19. The exhaust purification catalyst 20 is a three-way catalyst, which simultaneously oxidizes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas and reduces nitrogen oxides (NOx) to produce harmful gas components in the exhaust gas. Is purified to harmless carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O) and nitrogen (N 2 ).

排気管18には、エンジン10から排出された排気ガスの一部を、エンジン10の吸気管15に再循環させる排気ガス再循環装置(以下「EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置」という)40が設けられている。EGR装置40は、エンジン10の排気管18と吸気管15とを連通するEGR配管41、及びEGR配管41上に介装され、排気ガス還流量(EGR流量)を調節するEGRバルブ42を有している。EGRバルブ42は、エンジン10の運転状態に応じて、後述する電子制御装置50によって開度が制御される。   The exhaust pipe 18 is provided with an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an “EGR (Exhaust Gas Recirculation) device”) 40 that recirculates a part of the exhaust gas discharged from the engine 10 to the intake pipe 15 of the engine 10. It has been. The EGR device 40 includes an EGR pipe 41 that communicates the exhaust pipe 18 and the intake pipe 15 of the engine 10 and an EGR valve 42 that is disposed on the EGR pipe 41 and adjusts an exhaust gas recirculation amount (EGR flow rate). ing. The opening degree of the EGR valve 42 is controlled by an electronic control device 50 described later according to the operating state of the engine 10.

上述したエアフローメータ14、空燃比センサ19、バキュームセンサ30、スロットル開度センサ31に加え、エンジン10のカムシャフト近傍には、エンジン10の気筒判別を行うためのカム角センサ32が取り付けられている。また、エンジン10のクランクシャフト10a近傍には、クランクシャフト10aの回転位置を検出するクランク角センサ33が取り付けられている。ここで、クランクシャフト10aの端部には、例えば、2歯欠歯した34歯の突起が10°間隔で形成されたタイミングロータ33aが取り付けられており、クランク角センサ33は、タイミングロータ33aの突起の有無を検出することにより、クランクシャフト10aの回転位置を検出する。カム角センサ32及びクランク角センサ33としては、例えば電磁ピックアップ式のものなどが用いられる。   In addition to the air flow meter 14, the air-fuel ratio sensor 19, the vacuum sensor 30, and the throttle opening sensor 31 described above, a cam angle sensor 32 for determining the cylinder of the engine 10 is attached in the vicinity of the camshaft of the engine 10. . A crank angle sensor 33 for detecting the rotational position of the crankshaft 10a is attached in the vicinity of the crankshaft 10a of the engine 10. Here, for example, a timing rotor 33a in which protrusions of 34 teeth with two teeth missing are formed at an interval of 10 ° is attached to the end of the crankshaft 10a, and the crank angle sensor 33 is connected to the timing rotor 33a. The rotational position of the crankshaft 10a is detected by detecting the presence or absence of the protrusion. As the cam angle sensor 32 and the crank angle sensor 33, for example, an electromagnetic pickup type is used.

これらのセンサは、電子制御装置(以下「ECU」という)50に接続されている。さらに、ECU50には、エンジン10の冷却水の温度を検出する水温センサ34、潤滑油の温度を検出する油温センサ35、及び、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサ36等の各種センサも接続されている。   These sensors are connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 50. Further, the ECU 50 includes a water temperature sensor 34 that detects the temperature of the cooling water of the engine 10, an oil temperature sensor 35 that detects the temperature of the lubricating oil, and an accelerator pedal that detects the amount of depression of the accelerator pedal, that is, the opening of the accelerator pedal. Various sensors such as an opening sensor 36 are also connected.

ECU50は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM、12Vバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップRAM、及び入出力I/F等を有して構成されている。また、ECU50は、インジェクタ12を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、電子制御式スロットルバルブ13を開閉する電動モータを駆動するモータドライバ等を備えている。   The ECU 50 includes a microprocessor that performs calculations, a ROM that stores programs for causing the microprocessor to execute each process, a RAM that stores various data such as calculation results, and a backup RAM in which the stored contents are held by a 12V battery. And an input / output I / F and the like. The ECU 50 also includes an injector driver that drives the injector 12, an output circuit that outputs an ignition signal, a motor driver that drives an electric motor that opens and closes the electronically controlled throttle valve 13, and the like.

