曲柄角传感器控制装置和内燃机控制装置的制作方法

1.本发明涉及曲柄角传感器控制装置和内燃机控制装置。


背景技术：

2.近年来，在机动车等车辆中，关于燃料消耗量(燃耗)和废气有害成分的限制得到强化，存在这样的限制今后日益强化的倾向。特别是，关于燃耗的限制因为燃料价格上涨、对全球变暖的影响、能源枯竭等问题而是非常受到关注的事项。
3.在这样的状况下，已知推算发动机燃烧室内的状态并基于该推算结果来控制发动机的技术。通过与当前的燃烧状态相应地适当地控制点火时期和燃料喷射时期等，能够提高发动机的热效率。对于噪声等外部干扰稳健地且用简单的结构实现这样的燃烧状态的推算，例如已在专利文献1中公开。
4.在专利文献1中，记载了“提供一种能够对于发动机的旋转状态稳健地推算燃烧状态、且简单、低成本的内燃机控制装置”的技术方案。另外，专利文献1中，也记载了“计算曲柄转速的转速计算部，计算由转速计算部计算出的曲柄转速的极值时机的极值时机计算部，和基于由极值时机计算部计算出的曲柄速度的极值时机推算燃烧状态的燃烧状态推算部”。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2020-190234号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的课题
9.近年来，将用发动机发电的电能供给至电动机而驱动车轴的混合动力车正在普及。混合动力系统中，发动机能够避免热效率较低的低负载、低转速的运转，能够提高系统整体的热效率。
10.另一方面，混合动力系统中，发动机大多在较高转速的恒定负载条件下运转，发动机循环内的转速变化与一般的发动机车相比较小。另外，混合动力系统中，与发动机车相比系统更复杂，部件数量也更多。因此，系统的简化、成本的降低是课题。
11.上述专利文献1中记载的内燃机控制装置中，根据由输入输出部进行输入处理后的曲柄角传感器的信号信息计算发动机的转速，基于其推算发动机燃烧室内的状态。从而，为了高精度地推算发动机燃烧室内的状态，需要提供高精度的曲柄角传感器的信号信息的处理装置。例如，基于含有噪声的曲柄角传感器的信号信息进行燃烧状态的推算的情况下，认为存在不能充分得到内燃机控制的效果、或者反而使热效率恶化的可能性。专利文献1中记载的技术特别聚焦在接受的曲柄角传感器的信号信息的控制方法上，关于曲柄角传感器的信号信息的准确性并没有提及。
12.本发明是鉴于上述状况得出的，目的在于提高曲柄角传感器的信号信息的可靠
性。
13.用于解决课题的技术方案
14.为了解决上述课题，本发明的一个方式的曲柄角传感器控制装置，包括：存储曲柄角传感器的规定期间的信号信息的缓冲部，其中曲柄角传感器用于检测形成于曲柄盘的信号齿；和输出处理部，其以检测出了作为曲柄盘的基准位置的曲柄盘上的齿缺口位置为契机，在从检测出齿缺口位置到检测出规定数量的信号齿的期间内，输出缓冲部中存储的信号信息。
15.另外，本发明的一个方式的内燃机控制装置，包括上述曲柄角传感器控制装置和从该曲柄角传感器控制器接收信号信息来进行关于燃烧检测的处理的燃烧检测控制部。
16.发明效果
17.根据本发明的至少一个方式，即使曲柄角传感器的信号信息中发生噪声等外部干扰，也能够提高曲柄角传感器的信号信息的可靠性。
18.上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明而明了。
附图说明
19.图1是表示混合动力车的系统结构的例子的概略图。
20.图2是表示发动机的截面的例子的概略图。
21.图3是表示用曲柄角传感器将曲柄盘的信号齿检测为电压信号的原理的说明图。
22.图4是表示控制器的结构例的框图。
23.图5是表示曲柄角传感器控制部的处理流程的说明图。
24.图6是表示曲柄盘的电压信号的例子的波形图。
25.图7是表示控制器的转速计算部的处理流程的流程图。
26.图8是表示周期平均的转速的时序数据的计算方式的说明图。
27.图9是表示控制器的极值时机计算部的处理流程的流程图。
28.图10是表示三气缸四冲程发动机的各冲程的序列的说明图。
29.图11是表示对于三气缸四冲程发动机的每个气缸设定的窗口的例子的说明图。
30.图12是表示将窗口内的转速的时序数据(曲柄角)变换为局部曲柄角的例子的说明图。
31.图13是用于说明发动机转速的最大时机的计算方法的曲线图。
32.图14是用于说明发动机转速的最小时机的计算方法的曲线图。
