JP6673519B1 - Internal combustion engine state detection system, data analysis device, and vehicle - Google Patents

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Abstract

【課題】失火や気筒間の空燃比のばらつき等の既定の状態の検出精度を向上させた内燃機関の状態検出システムを提供する。【解決手段】制御装置70は、車両に搭載された内燃機関10に適用されて、気筒間の燃焼状態のばらつきを伴う内燃機関10の既定の運転状態を検出する内燃機関の状態検出システムである。制御装置70は、実行装置であるCPU72と記憶装置76とを備えている。記憶装置76は、機械学習によって学習されたパラメータに基づく回転波形変数及び路面状態変数の結合演算により燃焼状態変数の値を出力する検出用写像を規定するデータである写像データ76aを記憶している。CPU72は、回転波形変数及び路面状態変数の値を取得する取得処理、回転波形変数及び路面状態変数のそれぞれの値を入力とした検出用写像の出力値に基づいて内燃機関10が既定の運転状態にあるか否かを判定する判定処理、を実行する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a state detection system for an internal combustion engine in which the detection accuracy of a predetermined state such as misfire or variation in air-fuel ratio among cylinders is improved. A control device 70 is a state detection system for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine 10 mounted on a vehicle and detects a predetermined operating state of the internal combustion engine 10 with variations in combustion states among cylinders. . The control device 70 includes a CPU 72, which is an execution device, and a storage device 76. The storage device 76 stores mapping data 76a that is data that defines a detection mapping that outputs the value of the combustion state variable by combining the rotational waveform variable and the road surface state variable based on the parameters learned by machine learning. . The CPU 72 executes an acquisition process for acquiring the values of the rotation waveform variable and the road surface state variable, and the internal combustion engine 10 has a predetermined operating state based on the output value of the detection map with the respective values of the rotation waveform variable and the road surface state variable as inputs. Determination processing for determining whether or not [Selection diagram] Fig. 1

Description

この発明は車両に搭載された内燃機関において、気筒間の燃焼状態のばらつきを伴う運転状態、例えば失火や空燃比の気筒間のばらつきを検出するための内燃機関の状態検出システム、及び同状態検出システムを構成するデータ解析装置並びに車両に関するものである。   The present invention relates to a state detection system for an internal combustion engine mounted on a vehicle for detecting an operating state accompanied by a variation in combustion state between cylinders, for example, a misfire or an air-fuel ratio between cylinders, and a state detection system for the same. The present invention relates to a data analysis device and a vehicle constituting a system.

内燃機関では、失火や気筒間の空燃比のばらつき等により気筒間の燃焼状態のばらつきが生じるとクランク軸の回転変動が大きくなる。そのため、クランク軸の回転変動パターンに基づいて、失火や気筒間の空燃比のばらつき等を検出することが可能である。例えば特許文献1には、既定周期毎にサンプリングした内燃機関のクランク軸の回転速度の時系列データを入力層に入力し、失火が生じた気筒の情報を出力層から出力するように構成した階層型神経回路モデルを用いて失火を検出する失火検出システムが記載されている。   In the internal combustion engine, when the combustion state among the cylinders varies due to misfire, a variation in the air-fuel ratio between the cylinders, or the like, the rotational fluctuation of the crankshaft increases. Therefore, it is possible to detect a misfire, a variation in the air-fuel ratio between cylinders, and the like, based on the rotation fluctuation pattern of the crankshaft. For example, Patent Literature 1 discloses a hierarchy configured to input time-series data of the rotation speed of a crankshaft of an internal combustion engine sampled at a predetermined cycle to an input layer and output information on a misfired cylinder from an output layer. A misfire detection system for detecting misfire using a neural network model is described.

特開平4−91348号公報JP-A-4-91348

ところで、路面に凹凸がある場合には、車両に振動が生じこの振動がクランク軸に伝達される。すなわち、クランク軸の回転挙動には、路面からの振動が重畳する。そのため、走行中の車両においては、クランク軸の回転変動のパターンに基づく失火等の検出精度が低くなる。   By the way, when the road surface has irregularities, vibration occurs in the vehicle, and this vibration is transmitted to the crankshaft. That is, vibration from the road surface is superimposed on the rotational behavior of the crankshaft. Therefore, in a running vehicle, the detection accuracy of misfire or the like based on the pattern of the rotation fluctuation of the crankshaft decreases.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための内燃機関の状態検出システムは、車両に搭載された内燃機関に適用されて、気筒間の燃焼状態のばらつきを伴う同内燃機関の既定の運転状態を検出する内燃機関の状態検出システムである。この状態検出システムは、各気筒の燃焼トルクの発生期間における前記内燃機関のクランク軸の回転速度の気筒間差に関する情報を含む変数である回転波形変数、及び前記車両が走行している路面の状態に関する変数である路面状態変数を入力とし、気筒間の燃焼状態のばらつき度合いに関する変数である燃焼状態変数を出力とする写像であって、機械学習によって学習されたパラメータに基づく前記回転波形変数及び前記路面状態変数の結合演算により前記燃焼状態変数の値を出力する写像を検出用写像としたとき、前記検出用写像を規定するデータである写像データを記憶した記憶装置と、前記クランク軸の回転挙動を検出するセンサの出力に基づく前記回転波形変数の値を取得するとともに路面の状態を検出するセンサの出力に基づく前記路面状態変数の値を取得する取得処理、及び前記取得処理を通じて取得した前記回転波形変数及び前記路面状態変数のそれぞれの値を入力とした前記検出用写像の出力値に基づいて前記内燃機関が前記既定の運転状態にあるか否かを判定する判定処理、を実行する実行装置と、を備えている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
An internal combustion engine state detection system for solving the above-mentioned problem is applied to an internal combustion engine mounted on a vehicle, and detects a predetermined operating state of the internal combustion engine with variation in combustion state between cylinders. It is a state detection system. The state detection system includes a rotation waveform variable that is a variable including information on a difference between cylinders of a rotation speed of a crankshaft of the internal combustion engine during a generation period of a combustion torque of each cylinder, and a state of a road surface on which the vehicle is traveling. A map in which a road surface state variable, which is a variable related to the input, and a combustion state variable, which is a variable relating to the degree of variation in the combustion state between the cylinders, are output, and the rotational waveform variable and the rotation waveform variable based on a parameter learned by machine learning. When a mapping that outputs the value of the combustion state variable by a joint operation of road surface state variables is used as a detection mapping, a storage device that stores mapping data that is data that defines the detection mapping, and a rotational behavior of the crankshaft. Acquire the value of the rotation waveform variable based on the output of the sensor that detects The internal combustion engine obtains the value of the road surface state variable, and the internal combustion engine based on the output value of the detection map that receives the respective values of the rotational waveform variable and the road surface state variable obtained through the obtaining process. An execution device for executing a determination process of determining whether or not the vehicle is in the predetermined operation state.

各気筒の燃焼状態にばらつきが生じると、各気筒の燃焼トルクに差異が生じるため、各気筒の燃焼トルクの発生期間におけるクランク軸の回転速度に気筒間差が生じる。こうしたクランク軸の回転速度の気筒間差に関する情報は、クランク軸の回転挙動を検出するセンサの出力から取得できる。燃焼トルクの発生期間におけるクランク軸の回転速度の気筒間差が単純に各気筒の燃焼状態のばらつきのみに起因して生じるのであれば、同回転速度の気筒間差に関する情報から、失火や気筒間空燃比インバランスのような気筒間の燃焼状態のばらつきを伴う内燃機関の運転状態を精度良く検出できることになる。これに対して上記構成では、気筒間の燃焼状態のばらつきが燃焼トルクの発生期間のクランク軸の回転速度の気筒間差を生じさせることに鑑み、同回転速度の気筒間差の情報を含む回転波形変数を検出用写像への入力に含めている。   If the combustion state of each cylinder varies, a difference occurs in the combustion torque of each cylinder. Therefore, there is a difference between cylinders in the rotation speed of the crankshaft during the period in which the combustion torque of each cylinder is generated. Such information on the difference in the rotational speed of the crankshaft between the cylinders can be obtained from the output of a sensor that detects the rotational behavior of the crankshaft. If the difference in the rotational speed of the crankshaft between the cylinders during the period in which the combustion torque occurs is simply caused by the variation in the combustion state of each cylinder, the misfire or the cylinder-to-cylinder It is possible to accurately detect the operating state of the internal combustion engine accompanied by the variation in the combustion state between the cylinders, such as the air-fuel ratio imbalance. On the other hand, in the above-described configuration, in consideration of the fact that the variation in the combustion state between the cylinders causes a difference between the cylinders in the rotation speed of the crankshaft during the period during which the combustion torque is generated, the rotation including the information on the difference between the cylinders at the same rotation speed Waveform variables are included in the input to the detection mapping.

また、車両に搭載された内燃機関では、車両が走行している路面に凹凸がある場合には、車両に振動が生じ、この振動がクランク軸に伝達される。そのため、路面の状態はクランク軸の回転挙動に影響を与える。これに対して上記構成では、路面の状態に関する路面状態変数も、検出用写像の入力に含めている。そして、上記構成では、機械学習により学習されたパラメータに基づく回転波形変数及び路面状態変数の結合演算により算出した燃焼状態変数の値に基づき、上記既定の運転状態の発生の有無を判定している。ここでのパラメータは、上記のような回転波形変数及び路面状態変数のそれぞれが様々な値を取るときの上記既定の運転状態の発生の有無に基づき学習できる。そのため、上記構成によれば、車両が走行している路面の状態が与える影響を踏まえたかたちで燃焼状態変数の算出を実施できる。したがって、上記構成によれば、車両に搭載された内燃機関における上記既定の運転状態の検出精度を向上できる。   Also, in an internal combustion engine mounted on a vehicle, when the road surface on which the vehicle is running has irregularities, the vehicle generates vibration, and this vibration is transmitted to the crankshaft. Therefore, the state of the road surface affects the rotation behavior of the crankshaft. On the other hand, in the above configuration, the road surface state variable relating to the road surface state is also included in the input of the detection mapping. In the above configuration, the presence or absence of the above-mentioned predetermined operating state is determined based on the value of the combustion state variable calculated by the combined operation of the rotation waveform variable based on the parameter learned by machine learning and the road surface state variable. . The parameters here can be learned based on whether or not the above-mentioned predetermined operating state has occurred when each of the above-described rotational waveform variables and road surface state variables takes various values. Therefore, according to the above configuration, it is possible to calculate the combustion state variable in consideration of the influence of the state of the road on which the vehicle is traveling. Therefore, according to the above configuration, the detection accuracy of the predetermined operating state in the internal combustion engine mounted on the vehicle can be improved.

上記の状態検出システムは、失火が発生した状態の検出を行うシステムとして構成できる。また、気筒間の空燃比のばらつきが生じた状態の検出を行うシステムとして構成できる。   The above-described state detection system can be configured as a system that detects a state where a misfire has occurred. Further, the present invention can be configured as a system that detects a state in which the air-fuel ratio varies between cylinders.

また、例えば、上記の状態検出システムにおける路面状態変数としては、車両が走行している路面が舗装路であるのか未舗装路であるのかを示す変数を用いることができる。
また、上記状態検出システムの一態様では、前記実行装置は、前記判定処理により前記内燃機関が前記既定の運転状態にあると判定されたときに、ハードウェアを操作して前記既定の運転状態に対処するための対処処理を実行する。対処処理としては、例えば、内燃機関が既定の運転状態にあることを乗員に報知する処理や、既定の運転状態の解消や軽減を図る処理を実行すればよい。
Further, for example, as the road surface state variable in the above-described state detection system, a variable indicating whether the road surface on which the vehicle is traveling is a paved road or an unpaved road can be used.
In one aspect of the state detection system, when the execution device determines that the internal combustion engine is in the predetermined operation state by the determination processing, the execution device operates hardware to switch to the predetermined operation state. Execute the coping process for coping. As the coping process, for example, a process of notifying the occupant that the internal combustion engine is in a predetermined operation state, or a process of eliminating or reducing the predetermined operation state may be performed.

上記状態検出システムの一態様では、前記判定処理は、前記取得処理を通じて取得した前記回転波形変数及び前記路面状態変数の値を入力とする前記検出用写像の出力値である前記燃焼状態変数を算出する出力値算出処理を含み、前記実行装置は、前記車両に搭載された第1実行装置と前記車両とは別の機器に搭載された第2実行装置とを含む。そして、前記第1実行装置は、前記取得処理と、前記出力値算出処理の算出結果に基づく信号を受信する車両側受信処理と、を実行する。そして、前記第2実行装置は、前記出力値算出処理と、前記出力値算出処理の算出結果に基づく信号を前記車両に送信する外部側送信処理と、を実行する。   In one aspect of the state detection system, the determination process calculates the combustion state variable which is an output value of the detection mapping to which the values of the rotational waveform variable and the road surface state variable acquired through the acquisition process are input. The execution device includes a first execution device mounted on the vehicle and a second execution device mounted on a device different from the vehicle. Then, the first execution device executes the acquisition process and a vehicle-side reception process of receiving a signal based on a calculation result of the output value calculation process. The second execution device executes the output value calculation process and an external transmission process of transmitting a signal based on a calculation result of the output value calculation process to the vehicle.

こうした場合、演算負荷が高い出力値算出処理が車両とは別の機器で行われることになる。そのため、車両側の演算負荷を軽減できる。なお、こうした場合の状態検出システムを構成するものとして、上記第2実行装置及び上記記憶装置を備えるデータ解析装置や第1実行装置を備える車両が考えられる。   In such a case, the output value calculation processing with a high calculation load is performed by a device different from the vehicle. Therefore, the calculation load on the vehicle can be reduced. As a component of the state detection system in such a case, a data analysis device including the second execution device and the storage device and a vehicle including the first execution device can be considered.

第1実施形態の状態検出システム及び適用対象となる内燃機関を搭載した車両の駆動系の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a drive system of a vehicle equipped with a state detection system and an internal combustion engine to which the first embodiment is applied. 同実施形態における失火検出処理の手順を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a procedure of a misfire detection process in the embodiment. 同実施形態における路面状態変数の算出処理の手順を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a procedure of a road surface state variable calculation process in the embodiment. 第2実施形態の状態検出システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the state detection system of 2nd Embodiment. (a)及び(b)は、第2実施形態の状態検出システムが実行する処理の手順を示すフローチャート。9A and 9B are flowcharts illustrating a procedure of a process executed by the state detection system according to the second embodiment. 第3実施形態における失火検出処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a misfire detection process according to the third embodiment. 第3実施形態における写像の入力変数を示すタイムチャート。13 is a time chart showing mapping input variables in the third embodiment. (a)及び(b)は、第4実施形態の状態検出システムが実行する処理の手順を示すフローチャート。13A and 13B are flowcharts illustrating a procedure of a process executed by the state detection system according to the fourth embodiment. 第5実施形態におけるインバランス検出処理の手順を示すフローチャート。15 is a flowchart illustrating a procedure of an imbalance detection process according to the fifth embodiment. 第5実施形態におけるインバランスへの対処処理の手順を示すフローチャート。15 is a flowchart illustrating a procedure of an imbalance handling process according to the fifth embodiment. (a)及び(b)は、第6実施形態の状態検出システムが実行する処理の手順を示すフローチャート。(A) And (b) is a flowchart which shows the procedure of the process which the state detection system of 6th Embodiment performs.

(第1実施形態)
以下、内燃機関の状態検出システムの第1実施形態を、図1〜図3を参照して説明する。
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a state detection system for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.

図1に示す車両VCに搭載された内燃機関10において、吸気通路12には、スロットルバルブ14が設けられている。吸気通路12から吸入された空気は、吸気バルブ16が開弁することによって各気筒#1〜#4の燃焼室18に流入する。内燃機関10においては燃焼室18に露出するようにして、燃料を噴射する燃料噴射弁20と、火花放電を生じさせる点火装置22とが設けられている。燃焼室18において、空気と燃料との混合気は、燃焼に供され、燃焼によって生じたエネルギは、クランク軸24の回転エネルギとして取り出される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ26の開弁に伴って、排気として、排気通路28に排出される。排気通路28には、酸素吸蔵能力を有した触媒30が設けられている。排気通路28は、EGR通路32を介して吸気通路12に連通されている。EGR通路32には、その流路断面積を調整するEGRバルブ34が設けられている。   In the internal combustion engine 10 mounted on the vehicle VC shown in FIG. 1, a throttle valve 14 is provided in the intake passage 12. The air sucked from the intake passage 12 flows into the combustion chambers 18 of the cylinders # 1 to # 4 when the intake valve 16 opens. The internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 20 that injects fuel so as to be exposed to the combustion chamber 18 and an ignition device 22 that generates spark discharge. In the combustion chamber 18, a mixture of air and fuel is provided for combustion, and energy generated by the combustion is taken out as rotational energy of the crankshaft 24. The air-fuel mixture supplied to the combustion is discharged to the exhaust passage 28 as exhaust gas with the opening of the exhaust valve 26. A catalyst 30 having oxygen storage capacity is provided in the exhaust passage 28. The exhaust passage 28 communicates with the intake passage 12 via an EGR passage 32. The EGR passage 32 is provided with an EGR valve 34 for adjusting the cross-sectional area of the passage.

クランク軸24の回転動力は、吸気側バルブタイミング可変装置40を介して吸気側カム軸42に伝達される一方、排気側バルブタイミング可変装置44を介して排気側カム軸46に伝達される。吸気側バルブタイミング可変装置40は、吸気側カム軸42とクランク軸24との相対的な回転位相差を変更する。排気側バルブタイミング可変装置44は、排気側カム軸46とクランク軸24との相対的な回転位相差を変更する。   The rotational power of the crankshaft 24 is transmitted to the intake-side camshaft 42 via the intake-side variable valve timing device 40 and is transmitted to the exhaust-side camshaft 46 via the exhaust-side variable valve timing device 44. The variable intake-side valve timing device 40 changes the relative rotational phase difference between the intake-side camshaft 42 and the crankshaft 24. The exhaust-side variable valve timing device 44 changes a relative rotational phase difference between the exhaust-side camshaft 46 and the crankshaft 24.

内燃機関10のクランク軸24には、トルクコンバータ60を介して変速装置64の入力軸66が連結可能となっている。トルクコンバータ60は、ロックアップクラッチ62を備えており、ロックアップクラッチ62が締結状態となることにより、クランク軸24と入力軸66とが連結される。変速装置64の出力軸68には、駆動輪69が機械的に連結されている。なお、本実施形態では、変速装置64は、1速から6速までの変速比を変更可能な有段変速装置である。   An input shaft 66 of a transmission 64 can be connected to the crankshaft 24 of the internal combustion engine 10 via a torque converter 60. The torque converter 60 includes a lock-up clutch 62. When the lock-up clutch 62 is engaged, the crankshaft 24 and the input shaft 66 are connected. A drive wheel 69 is mechanically connected to an output shaft 68 of the transmission 64. In the present embodiment, the transmission 64 is a stepped transmission that can change the speed ratio from the first speed to the sixth speed.

クランク軸24には、クランク軸24の複数個(ここでは、34個)の回転角度のそれぞれを示す歯部52が設けられたクランクロータ50が結合されている。クランクロータ50には、基本的には、10°CA間隔で歯部52が設けられているものの、隣接する歯部52間の間隔が30°CAとなる箇所である欠け歯部54が1箇所設けられている。これは、クランク軸24の基準となる回転角度を示すためのものである。   The crankshaft 24 is coupled to a crank rotor 50 provided with a tooth portion 52 indicating each of a plurality of rotation angles (here, 34 rotation angles) of the crankshaft 24. Basically, the crank rotor 50 is provided with the tooth portions 52 at intervals of 10 ° CA, but has one missing tooth portion 54 where the interval between adjacent tooth portions 52 is 30 ° CA. Is provided. This is for indicating the reference rotation angle of the crankshaft 24.

制御装置70は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分比率等を制御するために、スロットルバルブ14や、燃料噴射弁20、点火装置22、EGRバルブ34、吸気側バルブタイミング可変装置40、排気側バルブタイミング可変装置44を操作する。なお、図1には、スロットルバルブ14、燃料噴射弁20、点火装置22、EGRバルブ34、吸気側バルブタイミング可変装置40、排気側バルブタイミング可変装置44のそれぞれの操作信号MS1〜MS6を記載している。   The control device 70 controls the internal combustion engine 10 and controls a throttle valve 14, a fuel injection valve 20, an ignition device 22, an EGR valve 34, an intake side The variable valve timing device 40 and the variable exhaust valve timing device 44 are operated. FIG. 1 shows operation signals MS1 to MS6 of the throttle valve 14, the fuel injection valve 20, the ignition device 22, the EGR valve 34, the intake-side valve timing variable device 40, and the exhaust-side valve timing variable device 44, respectively. ing.

制御装置70は、制御量の制御に際し、上記歯部52間の角度間隔毎、すなわち欠け歯部54を除き10°CA毎のパルスを出力するクランク角センサ80の出力信号Scrや、エアフローメータ82によって検出される吸入空気量Ga、触媒30の上流側に設けられた空燃比センサ83の検出値である上流側検出値Afuを参照する。また制御装置70は、水温センサ84によって検出される内燃機関10の冷却水の温度である水温THWや、シフト位置センサ86によって検出される変速装置64のシフト位置Sft、加速度センサ88によって検出される車両VCの上下方向の加速度Daccを参照する。   In controlling the control amount, the control device 70 outputs an output signal Scr of the crank angle sensor 80 that outputs a pulse at every 10 ° CA except for the angular interval between the tooth portions 52, that is, excluding the toothless portion 54, and an air flow meter 82. And the upstream detection value Afu which is a detection value of the air-fuel ratio sensor 83 provided on the upstream side of the catalyst 30. The control device 70 detects the coolant temperature THW, which is the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 detected by the coolant temperature sensor 84, the shift position Sft of the transmission 64 detected by the shift position sensor 86, and the acceleration sensor 88. The vertical acceleration Dacc of the vehicle VC is referred to.