ECU50では、カム角センサ32の出力から気筒が判別され、クランク角センサ33の出力からエンジン回転数が求められる。すなわち、クランク角センサ33は、特許請求の範囲に記載の回転数検出手段に相当する。また、ECU50では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、吸気管負圧、アクセルペダル開度、混合気の空燃比、及びエンジン10の水温や油温等の各種情報が取得される。そして、ECU50は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、及び、スロットルバルブ13等の各種デバイスを制御することによりエンジン10を総合的に制御する。   In the ECU 50, the cylinder is determined from the output of the cam angle sensor 32, and the engine speed is obtained from the output of the crank angle sensor 33. That is, the crank angle sensor 33 corresponds to the rotation speed detecting means described in the claims. Further, in the ECU 50, based on the detection signals input from the various sensors described above, various types such as the intake air amount, the intake pipe negative pressure, the accelerator pedal opening, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, and the water temperature and oil temperature of the engine 10 are provided. Information is acquired. Then, the ECU 50 comprehensively controls the engine 10 by controlling the fuel injection amount, the ignition timing, and various devices such as the throttle valve 13 based on the acquired various pieces of information.

また、ECU50は、クランク角センサ33により取得されたクランク角信号から、エンジン10の気筒毎のクランクシャフト10aの角速度(クランク角速度)を算出して、気筒毎の燃焼変動を検出する。そのため、ECU50は、実角速度取得部51、真角速度取得部52、仮角速度取得部53、差分取得部54、及び、標準偏差取得部55を機能的に備えている。ECU50では、ROMに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、実角速度取得部51、真角速度取得部52、仮角速度取得部53、差分取得部54、及び、標準偏差取得部55の各機能が実現される。   Further, the ECU 50 calculates the angular velocity (crank angular velocity) of the crankshaft 10a for each cylinder of the engine 10 from the crank angle signal acquired by the crank angle sensor 33, and detects the combustion fluctuation for each cylinder. Therefore, the ECU 50 functionally includes a real angular velocity acquisition unit 51, a true angular velocity acquisition unit 52, a provisional angular velocity acquisition unit 53, a difference acquisition unit 54, and a standard deviation acquisition unit 55. In the ECU 50, the program stored in the ROM is executed by the microprocessor, whereby the actual angular velocity acquisition unit 51, the true angular velocity acquisition unit 52, the provisional angular velocity acquisition unit 53, the difference acquisition unit 54, and the standard deviation acquisition unit 55. Each function is realized.

実角速度取得部51は、クランク角センサ33により検出されたクランクシャフト10aの回転位置の時間変化に基づいて、エンジン10の気筒毎に、予め定められた所定区間におけるクランク軸の実角速度を求める。すなわち、実角速度取得部51は、特許請求の範囲に記載の実角速度取得手段として機能する。   The actual angular velocity acquisition unit 51 obtains the actual angular velocity of the crankshaft in a predetermined predetermined section for each cylinder of the engine 10 based on the temporal change in the rotational position of the crankshaft 10 a detected by the crank angle sensor 33. That is, the actual angular velocity acquisition unit 51 functions as an actual angular velocity acquisition unit described in the claims.

その際に、実角速度取得部51は、所定気筒の点火タイミング(図3の例ではBTDC40°)と、該所定気筒よりも点火順序が一つ後の気筒の点火タイミング(図3の例ではBTDC40°)との間で設定された所定区間において、当該所定気筒の実角速度を求める。ここで、各気筒の実角速度を検出する検出区間の一例を図3に示す。図3に示されるように、本実施形態では、BTDC40°CAからBTDC40°CAまでの区間において、各気筒の実角速度ωm,nを算出するように設定した。なお、実角速度ωの添字のmは点火順序を示し、nはnサイクル目の燃焼行程であることを示している。 At that time, the actual angular velocity acquisition unit 51 determines the ignition timing of the predetermined cylinder (BTDC 40 ° in the example of FIG. 3) and the ignition timing of the cylinder one order after the predetermined cylinder (BTDC 40 in the example of FIG. 3). The actual angular velocity of the predetermined cylinder is obtained in a predetermined section set between Here, FIG. 3 shows an example of a detection section for detecting the actual angular velocity of each cylinder. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the actual angular velocity ω m, n of each cylinder is set to be calculated in the section from BTDC 40 ° CA to BTDC 40 ° CA. The suffix m of the actual angular velocity ω indicates the ignition order, and n indicates the combustion stroke of the nth cycle.

ここで、エンジン10の点火順序は、1番気筒(#1)、3番気筒(#3)、2番気筒(#2)、4番気筒(#4)の順になっている。よって、例えば、1番気筒(#1)の角速度ω1,nは、1番気筒(#1)のBTDC40°CAから3番気筒(#3)のBTDC40°CAまでの区間において(すなわち、1番気筒(#1)のBTDC40°CAから3番気筒(#3)のBTDC40°CAまで回転するのに要する時間に基づいて)、求められる。 Here, the ignition order of the engine 10 is in the order of the first cylinder (# 1), the third cylinder (# 3), the second cylinder (# 2), and the fourth cylinder (# 4). Therefore, for example, the angular velocity ω 1, n of the first cylinder (# 1) is in the section from BTDC 40 ° CA of the first cylinder (# 1) to BTDC 40 ° CA of the third cylinder (# 3) (that is, 1 (Based on the time required to rotate from BTDC 40 ° CA of the No. 1 cylinder (# 1) to BTDC 40 ° CA of the No. 3 cylinder (# 3)).