33.图15是表示发动机转速的最大时机与燃烧重心位置的相关性的特性图。
34.图16是表示发动机转速的最小时机与燃烧重心位置的相关性的特性图。
35.图17是表示发动机转速的最大时机与初始燃烧位置的相关性的特性图。
36.图18是表示发动机转速的最小时机与初始燃烧位置的相关性的特性图。
37.图19是控制器中的点火时期的控制框图。
38.图20是表示初始燃烧期间与燃烧转矩的周期变动率的关系的特性图。
39.图21是控制器中的egr的控制框图。
40.图22是表示现有的曲柄角传感器控制部的数据发送的时序图(混入噪声)。
41.图23是表示本发明的一个实施方式的曲柄角传感器控制部的数据发送的时序图
(混入噪声)。
42.图24是本发明的一个实施方式的曲柄角传感器控制部的控制框图。
43.图25是本发明的一个实施方式的曲柄角传感器控制部的控制框图(异常判断时(1))。
44.图26是本发明的一个实施方式的曲柄角传感器控制部的控制框图(异常判断时(2))。
具体实施方式
45.以下，对于本发明的实施方式，参考附图进行说明。本说明书和附图中对于实质上具有同一功能或结构的构成要素，附加同一附图标记并省略重复的说明。
46.＜一个实施方式＞
47.[混合动力车的系统结构]
[0048]
首先，以将本发明的结构应用于混合动力车的系统的情况为例进行说明。
[0049]
图1表示混合动力车的系统结构的例子。
[0050]
图1所示的混合动力车中，发动机1、增速齿轮2和感应发电机3连接成一排。发动机1的轴输出被增速齿轮2增速至适合感应发电机3的转速，驱动感应发电机3。另外，增速齿轮2构成为可变齿轮系统，能够变更其增速比。用感应发电机3发电的三相交流电力被整流器4变换为直流电力之后，对逆变器6和电池5供给。直流电力被逆变器6再次变换为三相交流电力之后，对感应电动机7供给。感应电动机7经由变速驱动桥8驱动左右车轮9。
[0051]
控制器12是控制混合动力车50的各构成要素、执行各种数据处理的混合动力车用控制装置的一例。例如，控制器12根据加速、刹车、车速和变速档位的信息求出驱动车辆所需的电动机输出，控制逆变器6，进行对感应电动机7供给规定电力量的控制。另外，控制器12控制发动机1的输出、增速齿轮2的增速比、感应发电机3的励磁电流，管理车辆的动力系统整体。作为控制器12，例如使用ecu(electronic control unit：电子控制单元)。
[0052]
[发动机]
[0053]
图2表示发动机1的截面的例子。
[0054]
发动机1是火花点火四冲程汽油发动机的例子，由发动机缸盖和气缸13、活塞14、进气阀15和排气阀16形成燃烧室。发动机1中，燃料喷射阀18设置在发动机缸盖中，并且燃料喷射阀18的喷嘴贯通至燃烧室内，由此构成所谓缸内直喷式的内燃机。另外，在发动机缸盖中也一并设置了火花塞17。燃烧用的空气通过空气滤清器19、节流阀20和进气口21被导入燃烧室内。然后，从燃烧室排除的燃烧后的气体(废气)通过排气口24和催化转换器25向大气排出。
[0055]
对于导入燃烧室内的空气的量，用在节流阀20的上游侧设置的空气流量传感器22计量。另外，对于从燃烧室排出的气体(废气)的空燃比，用在催化转换器25的上游侧设置的空燃比传感器27检测。另外，在使气缸13与曲柄箱一体化的结构的气缸体(省略图示)中设置了爆震传感器10。爆震传感器10输出与燃烧室内的爆震状态量相应的检测信号。
[0056]
排气口24和进气口21被egr管28连通，构成流过排气口24的废气的一部分返回进气口21的内部的、所谓废气再循环系统(egr)。流过egr管28的气体的量被egr阀29调整。
[0057]
进而，在曲轴30的轴部设置有曲柄盘26(信号转子)。曲柄盘26的附近配置的曲柄
角传感器11通过检测曲柄盘26的信号来检测曲轴的旋转和相位、即曲柄转速。爆震传感器10和曲柄角传感器11的检测信号被导入控制器12，在控制器12中用于发动机1的状态检测和运转控制。本说明书中，也将曲柄转速称为“发动机转速”或简称为“转速”。
[0058]
控制器12是输出节流阀20的开度、egr阀29的开度、燃料喷射阀18的燃料喷射时机和燃料喷射量、火花塞17的点火时期等的指令，并将发动机1控制为规定的运转状态的电子控制装置。作为控制器12，例如能够使用ecu(engine control unit：发动机控制单元)。
[0059]
另外，图2中为了表示发动机1的燃烧室的结构仅示出了单个气缸，但发动机1可以是由多个气缸构成的多缸发动机。