制御装置70は、CPU72と、ROM74と、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置76と、周辺回路77と、を備え、それらがローカルネットワーク78によって通信可能とされたものである。なお、周辺回路77は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。   The control device 70 includes a CPU 72, a ROM 74, a storage device 76, which is an electrically rewritable nonvolatile memory, and a peripheral circuit 77, which can be communicated by a local network 78. Note that the peripheral circuit 77 includes a circuit that generates a clock signal that defines an internal operation, a power supply circuit, a reset circuit, and the like.

制御装置70は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72が実行することによって、上記制御量の制御を実行する。また、制御装置70は、内燃機関10の失火の有無を判定する処理を実行する。すなわち、本実施形態では、失火が発生している運転状態が既定の運転状態であり、こうした失火の有無の検出を行う制御装置70が状態検出システムに対応する。   The control device 70 controls the control amount by causing the CPU 72 to execute a program stored in the ROM 74. Further, the control device 70 executes a process of determining whether or not the internal combustion engine 10 has misfired. That is, in the present embodiment, the operating state in which a misfire has occurred is the default operating state, and the control device 70 that detects the presence or absence of such a misfire corresponds to a state detection system.

図2に失火の有無の検出を行う失火検出処理の手順を示す。図2に示す失火検出処理は、図1に示すROM74に記憶されたプログラム74aである失火検出プログラムをCPU72が例えば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。   FIG. 2 shows a procedure of a misfire detection process for detecting the presence or absence of a misfire. The misfire detection process shown in FIG. 2 is realized by the CPU 72 repeatedly executing a misfire detection program, which is the program 74a stored in the ROM 74 shown in FIG. 1, at a predetermined cycle, for example. In the following, a step number of each process is represented by a number preceded by “S”.

図2に示す一連の処理において、CPU72は、まず、微小回転時間T30(1),T30(2),…T30(24)を取得する(S10)。微小回転時間T30は、CPU72により、クランク角センサ80の出力信号Scrに基づき、クランク軸24が30°CA回転するのに要する時間を計時することによって算出される。ここで、微小回転時間T30(1),T30(2)等、カッコの中の数字が異なる場合、1燃焼サイクルである720°CA内の異なる回転角度間隔であることを示す。すなわち、微小回転時間T30(1)〜T30(24)は、720°CAの回転角度領域を30°CAで等分割した各角度間隔における回転時間を示す。   In the series of processes shown in FIG. 2, the CPU 72 first acquires the minute rotation times T30 (1), T30 (2),... T30 (24) (S10). The minute rotation time T30 is calculated by the CPU 72 measuring the time required for the crankshaft 24 to rotate by 30 ° CA based on the output signal Scr of the crank angle sensor 80. Here, when the numbers in parentheses such as the minute rotation times T30 (1) and T30 (2) are different, it indicates that the rotation angle intervals are different within 720 ° CA which is one combustion cycle. That is, the minute rotation times T30 (1) to T30 (24) indicate the rotation time at each angular interval obtained by equally dividing the rotation angle area of 720 ° CA by 30 ° CA.

詳しくは、CPU72は、出力信号Scrに基づき30°CAだけ回転した時間を計時し、これをフィルタ処理前時間NF30とする。次にCPU72は、フィルタ処理前時間NF30を入力とするデジタルフィルタ処理を施すことによって、フィルタ処理後時間AF30を算出する。そしてCPU72は、所定期間における、例えば720°CAにおけるフィルタ処理後時間AF30の極大値と極小値との差が「1」となるようフィルタ処理後時間AF30を正規化することによって、微小回転時間T30を算出する。   More specifically, the CPU 72 counts the time of rotation by 30 ° CA based on the output signal Scr, and sets the time as the pre-filter processing time NF30. Next, the CPU 72 calculates a post-filter processing time AF30 by performing digital filter processing using the pre-filter processing time NF30 as an input. Then, the CPU 72 normalizes the post-filtering time AF30 such that the difference between the maximum value and the minimum value of the post-filtering time AF30 at 720 ° CA, for example, at 720 ° CA becomes “1”, thereby obtaining the minute rotation time T30. Is calculated.

次にCPU72は、回転速度NE及び充填効率η、そして、点火時期aigや、空燃比の目標値Af*、EGR率Regr、水温THW、シフト位置Sft、路面状態変数SRを取得する(S12a)。   Next, the CPU 72 acquires the rotation speed NE and the charging efficiency η, the ignition timing aig, the target value Af * of the air-fuel ratio, the EGR rate Regr, the water temperature THW, the shift position Sft, and the road surface state variable SR (S12a).

ここで、回転速度NEは、CPU72によりクランク角センサ80の出力信号Scrに基づき算出され、充填効率ηは、CPU72により回転速度NE及び吸入空気量Gaに基づき算出される。なお、回転速度NEは、圧縮上死点の出現間隔、すなわち本実施形態では180°CAよりも大きい角度間隔だけクランク軸24が回転する際の回転速度の平均値である。なお、回転速度NEは、クランク軸24の1回転以上の回転角度だけクランク軸24が回転する際の回転速度の平均値とすることが望ましい。なお、ここでの平均値は、単純平均に限らず、例えば、指数移動平均処理でもよく、1回転以上の回転角度だけクランク軸24が回転する際の例えば微小回転時間T30等の複数のサンプリング値によって算出されるものとする。また、充填効率ηは、燃焼室18内に充填される空気量を定めるパラメータである。また、EGR率Regrは、吸気通路12に流入する流体に占めるEGR通路32から吸気通路12に流入する流体の割合である。また、路面状態変数SRは、加速度Daccに基づきCPU72によって算出されるパラメータであり、例えば、車両VCが走行している路面に起伏が多い場合と少ない場合とで異なる2値の値をとりうる変数とすればよい。   Here, the rotation speed NE is calculated by the CPU 72 based on the output signal Scr of the crank angle sensor 80, and the charging efficiency η is calculated by the CPU 72 based on the rotation speed NE and the intake air amount Ga. The rotation speed NE is the average value of the rotation speed of the crankshaft 24 when the compression top dead center appears, that is, in the present embodiment, the crankshaft 24 rotates by an angle interval larger than 180 ° CA. It is desirable that the rotation speed NE be an average value of the rotation speed when the crankshaft 24 rotates by a rotation angle equal to or more than one rotation of the crankshaft 24. Here, the average value is not limited to the simple average, and may be, for example, an exponential moving average process, and may be a plurality of sampling values such as a minute rotation time T30 when the crankshaft 24 rotates by one or more rotation angles. Shall be calculated by The charging efficiency η is a parameter that determines the amount of air charged into the combustion chamber 18. The EGR rate Regr is a ratio of the fluid flowing into the intake passage 12 from the EGR passage 32 to the fluid flowing into the intake passage 12. The road surface state variable SR is a parameter calculated by the CPU 72 based on the acceleration Dacc. For example, a variable that can take two different values depending on whether the road on which the vehicle VC is traveling has a lot of undulations and a small amount of undulations. And it is sufficient.

なお、本実施形態では、路面状態変数SRが「0」である場合には車両VCが走行している路面が舗装路であることを示し、路面状態変数SRが「1」である場合には車両VCが走行している路面が未舗装路であることを示す。ちなみに、路面状態変数SRの算出処理は、図3に示す処理を通じて行う。図3に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72が例えば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。   In the present embodiment, when the road surface state variable SR is “0”, it indicates that the road surface on which the vehicle VC is traveling is a paved road, and when the road surface state variable SR is “1”, The road surface on which the vehicle VC is traveling is an unpaved road. Incidentally, the calculation processing of the road surface state variable SR is performed through the processing shown in FIG. The process illustrated in FIG. 3 is realized by the CPU 72 repeatedly executing the program stored in the ROM 74 at a predetermined cycle, for example.

図3に示す一連の処理において、CPU72は、まず、加速度Daccを取得する(S30)。次にCPU72は、路面状態変数SRが「1」であるか否かを判定する(S32)。CPU72は、路面状態変数SRが「0」であると判定する場合(S32:NO)、加速度Daccの変化量ΔDaccの絶対値が所定値ΔDH以上である状態が所定時間継続したか否かを判定する(S34)。ここで、変化量ΔDaccは、加速度Daccの前回値と今回値との差とすればよい。この処理は、車両VCが走行している路面が舗装路であるか否かを判定する処理である。CPU72は、所定時間継続したと判定する場合(S34:YES)、路面状態変数SRに「1」を代入して路面状態変数SRを更新する(S36)。そして、CPU72は、この一連の処理を一旦終了する。   In the series of processes shown in FIG. 3, the CPU 72 first obtains the acceleration Dacc (S30). Next, the CPU 72 determines whether or not the road surface state variable SR is “1” (S32). When determining that the road surface state variable SR is “0” (S32: NO), the CPU 72 determines whether or not the state in which the absolute value of the variation ΔDacc of the acceleration Dacc is equal to or more than the predetermined value ΔDH has continued for a predetermined time. (S34). Here, the change amount ΔDacc may be a difference between the previous value and the current value of the acceleration Dacc. This process is a process for determining whether or not the road on which the vehicle VC is traveling is a paved road. When determining that the predetermined time has elapsed (S34: YES), the CPU 72 substitutes "1" for the road surface state variable SR and updates the road surface state variable SR (S36). Then, the CPU 72 once ends this series of processing.

これに対しCPU72は、路面状態変数SRが「1」であると判定する場合(S32:YES)、加速度Daccの変化量ΔDaccの絶対値が規定値ΔDL(<ΔDH)以下となる状態が所定時間継続したか否かを判定する(S40)。そしてCPU72は、所定時間継続したと判定する場合(S40:YES)、路面状態変数SRに「0」を代入して路面状態変数SRを更新する(S42)。そして、CPU72は、この一連の処理を一旦終了する。   On the other hand, when the CPU 72 determines that the road surface state variable SR is “1” (S32: YES), the state in which the absolute value of the change amount ΔDacc of the acceleration Dacc becomes equal to or smaller than the specified value ΔDL (<ΔDH) for a predetermined time period It is determined whether or not it has been continued (S40). Then, when determining that the predetermined time has been maintained (S40: YES), the CPU 72 updates the road surface state variable SR by substituting “0” into the road surface state variable SR (S42). Then, the CPU 72 once ends this series of processing.

なお、CPU72は、S34,S40の処理において否定判定する場合(S34:NO,S40:NO)、路面状態変数SRを更新せずにそのままこの一連の処理を一旦終了する。   When the CPU 72 makes a negative determination in the processing of S34 and S40 (S34: NO, S40: NO), the series of processing is temporarily ended without updating the road surface state variable SR.

S12aにおいて、回転速度NE、充填効率η、点火時期aig、目標値Af*、EGR率Regr、水温THW、シフト位置Sft、路面状態変数SRを取得すると、図2に示すように、CPU72は、失火が生じた確率を算出するための写像の入力変数x(1)〜x(32)に、S10,S12aの処理によって取得した値を代入する(S14a)。詳しくは、CPU72は、「s=1〜24」として、入力変数x(s)に微小回転時間T30(s)を代入する。すなわち、入力変数x(1)〜x(24)は、微小回転時間T30の時系列データとなる。本実施形態では、この微小回転時間T30の時系列データが回転波形変数に相当する。また、CPU72は、入力変数x(25)に回転速度NEを代入し、入力変数x(26)に充填効率ηを代入する。また、入力変数x(27)〜x(32)には、点火時期aig、目標値Af*、EGR率Regr、水温THW、シフト位置Sft、路面状態変数SRを代入する。   In S12a, when the rotation speed NE, the charging efficiency η, the ignition timing aig, the target value Af *, the EGR rate Regr, the water temperature THW, the shift position Sft, and the road surface state variable SR are acquired, as shown in FIG. The values obtained by the processing of S10 and S12a are substituted into input variables x (1) to x (32) of the mapping for calculating the probability of occurrence of (S14a). More specifically, the CPU 72 sets “s = 1 to 24” and substitutes the minute rotation time T30 (s) for the input variable x (s). That is, the input variables x (1) to x (24) are time-series data of the minute rotation time T30. In the present embodiment, the time series data of the minute rotation time T30 corresponds to a rotation waveform variable. Further, the CPU 72 substitutes the rotation speed NE into the input variable x (25) and substitutes the charging efficiency η into the input variable x (26). Also, the ignition timing aig, the target value Af *, the EGR rate Regr, the water temperature THW, the shift position Sft, and the road surface state variable SR are substituted for the input variables x (27) to x (32).

ここで、点火時期aig、目標値Af*、EGR率Regrは、内燃機関10の操作部の操作によって燃焼室18における混合気の燃焼速度を調整する調整変数である。すなわち、点火時期aigは、操作部としての点火装置22の操作量であり、点火装置22の操作によって燃焼速度を調整する調整変数である。目標値Af*は、操作部としての燃料噴射弁20を操作することによって燃焼速度を調整する調整変数である。EGR率Regrは、操作部としてのEGRバルブ34を操作することによって燃焼速度を調整する調整変数である。これら調整変数を入力変数xにするのは、混合気の燃焼速度によってクランク軸24の挙動が変化することから、失火した場合のクランク軸24の回転挙動も、失火をしていないときの混合気の燃焼速度によって変化する傾向があることに鑑みたものである。   Here, the ignition timing aig, the target value Af *, and the EGR rate Regr are adjustment variables for adjusting the combustion speed of the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 by operating the operation unit of the internal combustion engine 10. That is, the ignition timing aig is an operation amount of the ignition device 22 as an operation unit, and is an adjustment variable for adjusting the combustion speed by operating the ignition device 22. The target value Af * is an adjustment variable for adjusting the combustion speed by operating the fuel injection valve 20 as an operation unit. The EGR rate Regr is an adjustment variable for adjusting the combustion speed by operating the EGR valve 34 as an operation unit. The reason why these adjustment variables are set as the input variables x is that the behavior of the crankshaft 24 changes depending on the combustion speed of the air-fuel mixture. This is in view of the fact that it tends to change depending on the combustion speed of the fuel.

一方、水温THWは、内燃機関10の状態変数であり、特に、ピストンとシリンダとの摩擦等、摺動部の摩擦を変化させるパラメータである。水温THWによってもクランク軸24の回転挙動が変化することに鑑み、本実施形態では、水温THWを入力変数xにする。   On the other hand, the water temperature THW is a state variable of the internal combustion engine 10, and particularly a parameter that changes the friction of the sliding portion, such as the friction between the piston and the cylinder. In view of the fact that the rotation behavior of the crankshaft 24 changes depending on the water temperature THW, the water temperature THW is set as the input variable x in the present embodiment.

また、シフト位置Sftは、クランク軸24に連結される駆動系装置の状態変数である。シフト位置Sftが異なるもの同士では、クランク軸24から駆動輪69までの慣性定数が互いに異なることから、クランク軸24の回転挙動が異なったものとなることに鑑み、シフト位置Sftを入力変数xにする。   The shift position Sft is a state variable of the drive system connected to the crankshaft 24. Since the shift positions Sft differ from each other, since the inertia constants from the crankshaft 24 to the drive wheels 69 are different from each other, the shift behavior of the crankshaft 24 is different, so that the shift position Sft is set to the input variable x. I do.

また、路面に凹凸があると、車両VCに振動が生じ、この振動はクランク軸24へと伝達される。このため、路面の状態によって、クランク軸24の回転挙動が異なったものとなることから、本実施形態では、路面状態変数SRを入力変数xにする。   Also, if the road surface has irregularities, vibration occurs in the vehicle VC, and this vibration is transmitted to the crankshaft 24. For this reason, since the rotation behavior of the crankshaft 24 differs depending on the road surface state, the road surface state variable SR is set as the input variable x in the present embodiment.

次にCPU72は、図1に示す記憶装置76に記憶された写像データ76aによって規定される写像に入力変数x(1)〜x(32)を入力することによって、気筒#i(i=1〜4)において失火が生じた確率P(i)を、燃焼状態変数として算出する(S16a)。写像データ76aは、S10の処理によって取得された微小回転時間T30(1)〜T30(24)に対応する期間において気筒#iで失火が生じた確率P(i)を出力可能な写像を規定するデータである。ここで、確率P(i)は、入力変数x(1)〜x(32)に基づき、実際に失火が生じたことのもっともらしさの大小を定量化したものである。ただし、本実施形態においては、気筒#iにおいて失火が生じた確率P(i)の最大値は、「1」よりも小さく、最小値は「0」よりも大きい値となる。すなわち、本実施形態において、確率P(i)は、実際に失火が生じたことのもっともらしさの大小を「0」よりも大きく「1」よりも小さい所定領域内で連続的な値として定量化したものである。   Next, the CPU 72 inputs the input variables x (1) to x (32) into the mapping defined by the mapping data 76a stored in the storage device 76 shown in FIG. The probability P (i) of misfire in 4) is calculated as a combustion state variable (S16a). The mapping data 76a defines a mapping that can output the probability P (i) of the misfire occurring in the cylinder #i during the period corresponding to the minute rotation times T30 (1) to T30 (24) acquired by the process of S10. Data. Here, the probability P (i) quantifies the plausibility of the fact that a misfire has actually occurred based on the input variables x (1) to x (32). However, in the present embodiment, the maximum value of the probability P (i) that misfire has occurred in the cylinder #i is smaller than “1”, and the minimum value is larger than “0”. That is, in the present embodiment, the probability P (i) is quantified as a continuous value within a predetermined area larger than “0” and smaller than “1”, indicating the degree of plausibility that an actual misfire has occurred. It was done.

本実施形態において、この写像は、中間層が1層のニューラルネットワークと、ニューラルネットワークの出力を規格化することによって、失火が生じた確率P(1)〜P(4)の和を「1」とするためのソフトマックス関数とによって構成されている。上記ニューラルネットワークは、入力側係数wFjk(j=0〜n,k=0〜32)と、入力側係数wFjkによって規定される線形写像である入力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する入力側非線形写像としての活性化関数h(x)を含む。本実施形態では、活性化関数h(x)として、ハイパボリックタンジェント「tanh(x)」を例示する。また、上記ニューラルネットワークは、出力側係数wSij(i=1〜4,j=0〜n)と、出力側係数wSijによって規定される線形写像である出力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する出力側非線形写像としての活性化関数f(x)を含む。本実施形態では、活性化関数f(x)として、ハイパボリックタンジェント「tanh(x)」を例示する。なお、値nは、中間層の次元を示すものである。本実施形態において、値nは、入力変数xの次元(ここでは、32次元)よりも小さい。また、入力側係数wFj0は、バイアスパラメータであり、入力変数x(0)を「1」と定義することによって、入力変数x(0)の係数となっている。また、出力側係数wSi0は、バイアスパラメータであり、これには「1」が乗算されるものとする。これは例えば、「wF00・x(0)+wF01・x(1)+…」を恒等的に無限大と定義することによって実現できる。   In the present embodiment, the mapping is such that the sum of the probabilities P (1) to P (4) at which a misfire has occurred is “1” by normalizing the output of the neural network and the neural network having one hidden layer. And a softmax function for The above-mentioned neural network performs an input-side conversion on each of an input-side coefficient wFjk (j = 0 to n, k = 0 to 32) and an output of an input-side linear mapping which is a linear mapping defined by the input-side coefficient wFjk. It includes the activation function h (x) as a non-linear mapping. In the present embodiment, a hyperbolic tangent “tanh (x)” is exemplified as the activation function h (x). Further, the neural network nonlinearly converts each of the output-side coefficient wSij (i = 1 to 4, j = 0 to n) and the output of the output-side linear mapping which is a linear mapping defined by the output-side coefficient wSij. An activation function f (x) as an output-side nonlinear mapping is included. In the present embodiment, the hyperbolic tangent “tanh (x)” is exemplified as the activation function f (x). The value n indicates the dimension of the intermediate layer. In the present embodiment, the value n is smaller than the dimension of the input variable x (here, 32 dimensions). The input-side coefficient wFj0 is a bias parameter, and is a coefficient of the input variable x (0) by defining the input variable x (0) as “1”. The output-side coefficient wSi0 is a bias parameter, which is multiplied by “1”. This can be realized, for example, by defining “wF00 · x (0) + wF01 · x (1) +.

詳しくは、CPU72は、入力側係数wFjk、出力側係数wSij及び活性化関数h(x),f(x)によって規定されるニューラルネットワークの出力である確率原型y(i)を算出する。確率原型y(i)は、気筒#iにおいて失火が生じた確率と正の相関を有するパラメータである。そして、CPU72は、確率原型y(1)〜y(4)を入力とするソフトマックス関数の出力によって、気筒#iにおいて失火が生じた確率P(i)を算出する。なお、以下の説明では、こうした写像を検出用写像と記載する。   Specifically, the CPU 72 calculates a probability prototype y (i) which is an output of the neural network defined by the input coefficient wFjk, the output coefficient wSij, and the activation functions h (x) and f (x). The probability prototype y (i) is a parameter having a positive correlation with the probability of misfire in cylinder #i. Then, the CPU 72 calculates the probability P (i) that a misfire has occurred in the cylinder #i based on the output of the softmax function having the probability prototypes y (1) to y (4) as inputs. In the following description, such a mapping is referred to as a detection mapping.

次にCPU72は、失火が生じた確率P(1)〜P(4)のうちの最大値P(m)が閾値Pth以上であるか否かを判定する(S18)。ここで、変数mは、1〜4のいずれかの値をとり、また、閾値Pthは、「1/2」以上の値に設定されている。そして、CPU72は、閾値Pth以上であると判定する場合(S18:YES)、確率が最大となった気筒#mの失火の回数N(m)をインクリメントする(S20)。そしてCPU72は、回数N(1)〜N(4)の中に、所定回数Nth以上となるものがあるか否かを判定する(S22)。そしてCPU72は、所定回数Nth以上となるものが存在すると判定する場合(S22:YES)、特定の気筒#q(qは、1〜4のうちの1つ)で許容範囲を超える頻度の失火が生じているとして、フェールフラグFに「1」を代入する(S24)。なお、この際、CPU72は、失火が生じた気筒#qの情報を記憶装置76に記憶する等して少なくとも当該気筒#qで失火が解消するまで保持することとする。   Next, the CPU 72 determines whether or not the maximum value P (m) among the probabilities P (1) to P (4) at which misfire has occurred is equal to or larger than the threshold value Pth (S18). Here, the variable m takes one of values from 1 to 4, and the threshold value Pth is set to a value equal to or more than “1 /”. Then, when determining that the probability is equal to or greater than the threshold value Pth (S18: YES), the CPU 72 increments the number of misfires N (m) of the cylinder #m having the highest probability (S20). Then, the CPU 72 determines whether or not any of the numbers N (1) to N (4) exceeds a predetermined number Nth (S22). If the CPU 72 determines that there is an engine whose number is equal to or more than the predetermined number Nth (S22: YES), misfires with a frequency exceeding the allowable range in the specific cylinder #q (q is one of 1 to 4) are performed. It is determined that the error has occurred, and “1” is substituted for the fail flag F (S24). At this time, the CPU 72 stores the information of the cylinder #q in which the misfire has occurred in the storage device 76 and holds the information until at least the misfire is eliminated in the cylinder #q.