ここで、実角速度取得部51により取得されたクランクシャフト10aの実角速度ωm,nの一例を図4に示す。なお、図4の横軸は時間であり、縦軸は、実角速度ωm,n(rad/s)である。なお、実角速度取得部51により求められたクランク軸の実角速度は、実角速度取得部52に出力される。 Here, an example of the actual angular velocity ω m, n of the crankshaft 10a acquired by the actual angular velocity acquisition unit 51 is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the actual angular velocity ω m, n (rad / s). The actual angular velocity of the crankshaft obtained by the actual angular velocity acquisition unit 51 is output to the actual angular velocity acquisition unit 52.

真角速度取得部52は、実角速度取得部51により求められた所定気筒(m気筒)の実角速度(平均値)、該所定気筒よりも点火順序が一つ前の前気筒(m−1気筒)の実角速度(平均値)、及び、該前気筒の角速度(燃焼圧/燃焼状態)の所定気筒の角速度に対する影響度Xに基づいて、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合(すなわち全気筒が所定気筒と同じ燃焼をしたと仮定した場合)の所定気筒の角速度の平均値を真の角速度として求める(図5参照)。なお、図5は、真の角速度、仮の角速度角、角速度差分、及び速度標準偏差の算出方法を説明するための図である。真角速度取得部52は、特許請求の範囲に記載の真角速度取得手段として機能する。   The true angular velocity acquisition unit 52 is the actual angular velocity (average value) of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained by the actual angular velocity acquisition unit 51, and the previous cylinder (m-1 cylinder) whose ignition order is one before the predetermined cylinder. When it is assumed that there is no combustion fluctuation for each cylinder based on the actual angular velocity (average value) of the cylinder and the degree of influence X of the angular velocity (combustion pressure / combustion state) of the previous cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder (that is, all cylinders) Is calculated as the true angular velocity (see FIG. 5). FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating the true angular velocity, the temporary angular velocity angle, the angular velocity difference, and the velocity standard deviation. The true angular velocity acquisition unit 52 functions as a true angular velocity acquisition unit described in the claims.

より具体的には、まず、真角速度取得部52は、影響度Xを取得する。ここで、影響度Xの取得の仕方について説明する。ECU50のROM等には、エンジン回転数(rpm)とエンジン負荷(g/rev)と影響度Xとの関係を定めたマップ(影響度マップ)が記憶されており、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいてこの影響度マップが検索されることにより影響度Xが取得される。なお、この影響度マップのデータは、例えば、机上シミュレーションやエンジン台上試験(実機実験)によって得ることができる。   More specifically, first, the true angular velocity acquisition unit 52 acquires the influence degree X. Here, how to obtain the influence degree X will be described. The ROM or the like of the ECU 50 stores a map (influence map) that defines the relationship among the engine speed (rpm), the engine load (g / rev), and the influence degree X. The influence degree X is acquired by searching the influence degree map based on the above. The influence map data can be obtained, for example, by a desktop simulation or an engine bench test (actual machine experiment).

そして、真角速度取得部52は、次式(1)に基づいて、所定気筒(m気筒)の真の角速度(平均値)を求める。

Figure 0006002067
なお、真角速度取得部52により求められた所定気筒(m気筒)の真の角速度(平均値)は、仮角速度取得部53に出力される。 And the true angular velocity acquisition part 52 calculates | requires the true angular velocity (average value) of a predetermined cylinder (m cylinder) based on following Formula (1).
Figure 0006002067
The true angular velocity (average value) of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained by the true angular velocity acquisition unit 52 is output to the provisional angular velocity acquisition unit 53.

仮角速度取得部53は、真角速度取得部52により求められた所定気筒(m気筒)の真の角速度(平均値)、前気筒(m−1気筒)の実角速度、及び、影響度Xに基づいて、所定気筒の真の角速度に対して前気筒の角速度(燃焼圧/燃焼状態)の影響を考慮した所定気筒の角速度の平均値(すなわち、m−1気筒の実Pi(燃焼圧)影響を受けたm気筒の角速度の平均値)を仮の角速度として求める。仮角速度取得部53は、特許請求の範囲に記載の仮角速度取得手段として機能する。   The provisional angular velocity acquisition unit 53 is based on the true angular velocity (average value) of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained by the true angular velocity acquisition unit 52, the actual angular velocity of the previous cylinder (m-1 cylinder), and the influence degree X. The average value of the angular velocity of the predetermined cylinder in consideration of the influence of the angular velocity (combustion pressure / combustion state) of the previous cylinder with respect to the true angular velocity of the predetermined cylinder (that is, the actual Pi (combustion pressure) influence of the m-1 cylinder). The average value of the angular velocities of the received m cylinders) is obtained as a temporary angular velocity. The provisional angular velocity acquisition unit 53 functions as provisional angular velocity acquisition means described in the claims.

