JP6426324B2 - 過給機のサージング検出方法およびサージング検出装置 - Google Patents
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Description
前記過給機の回転数の時系列的な変化を表す時間変動波形に基づいて、前記過給機のサージング発生時に固有の少なくとも一つの第1ピーク周波数成分に対応する少なくとも一つの第1周波数領域における第1特性量を算出する第1特性量算出ステップと、
前記時間変動波形に基づいて、前記少なくとも一つの第1周波数領域の全てを包摂する第2周波数領域における第2特性量を算出する第2特性量算出ステップと、
前記第1特性量と前記第2特性量との間の関係に基づいて、前記過給機におけるサージングを検出する検出ステップと、を備え、
前記第2周波数領域は、前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分とは異なる周波数成分のうち、前記内燃機関の加減速時に固有の少なくとも一つの第2ピーク周波数をさらに包摂する、
ことを特徴とする。
前記第2特性量として、前記時間変動波形のうち、前記第2周波数領域に含まれる周波数成分の第2振幅の二乗値を各時刻について求め、前記第2振幅の二乗値の時間変化を移動平均演算によって平滑化して得られる第2波形を算出し、
前記検出ステップでは、各時刻における前記第1波形の瞬時振幅と前記第2波形の瞬時振幅との間の比率を各時刻における瞬時振幅比率として算出し、前記瞬時振幅比率が所定の閾値以上となる時間区間においてサージングが発生していると判定する、
ことを特徴とする。
前記第2特性量として、前記時間変動波形を離散フーリエ変換して得られる離散周波数成分に基づいて、前記第2周波数領域に対応する第2POA値を算出し、
前記検出ステップでは、前記第1POA値と前記第2POA値と間の比率を所定の閾値と比較した結果に基づいて、前記過給機におけるサージング発生の有無を判定する、
ことを特徴とする。
第2特性量算出ステップでは、前記内燃機関の回転数に応じて前記少なくとも一つの第1周波数領域が変化するのに対応して、前記第2周波数領域が変化させられる、
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
上記(5)の方法によれば、内燃機関の回転数および負荷に応じて瞬時振幅比率と比較すべき閾値の適切な数値範囲が変動しても、当該回転数および負荷の変動に対応して閾値を変化させることができる。従って、上記(5)の方法によれば、内燃機関の回転数および負荷が変動しても、上記瞬時振幅比率を当該回転数および負荷に応じた適切な閾値と比較することにより、サージングの発生を正しく検出することができる。
ことを特徴とする。
前記第1特性量は、前記時間変動波形を前記第1周波数領域のみを通過させる第1バンドパス・フィルターに入力し、前記第1バンドパス・フィルターの出力信号に対して所定の演算処理を適用することにより算出され、
前記第2特性量は、前記時間変動波形を前記第2周波数領域のみを通過させる第2バンドパス・フィルターに入力し、前記第2バンドパス・フィルターの出力信号に対して所定の演算処理を適用することにより算出される、
ことを特徴とする。
前記過給機の回転数の時系列的な変化を表す時間変動波形に基づいて、前記過給機のサージング発生時に固有の少なくとも一つの第1ピーク周波数成分に対応する少なくとも一つの第1周波数領域における第1特性量を算出する第1特性量算出部と、
前記時間変動波形に基づいて、前記少なくとも一つの第1周波数領域の全てを包摂する第2周波数領域における第2特性量を算出する第2特性量算出部と、
前記第1特性量と前記第2特性量との間の関係に基づいて、前記過給機におけるサージングを検出する検出部と、を備え、
前記第2周波数領域は、前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分とは異なる周波数成分のうち、前記内燃機関の加減速時に固有の少なくとも一つの第2ピーク周波数をさらに包摂する、ことを特徴とする。
回転数計測センサにより前記回転数を各時刻について時系列的に計測して得られる回転数データから前記回転数の時間変動波形を算出する時間変動波形算出部と、
前記時間変動波形のうち、前記第1周波数領域に含まれる周波数成分のみを通過させ、さらに所定の演算を適用することにより、第1特性量を出力する第1バンドパス・フィルターと、
前記時間変動波形のうち、前記第2周波数領域に含まれる周波数成分のみを通過させ、さらに所定の演算を適用することにより、第2特性量を出力する第2バンドパス・フィルターと、
前記過給機のサージング発生時に固有の少なくとも一つの第1ピーク周波数成分が前記内燃機関の回転数に従って変動するのに応じて、前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分に対応する前記第1周波数領域を前記第1バンドパス・フィルターに設定する第1フィルター設定部と、
前記第1フィルター設定部によって設定された前記第1周波数領域を包摂する第2周波数領域を前記第2バンドパス・フィルターに設定する第2フィルター設定部と、
前記第1特性量と前記第2特性量との間の比率を所定の閾値と比較することにより、前記過給機におけるサージングを検出するサージング発生検出部と、を備え、
前記第2周波数領域は、前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分とは異なる周波数成分のうち、前記内燃機関の加減速時に固有の少なくとも一つの第2ピーク周波数をさらに包摂する、ことを特徴とする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
10 吸気通路
10a 吸気マニホールド
12 還流制御弁
12a 還流制御弁開度制御部
12b 還流配管
20 排気通路
20a 排気マニホールド
22 排気浄化フィルター
23 触媒
40 過給機