これに対し、CPU72は、最大値P(m)が閾値Pth未満であると判定する場合(S18:NO)、S24の処理または後述するS28の処理がなされてから所定期間が経過したか否かを判定する(S26)。ここで所定期間は、1燃焼サイクルの期間よりも長く、望ましくは、1燃焼サイクルの10倍以上の長さを有することが望ましい。   On the other hand, when determining that the maximum value P (m) is less than the threshold value Pth (S18: NO), the CPU 72 determines whether or not a predetermined period has elapsed since the processing of S24 or the processing of S28 described below is performed. Is determined (S26). Here, the predetermined period is longer than the period of one combustion cycle, and desirably has a length of 10 times or more of one combustion cycle.

CPU72は、所定期間が経過したと判定する場合(S26:YES)、回数N(1)〜N(4)を初期化するとともに、フェールフラグFを初期化する(S28)。
なお、CPU72は、S24,S28の処理が完了する場合や、S22,S26の処理において否定判定する場合には、図2に示す一連の処理を一旦終了する。
When determining that the predetermined period has elapsed (S26: YES), the CPU 72 initializes the number of times N (1) to N (4) and initializes the fail flag F (S28).
Note that the CPU 72 ends the series of processes shown in FIG. 2 once when the processes in S24 and S28 are completed or when a negative determination is made in the processes in S22 and S26.

なお、制御装置70では、既定の運転状態に対処するための対処処理として、フェールフラグFが「1」になっている場合に、異常に対処することをユーザに促すべく、図1に示す警告灯90を操作する報知処理を実行する。   The control device 70 issues a warning shown in FIG. 1 in order to urge the user to deal with the abnormality when the fail flag F is “1” as a handling process for dealing with the default operation state. A notification process for operating the light 90 is executed.

ちなみに、上記写像データ76aは、例えば次のようにして生成されたものである。すなわち、テストベンチにてクランク軸24にダイナモメータを接続した状態で内燃機関10を稼働させ、気筒#1〜#4のそれぞれにおいて要求される燃料を噴射すべきタイミングのうちランダムに選択したタイミングでは燃料噴射を停止させる。そして燃料の噴射を停止させた気筒においては燃焼状態変数である確率P(i)の値を「1」としたデータを教師データとし、燃料の噴射を停止させていない気筒においては、燃焼状態変数である確率P(i)の値を「0」としたデータを教師データに含める。そして、S14aの処理によって生成する入力変数x(1)〜x(32)の値の組である訓練データを用いて、S16aの処理と同様の処理によって、燃焼状態変数である確率P(i)の値を算出する。こうして算出された確率P(i)の値と教師データとの差を縮めるように、上記入力側係数wFjkや出力側係数wSijの値を学習する。具体的には、例えば公差エントロピーを最小化するように、入力側係数wFjkや出力側係数wSijの値を学習すればよい。   Incidentally, the mapping data 76a is generated as follows, for example. That is, the internal combustion engine 10 is operated with the dynamometer connected to the crankshaft 24 on the test bench, and the timing at which fuel required in each of the cylinders # 1 to # 4 should be injected is selected at random. Stop fuel injection. In a cylinder in which fuel injection is stopped, data in which the value of the probability P (i), which is a combustion state variable, is set to "1" is used as teacher data. In a cylinder in which fuel injection is not stopped, a combustion state variable is set. The data in which the value of the probability P (i) is “0” is included in the teacher data. Then, by using the training data that is a set of values of the input variables x (1) to x (32) generated by the processing of S14a, the probability P (i) that is the combustion state variable is obtained by the same processing as the processing of S16a. Is calculated. The values of the input-side coefficient wFjk and the output-side coefficient wSij are learned so as to reduce the difference between the value of the probability P (i) thus calculated and the teacher data. Specifically, for example, the values of the input side coefficient wFjk and the output side coefficient wSij may be learned so as to minimize the tolerance entropy.

なお、本実施形態では、訓練データにはS12aにおいて取得する全てのパラメータを含め、S14a相当の処理を実行し、入力変数xが32次元の写像を用いる。ただし、ここでは、入力変数x(0)を次元数に含めていない。また、路面状態変数SRが路面に起伏が多い未舗装路であることを示す場合に対応する訓練データは、例えばダイナモメータによって車両に振動が加わった際にクランク軸24に加わる負荷トルクを模擬して生成すればよい。また例えば内燃機関10やダイナモメータ等を振動を生成可能な装置に載置し、振動を生じさせることで車両に振動が加わった際にクランク軸24に加わる負荷トルクを模擬して訓練データを生成してもよい。   In the present embodiment, the training data includes all the parameters acquired in S12a, executes a process corresponding to S14a, and uses a 32-dimensional mapping of the input variable x. However, here, the input variable x (0) is not included in the number of dimensions. Also, the training data corresponding to the case where the road surface state variable SR indicates an unpaved road having a lot of undulations on the road surface simulates, for example, a load torque applied to the crankshaft 24 when vibration is applied to the vehicle by a dynamometer. And generate it. In addition, for example, the internal combustion engine 10 or a dynamometer is mounted on a device capable of generating vibration, and the vibration is generated to generate training data by simulating a load torque applied to the crankshaft 24 when vibration is applied to the vehicle. May be.

このように、本実施形態では、入力変数xに、燃焼速度を調整する調整変数や、内燃機関10の状態変数、駆動系装置の状態変数、路面状態変数SRを加えた。これらは、クランク軸24の回転挙動に影響するパラメータであるものの、互いに隣り合う角度間隔の回転に要する時間同士の差に基づき失火の有無を判定する従来手法によっては、加味することが困難であったものである。すなわち、これらのパラメータを加味する場合、適合工数が膨大となって実現性に乏しい。これに対し、本実施形態では、機械学習を用いることによって、実用的な適合工数の範囲で、これらを加味して失火を判定するロジックを構築できる。   As described above, in the present embodiment, the adjustment variable for adjusting the combustion speed, the state variable of the internal combustion engine 10, the state variable of the driving system, and the road surface state variable SR are added to the input variable x. These are parameters that affect the rotational behavior of the crankshaft 24, but it is difficult to take into account the conventional method of determining the presence or absence of misfire based on the difference between the times required for rotation at adjacent angular intervals. It is a thing. That is, when these parameters are taken into consideration, the number of adaptation steps is enormous and the feasibility is poor. On the other hand, in the present embodiment, by using machine learning, it is possible to construct a logic for judging misfire by taking these factors into consideration within the range of practical adaptation man-hours.

ここで、本実施形態の作用及び効果について説明する。
CPU72は、内燃機関10の稼働時、微小回転時間T30を逐次算出し、写像データ76aによって規定される検出用写像に1燃焼サイクル分の微小回転時間T30を回転波形変数として入力することによって、気筒#1〜#4のそれぞれにおいて失火が生じた確率P(1)〜P(4)を算出する。ここで、微小回転時間T30は、圧縮上死点の出現間隔である180°CAよりも小さい角度間隔におけるクランク軸24の回転速度を示すパラメータである。しかも、検出用写像には、1燃焼サイクルにおける30°CA毎の微小回転時間T30が入力される。さらに、微小回転時間T30に施す演算に用いる入力側係数wFjk及び出力側係数wSijの値は、機械学習によって学習済みの値である。このため、クランク軸24の微小なタイムスケールにおける回転挙動に基づき、失火が生じた確率P(i)を算出することができる。このため、圧縮上死点の出現間隔程度の回転に要する時間についての、互いに隣り合う角度間隔同士における差に基づき失火の有無を判定する場合と比較すると、クランク軸24の回転挙動についてのより詳細な情報に基づき失火の有無を判定できることから、失火の判定精度を高めやすい。
Here, the operation and effect of the present embodiment will be described.
When the internal combustion engine 10 is operating, the CPU 72 sequentially calculates the minute rotation time T30, and inputs the minute rotation time T30 for one combustion cycle to the detection map defined by the mapping data 76a as a rotation waveform variable, thereby obtaining a cylinder. The probabilities P (1) to P (4) of misfires are calculated in each of # 1 to # 4. Here, the minute rotation time T30 is a parameter indicating the rotation speed of the crankshaft 24 at an angular interval smaller than 180 ° CA, which is the interval at which the compression top dead center appears. In addition, a minute rotation time T30 for each 30 ° CA in one combustion cycle is input to the detection map. Further, the values of the input-side coefficient wFjk and the output-side coefficient wSij used for the operation performed on the minute rotation time T30 are values that have been learned by machine learning. Therefore, the probability P (i) of misfire can be calculated based on the rotation behavior of the crankshaft 24 on a minute time scale. For this reason, when compared with the case where the presence or absence of a misfire is determined based on the difference between adjacent angular intervals with respect to the time required for rotation about the appearance interval of the compression top dead center, the rotation behavior of the crankshaft 24 is more detailed. Since the presence / absence of a misfire can be determined based on appropriate information, the accuracy of the misfire determination can be easily increased.

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用効果が得られる。
(1)車両VCに搭載された内燃機関10では、車両VCが走行している路面に凹凸がある場合には、車両VCに振動が生じ、この振動がクランク軸24に伝達される。このように、路面の状態はクランク軸24の回転挙動に影響を与える。これに対して制御装置70では、路面の状態に関する路面状態変数SRも、検出用写像の入力に含めている。そして、制御装置70では、機械学習により学習されたパラメータに基づく回転波形変数であるT30(1)〜T30(24)及び路面状態変数SRの結合演算により算出した燃焼状態変数である確率P(i)の値に基づき、上記失火の発生の有無を判定している。そのため、車両VCが走行している路面の状態が与える影響を踏まえたかたちで燃焼状態変数の算出を実施できる。したがって、車両VCに搭載された内燃機関10における失火の検出精度を向上できる。
According to the embodiment described above, the following functions and effects can be obtained.
(1) In the internal combustion engine 10 mounted on the vehicle VC, when the road surface on which the vehicle VC is traveling has irregularities, the vehicle VC generates vibration, and the vibration is transmitted to the crankshaft 24. Thus, the state of the road surface affects the rotational behavior of the crankshaft 24. On the other hand, in the control device 70, the road surface state variable SR relating to the road surface state is also included in the input of the detection mapping. Then, in the control device 70, the probability P (i, which is a combustion state variable calculated by a joint operation of T30 (1) to T30 (24), which are rotation waveform variables based on parameters learned by machine learning, and the road surface state variable SR, is calculated. ), It is determined whether or not the misfire has occurred. Therefore, the calculation of the combustion state variable can be performed in consideration of the influence of the state of the road surface on which the vehicle VC is traveling. Therefore, the accuracy of detecting misfire in the internal combustion engine 10 mounted on the vehicle VC can be improved.

(2)内燃機関10の動作点を規定する動作点変数としての回転速度NE及び充填効率ηを検出用写像の入力とした。燃料噴射弁20や点火装置22等の内燃機関10の操作部の操作量は、内燃機関10の動作点に基づき定められる傾向がある。そのため、動作点変数は、各操作部の操作量に関する情報を含む変数である。したがって、動作点変数を検出用写像の入力とすることにより、各操作部の操作量に関する情報に基づき燃焼状態変数の値を算出することができ、ひいては操作量によるクランク軸24の回転挙動の変化を反映して燃焼状態変数の値をより高精度に算出することができる。   (2) The rotational speed NE and the charging efficiency η as operating point variables that define the operating point of the internal combustion engine 10 were input to the detection map. The operation amount of the operation unit of the internal combustion engine 10 such as the fuel injection valve 20 and the ignition device 22 tends to be determined based on the operating point of the internal combustion engine 10. Therefore, the operating point variable is a variable including information regarding the operation amount of each operation unit. Therefore, by using the operating point variable as the input of the detection mapping, the value of the combustion state variable can be calculated based on the information regarding the operation amount of each operation unit, and thus the change in the rotational behavior of the crankshaft 24 due to the operation amount. Thus, the value of the combustion state variable can be calculated with higher accuracy.

また、動作点変数を入力変数とすることにより、回転波形変数と動作点変数との、機械学習によって学習されたパラメータである入力側係数wFjkによる結合演算によって燃焼状態変数の値が算出される。このため、動作点変数毎に適合値を適合する必要が生じない。   Further, by using the operating point variable as an input variable, the value of the combustion state variable is calculated by a joint operation between the rotation waveform variable and the operating point variable using an input coefficient wFjk which is a parameter learned by machine learning. Therefore, it is not necessary to adapt the adaptation value for each operating point variable.

(第2実施形態)
次に第2実施形態について、第1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。本実施形態では、失火判定処理を車両の外部で行う。
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the misfire determination processing is performed outside the vehicle.

図4に本実施形態にかかる状態検出システムを示す。なお、図4において、図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
図4に示す車両VC内の制御装置70は、通信機79を備えている。通信機79は車両VCの外部のネットワーク110を介してセンター120と通信するための機器である。
FIG. 4 shows a state detection system according to the present embodiment. In FIG. 4, members corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for convenience.
The control device 70 in the vehicle VC shown in FIG. The communication device 79 is a device for communicating with the center 120 via the network 110 outside the vehicle VC.

センター120は、複数の車両VCから送信されるデータを解析する。センター120は、CPU122と、ROM124と、記憶装置126と、周辺回路127と、通信機129と、を備えており、それらがローカルネットワーク128によって通信可能とされるものである。ROM124には、メインプログラム124aが記憶されており、記憶装置126には、写像データ126aが記憶されている。なお、本実施形態におけるメインプログラム124aは失火検出メインプログラムである。写像データ126aは、第1実施形態における写像データ76aと同一である。   The center 120 analyzes data transmitted from a plurality of vehicles VC. The center 120 includes a CPU 122, a ROM 124, a storage device 126, a peripheral circuit 127, and a communication device 129, which can communicate with each other via a local network 128. The main program 124a is stored in the ROM 124, and the mapping data 126a is stored in the storage device 126. The main program 124a in the present embodiment is a misfire detection main program. The mapping data 126a is the same as the mapping data 76a in the first embodiment.

図5に、本実施形態にかかる失火検出処理の手順を示す。図5(a)に示す処理は、図4に示すROM74に記憶されたサブプログラム74cをCPU72が実行することにより実現される。なお、本実施形態におけるサブプログラム74cは失火検出サブプログラムである。また、図5(b)に示す処理は、ROM124に記憶されているメインプログラム124aをCPU122が実行することにより実現される。また、図5において図2に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。以下では、失火検出処理の時系列に沿って、図5に示す処理を説明する。   FIG. 5 shows a procedure of a misfire detection process according to the present embodiment. The processing shown in FIG. 5A is realized by the CPU 72 executing the subprogram 74c stored in the ROM 74 shown in FIG. Note that the subprogram 74c in the present embodiment is a misfire detection subprogram. 5B is realized by the CPU 122 executing the main program 124a stored in the ROM 124. In FIG. 5, processes corresponding to the processes shown in FIG. 2 are denoted by the same step numbers for convenience. Hereinafter, the processing illustrated in FIG. 5 will be described along the time sequence of the misfire detection processing.

車両VCにおいてCPU72は、図5(a)に示すS10の処理を実行する。次にCPU72は、回転速度NE、充填効率η、路面状態変数SRを取得する(S12)。なお、第1実施形態にかかる失火検出処理のS12aでは、回転速度NE、充填効率η、路面状態変数SRに加えて、点火時期aig、目標値Af*、EGR率Regr、水温THW、シフト位置Sftを取得していたが、S12では回転速度NE、充填効率η、路面状態変数SRを取得する。   In the vehicle VC, the CPU 72 executes the process of S10 shown in FIG. Next, the CPU 72 acquires the rotation speed NE, the charging efficiency η, and the road surface state variable SR (S12). In S12a of the misfire detection processing according to the first embodiment, in addition to the rotational speed NE, the charging efficiency η, and the road surface state variable SR, the ignition timing aig, the target value Af *, the EGR rate Regr, the water temperature THW, the shift position Sft. In S12, the rotation speed NE, the charging efficiency η, and the road surface state variable SR are obtained.

そして、CPU72は、通信機79を操作することによって、それらS10,S12の処理において取得したデータを、車両VCの識別情報とともにセンター120に送信する(S150)。   Then, by operating the communication device 79, the CPU 72 transmits the data acquired in the processing of S10 and S12 to the center 120 together with the identification information of the vehicle VC (S150).

これに対し、センター120のCPU122は、図5(b)に示すように、送信されたデータを受信し(S160)、受信したデータを用いたS14〜S20の処理を繰り返し実行する。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, the CPU 122 of the center 120 receives the transmitted data (S160), and repeatedly executes the processing of S14 to S20 using the received data.

S14の処理では、CPU122は、失火が生じた確率を算出するための検出用写像の入力変数x(1)〜x(27)に、S10,S12の処理によって取得した値を代入する。ここでは、CPU122は、「s=1〜24」として、入力変数x(s)に微小回転時間T30(s)を代入する。また、CPU122は、入力変数x(25)に回転速度NEを代入し、入力変数x(26)に充填効率ηを代入する。そして、CPU122は、入力変数x(27)に路面状態変数SRを代入する。   In the process of S14, the CPU 122 substitutes the values acquired by the processes of S10 and S12 into the input variables x (1) to x (27) of the mapping for detection for calculating the probability of misfire. Here, the CPU 122 sets “s = 1 to 24” and substitutes the minute rotation time T30 (s) for the input variable x (s). Further, the CPU 122 substitutes the rotation speed NE into the input variable x (25) and substitutes the charging efficiency η into the input variable x (26). Then, the CPU 122 substitutes the road surface state variable SR for the input variable x (27).

S16の処理では、CPU122は、図1に示す記憶装置126に記憶された写像データ126aによって規定される検出用写像に入力変数x(1)〜x(27)を入力することによって、気筒#i(i=1〜4)において失火が生じた確率P(i)を、燃焼状態変数として算出する。   In the process of S16, the CPU 122 inputs the input variables x (1) to x (27) to the detection mapping defined by the mapping data 126a stored in the storage device 126 shown in FIG. The probability P (i) of misfire occurring at (i = 1 to 4) is calculated as a combustion state variable.

そしてCPU122は、S14〜S20の処理を繰り返し実行することにより、識別情報によって特定される同一の車両において所定期間内に特定の気筒の失火回数が所定回数Nth以上となったと判定する場合(S22:YES)、失火が生じている旨判定する(S162)。これに対し、S14〜S20の処理を所定期間にわたって繰り返し実行した際、特定の気筒の失火回数が所定回数Nthに満たない場合(S26:YES)、正常判定をするとともに回数N(1)〜N(4)を初期化する(S164)。なお、ここでの所定期間は、S162の処理またはS164の処理がなされた時点を基準とする。   Then, the CPU 122 repeatedly performs the processing of S14 to S20 to determine that the number of misfires of the specific cylinder has become equal to or greater than the predetermined number Nth within the predetermined period in the same vehicle specified by the identification information (S22: YES), it is determined that a misfire has occurred (S162). On the other hand, when the processes of S14 to S20 are repeatedly performed for a predetermined period, if the number of misfires of the specific cylinder is less than the predetermined number Nth (S26: YES), the normality is determined and the number N (1) to N (4) is initialized (S164). Note that the predetermined period here is based on the point in time when the processing in S162 or S164 is performed.

CPU122は、S162,S164の処理が完了する場合、上記識別情報に基づき、通信機129を操作して、S14〜S20の処理の対象としたデータが送信された車両VCに判定結果に関する信号を送信する(S166)。ここで、失火が生じた旨の判定結果の場合、判定結果に関する情報に失火が生じた気筒に関する情報を含めることとする。CPU122は、S166の処理を完了する場合やS22,S26の処理において否定判定する場合には、図5(b)に示す一連の処理を一旦終了する。   When the processing of S162 and S164 is completed, the CPU 122 operates the communication device 129 based on the identification information and transmits a signal regarding the determination result to the vehicle VC to which the data targeted for the processing of S14 to S20 has been transmitted. (S166). Here, in the case of a determination result indicating that a misfire has occurred, the information regarding the determination result includes information regarding the cylinder in which the misfire has occurred. When completing the process of S166 or making a negative determination in the processes of S22 and S26, the CPU 122 temporarily ends the series of processes illustrated in FIG.

これに対し、車両VC内のCPU72は、図5(a)に示すように、センター120から送信される判定結果に関する信号を受信すると(S152:YES)、判定結果が失火が生じた旨の結果であるか否かを判定する(S154)。そしてCPU72は、失火が生じた旨の判定の場合(S154:YES)、S24の処理に移行する一方、失火が生じていない旨の結果の場合(S154:NO)、フェールフラグFを初期化する(S28b)。   On the other hand, as shown in FIG. 5A, when CPU 72 in vehicle VC receives a signal related to the determination result transmitted from center 120 (S152: YES), the determination result indicates that misfire has occurred. It is determined whether or not (S154). If it is determined that a misfire has occurred (S154: YES), the CPU 72 proceeds to the process of S24, while if it is a result of no misfire (S154: NO), the fail flag F is initialized. (S28b).