より具体的には、仮角速度取得部53は、次式(2)に基づいて、所定気筒(m気筒)の仮の角速度(平均値)を求める。

Figure 0006002067
なお、仮角速度取得部53により求められた所定気筒(m気筒)の仮の角速度(平均値)は、差分取得部54に出力される。 More specifically, the provisional angular velocity acquisition unit 53 obtains a provisional angular velocity (average value) of a predetermined cylinder (m cylinder) based on the following equation (2).
Figure 0006002067
The provisional angular velocity (average value) of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained by the provisional angular velocity acquisition unit 53 is output to the difference acquisition unit 54.

差分取得部54は、実角速度取得部51により求められた所定気筒(m気筒)の実の角速度と、仮角速度取得部53により求められた仮の角速度(平均値)との差分を角速度差分として求める。すなわち、差分取得部54は、特許請求の範囲に記載の差分取得手段として機能する。   The difference acquisition unit 54 uses the difference between the actual angular velocity of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained by the actual angular velocity acquisition unit 51 and the provisional angular velocity (average value) obtained by the provisional angular velocity acquisition unit 53 as an angular velocity difference. Ask. That is, the difference acquisition unit 54 functions as a difference acquisition unit described in the claims.

より具体的には、差分取得部54は、次式(3)に基づいて、所定気筒の角速度差分Δωm,nを求める。

Figure 0006002067
なお、差分取得部54により求められた所定気筒(m気筒)の角速度差分Δωm,nは、標準偏差取得部55に出力される。 More specifically, the difference acquisition unit 54 obtains the angular velocity difference Δω m, n of the predetermined cylinder based on the following equation (3).
Figure 0006002067
The angular velocity difference Δω m, n of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained by the difference obtaining unit 54 is output to the standard deviation obtaining unit 55.

標準偏差取得部55は、差分取得部54により求められた角速度差分を用いて、所定気筒(m気筒)における該角速度差分の標準偏差値(角速度標準偏差)、すなわち所定気筒(m気筒)の燃焼変動の指標を求める。標準偏差取得部55は、特許請求の範囲に記載の標準偏差取得手段として機能する。   The standard deviation acquisition unit 55 uses the angular velocity difference obtained by the difference acquisition unit 54, and the standard deviation value (angular velocity standard deviation) of the angular velocity difference in the predetermined cylinder (m cylinder), that is, the combustion of the predetermined cylinder (m cylinder). Find an indicator of change. The standard deviation acquisition unit 55 functions as standard deviation acquisition means described in the claims.

より具体的には、標準偏差取得部55は、次式(4)に基づいて、所定気筒の角速度差分の標準偏差値(角速度標準偏差)σωを求める。なお、データ数Nは、例えば500程度に設定することが好ましい。

Figure 0006002067
More specifically, the standard deviation acquisition unit 55 obtains a standard deviation value (angular velocity standard deviation) σω of an angular velocity difference of a predetermined cylinder based on the following equation (4). Note that the number of data N is preferably set to about 500, for example.
Figure 0006002067

次に、図2を参照しつつ、エンジンの燃焼変動検出装置の動作について説明する。ここで、図2は、エンジンの燃焼変動検出装置による燃焼変動検出処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ECU50において、所定のタイミングで繰り返して実行される。   Next, the operation of the engine combustion fluctuation detection device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of combustion fluctuation detection processing by the engine combustion fluctuation detection device. This process is repeatedly executed in the ECU 50 at a predetermined timing.

ステップS100(実角速度取得ステップ)では、クランク角センサ33により検出されたクランクシャフト10aの回転位置の時間変化に基づいて、エンジン10の気筒毎に、上述した所定区間におけるクランクシャフト10aの実角速度が求められる。   In step S100 (actual angular velocity acquisition step), the actual angular velocity of the crankshaft 10a in the predetermined section described above is determined for each cylinder of the engine 10 based on the temporal change in the rotational position of the crankshaft 10a detected by the crank angle sensor 33. Desired.