[0060]
[曲柄角传感器]
[0061]
图3表示用曲柄角传感器11将曲柄盘26的信号齿26a检测为电压信号的原理。
[0062]
在发动机的曲轴30上安装的曲柄盘26的圆周上，按一定角度间隔δθ设置了信号齿26a。因发动机1旋转，信号齿26a经过曲柄角传感器11的检测部，此时电压上升，经过一定时间后电压下降。通过这样的原理，曲柄角传感器11输出图6所示的电压信号26b这样的波形。本实施方式中，记载了追加检测部时电压上升的情况，但也存在相反地电压下降、经过一定期间后电压上升的情况。无论怎样，曲柄角传感器11输出的信号是26a经过曲柄角传感器11的检测部时具有变化点的波形。
[0063]
[控制器]
[0064]
图4是表示控制器12的结构例的框图。
[0065]
控制器12具有经由未图示的系统总线相互电连接的输入输出部121、控制部122和存储部123。
[0066]
输入输出部121具有未图示的输入端口和输出端口，对车辆内的各装置和各传感器进行输入和输出的处理。例如，输入输出部121读取曲柄角传感器的信号，并将该信号发送至控制部122。
[0067]
控制部122是运算处理装置，能够使用cpu(central processing unit：中央处理器)或mpu(micro processing unit：微处理器)。另外，输入输出部121按照控制部122的命令对各装置输出控制信号。
[0068]
控制部122控制车辆的动力系统。例如，控制部122基于由内燃机构成的发动机1的燃烧相位来控制点火时期和燃料喷射时期、燃料喷射量、节流开度、egr开度。控制部122具有曲柄角传感器控制部201、燃烧检测控制部202和发动机控制部203。
[0069]
曲柄角传感器控制部201(曲柄角传感器控制装置的一例)根据由曲柄角传感器11输出的电压信号，计算信号齿26a之间的时间间隔δt，将计算出的时间间隔δt在缓冲存储器中缓冲规定期间后，作为缓冲信息输出至燃烧检测控制部202。曲柄角传感器控制部201与控制部122分别地具有运算用的处理器和存储器。例如，缓冲存储器能够使用曲柄角传感器控制部201所具有的存储器和寄存器等。另外，曲柄角传感器控制部201判断缓冲信息的可靠性，将判断结果输出至燃烧检测控制部202。曲柄角传感器控制部201的详情使用后述的图5、图6、图23～图26进行说明。
[0070]
曲柄角传感器控制部201和燃烧检测控制部202被接口204连接。曲柄角传感器控制部201将缓冲信息和后述的可靠性判断结果经由接口204输出至燃烧检测控制部202。
[0071]
燃烧检测控制部202检测发动机1的燃烧室内的燃烧状态。燃烧检测控制部202由
转速计算部202a、极值时机计算部202b和燃烧相位计算部202c构成。
[0072]
转速计算部202a进行发动机转速的时序数据的平均化和高次谐波成分的除去，将得到的发动机转速的时序数据输出至极值时机计算部202b。
[0073]
极值时机计算部202b根据从转速计算部202a输入的发动机转速的时序数据，求出转速成为极大值或极小值的曲柄角时机，将其结果输出至燃烧相位计算部202c。
[0074]
燃烧相位计算部202c基于由极值时机计算部202b求出的发动机转速的极大值时机或极小值时机，求出燃烧相位作为表示燃烧状态的指标，将其结果输出至发动机控制部203。
[0075]
发动机控制部203基于由燃烧相位计算部202c求出的燃烧相位来控制发动机1。发动机控制部203构成为具有基于燃烧相位控制点火的点火控制功能和基于燃烧相位控制egr的egr控制功能。
[0076]
存储部123是ram(random access memory：随机存取存储器)等易失性的存储器、或rom(read only memory：只读存储器)等非易失性的存储器。存储部123中，记录了由控制器12所具有的控制部122(运算处理装置)执行的控制程序。控制部122通过从存储部123读取并执行控制程序来实现控制部122的各模块的功能。另外，控制器12也可以具有由半导体存储器等构成的非易失性的辅助存储装置，在辅助存储装置中保存上述控制程序。
[0077]
[曲柄角传感器控制部]
[0078]
接着，对于曲柄角传感器控制部201的处理流程进行说明。
[0079]
图5表示曲柄角传感器控制部201的处理流程。
[0080]
图6是表示曲柄盘26的电压信号26b的例子的波形图。
[0081]