なお、CPU72は、S24,S28bの処理が完了する場合や、S152の処理において否定判定する場合には、図5(a)に示す処理を一旦終了する。
このように、本実施形態では、失火の判定処理をセンター120において実行することにより、制御装置70の演算負荷を軽減できる。
Note that the CPU 72 temporarily ends the processing illustrated in FIG. 5A when the processing of S24 and S28b is completed or when a negative determination is made in the processing of S152.
As described above, in the present embodiment, the processing load of the control device 70 can be reduced by executing the misfire determination processing in the center 120.

(第3実施形態)
以下、内燃機関の状態検出システムの第3実施形態について、第1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。本実施形態の状態検出システムは、ROM74に記憶されたプログラム74a、及び記憶装置76に記憶された写像データ76aの内容以外は、第1実施形態のものと同じ構成とされている。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of a state detection system for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. The state detection system of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, except for the contents of the program 74a stored in the ROM 74 and the mapping data 76a stored in the storage device 76.

図6に本実施形態の失火検出処理の手順を示す。図6に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラム74aである失火検出プログラムをCPU72が、例えば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。   FIG. 6 shows the procedure of the misfire detection process according to the present embodiment. The process shown in FIG. 6 is realized by the CPU 72 repeatedly executing the misfire detection program, which is the program 74a stored in the ROM 74, for example, at a predetermined cycle.

図6に示す一連の処理において、CPU72は、まず、微小回転時間T30を取得する(S210)。微小回転時間T30は、CPU72により、クランク角センサ80の出力信号Scrに基づき、クランク軸24が30°CA回転するのに要する時間を計時することによって算出される。次にCPU72は、S210の処理において取得した最新の微小回転時間T30を、微小回転時間T30(0)とし、より過去の値ほど、微小回転時間T30(m)の変数「m」を大きい値とする(S212)。すなわち、「m=1,2,3,…」として、S212の処理がなされる直前における微小回転時間T30(m−1)を微小回転時間T30(m)とする。これにより、例えば、図6の処理が前回実行されたときにS210の処理により取得された微小回転時間T30は、微小回転時間T30(1)となる。   In the series of processes shown in FIG. 6, the CPU 72 first obtains the minute rotation time T30 (S210). The minute rotation time T30 is calculated by the CPU 72 measuring the time required for the crankshaft 24 to rotate by 30 ° CA based on the output signal Scr of the crank angle sensor 80. Next, the CPU 72 sets the latest minute rotation time T30 acquired in the processing of S210 as the minute rotation time T30 (0), and sets the variable “m” of the minute rotation time T30 (m) to a larger value as the value becomes earlier. (S212). That is, assuming that “m = 1, 2, 3,...”, The minute rotation time T30 (m−1) immediately before the processing of S212 is performed is set as the minute rotation time T30 (m). Thereby, for example, the minute rotation time T30 acquired by the processing of S210 when the processing of FIG. 6 was executed last time becomes the minute rotation time T30 (1).

次に、CPU72は、S210の処理において取得された微小回転時間T30が、気筒#1〜#4のいずれかの圧縮上死点前30°CAから圧縮上死点までの角度間隔の回転に要する時間であるか否かを判定する(S214)。そしてCPU72は、圧縮上死点までの角度間隔の回転に要する時間であると判定する場合(S214:YES)、360°CAだけ前に圧縮上死点となった気筒の失火の有無を判定すべく、まず、失火の有無の判定処理の入力とする回転波形変数の値を算出する。   Next, the CPU 72 determines that the minute rotation time T30 acquired in the process of S210 is required for rotation of any of the cylinders # 1 to # 4 at an angular interval from 30 ° CA before the compression top dead center to the compression top dead center. It is determined whether it is time (S214). When determining that it is the time required for rotation at the angular interval up to the compression top dead center (S214: YES), the CPU 72 determines whether or not there is a misfire in the cylinder whose compression top dead center was reached by 360 ° CA before. First, the value of the rotation waveform variable to be input to the process of determining the presence or absence of misfire is calculated.

すなわち、CPU72は、まず、圧縮上死点前30°CAから圧縮上死点までの角度間隔に関する微小回転時間T30の互いに180°だけ離間した値同士の差を気筒間変数ΔTaとして算出する(S216)。詳しくは、CPU72は、「m=1,2,3,…」として、気筒間変数ΔTa(m−1)を、「T30(6m−6)−T30(6m)」とする。   That is, the CPU 72 first calculates, as the inter-cylinder variable ΔTa, the difference between the values of the minute rotation time T30 related to the angular interval from 30 ° CA before the compression top dead center to the compression top dead center, which are 180 ° apart from each other (S216). ). Specifically, the CPU 72 sets “m = 1, 2, 3,...” And sets the inter-cylinder variable ΔTa (m−1) to “T30 (6m−6) −T30 (6m)”.

図7に、気筒間変数ΔTaを例示する。なお、本実施形態では、気筒#1、気筒#3、気筒#4、気筒#2の順に圧縮上死点が出現し、その順で燃焼行程となるものを例示している。図7には、S210の処理において気筒#4の圧縮上死点前30°CAから圧縮上死点までの角度間隔の微小回転時間T30(0)を取得することにより、失火の有無の検出対象が気筒#1である例を示している。この場合、気筒間変数ΔTa(0)は、気筒#4の圧縮上死点と、1つ前に圧縮上死点となった気筒#3の圧縮上死点とのそれぞれに対応する微小回転時間T30同士の差となる。図7には、気筒間変数ΔTa(2)が、失火の検出対象となる気筒#1の圧縮上死点に対応する微小回転時間T30(12)と、気筒#2の圧縮上死点に対応する微小回転時間T30(18)との差であることを記載している。   FIG. 7 illustrates the inter-cylinder variable ΔTa. In the present embodiment, an example is shown in which the compression top dead center appears in the order of cylinder # 1, cylinder # 3, cylinder # 4, and cylinder # 2, and the combustion stroke occurs in that order. FIG. 7 shows the detection target of the presence or absence of misfire by acquiring the minute rotation time T30 (0) of the angular interval from 30 ° CA before the compression top dead center of cylinder # 4 to the compression top dead center of the cylinder # 4 in the process of S210. Shows an example in which is the cylinder # 1. In this case, the inter-cylinder variable ΔTa (0) is a minute rotation time corresponding to each of the compression top dead center of the cylinder # 4 and the compression top dead center of the cylinder # 3 which was the compression top dead center immediately before. It is the difference between T30s. In FIG. 7, the inter-cylinder variable ΔTa (2) corresponds to the minute rotation time T30 (12) corresponding to the compression top dead center of the cylinder # 1 to be subjected to misfire detection and the compression top dead center of the cylinder # 2. Is described as a difference from the minute rotation time T30 (18).

図6に戻り、CPU72は、気筒間変数ΔTa(0),ΔTa(1),ΔTa(2),…のうちの互いに720°CAだけ離間した値同士の差である気筒間変数ΔTbを算出する(S218)。詳しくは、CPU72は、「m=1,2,3,…」として、気筒間変数ΔTb(m−1)を、「ΔTa(m−1)−ΔTa(m+3)」とする。   Referring back to FIG. 6, the CPU 72 calculates an inter-cylinder variable ΔTb which is a difference between values of the inter-cylinder variables ΔTa (0), ΔTa (1), ΔTa (2),. (S218). More specifically, the CPU 72 sets “m = 1, 2, 3,...” And sets the inter-cylinder variable ΔTb (m−1) to “ΔTa (m−1) −ΔTa (m + 3)”.

図7に、気筒間変数ΔTbを例示する。図7には、気筒間変数ΔTb(2)が、「ΔTa(2)−Ta(6)」であることが記載されている。
次に、CPU72は、失火の検出対象となる気筒に対応する気筒間変数ΔTbと、それ以外の気筒に対応する気筒間変数ΔTbとの相対的な大きさの関係を示す変動パターン変数FLを算出する(S220)。本実施形態では、変動パターン変数FL[02],FL[12],FL[32]を算出する。
FIG. 7 illustrates the inter-cylinder variable ΔTb. FIG. 7 describes that the inter-cylinder variable ΔTb (2) is “ΔTa (2) −Ta (6)”.
Next, the CPU 72 calculates a variation pattern variable FL indicating a relative magnitude relationship between the inter-cylinder variable ΔTb corresponding to the cylinder whose misfire is to be detected and the inter-cylinder variable ΔTb corresponding to the other cylinders. (S220). In the present embodiment, the variation pattern variables FL [02], FL [12], and FL [32] are calculated.

ここで、変動パターン変数FL[02]は、「ΔTb(0)/ΔTb(2)」によって定義される。すなわち、変動パターン変数FL[02]は、図7の例を用いると、失火の検出対象となる気筒#1に対応する気筒間変数ΔTb(2)で、その次の次に圧縮上死点となる気筒#4に対応する気筒間変数ΔTb(0)を除算した値である。また、変動パターン変数FL[12]は、「ΔTb(1)/ΔTb(2)」によって定義される。すなわち、変動パターン変数FL[12]は、図7の例を用いると、失火の検出対象となる気筒#1に対応する気筒間変数ΔTb(2)で、その次に圧縮上死点となる気筒#3に対応する気筒間変数ΔTb(1)を除算した値である。また、変動パターン変数FL[32]は、「ΔTb(3)/ΔTb(2)」によって定義される。すなわち、変動パターン変数FL[32]は、図7の例を用いると、失火の検出対象となる気筒#1に対応する気筒間変数ΔTb(2)で、その1つ前に圧縮上死点となっていた気筒#2に対応する気筒間変数ΔTb(3)を除算した値である。   Here, the variation pattern variable FL [02] is defined by “ΔTb (0) / ΔTb (2)”. That is, using the example of FIG. 7, the variation pattern variable FL [02] is an inter-cylinder variable ΔTb (2) corresponding to the cylinder # 1 for which misfire is to be detected. This is a value obtained by dividing the inter-cylinder variable ΔTb (0) corresponding to the cylinder # 4. Further, the variation pattern variable FL [12] is defined by “ΔTb (1) / ΔTb (2)”. That is, using the example of FIG. 7, the variation pattern variable FL [12] is an inter-cylinder variable ΔTb (2) corresponding to the cylinder # 1 for which misfire is to be detected, and the next cylinder to be the compression top dead center This is a value obtained by dividing the inter-cylinder variable ΔTb (1) corresponding to # 3. Further, the variation pattern variable FL [32] is defined by “ΔTb (3) / ΔTb (2)”. That is, using the example of FIG. 7, the variation pattern variable FL [32] is an inter-cylinder variable ΔTb (2) corresponding to the cylinder # 1 for which misfire is to be detected. This is a value obtained by dividing the inter-cylinder variable ΔTb (3) corresponding to the cylinder # 2 that has been changed.

次に、CPU72は、回転速度NE、充填効率η、及び路面状態変数SRを取得する(S222)。なお、回転速度NE、充填効率η、及び路面状態変数SRの取得の方法は、第1実施形態と同様である。   Next, the CPU 72 acquires the rotation speed NE, the charging efficiency η, and the road surface state variable SR (S222). The method of acquiring the rotation speed NE, the charging efficiency η, and the road surface state variable SR is the same as in the first embodiment.

そして、CPU72は、検出対象となる気筒において失火が生じた確率に関する変数である失火変数PRを出力する検出用写像の入力変数x(1)〜x(7)に、S218,S220の処理によって取得した回転波形変数の値と、S222の処理によって取得した変数の値とを代入する(S224)。すなわち、CPU72は、入力変数x(1)に気筒間変数ΔTb(2)を代入し、入力変数x(2)に変動パターン変数FL[02]を代入し、入力変数x(3)に変動パターン変数FL[12]を代入し、入力変数x(4)に変動パターン変数FL[32]を代入する。また、CPU72は、入力変数x(5)に、回転速度NEを代入し、入力変数x(6)に充填効率ηを代入し、入力変数x(7)に路面状態変数SRを代入する。   Then, the CPU 72 obtains the input variables x (1) to x (7) of the detection mapping for outputting the misfire variable PR which is a variable relating to the probability of the occurrence of misfire in the cylinder to be detected by the processing of S218 and S220. The value of the rotation waveform variable thus obtained and the value of the variable acquired by the process of S222 are substituted (S224). That is, the CPU 72 substitutes the inter-cylinder variable ΔTb (2) for the input variable x (1), substitutes the variation pattern variable FL [02] for the input variable x (2), and substitutes the variation pattern for the input variable x (3). The variable FL [12] is substituted, and the variation pattern variable FL [32] is substituted for the input variable x (4). The CPU 72 substitutes the rotational speed NE for the input variable x (5), substitutes the charging efficiency η for the input variable x (6), and substitutes the road surface state variable SR for the input variable x (7).

次にCPU72は、図1に示す記憶装置76に記憶された写像データ76aによって規定される検出用写像に入力変数x(1)〜x(7)を入力することによって、検出用写像の出力値である失火変数PRの値を算出する(S226)。すなわち、この実施形態では燃焼状態変数として失火変数PRを算出する。   Next, the CPU 72 inputs the input variables x (1) to x (7) to the detection mapping defined by the mapping data 76a stored in the storage device 76 shown in FIG. Is calculated (S226). That is, in this embodiment, the misfire variable PR is calculated as the combustion state variable.

本実施形態において、この検出用写像は、中間層が1層のニューラルネットワークによって構成されている。上記ニューラルネットワークは、入力側係数wFjk(j=0〜n,k=0〜7)と、入力側係数wFjkによって規定される線形写像である入力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する入力側非線形写像としての活性化関数h(x)を含む。本実施形態では、活性化関数h(x)として、ReLUを例示する。なお、ReLUは、入力と「0」とのうちの小さくない方を出力する関数である。ちなみに、wFj0等は、バイアスパラメータであり、入力変数x(0)は、「1」と定義されている。   In the present embodiment, the mapping for detection is constituted by a neural network having a single intermediate layer. The neural network includes an input side for nonlinearly transforming an input-side coefficient wFjk (j = 0 to n, k = 0 to 7) and an output of an input-side linear mapping which is a linear mapping defined by the input-side coefficient wFjk. It includes the activation function h (x) as a non-linear mapping. In the present embodiment, ReLU is exemplified as the activation function h (x). ReLU is a function that outputs the smaller of the input and “0”. Incidentally, wFj0 and the like are bias parameters, and the input variable x (0) is defined as “1”.

また、上記ニューラルネットワークは、出力側係数wSij(i=1〜2,j=0〜n)と、出力側係数wSijによって規定される線形写像である出力側線形写像の出力である原型変数yR(1),yR(2)のそれぞれを入力として、失火変数PRを出力するソフトマックス関数を含む。これにより、本実施形態において、失火変数PRは、実際に失火が生じたことのもっともらしさの大小を「0」よりも大きく「1」よりも小さい所定領域内で連続的な値として定量化したものとなる。   In addition, the neural network includes an output-side coefficient wSij (i = 1 to 2, j = 0 to n) and a prototype variable yR (output of an output-side linear mapping that is a linear mapping defined by the output-side coefficient wSij). 1) and yR (2) as inputs and include a softmax function that outputs a misfire variable PR. Thus, in the present embodiment, the misfire variable PR quantifies the degree of plausibility that an actual misfire has occurred as a continuous value within a predetermined region larger than “0” and smaller than “1”. It will be.

次に、CPU72は、失火変数PRの値が判定値PRth以上であるか否かを判定する(S228)。そしてCPU72は、判定値PRth以上であると判定する場合(S228:YES)、カウンタCRをインクリメントする(S230)。そして、CPU72は、S228の処理が最初に実行された時点または後述のS236の処理がなされた時点から所定期間が経過したか否かを判定する(S232)。ここで所定期間は、1燃焼サイクルの期間よりも長く、望ましくは、1燃焼サイクルの10倍以上の長さを有することが望ましい。   Next, the CPU 72 determines whether or not the value of the misfire variable PR is equal to or greater than the determination value PRth (S228). When determining that the value is equal to or greater than the determination value PRth (S228: YES), the CPU 72 increments the counter CR (S230). Then, the CPU 72 determines whether or not a predetermined period has elapsed from the time when the process of S228 is first executed or the time when the process of S236 described later is performed (S232). Here, the predetermined period is longer than the period of one combustion cycle, and desirably has a length of 10 times or more of one combustion cycle.

CPU72は、所定期間が経過したと判定する場合(S232:YES)、カウンタCRが閾値CRth以上であるか否かを判定する(S234)。この処理は、許容範囲を超える頻度で失火が生じたか否かを判定する処理である。CPU72は、閾値CRth未満であると判定する場合(S234:NO)、カウンタCRを初期化する(S236)。これに対し、CPU72は、閾値CRth以上であると判定する場合(S234:YES)、異常に対処することをユーザに促すべく、図1に示す警告灯90を操作する報知処理を実行する(S238)。   When determining that the predetermined period has elapsed (S232: YES), the CPU 72 determines whether or not the counter CR is equal to or greater than a threshold value CRth (S234). This process is a process for determining whether or not a misfire has occurred with a frequency exceeding the allowable range. When determining that the value is less than the threshold value CRth (S234: NO), the CPU 72 initializes the counter CR (S236). On the other hand, when determining that the difference is equal to or larger than the threshold value CRth (S234: YES), the CPU 72 executes a notification process of operating the warning light 90 shown in FIG. 1 to urge the user to deal with the abnormality (S238). ).

なお、CPU72は、S236,S238の処理が完了する場合や、S214,S228,S232の処理において否定判定する場合には、図6に示す一連の処理を一旦終了する。   Note that the CPU 72 temporarily ends the series of processes illustrated in FIG. 6 when the processes of S236 and S238 are completed or when a negative determination is made in the processes of S214, S228, and S232.

ちなみに、本実施形態の写像データ76aも、第1実施形態において例示した写像データ76aと同様に、テストベンチにてクランク軸24にダイナモメータを接続した状態で内燃機関10を稼働させて学習させたものである。   Incidentally, similarly to the mapping data 76a exemplified in the first embodiment, the mapping data 76a of the present embodiment was learned by operating the internal combustion engine 10 with the dynamometer connected to the crankshaft 24 on the test bench. Things.

ここで、本実施形態の作用及び効果について説明する。
CPU72は、回転波形変数に基づき失火変数PRの値を算出することによって、失火の有無を判定する。したがって、第1実施形態と同様の効果が得られる。
Here, the operation and effect of the present embodiment will be described.
The CPU 72 determines the presence or absence of a misfire by calculating the value of the misfire variable PR based on the rotation waveform variable. Therefore, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.

また、上記の第3実施形態によれば、さらに以下に記載する作用効果が得られる。
(3)入力変数xとなる回転波形変数を、微小回転時間T30のうちの圧縮上死点付近の値を選択的に用いて生成した。失火の有無で相違が最も生じるのは、微小回転時間T30のうちの圧縮上死点付近の値である。そのため、微小回転時間T30のうちの圧縮上死点付近の値を選択的に用いることにより、入力変数xの次元が大きくなることを抑制しつつも、失火の有無の判定に必要な情報を極力取り込むことができる。
According to the third embodiment, the following operation and effect can be further obtained.
(3) A rotation waveform variable serving as an input variable x is generated by selectively using a value near the compression top dead center in the minute rotation time T30. The most significant difference between the presence and absence of a misfire is in the value near the compression top dead center in the minute rotation time T30. Therefore, by selectively using a value in the vicinity of the compression top dead center of the minute rotation time T30, while suppressing the dimension of the input variable x from increasing, information necessary for determining the presence or absence of a misfire is minimized. Can be captured.

(4)回転波形変数に、気筒間変数ΔTb(2)を含めた。気筒間変数ΔTb(2)は、失火の検出対象となる気筒とこれに隣接する気筒との圧縮上死点付近の微小回転時間T30同士の差を予め1次元で定量化したものである。そのため、小さい次元数の変数で失火の有無の判定に必要な情報を効率的に取り込むことができる。   (4) The rotation waveform variables include the inter-cylinder variable ΔTb (2). The inter-cylinder variable ΔTb (2) is obtained by quantifying the difference between the minute rotation times T30 near the compression top dead center of the cylinder to be detected for misfire and the cylinder adjacent thereto in one dimension in advance. Therefore, information necessary for determining the presence or absence of a misfire can be efficiently captured using a variable having a small number of dimensions.

(5)回転波形変数に、気筒間変数ΔTb(2)のみならず、変動パターン変数FLを含めた。クランク軸24には、路面からの振動等が重畳することから、回転波形変数を気筒間変数ΔTb(2)のみとする場合には、誤判定が生じる懸念がある。これに対し、本実施形態では、気筒間変数ΔTb(2)に加えて、変動パターン変数FLを用いて失火変数PRの値を算出することにより、気筒間変数ΔTb(2)のみから算出する場合と比較して、失火変数PRの値を、失火が生じたもっともらしさの度合い、すなわち確率をより高精度に示す値とすることができる。   (5) The rotation waveform variables include not only the inter-cylinder variable ΔTb (2) but also the fluctuation pattern variable FL. Since vibrations from the road surface and the like are superimposed on the crankshaft 24, there is a concern that erroneous determination may occur when the rotation waveform variable is only the inter-cylinder variable ΔTb (2). On the other hand, in the present embodiment, when the value of the misfire variable PR is calculated using the fluctuation pattern variable FL in addition to the inter-cylinder variable ΔTb (2), the calculation is performed only from the inter-cylinder variable ΔTb (2). As compared with, the value of the misfire variable PR can be a value indicating the degree of plausibility that misfire has occurred, that is, the value indicating the probability with higher accuracy.

しかも、本実施形態では、機械学習によって学習されたパラメータである入力側係数wFjkによる気筒間変数ΔTb(2)と変動パターン変数FLとの結合演算によって失火変数PRの値を算出する。そのため、気筒間変数ΔTb(2)と判定値との比較と、変動パターン変数FLと判定値との比較とに基づき失火の有無を判定する場合と比較して、気筒間変数ΔTb(2)及び変動パターン変数FLと失火とのより詳細な関係に基づき失火の有無を判定することができる。   Moreover, in the present embodiment, the value of the misfire variable PR is calculated by a joint operation of the inter-cylinder variable ΔTb (2) and the variation pattern variable FL based on the input coefficient wFjk, which is a parameter learned by machine learning. Therefore, the comparison between the inter-cylinder variable ΔTb (2) and the determination value and the determination of the presence or absence of a misfire based on the comparison between the fluctuation pattern variable FL and the determination value are compared with each other. The presence or absence of a misfire can be determined based on a more detailed relationship between the variation pattern variable FL and the misfire.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、第3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。本実施形態では、失火変数PRの算出処理を車両の外部で行う。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the third embodiment. In the present embodiment, the process of calculating the misfire variable PR is performed outside the vehicle.