次に、ステップS102(真角速度取得ステップ)では、ステップS100において求められた所定気筒(m気筒)の実角速度(平均値)、該所定気筒よりも点火順序が一つ前の前気筒(m−1気筒)の実角速度(平均値)、及び、該前気筒の角速度の所定気筒の角速度に対する影響度Xに基づいて、気筒毎の燃焼変動が無い(すなわち、すべての気筒が同じ燃焼をしたと)と仮定した場合の所定気筒の角速度の平均値が真の角速度として求められる。なお、真の角速度の算出方法については、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。   Next, in step S102 (true angular velocity acquisition step), the actual angular velocity (average value) of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained in step S100, the previous cylinder (m− Based on the actual angular velocity (average value) of one cylinder) and the influence degree X of the angular velocity of the preceding cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder, there is no combustion fluctuation for each cylinder (that is, all the cylinders combusted the same) ) Is obtained as the true angular velocity. Since the true angular velocity calculation method is as described above, detailed description thereof is omitted here.

続いて、ステップS104(仮角速度取得ステップ)では、ステップS102において求められた所定気筒(m気筒)の真の角速度(平均値)、前気筒(m−1気筒)の実角速度、及び、影響度Xに基づいて、所定気筒の真の角速度に対して前気筒の角速度の影響を考慮した所定気筒の角速度の平均値が仮の角速度として求められる。なお、仮の角速度の算出方法については、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。   Subsequently, in step S104 (provisional angular velocity acquisition step), the true angular velocity (average value) of the predetermined cylinder (m cylinder) obtained in step S102, the actual angular velocity of the previous cylinder (m-1 cylinder), and the degree of influence. Based on X, an average value of the angular velocities of the predetermined cylinders in consideration of the influence of the angular velocities of the previous cylinders with respect to the true angular velocities of the predetermined cylinders is obtained as a temporary angular velocity. Note that the provisional angular velocity calculation method is as described above, and a detailed description thereof will be omitted here.

続くステップS106(差分取得ステップ)では、所定気筒(m気筒)の実の角速度と、ステップS104において求められた仮の角速度(平均値)との差分(角速度差分)が求められる。なお、角速度差分の算出方法については、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。   In the subsequent step S106 (difference acquisition step), a difference (angular velocity difference) between the actual angular velocity of the predetermined cylinder (m cylinder) and the temporary angular velocity (average value) obtained in step S104 is obtained. Note that the calculation method of the angular velocity difference is as described above, and thus detailed description thereof is omitted here.

そして、ステップS108(標準偏差取得ステップ)では、ステップS106において求められた角速度差分から、所定気筒(m気筒)における該角速度差分の標準偏差値(角速度標準偏差)が、所定気筒(m気筒)の燃焼変動の指標として求められる。なお、角速度標準偏差の算出方法については、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。   In step S108 (standard deviation acquisition step), from the angular velocity difference obtained in step S106, the standard deviation value (angular velocity standard deviation) of the angular velocity difference in the predetermined cylinder (m cylinder) is determined for the predetermined cylinder (m cylinder). It is calculated as an index of combustion fluctuation. Since the method for calculating the angular velocity standard deviation is as described above, detailed description thereof is omitted here.

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合の所定気筒(m気筒)の角速度(真の角速度)が求められ、該真の角速度に対して、前気筒(m−1気筒)の角速度(すなわち燃焼状態)の所定気筒の角速度に対する影響度Xを考慮した仮の角速度が求められる。そして、実の角速度と仮の角速度との差分(角速度差分)の標準偏差値、すなわち所定気筒の角速度変動(燃焼変動)の指標値が求められる。よって、点火順序が一つ前の気筒の定常的な影響度を考慮して、すなわち燃焼変動を取り除いて、所定気筒の角速度変動(すなわち燃焼変動)を求めることができる。その結果、エンジン10の気筒毎の燃焼変動をより高精度に検出することが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the angular velocity (true angular velocity) of a predetermined cylinder (m cylinder) when it is assumed that there is no combustion fluctuation for each cylinder is obtained. On the other hand, a provisional angular velocity is obtained in consideration of the influence degree X of the angular velocity (that is, the combustion state) of the front cylinder (m−1 cylinder) on the angular velocity of the predetermined cylinder. Then, a standard deviation value of a difference (angular velocity difference) between the actual angular velocity and the temporary angular velocity, that is, an index value of angular velocity fluctuation (combustion fluctuation) of a predetermined cylinder is obtained. Therefore, it is possible to obtain the angular velocity fluctuation (that is, combustion fluctuation) of the predetermined cylinder in consideration of the steady influence of the cylinder whose ignition order is one before, that is, by removing the combustion fluctuation. As a result, the combustion fluctuation for each cylinder of the engine 10 can be detected with higher accuracy.