曲柄角传感器控制部201中，首先，根据由曲柄角传感器11检测出的曲柄盘26的电压信号26b(参考图6)，计算信号齿26a之间的时间间隔δt(s1)。该时间间隔δt表示基于按一定角度间隔δθ排列的信号齿26a得到的电压信号26b的on信号的时间周期。
[0082]
接着，曲柄角传感器控制部201执行按每个信号齿之间存储规定期间的该时间间隔δt的信息的缓冲处理(s2)。作为规定期间，鉴于此后记载的用途，因为需要对每个气缸计算燃烧相位，所以优选最少2个周期以上。例如，如果是三气缸则是480deg，如果是四气缸则是360deg。
[0083]
最后，曲柄角传感器控制部201生成包括关于缓冲的时间间隔δt的缓冲信息(缓冲数据26c)的发送数据，将该发送数据经由接口204定期地输出至转速计算部202a(s3)。为了无遗漏地计算燃烧相位，优选最少每周期输出1次缓冲数据26c。例如，如果是三气缸则需要每240deg、如果是四气缸则需要每180deg输出1次。
[0084]
[转速计算部]
[0085]
图7是表示转速计算部202a的处理流程的流程图。
[0086]
转速计算部202a根据由曲柄角传感器控制部201计算出的信号齿26a之间的时间间隔δt和信号齿26a的角度间隔δθ来计算发动机转速ω＝δθ/δt[rad/s]。发动机转速是对于每个旋转角δθ运算的，所以是旋转角δθ之间的平均速度。根据该发动机转速数据，求出周期平均的发动机转速的时序数据(s11)。这是为了在发动机转速按每个周期存在误差的情况下，使其不会对燃烧状态的推算结果造成不良影响。
[0087]
对于周期平均的发动机转速的时序数据的具体计算方法，使用图8进行说明。
[0088]
转速计算部202a中，导入由曲柄角传感器控制部201按每一定曲柄角δθ得到的信号齿26a之间的时间间隔δt的数据，作为发动机1的1个周期(曲柄角720
°
期间)的时序数据。例如，δθ＝10
°
的情况下，用转速计算部202a导入从曲柄角10
°
到720
°
的合计72项构成的时间间隔δt的时序数据。然后，转速计算部202a使用以下发动机转速的运算式将导入的时间间隔δt的时序数据变换为发动机转速。图8的左图表示这样求出的每个周期的发动机转速的时序数据的一例。
[0089]
使每个周期的转速数据的导入反复规定周期数n(例如100个周期)，用式(1)求出周期平均的发动机转速的时序数据。通过分别按规定周期数n使各离散点上的发动机转速数据平均化，能够得到除去周期误差后的发动机转速的时序数据(图8的右图)。
[0090]
[数学式1]
[0091][0092]
ω：转速
[0093]
θ：曲柄角度
[0094]
n：求平均的对象的周期数
[0095]
i：周期序号
[0096]
返回图7，对于转速计算部202a进行的处理的流程继续进行说明。接着，转速计算部202a中，求出从周期平均的发动机转速的时序数据中除去高次谐波成分后的发动机转速的时序数据(s12)。本步骤的处理结束之后，返回调用图7所示的转速计算处理之前的处理。
[0097]
该高次谐波成分的除去处理，是为了从发动机转速中除去与燃烧无关的变动成分而进行的。作为与燃烧无关的转速的变动成分，例如有发动机1与感应发电机3之间设置的增速齿轮2的机械晃动引起的旋转变动、和曲柄角传感器11的信号中含有的电噪声等。它们一般是与因燃烧转矩而发生的发动机旋转变动相比周期更短的变动，所以能够通过从转速数据中除去高次谐波成分而除去。通过从转速数据中除去与燃烧无关的变动成分，能够在基于发动机旋转变动进行的燃烧状态的推算中，提高其推算精度。
[0098]
为了从转速数据中除去高次谐波成分，转速计算部202a中，使用式(2)所示的傅立叶级数展开，重构发动机转速的时序数据。傅立叶级数展开中，通过频率不同的正弦函数相加而重构原本的函数。式(2)中，k是正弦函数的次数，k越大则正弦函数的频率越高。从而，在使用傅立叶级数展开重构发动机转速的时序数据时，如果在适当的次数使正弦函数的相加截止，则能够从原本的数据中除去比该次数更高的频率成分。
[0099]
[数学式2]
[0100][0101][0102][0103]
ω(θ)
ave
：原本的周期平均的转速
[0104]
ω(θ)＇：重构的周期平均的转速
[0105]
k：三角函数的次数
[0106]
θ：曲柄角度
[0107]
θ：周期期间
[0108]