本実施形態の状態検出システムは、ROM74に記憶されたサブプログラム74c及び、ROM124に記憶されたメインプログラム124a、記憶装置126に記憶された写像データ126aの内容以外は、図4に示した第2実施形態のものと同じ構成とされている。その他の同様の構成については、便宜上同一の符号を付している。   The state detection system of the present embodiment differs from the state detection system shown in FIG. 4 in the contents other than the contents of the subprogram 74c stored in the ROM 74, the main program 124a stored in the ROM 124, and the mapping data 126a stored in the storage device 126. The configuration is the same as that of the embodiment. Other similar configurations are denoted by the same reference numerals for convenience.

図8に、本実施形態にかかる失火検出処理の手順を示す。図8(a)に示す処理は、図4に示すROM74に記憶されているサブプログラム74cをCPU72が実行することにより実現される。なお、第2実施形態のものと内容は異なるものの、本実施形態におけるサブプログラム74cも、失火を検出するための失火検出サブプログラムである。また、図8(b)に示す処理は、ROM124に記憶されているメインプログラム124aをCPU122が実行することにより実現される。第2実施形態のものと内容は異なるものの、本実施形態におけるメインプログラム124aも、失火を検出するための失火検出メインプログラムである。また、図8において図6に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。以下では、失火検出処理の時系列に沿って、図8に示す処理を説明する。   FIG. 8 shows a procedure of a misfire detection process according to the present embodiment. The process illustrated in FIG. 8A is realized by the CPU 72 executing the subprogram 74c stored in the ROM 74 illustrated in FIG. Although the contents are different from those of the second embodiment, the subprogram 74c in the present embodiment is also a misfire detection subprogram for detecting misfire. 8B is realized by the CPU 122 executing the main program 124a stored in the ROM 124. Although the contents are different from those of the second embodiment, the main program 124a in this embodiment is also a misfire detection main program for detecting misfire. In FIG. 8, processes corresponding to the processes shown in FIG. 6 are given the same step numbers for convenience. Hereinafter, the processing illustrated in FIG. 8 will be described along the time sequence of the misfire detection processing.

車両VCにおいてCPU72は、図8(a)に示すS214の処理において肯定判定する場合、微小回転時間T30(0),T30(6),T30(12),T30(18),T30(24),T30(30),T30(36),T30(42),T30(48)を取得する(S250)。これら微小回転時間T30は、互いに異なる角度間隔のそれぞれにおける微小回転時間T30同士の相違に関する情報を含む変数である回転波形変数を構成する。特に、上記微小回転時間T30は、圧縮上死点前30°CAから圧縮上死点までの角度間隔の回転に要する時間であり、しかも、圧縮上死点の出現タイミングの9回分の値である。そのため、それら微小回転時間T30の組データは、互いに異なる圧縮上死点のそれぞれに対応した微小回転時間T30同士の相違に関する情報を示す変数となっている。なお、上記の9個の微小回転時間T30は、気筒間変数ΔTb(2)、及び変動パターン変数FL[02],FL[12],FL[32]を算出するときに用いた微小回転時間T30の全てである。   In the vehicle VC, when the CPU 72 makes an affirmative determination in the process of S214 shown in FIG. 8A, the minute rotation times T30 (0), T30 (6), T30 (12), T30 (18), T30 (24), T30 (30), T30 (36), T30 (42), and T30 (48) are acquired (S250). The minute rotation time T30 constitutes a rotation waveform variable that is a variable including information on a difference between the minute rotation times T30 at each of the different angular intervals. In particular, the minute rotation time T30 is a time required for rotation at an angular interval from 30 ° CA before the compression top dead center to the compression top dead center, and is a value for nine times of the appearance timing of the compression top dead center. . Therefore, the set data of the minute rotation times T30 is a variable indicating information on the difference between the minute rotation times T30 corresponding to the respective different compression top dead centers. The nine minute rotation times T30 are the minute rotation times T30 used when calculating the inter-cylinder variable ΔTb (2) and the variation pattern variables FL [02], FL [12], and FL [32]. It is all.

次に、CPU72は、S222の処理を実行した後、通信機79を操作することによって、S250,S222の処理において取得したデータを、車両VCの識別情報(車両ID)とともにセンター120に送信する(S252)。   Next, after executing the process of S222, the CPU 72 operates the communication device 79 to transmit the data acquired in the processes of S250 and S222 to the center 120 together with the identification information of the vehicle VC (vehicle ID) ( S252).

これに対し、センター120のCPU122は、図8(b)に示すように、送信されたデータを受信する(S260)。そして、CPU122は、S260の処理によって取得した変数の値を入力変数x(1)〜x(12)に代入する(S262)。すなわち、CPU122は、入力変数x(1)に微小回転時間T30(0)を代入し、入力変数x(2)に微小回転時間T30(6)を代入し、入力変数x(3)に微小回転時間T30(12)を代入し、入力変数x(4)に微小回転時間T30(18)を代入する。またCPU122は、入力変数x(5)に微小回転時間T30(24)を代入し、入力変数x(6)に微小回転時間T30(30)を代入し、入力変数x(7)に微小回転時間T30(36)を代入する。またCPU122は、入力変数x(8)に微小回転時間T30(42)を代入し、入力変数x(9)に微小回転時間T30(48)を代入する。またCPU122は、入力変数x(10)に回転速度NEを代入し、入力変数x(11)に充填効率ηを代入し、入力変数x(12)に路面状態変数SRを代入する。   On the other hand, the CPU 122 of the center 120 receives the transmitted data as shown in FIG. 8B (S260). Then, the CPU 122 substitutes the values of the variables obtained by the processing of S260 into the input variables x (1) to x (12) (S262). That is, the CPU 122 assigns the minute rotation time T30 (0) to the input variable x (1), assigns the minute rotation time T30 (6) to the input variable x (2), and assigns the minute rotation to the input variable x (3). The time T30 (12) is substituted, and the minute rotation time T30 (18) is substituted for the input variable x (4). Further, the CPU 122 substitutes the minute rotation time T30 (24) for the input variable x (5), substitutes the minute rotation time T30 (30) for the input variable x (6), and substitutes the minute rotation time T30 for the input variable x (7). T30 (36) is substituted. Further, the CPU 122 substitutes the minute rotation time T30 (42) into the input variable x (8) and substitutes the minute rotation time T30 (48) into the input variable x (9). Further, the CPU 122 substitutes the rotation speed NE into the input variable x (10), substitutes the charging efficiency η into the input variable x (11), and substitutes the road surface state variable SR into the input variable x (12).

次にCPU122は、図4に示す記憶装置126に記憶された写像データ126aによって規定される検出用写像に入力変数x(1)〜x(12)を入力することによって、検出用写像の出力値である失火変数PRの値を算出する(S264)。   Next, the CPU 122 inputs the input variables x (1) to x (12) to the detection mapping defined by the mapping data 126a stored in the storage device 126 shown in FIG. Is calculated (S264).

本実施形態において、この検出用写像は、中間層が「α」個であって且つ、各中間層の活性化関数h1〜hαが、ReLUであり、出力層の活性化関数がソフトマックス関数であるニューラルネットワークによって構成されている。例えば、第1の中間層の各ノードの値は、係数w(1)ji(j=0〜n1,i=0〜12)によって規定される線形写像に上記入力変数x(1)〜x(12)を入力した際の出力を活性化関数h1に入力することによって生成される。すなわち、m=1,2,…,αとすると、第mの中間層の各ノードの値は、係数w(m)によって規定される線形写像の出力を活性化関数hmに入力することによって生成される。図8において、n1,n2,…,nαは、それぞれ、第1、第2、…、第αの中間層のノード数である。ちなみに、w(1)j0等は、バイアスパラメータであり、入力変数x(0)は、「1」と定義されている。   In the present embodiment, in this detection mapping, the number of intermediate layers is “α”, the activation functions h1 to hα of each intermediate layer are ReLU, and the activation function of the output layer is a softmax function. It is composed of a certain neural network. For example, the value of each node in the first intermediate layer is obtained by converting the input variables x (1) to x () into a linear mapping defined by coefficients w (1) ji (j = 0 to n1, i = 0 to 12). 12) is generated by inputting the output at the time of input to the activation function h1. That is, assuming that m = 1, 2,..., Α, the value of each node of the m-th intermediate layer is generated by inputting the output of the linear mapping defined by the coefficient w (m) to the activation function hm. Is done. In FIG. 8, n1, n2,..., Nα are the numbers of nodes in the first, second,. Incidentally, w (1) j0 and the like are bias parameters, and the input variable x (0) is defined as “1”.

次に、CPU122は、通信機129を操作することによって、S260の処理によって受信したデータが送信された車両VCに、失火変数PRの値を示す信号を送信し(S266)、図8(b)に示す一連の処理を一旦終了する。これに対し、図8(a)に示すように、CPU72は、失火変数PRの値を受信し(S254)、S228〜S238の処理を実行する。   Next, by operating the communication device 129, the CPU 122 transmits a signal indicating the value of the misfire variable PR to the vehicle VC to which the data received in the process of S260 has been transmitted (S266), and FIG. Is terminated once. On the other hand, as shown in FIG. 8A, the CPU 72 receives the value of the misfire variable PR (S254), and executes the processes of S228 to S238.

このように、本実施形態では、センター120においてS264の処理を実行するため、CPU72の演算負荷を軽減できる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について、上記の各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。
As described above, in the present embodiment, the processing of S264 is executed in the center 120, so that the calculation load of the CPU 72 can be reduced.
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the above embodiments.

上記の各実施形態の状態検出システムは、内燃機関10で失火が生じた状態を、クランク軸24の回転変動に基づき検出するシステムとして構成されていた。空燃比に気筒間のばらつきが生じた、気筒間空燃比インバランスが発生した場合にも、気筒間の燃焼状態のばらつきが生じてクランク軸24の回転変動が大きくなる。本実施形態の状態検出システムは、こうした気筒間空燃比インバランスを検出するシステムとして構成されている。なお、本実施形態の状態検出システムの構成は、図1に示した構成と基本的に同じである。ただし、本実施形態の状態検出システムのROM74には、プログラム74aとして、失火検出プログラムの代わりに、気筒間空燃比インバランスの検出用プログラムが格納されている。   The state detection system of each of the above embodiments is configured as a system that detects a state in which a misfire has occurred in the internal combustion engine 10 based on the rotation fluctuation of the crankshaft 24. Even when the air-fuel ratio varies among the cylinders or when the air-fuel ratio imbalance among the cylinders occurs, the variation in the combustion state between the cylinders occurs, and the rotational fluctuation of the crankshaft 24 increases. The state detection system of the present embodiment is configured as a system that detects such an air-fuel ratio imbalance between cylinders. Note that the configuration of the state detection system of the present embodiment is basically the same as the configuration shown in FIG. However, a program for detecting the air-fuel ratio imbalance between cylinders is stored in the ROM 74 of the state detection system of this embodiment as the program 74a instead of the misfire detection program.

図9に、本実施形態のインバランス検出処理の手順を示す。図9に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラム74aであるインバランス検出プログラムをCPU72が既定の制御周期毎に繰り返し実行することにより実現される。   FIG. 9 shows a procedure of the imbalance detection processing according to the present embodiment. The process shown in FIG. 9 is realized by the CPU 72 repeatedly executing the imbalance detection program, which is the program 74a stored in the ROM 74, at a predetermined control cycle.

図9に示す一連の処理において、CPU72は、まず、インバランスの検出処理の実行条件が成立するか否かを判定する(S310)。実行条件には、内燃機関10の吸気に対する燃料蒸気のパージや排気の再循環が実施されていないことが含まれる。   In the series of processes shown in FIG. 9, first, the CPU 72 determines whether or not the execution condition of the imbalance detection process is satisfied (S310). The execution condition includes that the purge of the fuel vapor with respect to the intake air of the internal combustion engine 10 and the recirculation of the exhaust gas are not performed.

次に、S312aの処理において、CPU72は、微小回転時間T30(1),T30(2),…,T30(24)、上流側平均値Afuave(1),Afuave(2),…,Afuave(24)、回転速度NE、充填効率η、0.5次振幅Ampf/2、を取得する。微小回転時間T30は、CPU72により、クランク角センサ80の出力信号Scrに基づき、クランク軸24が30°CA回転するのに要する時間を計時することによって算出される。ここで、微小回転時間T30(1),T30(2)等、カッコの中の数字が異なる場合、1燃焼サイクルである720°CA内の異なる回転角度間隔であることを示す。すなわち、微小回転時間T30(1)〜T30(24)は、720°CAの回転角度領域を30°CAで等分割した各角度間隔における回転時間を示す。   Next, in the processing of S312a, the CPU 72 determines the minute rotation time T30 (1), T30 (2),..., T30 (24), the upstream average value Afuave (1), Afuave (2),. ), The rotation speed NE, the charging efficiency η, and the 0.5th-order amplitude Ampf / 2 are acquired. The minute rotation time T30 is calculated by the CPU 72 measuring the time required for the crankshaft 24 to rotate by 30 ° CA based on the output signal Scr of the crank angle sensor 80. Here, when the numbers in parentheses such as the minute rotation times T30 (1) and T30 (2) are different, it indicates that the rotation angle intervals are different within 720 ° CA which is one combustion cycle. That is, the minute rotation times T30 (1) to T30 (24) indicate the rotation time at each angular interval obtained by equally dividing the rotation angle area of 720 ° CA by 30 ° CA.

詳しくは、CPU72は、出力信号Scrに基づきクランク軸24が30°CAだけ回転した時間を計時し、これをフィルタ処理前時間NF30とする。次にCPU72は、フィルタ処理前時間NF30を入力とするデジタルフィルタ処理を施すことによって、フィルタ処理後時間AF30を算出する。そしてCPU72は、所定期間(例えば720°CA)におけるフィルタ処理後時間AF30の極大値と極小値との差が「1」となるようフィルタ処理後時間AF30を正規化することによって、微小回転時間T30を算出する。   More specifically, the CPU 72 measures the time during which the crankshaft 24 rotates by 30 ° CA based on the output signal Scr, and sets the time as the pre-filtering time NF30. Next, the CPU 72 calculates a post-filter processing time AF30 by performing digital filter processing using the pre-filter processing time NF30 as an input. Then, the CPU 72 normalizes the post-filtering time AF30 so that the difference between the maximum value and the minimum value of the post-filtering time AF30 in a predetermined period (for example, 720 ° CA) becomes “1”, thereby obtaining the minute rotation time T30. Is calculated.

また、m=1〜24とすると、上流側平均値Afuave(m)は、上記各微小回転時間T30(m)と同一の30°CAの角度間隔における上流側検出値Afuの平均値である。また、0.5次振幅Ampf/2はクランク軸24の回転周波数の0.5次成分の強度であり、CPU72により、微小回転時間T30の上記時系列データのフーリエ変換によって算出される。   If m = 1 to 24, the upstream average value Afuave (m) is the average value of the upstream detection values Afu at the same 30 ° CA angular interval as the minute rotation times T30 (m). The 0.5th-order amplitude Ampf / 2 is the intensity of the 0.5th-order component of the rotation frequency of the crankshaft 24, and is calculated by the CPU 72 by the Fourier transform of the time-series data of the minute rotation time T30.

また、CPU72は、S312aの処理において、点火時期平均値aigave、EGR率平均値Regrave、水温THW、シフト位置Sft、路面状態変数SRも取得する。ここで、点火時期平均値aigaveや、EGR率平均値Regraveは、図9の処理の周期における点火時期aigやEGR率Regrの平均値である。なお、路面状態変数SRの取得の方法は、第1実施形態と同様である。   In addition, in the process of S312a, the CPU 72 also acquires the ignition timing average value aigave, the EGR rate average value Regrave, the water temperature THW, the shift position Sft, and the road surface state variable SR. Here, the average ignition timing aigave and the average EGR rate Regrave are the average values of the ignition timing aig and the EGR rate Regr in the cycle of the process of FIG. The method of obtaining the road surface state variable SR is the same as in the first embodiment.

次にCPU72は、インバランス率Rivを出力する検出用写像の入力変数x(1)〜x(56)に、S312aの処理によって取得した値を代入する(S314a)。詳しくは、CPU72は、「m=1〜24」として、入力変数x(m)に微小回転時間T30(m)の値を、入力変数x(24+m)に上流側平均値Afuave(m)の値を、入力変数x(49)に回転速度NEの値を、入力変数x(50)に充填効率ηの値を、入力変数x(51)に0.5次振幅Ampf/2の値を、それぞれ代入する。また、CPU72は、入力変数x(52)に点火時期平均値aigaveの値を、入力変数x(53)にEGR率平均値Regraveの値を、入力変数x(54)に水温THWの値を、入力変数x(55)にシフト位置Sftの値を、入力変数x(56)に路面状態変数SRの値を、それぞれ代入する。   Next, the CPU 72 substitutes the value obtained by the processing of S312a into the input variables x (1) to x (56) of the detection mapping that outputs the imbalance rate Riv (S314a). Specifically, the CPU 72 sets the value of the minute rotation time T30 (m) to the input variable x (m) and sets the value of the upstream average value Afuave (m) to the input variable x (24 + m), assuming that “m = 1 to 24”. , The value of the rotational speed NE as the input variable x (49), the value of the charging efficiency η as the input variable x (50), and the value of the 0.5-order amplitude Ampf / 2 as the input variable x (51). substitute. Further, the CPU 72 sets the input variable x (52) to the value of the ignition timing average value aigave, the input variable x (53) to the value of the EGR rate average value Regrave, the input variable x (54) to the value of the water temperature THW, The value of the shift position Sft is substituted for the input variable x (55), and the value of the road surface state variable SR is substituted for the input variable x (56).

本実施形態において、インバランス率Rivは、狙いとする噴射量の燃料が噴射されている気筒において「0」とし、狙いとする噴射量よりも実際の噴射量が多い場合に正の値となり、少ない場合に負の値となる。   In the present embodiment, the imbalance rate Riv is set to “0” in the cylinder in which the target injection amount of fuel is being injected, and becomes a positive value when the actual injection amount is larger than the target injection amount, When the number is small, the value is negative.

次にCPU72は、図1に示す記憶装置76に記憶された写像データ76aによって規定される検出用写像に入力変数x(1)〜x(56)の値を入力することによって、気筒#i(i=1〜4)のそれぞれのインバランス率Riv(1)〜Riv(4)の値を算出する(S316a)。   Next, the CPU 72 inputs the values of the input variables x (1) to x (56) into the detection mapping defined by the mapping data 76a stored in the storage device 76 shown in FIG. The values of the imbalance rates Riv (1) to Riv (4) for i = 1 to 4) are calculated (S316a).

本実施形態において、この検出用写像は、中間層が1層のニューラルネットワークによって構成されている。上記ニューラルネットワークは、入力側係数wFjk(j=0〜n,k=0〜56)と、入力側係数wFjkによって規定される線形写像である入力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する入力側非線形写像としての活性化関数h(x)を含む。本実施形態では、活性化関数h(x)として、ハイパボリックタンジェント「tanh(x)」を例示する。また、上記ニューラルネットワークは、出力側係数wSij(i=1〜4,j=0〜n)と、出力側係数wSijによって規定される線形写像である出力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する出力側非線形写像としての活性化関数f(x)を含む。本実施形態では、活性化関数f(x)として、ハイパボリックタンジェント「tanh(x)」を例示する。なお、値nは、中間層の次元を示すものである。   In the present embodiment, the mapping for detection is constituted by a neural network having a single intermediate layer. The above-mentioned neural network performs an input-side conversion on each of an input-side coefficient wFjk (j = 0 to n, k = 0 to 56) and an output of an input-side linear mapping which is a linear mapping defined by the input-side coefficient wFjk. It includes the activation function h (x) as a non-linear mapping. In the present embodiment, a hyperbolic tangent “tanh (x)” is exemplified as the activation function h (x). Further, the neural network nonlinearly converts each of the output-side coefficient wSij (i = 1 to 4, j = 0 to n) and the output of the output-side linear mapping which is a linear mapping defined by the output-side coefficient wSij. An activation function f (x) as an output-side nonlinear mapping is included. In the present embodiment, the hyperbolic tangent “tanh (x)” is exemplified as the activation function f (x). The value n indicates the dimension of the intermediate layer.

なお、CPU72は、S316aの処理が完了する場合や、S310の処理において否定判定する場合には、図9に示す一連の処理を一旦終了する。
図10に、上記インバランス率Riv(i)を利用する処理の手順を示す。図10に示す処理は、図1に示すROM74に記憶されたプログラムをCPU72が、例えばインバランス率Riv(i)が算出される都度、繰り返し実行することにより実現される。
Note that the CPU 72 temporarily ends the series of processes illustrated in FIG. 9 when the process of S316a is completed or when a negative determination is made in the process of S310.
FIG. 10 shows a procedure of a process using the imbalance rate Riv (i). The process illustrated in FIG. 10 is realized by the CPU 72 repeatedly executing the program stored in the ROM 74 illustrated in FIG. 1 every time the imbalance ratio Riv (i) is calculated, for example.

図10に示す一連の処理において、CPU72は、まず、図9の処理によって新たに算出されたインバランス率Riv(i)の値を入力とする指数移動平均処理によって、インバランス学習値Liv(i)を更新する(S320)。具体的には、CPU72は、記憶装置76に記憶されているインバランス学習値Liv(i)に係数αを乗算した値と、インバランス率Riv(i)に「1−α」を乗算した値との和によって、インバランス学習値Livを更新する(S320)。なお、「0<α<1」である。   In the series of processes shown in FIG. 10, the CPU 72 first performs the imbalance learning value Lib (i) by an exponential moving average process that receives the value of the imbalance ratio Riv (i) newly calculated by the process of FIG. ) Is updated (S320). Specifically, the CPU 72 calculates a value obtained by multiplying the imbalance learning value Lib (i) stored in the storage device 76 by the coefficient α and a value obtained by multiplying the imbalance rate Riv (i) by “1−α”. The imbalance learning value Lib is updated by the sum of the values (S320). Note that “0 <α <1”.