また、本実施形態によれば、影響度をXとし、及び上記演算式(1)(2)を用いることにより、前気筒(m−1気筒)の角速度の所定気筒(m気筒)の角速度に対する影響度を考慮して、所定気筒の真の角速度、及び仮の角速度を算出することができる。   Further, according to the present embodiment, the influence degree is set to X, and the above formulas (1) and (2) are used, whereby the angular speed of the front cylinder (m-1 cylinder) with respect to the angular speed of the predetermined cylinder (m cylinder). In consideration of the influence degree, the true angular velocity and the temporary angular velocity of the predetermined cylinder can be calculated.

上述したように、エンジン回転数の上昇に伴い、前気筒(m−1気筒)の燃焼期間と所定気筒(m気筒)の燃焼開始時期との間隔が短くなるため、前気筒の燃焼状態(角速度)が所定気筒における角速度の検出結果に与える影響が大きくなることが考えられる。本実施形態によれば、エンジン10の回転数に応じて、上記影響度Xが可変設定されるため、該影響度Xを適切に設定することができる。   As described above, as the engine speed increases, the interval between the combustion period of the front cylinder (m-1 cylinder) and the combustion start timing of the predetermined cylinder (m cylinder) becomes shorter. ) May have a large influence on the detection result of the angular velocity in the predetermined cylinder. According to the present embodiment, the influence degree X is variably set according to the rotational speed of the engine 10, and therefore the influence degree X can be set appropriately.

また、本実施形態によれば、所定気筒(m気筒)の点火タイミング(BTDC40°)と、該所定気筒よりも点火順序が一つ後の気筒(m+1気筒)の点火タイミング(BTDC40°)との間で設定された所定区間において、該所定気筒の実角速度が求められる。そのため、所定気筒の燃焼期間を含み、かつ、後気筒の燃焼期間を含まない区間(すなわち、後気筒の燃焼状態の影響を受けにくい区間)を設定して、所定気筒に対する角速度を検出することができる。よって、該所定気筒の燃焼変動をより精度よく検出することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, the ignition timing (BTDC 40 °) of a predetermined cylinder (m cylinder) and the ignition timing (BTDC 40 °) of a cylinder (m + 1 cylinder) that is one after the predetermined cylinder in ignition sequence. The actual angular velocity of the predetermined cylinder is obtained in a predetermined section set between the two. Therefore, it is possible to set an interval including the combustion period of the predetermined cylinder and not including the combustion period of the rear cylinder (that is, a section that is not easily influenced by the combustion state of the rear cylinder), and to detect the angular velocity with respect to the predetermined cylinder. it can. Therefore, it is possible to detect the combustion fluctuation of the predetermined cylinder with higher accuracy.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、前気筒の角速度の所定気筒の角速度に対する影響度Xを、影響度マップを用いて、エンジン回転数とエンジン負荷とから求めたが、エンジン回転数のみから求めるようにしてもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the influence degree X of the angular speed of the previous cylinder with respect to the angular speed of the predetermined cylinder is obtained from the engine speed and the engine load by using the influence degree map, but is obtained only from the engine speed. Also good.

上記実施形態では、所定気筒(m気筒)の角速度差分を、実の角速度と仮の角速度(平均値)との差分として、上記(3)式に基づいて算出したが、仮の角速度(平均値)を求めることなく、次式(5)に基づいて、直接的に算出する構成としてもよい。

Figure 0006002067
In the above embodiment, the angular velocity difference of the predetermined cylinder (m cylinder) is calculated based on the above equation (3) as the difference between the actual angular velocity and the provisional angular velocity (average value). It is good also as a structure which calculates directly based on following Formula (5), without calculating | requiring.
Figure 0006002067

上記実施形態では、エンジン10として4気筒エンジンを例にして説明したが、エンジン10は4気筒エンジンには限られない。また、クランクシャフト10の角速度を検出する区間は、上記実施形態には限られない。   In the embodiment described above, a four-cylinder engine has been described as an example of the engine 10, but the engine 10 is not limited to a four-cylinder engine. The section for detecting the angular velocity of the crankshaft 10 is not limited to the above embodiment.

上記実施形態では、本発明をポート噴射式のエンジンに適用した場合を例にして説明したが、本発明は、筒内噴射式のエンジン、及び、筒内噴射とポート噴射とを組み合わせたエンジンにも適用することができる。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a port injection type engine has been described as an example. However, the present invention is applied to an in-cylinder injection type engine and an engine that combines in-cylinder injection and port injection. Can also be applied.