41 コンプレッサ
42 タービン
43 タービン軸
50 EGR装置
51 EGR用通路
52 EGR用クーラー
62 過給機回転数計測センサ
63 アクセル開度センサ
64 エンジン回転数センサ
110a,110b バンドパス・フィルター
120a,120b 二乗演算回路
130a,130b 移動平均演算回路
140a 第1回路
140b 第2回路
151 下限値設定回路
152 除算回路
153 閾値マップ
154 比較回路
156 FFT演算部
400,500 サージング検出装置
r(t) 過給機の回転数
R(t) エンジン本体の回転数
L(t) エンジン本体の負荷
PR(t) コンプレッサの圧力比
FR(t) 過給機の吸気流量
Claims (8)
- 内燃機関に設けられる過給機のサージングを検出する過給機サージング検出方法であって、
前記過給機の回転数の時系列的な変化を表す時間変動波形に基づいて、前記過給機のサージング発生時に固有の少なくとも一つの第1ピーク周波数成分に対応する少なくとも一つの第1周波数領域における第1特性量を算出する第1特性量算出ステップと、
前記時間変動波形に基づいて、前記少なくとも一つの第1周波数領域を包摂する第2周波数領域における第2特性量を算出する第2特性量算出ステップと、
前記第1特性量と前記第2特性量との間の関係に基づいて、前記過給機におけるサージングを検出する検出ステップと、を備え、
前記第2周波数領域は、前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分とは異なる周波数成分のうち、前記内燃機関の加減速時に固有の少なくとも一つの第2ピーク周波数をさらに包摂する、
ことを特徴とする、過給機サージング検出方法。 - 前記第1特性量算出ステップでは、前記第1特性量として、前記時間変動波形のうち、前記第1周波数領域に含まれる周波数成分の第1振幅の二乗値を各時刻について求め、前記第1振幅の二乗値の時間変化を移動平均演算によって平滑化して得られる第1波形を算出し、
前記第2特性量算出ステップでは、前記第2特性量として、前記時間変動波形のうち、前記第2周波数領域に含まれる周波数成分の第2振幅の二乗値を各時刻について求め、前記第2振幅の二乗値の時間変化を移動平均演算によって平滑化して得られる第2波形を算出し、
前記検出ステップでは、各時刻における前記第1波形の瞬時振幅と前記第2波形の瞬時振幅との間の比率を各時刻における瞬時振幅比率として算出し、前記瞬時振幅比率が所定の閾値以上となる時間区間においてサージングが発生していると判定する、
ことを特徴とする、請求項1記載の過給機サージング検出方法。 - 前記第1特性量算出ステップでは、前記第1特性量として、前記時間変動波形を離散フーリエ変換して得られる離散周波数成分に基づいて、前記第1周波数領域に対応する第1POA値を算出し、
前記第2特性量算出ステップでは、前記第2特性量として、前記時間変動波形を離散フーリエ変換して得られる離散周波数成分に基づいて、前記第2周波数領域に対応する第2POA値を算出し、
前記検出ステップでは、前記第1POA値と前記第2POA値との間の比率を所定の閾値と比較した結果に基づいて、前記過給機におけるサージング発生の有無を判定する、
ことを特徴とする、請求項1記載の過給機サージング検出方法。 - 前記検出ステップでは、前記内燃機関の回転数および負荷に応じて前記所定の閾値を決定する、
ことを特徴とする、請求項2又は3に記載の過給機サージング検出方法。 - 前記検出ステップでは、前記内燃機関の回転数および負荷と前記所定の閾値との対応関係を記述する検索テーブルを検索することによって、前記内燃機関の回転数および負荷に応じて前記所定の閾値を決定する、
ことを特徴とする、請求項4記載の過給機サージング検出方法。 - 前記少なくとも一つの第1周波数領域は、前記内燃機関の回転数に応じて変化する前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分に対応して設定される
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の過給機サージング検出方法。 - 前記時間変動波形は、前記過給機に設けられた回転数計測センサにより前記回転数を各時刻について時系列的に計測して得られる回転数データから算出され、
第1特性量算出ステップでは、前記時間変動波形を前記第1周波数領域のみを通過させる第1バンドパス・フィルターに入力し、前記第1バンドパス・フィルターの出力信号に対して所定の演算処理を適用することにより、前記第1特性量を算出し、
第2特性量算出ステップでは、前記時間変動波形を前記第2周波数領域のみを通過させる第2バンドパス・フィルターに入力し、前記第2バンドパス・フィルターの出力信号に対して所定の演算処理を適用することにより、前記第2特性量を算出する、
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の過給機サージング検出方法。 - 内燃機関に設けられる過給機のサージングを検出する過給機サージング検出装置であって、
前記過給機の回転数の時系列的な変化を表す時間変動波形に基づいて、前記過給機のサージング発生時に固有の少なくとも一つの第1ピーク周波数成分に対応する少なくとも一つの第1周波数領域における第1特性量を算出する第1特性量算出部と、
前記時間変動波形に基づいて、前記少なくとも一つの第1周波数領域の全てを包摂する第2周波数領域における第2特性量を算出する第2特性量算出部と、
前記第1特性量と前記第2特性量との間の関係に基づいて、前記過給機におけるサージングを検出する検出部と、を備え、
前記第2周波数領域は、前記少なくとも一つの第1ピーク周波数成分とは異なる周波数成分のうち、前記内燃機関の加減速時に固有の少なくとも一つの第2ピーク周波数をさらに包摂する、
ことを特徴とする、過給機サージング検出装置。
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