次にCPU72は、インバランス学習値Liv(i)が、リーン側許容限界値LL以上であって、且つリッチ側許容限界値LH以下であるか否かを判定する(S322)。CPU72は、インバランス学習値Liv(i)が、リーン側許容限界値LL未満であると判定する場合やリッチ側許容限界値よりも大きいと判定する場合には(S322:NO)、ユーザに修理を促すべく、警告灯90を操作して報知処理を実行する(S324)。   Next, the CPU 72 determines whether or not the imbalance learning value Lib (i) is equal to or greater than the lean allowable limit LL and equal to or less than the rich allowable limit LH (S322). When determining that the imbalance learning value Lib (i) is less than the lean-side allowable limit LL or determining that the imbalance learning value Lib (i) is larger than the rich-side allowable limit (S322: NO), the CPU 72 repairs the user. Is operated by operating the warning light 90 (S324).

一方、CPU72は、リーン側許容限界値LL以上であって、且つリッチ側許容限界値LH以下であると判定する場合(S322:YES)や、S324の処理が完了する場合には、各気筒の要求噴射量Qd(#i)を補正する(S326)。すなわち、CPU72は、各気筒の要求噴射量Qd(#i)に、インバランス学習値Liv(i)に応じた補正量ΔQd(Liv(i))を加算することによって要求噴射量Qd(#i)を補正する。ここで、補正量ΔQd(Liv(i))は、インバランス学習値Liv(i)がゼロよりも大きい場合には、負の値となり、ゼロよりも小さい場合には、正の値となる。なお、インバランス学習値Liv(i)がゼロの場合、補正量ΔQd(Liv(i))もゼロとされる。   On the other hand, when the CPU 72 determines that the value is equal to or more than the lean-side allowable limit value LL and equal to or less than the rich-side allowable limit value LH (S322: YES), or when the process of S324 is completed, the CPU 72 The required injection amount Qd (#i) is corrected (S326). That is, the CPU 72 adds the correction amount ΔQd (Live (i)) corresponding to the imbalance learning value Lib (i) to the required injection amount Qd (#i) of each cylinder, thereby obtaining the required injection amount Qd (#i). ) Is corrected. Here, the correction amount ΔQd (Live (i)) has a negative value when the imbalance learning value Lib (i) is larger than zero, and has a positive value when the imbalance learning value Lib (i) is smaller than zero. When the imbalance learning value Lib (i) is zero, the correction amount ΔQd (Live (i)) is also zero.

なお、CPU72は、S326の処理を完了する場合、図10に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、本実施形態では、S310の処理において肯定判定されてS312aの処理を実行する場合には、S326の処理を一旦停止することとする。   When completing the process of S326, the CPU 72 temporarily ends the series of processes illustrated in FIG. By the way, in the present embodiment, when the affirmative determination is made in the processing of S310 and the processing of S312a is executed, the processing of S326 is temporarily stopped.

ちなみに、本実施形態における上記写像データ76aは、例えば次のようにして生成されたものである。
まず、予め単体での計測によって、インバランス率がゼロとは異なる様々な値を取る複数の燃料噴射弁20と、インバランス率がゼロである3個の燃料噴射弁20とを用意する。そして、トルクコンバータ60を連結し、かつインバランス率がゼロの燃料噴射弁20を3個、インバランス率がゼロとは異なる燃料噴射弁20を1個搭載した内燃機関10を、テストベンチにてトルクコンバータ60の出力軸にダイナモメータを接続した状態で稼働させる。なお、搭載された燃料噴射弁20のそれぞれのインバランス率Rivtが、教師データとなっている。
Incidentally, the mapping data 76a in the present embodiment is generated as follows, for example.
First, a plurality of fuel injection valves 20 having various values different from zero in imbalance ratio and three fuel injection valves 20 in which imbalance ratio is zero are prepared in advance by single measurement. Then, the internal combustion engine 10 connected to the torque converter 60 and equipped with three fuel injection valves 20 having an imbalance rate of zero and one fuel injection valve 20 having an imbalance rate different from zero is mounted on a test bench. The torque converter 60 is operated with the dynamometer connected to the output shaft. Note that the imbalance ratio Rivt of each of the mounted fuel injection valves 20 is used as teacher data.

そして、都度の回転波形変数やS312aの処理によって取得する変数の値を用いて、S314a,S316aの処理と同様の処理によって、インバランス率Rivtの値を算出する。こうして算出されたインバランス率Rivtの値と教師データとの差を縮めるように、上記入力側係数wFjkや出力側係数wSijの値を学習する。具体的には、例えば公差エントロピーを最小化するように、入力側係数wFjkや出力側係数wSijの値を学習すればよい。   Then, the value of the imbalance rate Rivt is calculated by the same processing as the processing of S314a and S316a, using the values of the rotational waveform variables and the variables acquired by the processing of S312a. The values of the input-side coefficient wFjk and the output-side coefficient wSij are learned so as to reduce the difference between the value of the imbalance ratio Rivt thus calculated and the teacher data. Specifically, for example, the values of the input side coefficient wFjk and the output side coefficient wSij may be learned so as to minimize the tolerance entropy.

本実施形態では、路面状態変数SRを、検出用写像への入力に含めている。そのため、車両が走行している路面の状態が与える影響を踏まえたかたちでインバランス率を算出できる。したがって、車両VCに搭載された内燃機関10における気筒間空燃比インバランスの検出精度を向上できる。   In the present embodiment, the road surface state variable SR is included in the input to the detection mapping. Therefore, the imbalance rate can be calculated based on the influence of the state of the road on which the vehicle is traveling. Therefore, the detection accuracy of the inter-cylinder air-fuel ratio imbalance in the internal combustion engine 10 mounted on the vehicle VC can be improved.

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用効果が得られる。
(1)内燃機関10の動作点を規定する動作点変数としての回転速度NE及び充填効率ηを検出用写像の入力とした。点火装置22やEGRバルブ34、吸気側バルブタイミング可変装置40等の内燃機関10の操作部の操作量は、内燃機関10の動作点に基づき定められる傾向がある。そのため、動作点変数は、各操作部の操作量に関する情報を含む変数である。したがって、動作点変数を検出用写像の入力とすることにより、各操作部の操作量に関する情報に基づきインバランス率Riv(i)を算出することができ、ひいてはインバランス率Riv(i)をより高精度に算出することができる。
According to the embodiment described above, the following functions and effects can be obtained.
(1) The rotational speed NE and the charging efficiency η as operating point variables that define the operating point of the internal combustion engine 10 were input to the detection map. The operation amounts of the operation units of the internal combustion engine 10, such as the ignition device 22, the EGR valve 34, and the variable intake valve timing device 40, tend to be determined based on the operating point of the internal combustion engine 10. Therefore, the operating point variable is a variable including information regarding the operation amount of each operation unit. Therefore, by using the operating point variable as the input of the detection mapping, the imbalance rate Riv (i) can be calculated based on the information regarding the operation amount of each operation unit, and the imbalance rate Riv (i) can be further increased. It can be calculated with high accuracy.

(2)検出用写像の入力に上流側平均値Afuaveを含めた。これにより、時系列データの時間間隔毎の上流側検出値Afuを用いる場合と比較すると、時系列データのデータ数を増加させることなく、触媒30に流入する酸素や未燃燃料についてのより正確な情報を得ることができ、ひいてはインバランス率Riv(i)をより高精度に算出することができる。   (2) The upstream average value Afuave was included in the input of the detection mapping. Thereby, as compared with the case of using the upstream detection value Afu for each time interval of the time series data, a more accurate oxygen and unburned fuel flowing into the catalyst 30 can be obtained without increasing the number of data of the time series data. Information can be obtained, and the imbalance rate Riv (i) can be calculated with higher accuracy.

(第6実施形態)
次に第6実施形態について、第5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。本実施形態では、インバランス率Riv(i)の算出処理を車両の外部で行う。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the fifth embodiment. In the present embodiment, the process of calculating the imbalance rate Riv (i) is performed outside the vehicle.

本実施形態の状態検出システムは、ROM74に記憶されたサブプログラム74c及び、ROM124に記憶されたメインプログラム124a、記憶装置126に記憶された写像データ126aの内容以外は、図4に示した第2実施形態のものと同じ構成とされている。その他の同様の構成については、便宜上同一の符号を付している。   The state detection system of the present embodiment differs from the state detection system shown in FIG. 4 in the contents other than the contents of the subprogram 74c stored in the ROM 74, the main program 124a stored in the ROM 124, and the mapping data 126a stored in the storage device 126. The configuration is the same as that of the embodiment. Other similar configurations are denoted by the same reference numerals for convenience.

図11に、本実施形態にかかるインバランス検出処理の手順を示す。図11(a)に示す処理は、図4に示すROM74に記憶されたサブプログラム74cをCPU72が実行することにより実現される。なお、本実施形態におけるサブプログラム74cは、インバランスを検出するためのインバランス検出サブプログラムである。また、図11(b)に示す処理は、ROM124に記憶されているメインプログラム124aをCPU122が実行することにより実現される。なお、本実施形態におけるメインプログラム124aは、インバランスを検出するためのインバランス検出メインプログラムである。図11において図9に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。以下では、インバランス検出処理の時系列に沿って、図11に示す処理を説明する。   FIG. 11 shows a procedure of the imbalance detection process according to the present embodiment. The processing shown in FIG. 11A is realized by the CPU 72 executing the subprogram 74c stored in the ROM 74 shown in FIG. Note that the subprogram 74c in the present embodiment is an imbalance detection subprogram for detecting imbalance. 11B is realized by the CPU 122 executing the main program 124a stored in the ROM 124. Note that the main program 124a in the present embodiment is an imbalance detection main program for detecting imbalance. In FIG. 11, processes corresponding to the processes shown in FIG. 9 are given the same step numbers for convenience. Hereinafter, the processing illustrated in FIG. 11 will be described along the time sequence of the imbalance detection processing.

図11(a)に示すように、車両VCにおいてCPU72は、S312aの処理を完了すると、通信機79を操作することによって、S312aの処理において取得したデータを、車両VCの識別情報である車両IDとともにセンター120に送信する(S332)。   As shown in FIG. 11A, in the vehicle VC, when the processing of S312a is completed, the CPU 72 operates the communication device 79 to convert the data acquired in the processing of S312a into the vehicle ID which is the identification information of the vehicle VC. Is transmitted to the center 120 (S332).

これに対し、センター120のCPU122は、図11(b)に示すように、送信されたデータを受信し(S340)、S314a,S316aの処理を実行する。そしてCPU122は、通信機129を操作することによって、S340の処理によって受信したデータが送信された車両VCにインバランス率Riv(i)に関する信号を送信し(S342)、図11(b)に示す一連の処理を一旦終了する。これに対し、図11(a)に示すように、CPU72は、インバランス率Riv(i)に関する信号を受信し(S334)、図11(a)に示す一連の処理を一旦終了する。   On the other hand, as shown in FIG. 11B, the CPU 122 of the center 120 receives the transmitted data (S340) and executes the processes of S314a and S316a. Then, by operating the communication device 129, the CPU 122 transmits a signal relating to the imbalance rate Riv (i) to the vehicle VC to which the data received in the process of S340 has been transmitted (S342), and is illustrated in FIG. A series of processing ends once. On the other hand, as shown in FIG. 11A, the CPU 72 receives a signal related to the imbalance rate Riv (i) (S334), and once ends a series of processes shown in FIG. 11A.

このように、本実施形態では、センター120においてインバランス率Riv(i)を算出することとしたため、CPU72の演算負荷を軽減できる。
(対応関係)
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。記憶装置は、記憶装置76に対応する。第1実施形態、第2実施形態、第5実施形態、及び第6実施形態では微小回転時間T30(1)〜T30(24)が回転波形変数に対応する。また、第3実施形態及び第4実施形態では、気筒間変数ΔTb(2)及び変動パターン変数FL[02]、FL[12]、FL[32]が、回転波形変数に対応する。第1実行装置は、CPU72とROM74に対応する。第2実行装置は、CPU122とROM124に対応する。取得処理はS10,S12a,S12,S218,S222,S250,S312aの処理に対応する。出力値算出処理はS16a,S16,S226,S264,S316aの処理に対応する。外部側送信処理はS166,S266,S342の処理に対応する。車両側受信処理はS152,S254,S334の処理に対応する。判定処理はS18,S20,S22,S24,S162,S228,S230,S232,S234,S322の処理に対応する。データ解析装置は、センター120に対応する。
As described above, in the present embodiment, the center 120 calculates the imbalance rate Riv (i), so that the calculation load on the CPU 72 can be reduced.
(Correspondence)
The correspondence between the items in the above embodiment and the items described in the section of “Means for Solving the Problem” is as follows. The storage device corresponds to the storage device 76. In the first, second, fifth, and sixth embodiments, the minute rotation times T30 (1) to T30 (24) correspond to rotation waveform variables. In the third and fourth embodiments, the inter-cylinder variable ΔTb (2) and the fluctuation pattern variables FL [02], FL [12], FL [32] correspond to the rotation waveform variables. The first execution device corresponds to the CPU 72 and the ROM 74. The second execution device corresponds to the CPU 122 and the ROM 124. The acquisition processing corresponds to the processing of S10, S12a, S12, S218, S222, S250, and S312a. The output value calculation processing corresponds to the processing of S16a, S16, S226, S264, and S316a. The external transmission processing corresponds to the processing of S166, S266, and S342. The vehicle-side reception processing corresponds to the processing of S152, S254, and S334. The determination processing corresponds to the processing of S18, S20, S22, S24, S162, S228, S230, S232, S234, and S322. The data analysis device corresponds to the center 120.

さらに、第1実施形態及び第2実施形態では失火が生じた確率P(i)が燃焼状態変数に対応し、第3実施形態及び第4実施形態では失火変数PRが燃焼状態変数に対応する。第5実施形態及び第6実施形態ではインバランス率Riv(i)が燃焼状態変数に対応する。   Further, in the first and second embodiments, the probability P (i) of misfire corresponds to the combustion state variable, and in the third and fourth embodiments, the misfire variable PR corresponds to the combustion state variable. In the fifth and sixth embodiments, the imbalance rate Riv (i) corresponds to the combustion state variable.

また、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、及び第4実施形態では失火が生じた状態が既定の運転状態に対応し、第5実施形態及び第6実施形態では気筒間の空燃比のばらつきが生じた状態が既定の運転状態に対応する。   In the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment, the state in which a misfire has occurred corresponds to a predetermined operation state, and the fifth embodiment and the sixth embodiment have a cylinder-to-cylinder state. The state in which the air-fuel ratio varies corresponds to the predetermined operating state.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. The above embodiments and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・「微小回転時間T30のサンプリング間隔について」
写像への入力となる微小回転時間T30のサンプリング間隔は、30°CAに限らない。例えば10°CA等、30°CAよりも小さい角度間隔であってもよい。もっとも30°CA以下の角度間隔に限らず、例えば45°CA等であってもよい。
-"Sampling interval of minute rotation time T30"
The sampling interval of the minute rotation time T30 as an input to the mapping is not limited to 30 ° CA. For example, the angle interval may be smaller than 30 ° CA, such as 10 ° CA. However, the angle interval is not limited to 30 ° CA or less, but may be 45 ° CA or the like.

・「上流側平均値Afuaveのサンプリング間隔について」
写像への入力となる上流側平均値Afuaveのサンプリング間隔は、30°CAに限らない。例えば10°CA等、30°CAよりも小さい角度間隔であってもよい。もっとも30°CA以下の角度間隔に限らず、例えば45°CA等であってもよい。
"About the sampling interval of the upstream average value Afuave"
The sampling interval of the upstream average value Afuave which is input to the mapping is not limited to 30 ° CA. For example, the angle interval may be smaller than 30 ° CA, such as 10 ° CA. However, the angle interval is not limited to 30 ° CA or less, but may be 45 ° CA or the like.

・「時系列データについて」
写像の入力となる上流側平均値Afuaveの時系列データ及び微小回転時間T30の時系列データとしては、720°の回転角度間隔における時系列データに限らない。例えば、720°CAよりも広い回転角度間隔における時系列データであってもよい。720°CAよりも狭い角度間隔の時系列データであってもよい。
・ "About time series data"
The time series data of the upstream average value Afuave and the time series data of the minute rotation time T30, which are input of the mapping, are not limited to the time series data at the rotation angle interval of 720 °. For example, time-series data at a rotation angle interval wider than 720 ° CA may be used. Time-series data at an angle interval smaller than 720 ° CA may be used.

・「検出用写像への入力としての回転波形変数について」
上記第1実施形態及び第2実施形態では、1燃焼サイクルである720°CAの回転角度間隔が分割された複数の間隔のそれぞれにおける微小回転時間T30を検出用写像への入力としたが、これに限らない。例えば、0〜720°CAを第1間隔とし、第1間隔のうちの、0〜20,40〜60,80〜100,120〜140,160〜180,…,700〜720のそれぞれを第2間隔として、それらの回転に要する時間を検出用写像への入力としてもよい。
・ "Rotation waveform variable as input to detection mapping"
In the first embodiment and the second embodiment, the minute rotation time T30 at each of a plurality of intervals obtained by dividing the rotation angle interval of 720 ° CA, which is one combustion cycle, is input to the detection map. Not limited to For example, 0 to 720 ° CA is defined as a first interval, and 0 to 20, 40 to 60, 80 to 100, 120 to 140, 160 to 180,... As the interval, the time required for the rotation may be input to the detection mapping.

回転波形変数を構成する変数としては、第2間隔の回転に要する時間である微小回転時間に限らない。例えば、第2間隔を微小回転時間で割った値であってもよい。なお、回転波形変数を構成する変数としては、極大値と極小値との差を固定値とする正規化処理がなされたものであることは必須ではない。また、写像の入力とするための前処理としてのフィルタ処理としては、上述したものに限らず、例えば変速装置64の入力軸66の微小回転時間に基づき、入力軸66によってクランク軸24が回されている影響分を除く処理がなされたものとしてもよい。もっとも、フィルタ処理が施されていることは必須ではない。   The variable constituting the rotation waveform variable is not limited to the minute rotation time which is the time required for the rotation at the second interval. For example, a value obtained by dividing the second interval by the minute rotation time may be used. Note that it is not essential that the variables constituting the rotation waveform variables have been subjected to normalization processing in which the difference between the maximum value and the minimum value is a fixed value. The filter processing as preprocessing for inputting a map is not limited to the above-described processing. For example, the crankshaft 24 is rotated by the input shaft 66 based on the minute rotation time of the input shaft 66 of the transmission 64. The processing for removing the influence component may be performed. However, it is not essential that the filtering process is performed.

第3実施形態におけるS226の処理では、気筒間変数ΔTb(2)及び変動パターン変数FL[02],FL[12],FL[32]によって回転波形変数を構成したが、これに限らない。例えば、回転波形変数を構成する変動パターン変数を、変動パターン変数FL[02],FL[12],FL[32]のいずれか1つまたは2つとしてもよい。また例えば、変動パターン変数FL[02],FL[12],FL[32],FL[42]等、4つ以上の変動パターン変数を含めてもよい。   In the process of S226 in the third embodiment, the rotation waveform variable is configured by the inter-cylinder variable ΔTb (2) and the variation pattern variables FL [02], FL [12], and FL [32], but is not limited thereto. For example, the variation pattern variables constituting the rotation waveform variable may be any one or two of the variation pattern variables FL [02], FL [12], and FL [32]. Further, for example, four or more fluctuation pattern variables such as the fluctuation pattern variables FL [02], FL [12], FL [32], and FL [42] may be included.

第4実施形態におけるS264の処理では、互いに圧縮上死点の出現タイミングが異なる9個のタイミングのそれぞれに対応した微小回転時間T30によって回転波形変数を構成したが、これに限らない。例えば失火の検出対象となる気筒の圧縮上死点を中央として、圧縮上死点の出現する角度間隔の2倍以上の区間を30°CAの間隔で分割したそれぞれにおける微小回転時間T30によって回転波形変数を構成してもよい。また上記において、失火の検出対象となる気筒の圧縮上死点を中央とすることは必須ではない。さらに、ここでの微小回転時間としては、30°CAの間隔の回転に要する時間に限らない。また、微小回転時間に代えて、所定の角度間隔の回転に要する時間によって所定の角度間隔を除算した瞬時回転速度を用いてもよい。   In the processing of S264 in the fourth embodiment, the rotation waveform variable is configured by the minute rotation time T30 corresponding to each of the nine timings at which the appearance timing of the compression top dead center is different from each other, but is not limited thereto. For example, the rotation waveform is obtained by the minute rotation time T30 in each of the sections at least twice the angular interval at which the compression top dead center appears, divided at intervals of 30 ° CA, with the compression top dead center of the cylinder whose misfire is to be detected as the center. Variables may be configured. In the above description, it is not essential that the compression top dead center of the cylinder whose misfire is to be detected be set at the center. Furthermore, the minute rotation time here is not limited to the time required for rotation at an interval of 30 ° CA. Instead of the minute rotation time, an instantaneous rotation speed obtained by dividing the predetermined angular interval by the time required for rotation at the predetermined angular interval may be used.