10 エンジン
10a クランクシャフト
13 電子制御式スロットルバルブ
17 点火プラグ
21 イグナイタ内蔵型コイル
31 スロットル開度センサ
32 カム角センサ
33 クランク角センサ
33a タイミングロータ
34 水温センサ
35 油温センサ
36 アクセルペダル開度センサ
50 ECU
51 実角速度取得部
52 真角速度取得部
53 仮角速度取得部
54 差分取得部
55 標準偏差取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 10a Crankshaft 13 Electronically controlled throttle valve 17 Spark plug 21 Igniter built-in coil 31 Throttle opening sensor 32 Cam angle sensor 33 Crank angle sensor 33a Timing rotor 34 Water temperature sensor 35 Oil temperature sensor 36 Accelerator pedal opening sensor 50 ECU
51 Real angular velocity acquisition unit 52 True angular velocity acquisition unit 53 Temporary angular velocity acquisition unit 54 Difference acquisition unit 55 Standard deviation acquisition unit

Claims (8)

エンジンのクランク軸の回転位置を検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサにより検出されたクランク軸の回転位置の時間変化に基づいて、前記エンジンの気筒毎に、クランク軸の実角速度を求める実角速度取得手段と、
前記実角速度取得手段により求められた所定気筒の実角速度、該所定気筒よりも点火順序が一つ前の前気筒の実角速度、及び、該前気筒の角速度の前記所定気筒の角速度に対する影響度に基づいて、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合の前記所定気筒の真の角速度を求める真角速度取得手段と、
前記真角速度取得手段により求められた前記所定気筒の真の角速度、前記前気筒の実角速度、及び、前記影響度に基づいて、前記所定気筒の真の角速度に対して前記前気筒の角速度の影響を考慮した前記所定気筒の仮の角速度を求める仮角速度取得手段と、
前記所定気筒の実の角速度と、前記仮角速度取得手段により求められた仮の角速度との角速度差分を求める差分取得手段と、
前記差分取得手段により求められた角速度差分から、前記所定気筒における該角速度差分の標準偏差値を求める標準偏差取得手段と、を備えることを特徴とするエンジンの燃焼変動検出装置。
A crank angle sensor for detecting the rotational position of the crankshaft of the engine;
An actual angular velocity obtaining means for obtaining an actual angular velocity of the crankshaft for each cylinder of the engine based on a change in the rotational position of the crankshaft detected by the crank angle sensor;
The actual angular velocity of the predetermined cylinder obtained by the actual angular velocity acquisition means, the actual angular velocity of the previous cylinder whose firing order is one order before the predetermined cylinder, and the degree of influence of the angular velocity of the previous cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder Based on a true angular velocity obtaining means for obtaining a true angular velocity of the predetermined cylinder when it is assumed that there is no combustion fluctuation for each cylinder,
Based on the true angular velocity of the predetermined cylinder obtained by the true angular velocity acquisition means, the actual angular velocity of the front cylinder, and the influence degree, the influence of the angular velocity of the front cylinder on the true angular velocity of the predetermined cylinder. Provisional angular velocity acquisition means for obtaining a provisional angular velocity of the predetermined cylinder in consideration of
Difference obtaining means for obtaining an angular velocity difference between the actual angular velocity of the predetermined cylinder and the provisional angular velocity obtained by the provisional angular velocity obtaining means;
An engine combustion fluctuation detecting device comprising: standard deviation obtaining means for obtaining a standard deviation value of the angular velocity difference in the predetermined cylinder from the angular velocity difference obtained by the difference obtaining means.
前記真角速度取得手段は、次式(1)に基づいて、前記所定気筒の真の角速度を求め、
Figure 0006002067
ただし、Xは影響度であり、角速度ωの添字mは点火順序を示し、添字nはnサイクル目の燃焼行程であることを示す。
前記仮角速度取得手段は、次式(2)に基づいて、前記所定気筒の仮の角速度を求めることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃焼変動検出装置。
Figure 0006002067
The true angular velocity acquisition means obtains a true angular velocity of the predetermined cylinder based on the following equation (1):
Figure 0006002067
However, X is an influence degree, the subscript m of the angular velocity ω indicates the ignition order, and the subscript n indicates the combustion stroke of the nth cycle.
2. The engine combustion fluctuation detecting apparatus according to claim 1, wherein the provisional angular velocity acquisition unit obtains a provisional angular velocity of the predetermined cylinder based on the following equation (2).
Figure 0006002067