一般的四气缸四冲程汽油发动机中，用于从转速数据中除去与燃烧无关的高次谐波成分的正弦函数的截止次数n优选是3～5左右。但是，认为适当的截止次数n因发动机的结构和运转条件而变化。例如，发动机气缸数增多时，燃烧转矩引起的发动机旋转变动的频率变高，所以为了适当地重构该变动成分而应当进一步增大截止次数。另外，发动机转速变快的情况下，燃烧转矩引起的发动机旋转变动的频率也变高，所以应当进一步增大截止次数。从而，基于发动机转速变更正弦函数的截止次数n时，在基于发动机旋转变动进行的燃烧状态的推算中，能够在较大的运转范围中提高其推算精度。
[0109]
如上所述，转速计算部202a根据由曲柄角传感器控制部201得到的信号齿26a之间的时间间隔δt的数据运算曲柄转速，对该转速的时序值进行有限次数的傅立叶级数展开，由此计算曲柄转速。另外，优选基于曲柄转速变更傅立叶级数展开的截止次数。
[0110]
另外，极值时机计算部202b对于曲柄角720
°
期间中的曲柄转速时序值的期间按气缸数进行分割，将包括各气缸的压缩上止点的期间的曲柄转速时序值分配为该气缸中的曲柄转速时序值。另外，极值时机计算部202b，优选根据对各气缸分配的曲柄转速时序值计算每个气缸的曲柄转速的极值时机。另外，优选极值时机计算部202b根据曲柄转速的离散时序值，对曲柄转速的时序值使用连续函数进行近似，使用该连续函数计算曲柄转速的极值时机。
[0111]
[极值时机计算部]
[0112]
接着，对于控制器12中的极值时机计算部202b的处理进行说明。
[0113]
图9是表示极值时机计算部202b的处理流程的流程图。
[0114]
极值时机计算部202b中，将发动机周期整体(曲柄角0～720
°
)的发动机转速的时序数据变换为与每个发动机气缸的周期同步的局部曲柄角(s21)。接着，根据变换为局部曲柄角后的发动机转速的时序数据，计算发动机转速最大(或最小)的时机的局部曲柄角(s22)。
[0115]
[局部曲柄角变换处理]
[0116]
接着，对于转速计算部202a中的局部曲柄角的变换处理(s21)使用图10至图12进行说明。
[0117]
图10表示三气缸四冲程发动机的各冲程的序列。四冲程发动机中顺次进行进气、压缩、膨胀、排气这4个冲程。三气缸发动机中，气缸之间的冲程各偏移曲柄角240
°
。设对发动机1的点火按第二气缸、第一气缸、第三气缸的顺序进行时，第一气缸的冲程相对于第二气缸滞后240
°
，进而第三气缸的冲程相对于第一气缸滞后240
°
。
[0118]
在缸内压力最大的各气缸的压缩上止点附近，曲柄转速中较强地反映了燃烧的状态。于是，在处理s21中，将周期整体(曲柄角0～720
°
)的转速数据分割为以各气缸的压缩上止点为中心的曲柄角240
°
区间。然后，将各窗口分配为在窗口内包括压缩上止点的气缸的转速数据。
[0119]
[窗口设定例]
[0120]
图11是对于发动机转速的时序数据、以各气缸的压缩上止点为中心设定宽度240
°
的窗口的例子。曲柄角0～240
°
的区间中包括第三气缸的压缩上止点，所以将其分配为第三气缸窗口。同样地，将曲柄角240～480
°
的区间分配为第二气缸窗口，将曲柄角480～720
°
的区间分配为第一气缸窗口。
[0121]
这样，对于每个气缸分配窗口时，第三气缸窗口的转速数据中，与其他气缸窗口的转速数据相比更强地反映了第三气缸的燃烧状态。同样，第二气缸窗口的转速数据中，与其他气缸窗口的转速数据相比更强地反映了第二气缸的燃烧状态，第一气缸窗口的转速数据中，与其他气缸窗口的转速数据相比更强地反映了第一气缸的燃烧状态。从而，通过使用各窗口的转速数据，能够按每个气缸进行燃烧状态的推算。
[0122]
进而，在处理s21中，将各窗口的转速数据变换为以各气缸的压缩上止点为基准的局部曲柄角。图12示出了将各窗口的转速数据变换为局部曲柄角的例子。本例中，使用将各气缸的压缩上止点设为零的-120～120
°
的局部曲柄角，重新定义了转速的时序数据。在处理s21中，对于全部气缸窗口生成变换为局部曲柄角的转速的时序数据，对处理s22传递该数据。
[0123]
接着，在处理s22中，根据变换为局部曲柄角后的转速的时序数据，计算转速最大的时机(定时)或转速最小的时机(定时)。
[0124]
[转速的最大时机]
[0125]
在图13中示出处理s22对转速的最大时机的计算方法。
[0126]
因为转速的时序数据是离散点数据，所以离散点数据中的转速的最大时机与实际的转速(图13中用虚线表示的转速)的最大时机θ
max