・「気筒間変数について」
気筒間変数ΔTbとしては、互いに圧縮上死点の出現タイミングが隣接する一対の気筒のそれぞれの圧縮上死点に対応する微小回転時間T30同士の差の720°CAだけ離間した値同士の差に限らない。例えば、互いに圧縮上死点の出現タイミングが360°CAだけ離間した気筒のそれぞれの圧縮上死点に対応する微小回転時間T30同士の差の720°CAだけ離間した値同士の差であってもよい。この場合、気筒間変数ΔTb(2)は、「T30(12)−T30(24)−{T30(36)−T30(48)}」となる。
・ "About inter-cylinder variables"
As the inter-cylinder variable ΔTb, the appearance timing of the compression top dead center is the difference between the values of the minute rotation times T30 corresponding to the respective compression top dead centers of a pair of cylinders adjacent to each other separated by 720 ° CA. Not exclusively. For example, even when the appearance timing of the compression top dead center is 360 ° CA apart from each other, the difference between the minute rotation times T30 corresponding to the respective compression top dead centers of cylinders separated by 720 ° CA is the difference between the values separated by 720 ° CA. Good. In this case, the inter-cylinder variable ΔTb (2) is “T30 (12) −T30 (24) − {T30 (36) −T30 (48)}”.

また、一対の気筒のそれぞれの圧縮上死点に対応する微小回転時間T30同士の差の720°CAだけ離間した値同士の差に限らず、失火の検出対象となる気筒と、それ以外の気筒とのそれぞれの圧縮上死点に対応する微小回転時間T30同士の差であってもよい。   Further, the present invention is not limited to the difference between the minute rotation times T30 corresponding to the respective compression top dead centers of the pair of cylinders, which are separated by 720 ° CA. May be the difference between the minute rotation times T30 corresponding to the respective compression top dead centers.

また例えば、気筒間変数を、一対の気筒のそれぞれの圧縮上死点に対応する微小回転時間T30同士の比としてもよい。
なお、気筒間変数ΔTbを定義する際の微小回転時間としては、30°CAの回転に要する時間に限らず、例えば45°CAの回転に要する時間等であってもよい。この際、微小回転時間は、圧縮上死点の出現間隔以下の角度間隔の回転に要する時間であることが望ましい。
Further, for example, the inter-cylinder variable may be a ratio between the minute rotation times T30 corresponding to the respective compression top dead centers of the pair of cylinders.
The minute rotation time when defining the inter-cylinder variable ΔTb is not limited to the time required for rotation at 30 ° CA, but may be, for example, the time required for rotation at 45 ° CA. At this time, it is desirable that the minute rotation time is a time required for rotation at an angular interval equal to or less than an appearance interval of the compression top dead center.

さらに、上記において、微小回転時間に代えて、所定の角度間隔の回転に要する時間によって所定の角度間隔を除算した瞬時回転速度を用いてもよい。
・「変動パターン変数について」
変動パターン変数の定義としては、上記実施形態において例示したものに限らない。例えば気筒間変数ΔTbを、「気筒間変数について」の欄において例示したもの等に変更することによって、変動パターン変数の定義を変更してもよい。
Further, in the above, an instantaneous rotation speed obtained by dividing the predetermined angular interval by the time required for rotation at the predetermined angular interval may be used instead of the minute rotation time.
・ “About fluctuation pattern variables”
The definition of the variation pattern variable is not limited to the one exemplified in the above embodiment. For example, the definition of the variation pattern variable may be changed by changing the inter-cylinder variable ΔTb to one exemplified in the section “About the inter-cylinder variable”.

さらに、互いに異なる圧縮上死点の出現タイミングに対応した気筒間変数ΔTb同士の比として変動パターン変数を定義することも必須では無く、比の代わりに差をとってもよい。この場合であっても、内燃機関10の動作点変数を入力に含めることにより、変動パターン変数の大きさが、動作点に応じて変化することを反映して失火変数PRの値を算出できる。   Further, it is not essential to define the variation pattern variable as a ratio between the inter-cylinder variables ΔTb corresponding to the appearance timings of the different compression top dead centers, and a difference may be used instead of the ratio. Even in this case, by including the operating point variable of the internal combustion engine 10 in the input, the value of the misfire variable PR can be calculated reflecting that the magnitude of the variation pattern variable changes according to the operating point.

・「検出用写像への入力としての駆動系装置の状態変数について」
図2、図9、図11の処理では、クランク軸24に連結される駆動系装置の状態変数として、シフト位置Sftを用いたが、これに限らない。例えばロックアップクラッチ62の状態であってもよい。この状態は、例えば締結状態であるか解放状態であるかの2値的な状態であってもよいが、締結状態、解放状態、及びスリップ状態のそれぞれを識別するものであってもよい。
・ "About the state variable of the drive train as an input to the mapping for detection"
2, 9, and 11, the shift position Sft is used as the state variable of the drive system connected to the crankshaft 24, but the present invention is not limited to this. For example, the lock-up clutch 62 may be in the state. This state may be, for example, a binary state of a fastening state or a releasing state, or may be a state of identifying a fastening state, a releasing state, and a slipping state, respectively.

また例えば、変速装置64の油温であってもよい。また例えば駆動輪69の回転速度であってもよい。なお、写像の入力となる駆動系装置の状態変数は、1つに限らない。
・「検出用写像への入力としての空燃比検出変数について」
上記実施形態では、1燃焼サイクルである720°CAの回転角度間隔が分割された複数の間隔のそれぞれにおける上流側平均値Afuaveを検出用写像への入力としたが、これに限らない。例えば、第2間隔における上流側平均値Afuaveを検出用写像への入力としてもよい。
Further, for example, the oil temperature of the transmission 64 may be used. Further, for example, the rotation speed of the drive wheel 69 may be used. It should be noted that the number of state variables of the drive system device that is the input of the mapping is not limited to one.
・ "About the air-fuel ratio detection variable as an input to the detection mapping"
In the above embodiment, the upstream average value Afuave at each of a plurality of intervals obtained by dividing the rotation angle interval of 720 ° CA, which is one combustion cycle, is input to the detection mapping, but the invention is not limited to this. For example, the upstream average value Afuave in the second interval may be input to the detection mapping.

上記実施形態では、上流側平均値Afuaveを、1度の第2間隔における複数のサンプリング値の平均値としたが、これに限らない。例えば、複数の燃焼サイクルにわたって、第2間隔のそれぞれにおける上流側検出値Afuをサンプリングし、それらを第2間隔毎に平均することによって、上流側平均値Afuaveを算出してもよい。   In the above embodiment, the upstream average value Afuave is an average value of a plurality of sampling values in one second interval, but is not limited to this. For example, the upstream average value Afuave may be calculated by sampling the upstream detection value Afu in each of the second intervals over a plurality of combustion cycles and averaging them at each second interval.

空燃比検出変数としては、上流側平均値Afuaveに限らず、上流側検出値Afuであってもよい。
・「検出用写像の入力としての混合気の燃焼速度を調整する調整変数について」
S316aの処理では、検出用写像の入力となって且つ燃焼速度を調整する調整変数として、点火時期平均値aigave、及びEGR率平均値Regraveを用いたが、それら2つのパラメータに関しては、例えば1つのみを用いてもよい。
The air-fuel ratio detection variable is not limited to the upstream average value Afuave, but may be the upstream detection value Afu.
-"Adjustment variables for adjusting the combustion rate of the air-fuel mixture as the input of the detection map"
In the process of S316a, the ignition timing average aigave and the EGR rate average Regreg are used as adjustment variables that are input of the detection mapping and adjust the combustion speed. You may use only.

点火時期を示す変数としての点火変数としては、点火時期平均値aigaveに限らず、点火時期aigであってもよい。EGR率を示す変数としては、EGR率平均値Regraveに限らず、EGR率Regrであってもよい。   The ignition variable as the variable indicating the ignition timing is not limited to the ignition timing average value aigave, but may be the ignition timing aig. The variable indicating the EGR rate is not limited to the average value of the EGR rate Regrave, and may be the EGR rate Regr.

また例えば、下記「内燃機関について」の欄に記載したように圧縮着火式内燃機関に適用する場合には、点火変数に代えて、噴射時期やその平均値を用いればよい。
検出用写像の入力となって且つ燃焼速度を調整する調整変数としては、上記変数に限らず、例えば吸気バルブ16の開弁タイミングやリフト量、排気バルブ26の開弁タイミングやリフト量等であってもよい。また例えば、いくつかの気筒において混合気の燃焼制御を停止する気筒休止制御中においては、燃焼制御を停止している気筒の情報であってもよい。また例えば、過給機とウェストゲートバルブとを備える内燃機関10の場合、ウェストゲートバルブの開口度であってもよい。
Further, for example, when the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine as described in the section “About the internal combustion engine”, the injection timing and the average value thereof may be used instead of the ignition variable.
The adjustment variables that become the input of the detection map and adjust the combustion speed are not limited to the above variables, and include, for example, the valve opening timing and the lift amount of the intake valve 16 and the valve opening timing and the lift amount of the exhaust valve 26. You may. Further, for example, during the cylinder deactivation control in which the combustion control of the air-fuel mixture is stopped in some cylinders, the information may be information on the cylinders in which the combustion control is stopped. Further, for example, in the case of the internal combustion engine 10 including the supercharger and the wastegate valve, the opening degree of the wastegate valve may be used.

・「検出用写像の入力としての路面状態変数について」
路面状態変数SRとしては、起伏の大小に応じた2値的な変数に限らず、例えば起伏の大小に応じた3値以上の変数であってもよい。また、加速度Daccに基づき路面状態変数SRを生成する手法としては、図3に例示した手法に限らず、例えば、加速度Daccの絶対値の所定時間当たりの平均値を用いてもよい。これによれば、路面状態変数SRは連続的な量となる。
・ “Road surface variables as input of detection mapping”
The road surface state variable SR is not limited to a binary variable corresponding to the size of the undulation, but may be a variable having three or more values corresponding to the size of the undulation. The method for generating the road surface state variable SR based on the acceleration Dacc is not limited to the method illustrated in FIG. 3, and for example, an average value of the absolute value of the acceleration Dacc per predetermined time may be used. According to this, the road surface state variable SR is a continuous quantity.

路面状態変数SRとしては、車両VCの上下方向の加速度の検出値に基づき定量化されたものに限らない。例えば車両の横方向の加速度や前後方向の加速度によって定量化してもよい。さらに、写像の入力として、車両の上下方向の加速度と、横方向の加速度と前後方向の加速度との3つの加速度のうちのいずれか2つ、または全てを用いて定量化されたものであってもよい。   The road surface state variable SR is not limited to the one quantified based on the detected value of the vertical acceleration of the vehicle VC. For example, it may be quantified by the lateral acceleration or the longitudinal acceleration of the vehicle. Furthermore, the input of the mapping is quantified using any two or all of three accelerations of a vertical acceleration of the vehicle, a lateral acceleration, and a longitudinal acceleration. Is also good.

路面状態変数SRは、加速度センサ88によって検出される加速度Daccによって定量化されたが、これに限らない。例えば、カメラによる路面の撮像データやレーダの反射波に関するデータの解析結果データを用いてもよい。   The road surface state variable SR is quantified by the acceleration Dacc detected by the acceleration sensor 88, but is not limited thereto. For example, data obtained by analyzing road surface image data obtained by a camera or data related to radar reflected waves may be used.

例えば、カメラによる路面の撮像データを解析する場合には、畳み込みニューラルネットワークを用いるとよい。畳み込みニューラルネットワークは、例えば、畳み込み層とプーリング層を交互に何層か重ねた特徴抽出パートと、ソフトマックス法を用いて分類を行う全結合層からなる識別パートとからなる。こうした畳み込みニューラルネットワークを用いることにより、撮像データを入力とし、起伏の大小に応じて分類した出力を得ることができる。   For example, when analyzing road surface image data obtained by a camera, a convolutional neural network may be used. The convolutional neural network includes, for example, a feature extraction part in which several convolutional layers and a pooling layer are alternately stacked, and an identification part including a fully connected layer for performing classification using the softmax method. By using such a convolutional neural network, it is possible to obtain imaging data as input and output classified according to the magnitude of the undulation.

その他、例えば路面の状態の情報を有する地図データとGPSを用いて現在地における路面の状態を取得し、これを用いてもよい。また各車輪の空気圧を用いてもよい。すなわち、各車輪の空気圧の差には、路面の傾斜や凹凸による車輪の撓みに関する情報が含まれている。そのため、各車輪の空気圧の差には路面の状態を示唆する情報が含まれている。また例えば燃料ゲージやオイルゲージ等、車両内の流体の液面の位置を検知するセンサの検出値を用いてもよい。すなわち、液面の変動には路面の凹凸等の情報が含まれている。またサスペンションの油圧を検知するセンサの検出値を用いてもよい。すなわち、サスペンションは路面の凹凸による影響を受けて動作するため、この油圧には、路面の凹凸等の情報が含まれている。   Alternatively, for example, a road surface state at the current location may be acquired using map data having road surface state information and GPS, and this may be used. Alternatively, the air pressure of each wheel may be used. That is, the difference between the air pressures of the wheels includes information on the deflection of the wheels due to the inclination or unevenness of the road surface. Therefore, the information indicating the road surface state is included in the difference between the air pressures of the respective wheels. Further, for example, a detection value of a sensor such as a fuel gauge or an oil gauge that detects the level of the fluid level in the vehicle may be used. That is, the fluctuation of the liquid level includes information such as unevenness of the road surface. Alternatively, a detection value of a sensor that detects the hydraulic pressure of the suspension may be used. That is, since the suspension operates under the influence of the road surface unevenness, the hydraulic pressure includes information such as road surface unevenness.

なお、路面状態変数としては、路面の凹凸等を定量化したものに限らない。例えば、凍結の有無等、摩擦の大小を定量化したものであってもよく、また起伏と摩擦の大小との双方を識別する変数であってもよい。なお、摩擦の大小を定量化するための入力としては、各車輪の車輪速の差等を用いることができる。また路面の凍結の有無を判定するための入力としては、外気温の情報や、カメラによる撮像データを用いることができる。   The road surface state variable is not limited to a quantified road surface unevenness or the like. For example, it may be a value that quantifies the magnitude of friction, such as the presence or absence of freezing, or a variable that identifies both the undulation and the magnitude of friction. In addition, as an input for quantifying the magnitude of friction, a difference in wheel speed of each wheel or the like can be used. Further, as input for determining whether or not the road surface is frozen, information on the outside air temperature and image data obtained by a camera can be used.

・「検出用写像への入力としての動作点変数について」
動作点変数としては、回転速度NE及び充填効率ηに限らない。例えば吸入空気量Gaと回転速度NEとであってもよい。また、例えば下記「内燃機関について」の欄に記載したように、圧縮着火式内燃機関を用いる場合、噴射量と回転速度NEとであってもよい。なお、動作点変数を検出用写像の入力とすることは必須では無い。例えば下記「車両について」の欄に記載したシリーズハイブリッド車に搭載される内燃機関に適用される場合において、内燃機関が特定の動作点に限って運転される場合等には、動作点変数を入力変数に含めなくても、燃焼状態変数の値を高精度に算出できる。
・ "About operating point variables as input to the mapping for detection"
The operating point variables are not limited to the rotation speed NE and the charging efficiency η. For example, the intake air amount Ga and the rotation speed NE may be used. When a compression ignition type internal combustion engine is used, for example, as described in the section “About the internal combustion engine” below, the injection amount and the rotational speed NE may be used. Note that it is not essential that the operating point variable is input as the detection mapping. For example, in the case where the invention is applied to an internal combustion engine mounted on a series hybrid vehicle described in the section "About the vehicle", when the internal combustion engine is operated only at a specific operating point, an operating point variable is input. The value of the combustion state variable can be calculated with high accuracy even if it is not included in the variable.

・「検出用写像への入力について」
瞬時速度パラメータに加えて入力する検出用写像への入力としては、上記実施形態や上記変更例において例示したものに限らない。例えば、内燃機関10の置かれた環境に関するパラメータを用いてもよい。具体的には、例えば吸入空気中の酸素の割合に影響を与えるパラメータである大気圧を用いてもよい。また例えば、燃焼室18内における混合気の燃焼速度に影響を与えるパラメータである吸気温を用いてもよい。また例えば、燃焼室18内における混合気の燃焼速度に影響を与えるパラメータである湿度を用いてもよい。なお、湿度の把握には、湿度センサを用いてもよいが、ワイパーの状態や、雨滴を検知するセンサの検出値を利用してもよい。また、クランク軸24に機械的に連結される補機の状態に関するデータであってもよい。
・ "Input to the mapping for detection"
The input to the detection mapping that is input in addition to the instantaneous speed parameter is not limited to those illustrated in the above-described embodiment and the above-described modification. For example, a parameter related to the environment where the internal combustion engine 10 is placed may be used. Specifically, for example, atmospheric pressure, which is a parameter affecting the proportion of oxygen in the intake air, may be used. Further, for example, an intake air temperature which is a parameter affecting the combustion speed of the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 may be used. Further, for example, humidity, which is a parameter affecting the combustion speed of the air-fuel mixture in the combustion chamber 18, may be used. It should be noted that a humidity sensor may be used to grasp the humidity, but a state of the wiper or a detection value of a sensor that detects raindrops may be used. Alternatively, the data may be data on the state of an auxiliary machine mechanically connected to the crankshaft 24.

検出用写像への入力に内燃機関10の動作点を含めることは必須ではない。例えば下記「内燃機関について」の欄に記載したように内燃機関がシリーズハイブリッド車に搭載され、その動作点が狭い範囲に制限された制御が前提とされる場合等にあっては、動作点を含めなくてもよい。   It is not essential that the input to the detection map include the operating point of the internal combustion engine 10. For example, when the internal combustion engine is mounted on a series hybrid vehicle and its operating point is assumed to be controlled in a narrow range as described in the section "About the internal combustion engine" below, the operating point is set to It is not necessary to include it.

また、ニューラルネットワークへの入力や、下記「機械学習のアルゴリズムについて」の欄に記載した回帰式への入力等としては、各次元が単一の物理量や変動パターン変数FLからなるものに限らない。例えば上記実施形態等において検出用写像への入力とした複数種類の物理量や変動パターン変数FLの一部については、ニューラルネットワークや回帰式への直接の入力とする代わりに、それらの主成分分析によるいくつかの主成分を、ニューラルネットワークや回帰式への直接の入力としてもよい。もっとも、主成分をニューラルネットワークや回帰式の入力とする場合に、ニューラルネットワークや回帰式への入力の一部のみが主成分となることは必須ではなく、全部を主成分としてもよい。なお、主成分を検出用写像への入力とする場合、写像データ76a,126aには、主成分を定める検出用写像を規定するデータが含まれることとなる。   Further, the input to the neural network, the input to the regression equation described in the column of “Machine Learning Algorithm” below, and the like are not limited to those in which each dimension is composed of a single physical quantity or variation pattern variable FL. For example, in the above-described embodiment and the like, a plurality of types of physical quantities and some of the variation pattern variables FL input to the detection mapping are obtained by principal component analysis instead of being directly input to a neural network or a regression equation. Some principal components may be input directly to a neural network or regression equation. However, when the principal component is used as the input of the neural network or the regression equation, it is not essential that only a part of the input to the neural network or the regression equation is the principal component, and the whole may be the principal component. When the principal component is used as the input to the detection mapping, the mapping data 76a and 126a include data defining the detection mapping that defines the principal component.

・「対処処理について」
上記実施形態では、警告灯90を操作することによって、視覚情報を通じて失火が生じた旨を報知したが、これに限らない。例えば、スピーカを操作することによって、聴覚情報を通じて失火が生じた旨を報知してもよい。また、例えば図1に示す制御装置70が通信機79を備えることとし、通信機79を操作してユーザの携帯端末に失火が生じた旨の信号を送信する処理としてもよい。これは、ユーザの携帯端末に、報知処理を実行するアプリケーションプログラムをインストールしておくことにより実現できる。
・ "Response processing"
In the above embodiment, by operating the warning light 90, the fact that a misfire has occurred is notified through visual information, but the present invention is not limited to this. For example, by operating a speaker, the fact that a misfire has occurred may be reported through auditory information. Further, for example, the control device 70 illustrated in FIG. 1 may include the communication device 79, and the communication device 79 may be operated to transmit a signal indicating that a misfire has occurred to the user's portable terminal. This can be realized by installing an application program for executing the notification process in the user's mobile terminal.

対処処理としては、報知処理に限らない。例えば、内燃機関10の燃焼室18内の混合気の燃焼を制御するための操作部を失火が生じた旨の情報に応じて操作する操作処理であってもよい。具体的には、例えば操作部を点火装置22として失火が生じた気筒の点火時期を進角させてもよい。また例えば、操作部を燃料噴射弁20として、失火が生じた気筒の燃料噴射量を増量させてもよい。   The coping process is not limited to the notification process. For example, an operation process for operating an operation unit for controlling the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 of the internal combustion engine 10 in accordance with information indicating that misfire has occurred may be used. Specifically, for example, the ignition timing of a cylinder in which misfire has occurred may be advanced by using the operation unit as the ignition device 22. Further, for example, the fuel injection valve 20 may be used as the fuel injection valve 20 to increase the fuel injection amount of the cylinder in which misfire has occurred.

・「実行装置について」
実行装置としては、CPU72とROM74、又はCPU122とROM124を備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。例えば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(例えばASIC等)を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の(a)〜(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
・ About the execution device
The execution device is not limited to one that includes the CPU 72 and the ROM 74 or the CPU 122 and the ROM 124 and executes software processing. For example, a dedicated hardware circuit (for example, an ASIC or the like) that performs hardware processing on at least a part of the software processing in the above embodiment may be provided. That is, the execution device may have any of the following configurations (a) to (c). (A) A processing device that executes all of the above processing according to a program and a program storage device such as a ROM that stores the program are provided. (B) A processing device and a program storage device that execute a part of the above-described processing according to a program, and a dedicated hardware circuit that executes the remaining processing. (C) A dedicated hardware circuit for executing all of the above processing is provided. Here, there may be a plurality of software execution devices including a processing device and a program storage device, and a plurality of dedicated hardware circuits.

・「記憶装置について」
上記実施形態では、写像データ76a,126aが記憶される記憶装置を、失火検出プログラムや失火検出メインプログラム、インバランス検出メインプログラムが記憶される記憶装置、すなわちROM74やROM124とは別の記憶装置としたが、これに限らない。
・ "About storage device"
In the above embodiment, the storage device that stores the mapping data 76a and 126a is a storage device that stores the misfire detection program, the misfire detection main program, and the imbalance detection main program, that is, a storage device that is different from the ROM 74 and the ROM 124. However, it is not limited to this.