前記影響度は、前記エンジンの回転数に応じて設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの燃焼変動検出装置。   The engine combustion fluctuation detection device according to claim 1 or 2, wherein the influence degree is set according to a rotational speed of the engine. 前記実角速度取得手段は、前記所定気筒の点火タイミングと、該所定気筒よりも点火順序が一つ後の気筒の点火タイミングとの間で設定された所定区間において、当該所定気筒の実角速度を求めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの燃焼変動検出装置。   The actual angular velocity acquisition means obtains the actual angular velocity of the predetermined cylinder in a predetermined section set between the ignition timing of the predetermined cylinder and the ignition timing of the cylinder whose ignition order is one order after the predetermined cylinder. The engine combustion fluctuation detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein クランク角センサにより検出されたクランク軸の回転位置の時間変化に基づいて、エンジンの気筒毎に、クランク軸の実角速度を求める実角速度取得ステップと、
前記実角速度取得ステップにおいて求められた所定気筒の実角速度、該所定気筒よりも点火順序が一つ前の前気筒の実角速度、及び、該前気筒の角速度の前記所定気筒の角速度に対する影響度に基づいて、気筒毎の燃焼変動が無いと仮定した場合の前記所定気筒の真の角速度を求める真角速度取得ステップと、
前記真角速度取得ステップにおいて求められた前記所定気筒の真の角速度、前記前気筒の実角速度、及び、前記影響度に基づいて、前記所定気筒の真の角速度に対して前記前気筒の角速度の影響を考慮した前記所定気筒の仮の角速度を求める仮角速度取得ステップと、
前記所定気筒の実の角速度と、前記仮角速度取得ステップにおいて求められた仮の角速度との角速度差分を求める差分取得ステップと、
前記差分取得ステップにおいて求められた角速度差分から、前記所定気筒における該角速度差分の標準偏差値を求める標準偏差取得ステップと、を備えることを特徴とするエンジンの燃焼変動検出方法。
An actual angular velocity acquisition step for obtaining an actual angular velocity of the crankshaft for each cylinder of the engine based on a temporal change in the rotational position of the crankshaft detected by the crank angle sensor;
The actual angular velocity of the predetermined cylinder obtained in the actual angular velocity acquisition step, the actual angular velocity of the previous cylinder whose firing order is one order earlier than the predetermined cylinder, and the degree of influence of the angular velocity of the previous cylinder on the angular velocity of the predetermined cylinder A true angular velocity acquisition step for obtaining a true angular velocity of the predetermined cylinder when it is assumed that there is no combustion fluctuation for each cylinder,
Based on the true angular velocity of the predetermined cylinder, the actual angular velocity of the previous cylinder, and the influence degree obtained in the true angular velocity acquisition step, the influence of the angular velocity of the front cylinder on the true angular velocity of the predetermined cylinder. A provisional angular velocity acquisition step for obtaining a provisional angular velocity of the predetermined cylinder in consideration of
A difference obtaining step for obtaining an angular velocity difference between the actual angular velocity of the predetermined cylinder and the provisional angular velocity obtained in the provisional angular velocity obtaining step;
And a standard deviation obtaining step for obtaining a standard deviation value of the angular velocity difference in the predetermined cylinder from the angular velocity difference obtained in the difference obtaining step.
前記真角速度取得ステップでは、次式(1)に基づいて、前記所定気筒の真の角速度を求め、
Figure 0006002067
ただし、Xは影響度であり、角速度ωの添字mは点火順序を示し、添字nはnサイクル目の燃焼行程であることを示す。
前記仮角速度取得ステップでは、次式(2)に基づいて、前記所定気筒の仮の角速度を求めることを特徴とする請求項5に記載のエンジンの燃焼変動検出方法。
Figure 0006002067
In the true angular velocity acquisition step, the true angular velocity of the predetermined cylinder is obtained based on the following equation (1):
Figure 0006002067
However, X is an influence degree, the subscript m of the angular velocity ω indicates the ignition order, and the subscript n indicates the combustion stroke of the nth cycle.
6. The engine combustion fluctuation detection method according to claim 5, wherein, in the provisional angular velocity acquisition step, a provisional angular velocity of the predetermined cylinder is obtained based on the following equation (2).
Figure 0006002067
前記影響度は、前記エンジンの回転数に応じて設定されることを特徴とする請求項5又は6に記載のエンジンの燃焼変動検出方法。   The engine combustion fluctuation detection method according to claim 5 or 6, wherein the influence degree is set in accordance with a rotational speed of the engine. 前記実角速度取得ステップでは、前記所定気筒の点火タイミングと、該所定気筒よりも点火順序が一つ後の気筒の点火タイミングとの間で設定された所定区間において、当該所定気筒の実角速度を求めることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載のエンジンの燃焼変動検出方法。
In the actual angular velocity acquisition step, the actual angular velocity of the predetermined cylinder is obtained in a predetermined section set between the ignition timing of the predetermined cylinder and the ignition timing of the cylinder that is one after the predetermined cylinder. The method for detecting combustion fluctuations in an engine according to any one of claims 5 to 7.
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