之间产生偏差。于是，在处理s22中，根据离散点数据对转速用多项式进行近似，根据该近似式求出转速的最大时机θ
max
。
[0127]
因此，在处理s22中，首先从作为离散点数据的转速的时序数据中，寻找转速最大的数据点n。图13中，示出了具有向上凸出的特性的时序数据的例子。然后，提取数据点n处的局部曲柄角θn和转速ωn、数据点n的1个采样前的数据点处的局部曲柄角θ
n-1
和转速ω
n-1
、数据点n的1个采样后的数据点处的局部曲柄角θ
n+1
和转速ω
n+1
。
[0128]
进而，在处理s22中，对于转速ω用局部曲柄角θ的二次函数即式(3)进行近似。此处，a、b、c是常数。在处理s22中，通过求解对式(3)代入θn、ωn、θ
n-1
、ω
n-1
、θ
n+1
、ω
n+1
得到的三元一次联立方程而求出常数a、b、c。
[0129]
[数学式3]
[0130]
ω＝aθ2+bθ+c
……
(3)
[0131]
在转速是极值的点处式(3)的微分值是零，所以在处理s22中，用式(4)求出转速最大的局部曲柄角(最大速度时机)θ
max
。用同样的流程求出各气缸的最大时机θ
max
，将它们传递至燃烧相位计算部202c。
[0132]
[数学式4]
[0133][0134][0135]
[转速的最小时机]
[0136]
另外，在处理s22中求出转速的最小时机θ
mix
的情况下，也用与求出该转速的最大时机θ
max
的情况同样的方法求出。
[0137]
在图14中，示出处理s22对转速的最小时机的计算方法。
[0138]
在处理s22中，首先从作为离散点数据的转速的时序数据中，寻找转速最小的数据点n。图14中，示出了具有向下凸出的特性的时序数据的例子。然后，提取数据点n处的局部曲柄角θn和转速ωn、数据点n的1个采样前的数据点处的局部曲柄角θ
n-1
和转速ω
n-1
、数据点n的1个采样后的数据点处的局部曲柄角θ
n+1
和转速ω
n+1
。
[0139]
然后，在处理s22中，使用这些值根据式(3)求出二次函数的常数a、b、c，进而根据式(4)求出转速最小的局部曲柄角(最小速度时机)θ
min
。另外，用同样的流程求出各气缸的最小时机θ
min
，将它们传递至燃烧相位计算部202c。
[0140]
另外，上述实施方式中，对于转速ω用局部曲柄角θ的二次函数进行了近似，但不限于此。例如，也能够对于转速ω使用局部曲柄角θ的三次函数或正弦函数等各种连续函数进行近似。
[0141]
[燃烧相位计算部]
[0142]
接着，对于控制器12中的燃烧相位计算部202c对燃烧相位的计算方法使用图15～图18进行说明。
[0143]
[使用发动机转速的最大时机进行的燃烧重心位置的计算方法]
[0144]
图15是表示发动机转速的最大时机θ
max
与燃烧重心位置mfb50的相关性的曲线图。此处，已燃质量分数(mfb：mass fraction burned)是燃烧的部分相对于混合气体整体的质量的比例。燃烧重心位置mfb50表示已燃质量分数是50％时的曲柄角。发动机转速的最大时机θ
max
与燃烧重心位置mfb50之间存在强相关性，如图15所示，两者的关系大致是线性的。对于其理由在以下进行说明。
[0145]
发动机转速的时间变化可以用式(5)所示的旋转体的运动方程表示。此处，tc是燃烧转矩，t
l
是负载转矩，(t
c-t
l
)是惯性转矩。另外，i是惯性矩，t是时间。
[0146]
[数学式5]
[0147][0148]
由式(5)可知，旋转加速度dω/dt与燃烧转矩tc成正比关系，燃烧转矩变化时旋转加速度dω/dt也随之变化。例如，燃烧重心位置推迟时燃烧转矩的发生时机也推迟，与其同步地，旋转加速度最大的时机也推迟。从而，旋转加速度的最大时机与燃烧重心位置表现出强相关性。
[0149]
另一方面，负载转矩t
l
的变化较小的情况下，燃烧转矩的时间变化大致成为正弦波状。这是因为决定燃烧转矩的大小的曲柄的臂长随着曲轴的旋转而正弦波状地变化。旋转加速度成正弦波状的情况下，通过旋转加速度的积分求出的转速也成正弦波状，旋转加速度的时间变化波形与转速的时间变化波形保持一定的相位差。从而，旋转加速度的最大时机与转速的最大时机的相位差也是一定的，燃烧重心位置不仅与旋转加速度的最大时机、也与转速的最大时机具有强相关性。即，本实施方式中，优选构成为表示与横轴的曲柄角度相对的纵轴的曲柄转速的波形是正弦波状。
[0150]
预先通过校准等求出发动机转速的最大时机θ
max
与燃烧重心位置mfb50的相关线，