・「データ解析装置について」
例えば第2実施形態において、S162,S164の処理に代えて、S24,S28bの処理等をセンター120によって実行してもよい。同様に第4実施形態や第6実施形態において報知処理をセンター120において、報知処理を実行させる指令を送信する処理を実行するようにしてもよい。
・ About the data analyzer
For example, in the second embodiment, instead of the processing of S162 and S164, the processing of S24 and S28b may be executed by the center 120. Similarly, in the fourth embodiment and the sixth embodiment, the notification process may be performed at the center 120 and the process of transmitting a command to execute the notification process may be performed.

第2実施形態において、図5(b)の処理を、例えばユーザが所持する携帯端末によって実行してもよい。これは、携帯端末に図5(b)の処理を実行するアプリケーションプログラムをインストールしておくことにより実現できる。なお、この際、例えばS162の処理におけるデータの送信が有効な距離が車両の長さ程度である設定とする等して、車両IDの送受信処理を削除してもよい。第4実施形態や第6実施形態においても同様である。   In the second embodiment, the processing in FIG. 5B may be executed by, for example, a mobile terminal owned by the user. This can be realized by installing an application program for executing the processing of FIG. 5B in the portable terminal. At this time, the transmission / reception processing of the vehicle ID may be deleted, for example, by setting such that the effective distance of data transmission in the processing of S162 is about the length of the vehicle. The same applies to the fourth and sixth embodiments.

・「第1実施形態及び第2実施形態の写像データについて」
中間層の活性化関数h(x)としては、全ての次元で同一の関数とすることは必須ではない。
-"Mapping data of the first embodiment and the second embodiment"
It is not essential that the activation function h (x) of the intermediate layer be the same function in all dimensions.

失火の確率を出力とする写像を構成するニューラルネットワークとしては、中間層が1層のニューラルネットワークに限らない。例えば、中間層が2層以上のニューラルネットワークであってもよい。中間層の層数が多い場合、図4に記載したシステムへの利用が制御装置70の演算負荷を軽減するうえで特に有効である。   The neural network constituting the mapping that outputs the probability of misfire as an output is not limited to a neural network having a single hidden layer. For example, the intermediate layer may be a neural network having two or more layers. When the number of intermediate layers is large, the use of the system shown in FIG. 4 is particularly effective in reducing the calculation load of the control device 70.

活性化関数h(x)としては、ハイパボリックタンジェントを用いるものに限らない。例えばロジスティックジグモイド関数であってもよい。図2及び図5の処理における活性化関数f(x)としては、ハイパボリックタンジェントを用いるものに限らない。例えばロジスティックジグモイド関数であってもよい。この場合、ソフトマックス関数を用いることなく、活性化関数f(x)の出力を確率Pとしてもよい。この場合、気筒#1〜#4のそれぞれで失火が生じた確率P(1)〜P(4)が、互いに独立に「0」〜「1」の値をとることとなる。   The activation function h (x) is not limited to the one using the hyperbolic tangent. For example, it may be a logistic jigmoid function. The activation function f (x) in the processing of FIGS. 2 and 5 is not limited to the one using the hyperbolic tangent. For example, it may be a logistic jigmoid function. In this case, the output of the activation function f (x) may be used as the probability P without using the softmax function. In this case, the probabilities P (1) to P (4) of misfires in the cylinders # 1 to # 4 take values of "0" to "1" independently of each other.

失火の確率を出力する写像としては、ニューラルネットワークを用いるものに限らない。例えば、微小回転時間T30等、写像の入力とするために取得したデータの次元を主成分分析によって低減させたパラメータを規定する係数を、上記入力側係数wFijに代えてもよい。   The mapping for outputting the probability of misfire is not limited to the one using a neural network. For example, a coefficient that defines a parameter obtained by reducing the dimension of data acquired for inputting a mapping, such as the minute rotation time T30, by principal component analysis may be replaced with the input-side coefficient wFij.

・「第3実施形態の写像データについて」
車両において実行される演算に用いられる写像を規定する写像データを、S264の処理において例示した写像を規定するデータとしてもよい。
"About the mapping data of the third embodiment"
The mapping data that defines the mapping used for the calculation performed in the vehicle may be the data that defines the mapping exemplified in the process of S264.

例えば図8の記載によれば、ニューラルネットワークの中間層の層数は、2層よりも多い表現となっているが、これに限らない。
この実施形態では、活性化関数h,h1,h2,…hαを、ReLUとし、出力の活性化関数をソフトマックス関数としたが、これに限らない。例えば活性化関数h,h1,h2,…hαを、ハイパボリックタンジェントとしてもよい。また、例えば活性化関数h,h1,h2,…hαをロジスティックジグモイド関数としてもよい。
For example, according to the description of FIG. 8, the number of intermediate layers of the neural network is expressed in more than two layers, but is not limited thereto.
In this embodiment, the activation functions h, h1, h2,... Hα are ReLU, and the output activation function is a softmax function. However, the present invention is not limited to this. For example, the activation functions h, h1, h2,... Hα may be hyperbolic tangents. Also, for example, the activation functions h, h1, h2,... Hα may be logistic jigmoid functions.

また、例えば出力の活性化関数を、ロジスティックジグモイド関数としてもよい。この場合、例えば出力層のノード数を1個とし、出力変数を失火変数PRとすればよい。その場合、出力変数の値が所定値以上である場合に異常と判定することによって、異常の有無を判定できる。   Further, for example, the output activation function may be a logistic jigmoid function. In this case, for example, the number of nodes in the output layer may be one, and the output variable may be the misfire variable PR. In that case, if the value of the output variable is equal to or more than a predetermined value, it is determined that there is an abnormality.

・「第5実施形態及び第6実施形態の写像データについて」
例えばS316aにおいて、ニューラルネットワークの中間層の層数を2層以上としてもよい。
"About the mapping data of the fifth embodiment and the sixth embodiment"
For example, in S316a, the number of intermediate layers in the neural network may be two or more.

S316aにおいて、ニューラルネットワークの中間層の層数は、2層よりも多い表現となっているが、これに限らない。特に、制御装置70の演算負荷を軽減する観点からは、ニューラルネットワークの中間層の層数を、1層または2層にまで絞ることが望ましい。   In S316a, the number of intermediate layers in the neural network is expressed in more than two layers, but is not limited thereto. In particular, from the viewpoint of reducing the calculation load of the control device 70, it is desirable to reduce the number of intermediate layers of the neural network to one or two layers.

この実施形態では、活性化関数h,f,h1,h2,…hαを、ハイパボリックタンジェントとしたが、これに限らない。例えば活性化関数h,h1,h2,…hαのうちの一部または全てを、ReLUとしてもよく、また例えば、ロジスティックジグモイド関数としてもよい。   In this embodiment, the activation functions h, f, h1, h2,... Hα are hyperbolic tangents, but are not limited thereto. For example, some or all of the activation functions h, h1, h2,... Hα may be ReLU, or may be, for example, a logistic jigmoid function.

インバランス率Rivを出力する検出用写像としては、いずれか1つの気筒に限って燃料噴射量が想定したものからずれる現象を対象として学習されたものに限らない。例えば2つの気筒において燃料噴射量が想定したものからずれる現象を対象として学習されたものであってもよい。この場合、写像への入力にクランク軸24の回転周波数の1次成分の強度を含めてもよい。   The detection mapping that outputs the imbalance ratio Riv is not limited to one that has been learned targeting a phenomenon in which the fuel injection amount deviates from the assumed one for only one cylinder. For example, it may be learned for a phenomenon in which the fuel injection amount in two cylinders deviates from the assumed value. In this case, the intensity of the primary component of the rotation frequency of the crankshaft 24 may be included in the input to the mapping.

・「機械学習のアルゴリズムについて」
機械学習のアルゴリズムとしては、ニューラルネットワークを用いるものに限らない。例えば回帰式を用いてもよい。これは、上記ニューラルネットワークにおいて中間層を備えないものに相当する。また、例えばサポートベクトルマシンを用いてもよい。この場合、出力の値の大きさ自体には意味が無く、例えば、その値が正であるか否かに応じて、失火が生じたか否かを表現する。換言すれば、燃焼状態変数の値が3値以上の値を有してそれらの値の大小が失火の確率の大小を表現するものとは相違する。
・ "Machine learning algorithm"
Machine learning algorithms are not limited to those using neural networks. For example, a regression equation may be used. This corresponds to the above-mentioned neural network having no intermediate layer. Further, for example, a support vector machine may be used. In this case, the magnitude of the output value itself has no meaning. For example, whether or not a misfire has occurred is expressed according to whether or not the value is positive. In other words, this is different from the case where the value of the combustion state variable has three or more values and the magnitude of those values represents the magnitude of the probability of misfire.

・「写像データの生成について」
上記実施形態では、クランク軸24にトルクコンバータ60及び変速装置64を介してダイナモメータが接続された状態で内燃機関10を稼働した時のデータを訓練データとして用いたが、これに限らない。例えば車両VCに搭載された状態で内燃機関10が駆動されたときにおけるデータを訓練データとして用いてもよい。
・ About "Generation of mapping data"
In the above embodiment, data obtained when the internal combustion engine 10 is operated with the dynamometer connected to the crankshaft 24 via the torque converter 60 and the transmission 64 is used as training data, but the present invention is not limited to this. For example, data when the internal combustion engine 10 is driven while mounted on the vehicle VC may be used as training data.

・「外部側送信処理について」
S266の処理では、失火変数PRの値を送信したが、これに限らない。例えば、出力活性化関数としてのソフトマックス関数の入力となる原型変数yR(1),yR(2)の値を送信してもよい。また例えば、センター120において、S228〜S236の処理を実行することとし、異常があるか否かの判定結果を送信してもよい。
・ "External transmission process"
In the process of S266, the value of the misfire variable PR is transmitted, but is not limited thereto. For example, the values of prototype variables yR (1) and yR (2), which are input of a softmax function as an output activation function, may be transmitted. Further, for example, the processing of S228 to S236 may be performed in the center 120, and the determination result of whether there is an abnormality may be transmitted.

・「既定の運転状態について」
気筒間の燃焼状態のばらつきを伴う内燃機関10の運転状態であれば、失火や気筒間空燃比インバランス以外の運転状態を状態検出システムの検出態様としてもよい。例えば吸気バルブや排気バルブの開弁固着により気筒内での吸気の圧縮が不十分な状態となる、いわゆる圧縮抜けが特定の気筒で発生した場合にも、気筒間の燃焼状態にばらつきが生じてクランク軸24の回転変動が大きくなる。そのため、こうした圧縮抜けの検出を、上述の回転波形変数及び路面状態変数を入力とした検出用写像を用いて行うようにすれば、路面の状態が与える影響を踏まえたかたちで圧縮抜けを高精度に検出できる。
・ "About the default operation state"
If the operation state of the internal combustion engine 10 involves variation in the combustion state between the cylinders, an operation state other than misfire or an inter-cylinder air-fuel ratio imbalance may be set as the detection mode of the state detection system. For example, even if so-called compression loss occurs in a specific cylinder due to insufficient compression of the intake air in the cylinder due to sticking of an intake valve or an exhaust valve, the combustion state between the cylinders varies. The rotation fluctuation of the crankshaft 24 increases. Therefore, if such compression loss detection is performed using the above-mentioned detection mapping using the rotational waveform variables and the road surface state variables as inputs, the compression loss can be detected with high accuracy based on the influence of the road surface condition. Can be detected.

・「内燃機関について」
上記実施形態では、燃料噴射弁として、燃焼室18内に燃料を噴射する筒内噴射弁を例示したがこれに限らない。例えば吸気通路12に燃料を噴射するポート噴射弁であってもよい。また例えば、ポート噴射弁と筒内噴射弁との双方を備えてもよい。
・ "About internal combustion engine"
In the above-described embodiment, the in-cylinder injection valve that injects fuel into the combustion chamber 18 has been exemplified as the fuel injection valve, but is not limited thereto. For example, a port injection valve that injects fuel into the intake passage 12 may be used. Further, for example, both a port injection valve and an in-cylinder injection valve may be provided.

内燃機関としては、火花点火式内燃機関に限らず、例えば燃料として軽油等を用いる圧縮着火式内燃機関等であってもよい。
内燃機関が駆動系を構成すること自体必須ではない。例えば、車載発電機にクランク軸が機械的に連結され、駆動輪69とは動力伝達が遮断されたいわゆるシリーズハイブリッド車に搭載されるものであってもよい。
The internal combustion engine is not limited to a spark ignition type internal combustion engine, but may be, for example, a compression ignition type internal combustion engine using light oil or the like as fuel.
It is not essential that the internal combustion engine constitutes the drive system. For example, it may be mounted on a so-called series hybrid vehicle in which the crankshaft is mechanically connected to the on-vehicle generator and the power transmission from the drive wheel 69 is cut off.

・「車両について」
車両としては、車両の推進力を生成する装置が内燃機関のみとなる車両に限らず、例えば「内燃機関について」の欄に記載したシリーズハイブリッド車以外にも、パラレルハイブリッド車や、シリーズ・パラレルハイブリッド車であってもよい。
・ About the vehicle
The vehicle is not limited to a vehicle in which the device that generates the propulsion force of the vehicle is only an internal combustion engine. For example, in addition to the series hybrid vehicle described in the section “About the internal combustion engine”, a parallel hybrid vehicle or a series-parallel hybrid It may be a car.

・「そのほか」
クランク軸と駆動輪との間に介在する駆動系装置としては、有段の変速装置に限らず、例えば無段変速装置であってもよい。
·"others"
The drive system device interposed between the crankshaft and the drive wheels is not limited to a stepped transmission, and may be, for example, a continuously variable transmission.

10…内燃機関、12…吸気通路、14…スロットルバルブ、16…吸気バルブ、18…燃焼室、20…燃料噴射弁、22…点火装置、24…クランク軸、26…排気バルブ、28…排気通路、30…触媒、32…EGR通路、34…EGRバルブ、40…吸気側バルブタイミング可変装置、42…吸気側カム軸、44…排気側バルブタイミング可変装置、46…排気側カム軸、50…クランクロータ、52…歯部、54…欠け歯部、60…トルクコンバータ、62…ロックアップクラッチ、64…変速装置、66…入力軸、68…出力軸、69…駆動輪、70…制御装置、72…CPU、74…ROM、74a…プログラム、74c…サブプログラム、76…記憶装置、76a…写像データ、77…周辺回路、78…ローカルネットワーク、79…通信機、80…クランク角センサ、82…エアフローメータ、83…空燃比センサ、84…水温センサ、86…シフト位置センサ、88…加速度センサ、90…警告灯、110…ネットワーク、120…センター、122…CPU、124…ROM、124a…メインプログラム、126…記憶装置、126a…写像データ、127…周辺回路、128…ローカルネットワーク、129…通信機。   Reference Signs List 10: internal combustion engine, 12: intake passage, 14: throttle valve, 16: intake valve, 18: combustion chamber, 20: fuel injection valve, 22: ignition device, 24: crankshaft, 26: exhaust valve, 28: exhaust passage , 30 ... catalyst, 32 ... EGR passage, 34 ... EGR valve, 40 ... variable intake valve timing, 42 ... variable intake camshaft, 44 ... variable exhaust valve timing, 46 ... exhaust camshaft, 50 ... crank Rotor, 52: tooth portion, 54: missing tooth portion, 60: torque converter, 62: lock-up clutch, 64: transmission, 66: input shaft, 68: output shaft, 69: drive wheel, 70: control device, 72 .. CPU, 74 ROM, 74a program, 74c subprogram, 76 storage device, 76a mapping data, 77 peripheral circuit, 78 local network 79: communication device, 80: crank angle sensor, 82: air flow meter, 83: air-fuel ratio sensor, 84: water temperature sensor, 86: shift position sensor, 88: acceleration sensor, 90: warning light, 110: network, 120: center , 122 CPU, 124 ROM, 124a main program, 126 storage device, 126a mapping data, 127 peripheral circuit, 128 local network, 129 communication device.

Claims (8)

車両に搭載された内燃機関に適用されて、気筒間の燃焼状態のばらつきを伴う同内燃機関の既定の運転状態を検出する内燃機関の状態検出システムであり、
各気筒の燃焼トルクの発生期間における前記内燃機関のクランク軸の回転速度の気筒間差に関する情報を含む変数である回転波形変数、及び前記車両が走行している路面の状態に関する変数である路面状態変数を入力とし、気筒間の燃焼状態のばらつき度合いに関する変数である燃焼状態変数を出力とする写像であって、機械学習によって学習されたパラメータに基づく前記回転波形変数及び前記路面状態変数の結合演算により前記燃焼状態変数の値を出力する写像を検出用写像としたとき、
前記検出用写像を規定するデータである写像データを記憶した記憶装置と、
前記クランク軸の回転挙動を検出するセンサの出力に基づく前記回転波形変数の値を取得するとともに路面の状態を検出するセンサの出力に基づく前記路面状態変数の値を取得する取得処理、及び前記取得処理を通じて取得した前記回転波形変数及び前記路面状態変数のそれぞれの値を入力とした前記検出用写像の出力値に基づいて前記内燃機関が前記既定の運転状態にあるか否かを判定する判定処理、を実行する実行装置と、
を備えた内燃機関の状態検出システム。
A state detection system for an internal combustion engine that is applied to an internal combustion engine mounted on a vehicle and detects a predetermined operating state of the internal combustion engine with variation in combustion state between cylinders,
A rotation waveform variable which is a variable including information on a cylinder-to-cylinder difference in a rotation speed of a crankshaft of the internal combustion engine during a generation period of a combustion torque of each cylinder, and a road surface condition which is a variable relating to a road surface state on which the vehicle is traveling A mapping in which a variable is input and a combustion state variable that is a variable relating to the degree of variation in combustion state between cylinders is output, and a joint calculation of the rotation waveform variable and the road surface state variable based on parameters learned by machine learning. When a mapping for outputting the value of the combustion state variable is a detection mapping,
A storage device that stores mapping data that is data defining the detection mapping,
Acquisition processing for acquiring the value of the rotation waveform variable based on the output of a sensor that detects the rotational behavior of the crankshaft, and acquiring the value of the road surface state variable based on the output of a sensor that detects the road surface state, and the acquisition A determination process of determining whether or not the internal combustion engine is in the predetermined operating state based on an output value of the detection mapping to which the respective values of the rotation waveform variable and the road surface state variable obtained through the process are input; An execution device for executing,
An internal combustion engine state detection system comprising:
前記既定の運転状態は、失火が発生した状態である請求項1に記載の内燃機関の状態検出システム。   2. The state detection system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined operation state is a state in which a misfire has occurred. 前記既定の運転状態は、気筒間の空燃比のばらつきが生じた状態である請求項1に記載の内燃機関の状態検出システム。   2. The internal combustion engine state detection system according to claim 1, wherein the predetermined operation state is a state in which a variation in air-fuel ratio between cylinders has occurred. 前記路面状態変数は、前記車両が走行している路面が舗装路であるのか未舗装路であるのかを示す変数である請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の状態検出システム。   The state detection system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the road surface state variable is a variable indicating whether a road surface on which the vehicle is traveling is a paved road or an unpaved road. . 前記実行装置は、前記判定処理により前記内燃機関が前記既定の運転状態にあると判定されたときに、ハードウェアを操作して前記既定の運転状態に対処するための対処処理を実行する請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の状態検出システム。   The execution device, when it is determined that the internal combustion engine is in the predetermined operation state by the determination processing, performs execution processing for operating the hardware to cope with the predetermined operation state. The state detection system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4. 前記判定処理は、前記取得処理を通じて取得した前記回転波形変数及び前記路面状態変数の値を入力とする前記検出用写像の出力値である前記燃焼状態変数を算出する出力値算出処理を含み、
前記実行装置は、前記車両に搭載された第1実行装置と前記車両とは別の機器に搭載された第2実行装置とを含み、
前記第1実行装置は、前記取得処理と、前記出力値算出処理の算出結果に基づく信号を受信する車両側受信処理と、を実行し、
前記第2実行装置は、前記出力値算出処理と、前記出力値算出処理の算出結果に基づく信号を前記車両に送信する外部側送信処理と、を実行する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の状態検出システム。
The determination process includes an output value calculation process of calculating the combustion state variable, which is an output value of the detection map, to which the values of the rotational waveform variable and the road surface state variable acquired through the acquisition process are input.
The execution device includes a first execution device mounted on the vehicle and a second execution device mounted on a separate device from the vehicle,
The first execution device executes the acquisition process and a vehicle-side reception process that receives a signal based on a calculation result of the output value calculation process,
The said 2nd execution device performs the said output value calculation process and the external side transmission process which transmits the signal based on the calculation result of the said output value calculation process to the said vehicle. 2. The state detection system for an internal combustion engine according to claim 1.
請求項6に記載の前記第2実行装置及び前記記憶装置を備えるデータ解析装置。   A data analysis device comprising the second execution device according to claim 6 and the storage device. 請求項6に記載の前記第1実行装置を備える車両。   A vehicle comprising the first execution device according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0491348A (en) * 1990-08-01 1992-03-24 Hitachi Ltd Automobile control device
JPH0586959A (en) * 1991-09-27 1993-04-06 Daihatsu Motor Co Ltd Missfire detecting method for internal combustion engine
JPH0586958A (en) * 1991-09-27 1993-04-06 Daihatsu Motor Co Ltd Missfire detecting method for internal combustion engine
JP3407340B2 (en) * 1993-06-22 2003-05-19 株式会社デンソー Misfire detection device for internal combustion engine
FR2739145B1 (en) * 1995-09-25 1998-12-18 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR DETECTING COMBUSTION RATES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JPH10176578A (en) * 1996-05-28 1998-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air-fuel ratio control device
WO2019099228A1 (en) * 2017-11-14 2019-05-23 Tula Technology, Inc. Machine learning for misfire detection in a dynamic firing level modulation controlled engine of a vehicle
JP6547991B1 (en) * 2019-02-20 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 Catalyst temperature estimation device, catalyst temperature estimation system, data analysis device, and control device for internal combustion engine

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