以相关式或参照表的形式存储在控制器12的rom(存储部123)中。燃烧相位计算部202c中，根据由极值时机计算部202b传递的当前的发动机转速的最大时机θ
max_current
，使用图15所示的发动机转速的最大时机θ
max
与燃烧重心位置mfb50的相关线求出当前的燃烧重心位置mfb50_
current
。对于各气缸，用同样的流程求出当前的燃烧重心位置mfb50_
current
，将它们传递至控制器12的发动机控制部203。
[0151]
[使用发动机转速的最小时机进行的燃烧重心位置的计算方法]
[0152]
另外，使用发动机转速的最小时机θ
min
，也能够与发动机转速的最大时机θ
max
的情况同样地求出燃烧重心位置。
[0153]
图16是表示发动机转速的最小时机θ
min
与燃烧重心位置mfb50的相关性的曲线图。发动机转速的最小时机θ
min
与燃烧重心位置mfb50之间存在强相关性，如图16所示，两者的关系大致是线性的。对于其理由在以下进行说明。
[0154]
如上所述，负载转矩t
l
的变化较小的情况下，发动机转速的时间变化是正弦波状。因此，转速的最大时机与转速的最小时机之间是大致恒定的相位差。从而，燃烧重心位置不仅与转速的最大时机、也与转速的最小时机具有强相关性。
[0155]
预先通过校准等求出发动机转速的最小时机θ
min
与燃烧重心位置mfb50的相关线，以相关式或参照表的形式存储在控制器12的rom(存储部123)中，燃烧相位计算部202c中，根据由极值时机计算部202b传递的当前的发动机转速的最小时机θ
min_current
，使用图16所示的发动机转速的最小时机θ
min
与燃烧重心位置mfb50的相关线求出当前的燃烧重心位置mfb50_
current
。对于各气缸用同样的流程求出当前的燃烧重心位置mfb50_
current
，将它们传递至控制器12的发动机控制部203。
[0156]
[使用发动机转速的最大时机进行的初始燃烧位置的计算方法]
[0157]
另外，使用发动机转速的最大时机θ
max
，也能够求出初始燃烧位置mfb10(已燃质量分数10％位置)。
[0158]
图17是表示发动机转速的最大时机θ
max
与初始燃烧位置mfb10的相关性的曲线图。发动机转速的最大时机θ
max
与初始燃烧位置mfb10之间存在强相关性，如图17所示两者的关系大致是线性的。这是因为初始燃烧位置变化时，燃烧转矩的发生时机随之变化。从而，如果预先通过校准等求出发动机转速的最大时机θ
max
与初始燃烧位置mfb10的相关线，则能够根据当前的发动机转速的最大时机θ
max_current
使用图17所示的发动机转速的最大时机θ
max
与初始燃烧位置mfb10的相关线，求出当前的初始燃烧位置mfb10
current
。另外，通过对mfb10
current
减去当前的点火时机θ
ig_current
，也能够求出当前的初始燃烧期间δθ
ig10_current
。
[0159]
燃烧相位计算部202c中，对于各气缸用同样的流程求出当前的燃烧重心位置mfb10
current
、初始燃烧期间δθ
ig10_current
，将它们传递至控制器12的发动机控制部203。
[0160]
[使用发动机转速的最小时机进行的燃烧重心位置的计算方法]
[0161]
进而，使用发动机转速的最小时机θ
min
，也能够求出初始燃烧位置mfb10。
[0162]
图18是表示发动机转速的最小时机θ
min
与初始燃烧位置mfb10的相关性的曲线图。发动机转速的最小时机θ
min
与初始燃烧位置mfb10之间存在强相关性，如图18所示两者的关系大致是线性的。从而，如果预先通过校准等求出发动机转速的最小时机θ
min
与初始燃烧位置mfb10的相关线，则能够根据当前的发动机转速的最小时机θ
min_current
使用图18所示的发动机转速的最小时机θ
min
与初始燃烧位置mfb10的相关线，求出当前的初始燃烧位置
mfb10_
current
。另外，通过对mfb10_
current
减去当前的点火时机θ
ig_current
，也能够求出当前的初始燃烧期间δθ
ig10_current
。
[0163]
燃烧相位计算部202c中，对于各气缸用同样的流程求出当前的燃烧重心位置mfb10_
current
、初始燃烧期间δθ
ig10_current
，将它们传递至控制器12的发动机控制部203。
[0164]
如上所述，本实施方式的内燃机控制装置(控制器12)具有根据曲柄角传感器11的电压信号26b计算信号齿26a的时间间隔δt并缓冲的曲柄角传感器控制部201、计算内燃机(发动机1)的曲柄转速的转速计算部202a、计算由转速计算部202a计算出的曲柄转速的极值时机的极值时机计算部202b、和基于由极值时机计算部202b计算出的曲柄速度的极值时机推算燃烧状态的燃烧状态推算部(燃烧相位计算部202c)地构成。
[0165]
[发动机控制部进行的发动机控制]
[0166]
接着，对于发动机控制部203进行的发动机1的控制进行说明。以下，以点火时期控制和egr控制为例进行说明。
[0167]
[点火时期控制]
[0168]
为了提高发动机的热效率，需要适当地控制燃烧相位。燃烧相位过早时，在压缩冲程中将气体压缩的功增加，所以损失增加。另外，燃烧相位过晚时，排气温度上升，排气引起的热损失增大。热效率最大的燃烧相位由燃烧重心位置mfb50规定，所以通过控制点火时期以使燃烧重心位置mfb50成为规定值，能够提高发动机的热效率。于是，发动机控制部203中，实施基于燃烧重心位置mfb50进行的发动机1的驱动控制。
[0169]
图19是控制器12中的点火时期的控制框图。对各处理模块附加的附图标记表示各处理模块的处理的主体(参考图4)。
[0170]
控制器12中的点火时期的控制中，基于由燃烧相位计算部202c计算出的当前的mfb50_
current
与目标mfb50的偏差，由发动机控制部203计算点火时期，在计算出的点火时期对发动机1发送点火信号。发动机控制部203由pid控制器构成，以使mfb50_
current
与目标mfb50的偏差减小的方式调整点火时机。更具体而言，mfb50_
current
比目标mfb50晚的情况下，为了使燃烧相位提前而使点火时期提前。另外，mfb50_
current
比目标mfb50早的情况下，为了使燃烧相位推迟而使点火时期推迟。
[0171]
本实施方式的内燃机控制装置(控制器12)具有基于由燃烧状态推算部(燃烧相位计算部202c)推算出的燃烧状态来进行内燃机(发动机1)的燃烧控制的发动机控制部203。另外，优选构成为内燃机(发动机1)驱动串联混合动力系统的感应发电机3。
[0172]
另外，内燃机控制装置(控制器12)的燃烧状态推算部(燃烧相位计算部202c)基于曲柄转速极大或极小的时机推算内燃机(发动机1)的已燃质量分数成为设定值的燃烧相位，发动机控制部203以使推算的燃烧相位成为设定相位的方式进行内燃机(发动机1)的燃烧控制。发动机控制部203以使推算的燃烧相位成为设定相位的方式控制内燃机(发动机1)的点火时期。
[0173]
具体而言，燃烧状态推算部(燃烧相位计算部202c)计算已燃质量分数成为50％的燃烧相位(燃烧重心位置mfb50)和已燃质量分数成为10％的燃烧相位(初始燃烧位置mfb10)。然后，发动机控制部203优选以使推算的燃烧相位(燃烧重心位置mfb50)成为例如上止点后8
°
～15
°
的方式控制点火时期。另外，发动机控制部203优选以使推算的燃烧相位(初始燃烧位置mfb10)成为例如点火后15
°
以内的方式控制点火时期。
[0174]
即，发动机控制部203以使推算出的燃烧相位(初始燃烧位置mfb10)成为设定相位(例如点火后15
°
以内)的方式，控制内燃机(发动机1)的egr阀开度。发动机控制部203在推算出的燃烧相位(初始燃烧相位mfb10)与设定相位(例如点火后15
°
以内)相比更晚的情况下，向关闭方向控制内燃机(发动机1)的egr阀开度。
[0175]
发动机控制部203在推算出的燃烧相位(燃烧重心位置mfb50、初始燃烧位置mfb10)比上述设定相位晚的情况下，以使内燃机(发动机1)的点火时期提前的方式进行控制。反之，在推算出的燃烧相位(燃烧重心位置mfb50、初始燃烧位置mfb10)比上述设定相位早的情况下，发动机控制部203以使内燃机(发动机1)的点火时期推迟的方式进行控制。
[0176]
另外，燃烧相位计算部202c中，对于每个气缸求出了当前的燃烧重心位置mfb50_
current
，所以优选按每个气缸实施基于mfb50_
current
的点火时期的控制。多气缸发动机中，存在燃烧相位因吸入空气量的误差等而在气缸之间不同的风险。但是，通过基于各气缸的mfb50_
current
按每个气缸控制点火时期，能够使各气缸的燃烧相位最优，能够改善热效率和排放性能。另外，也可以根据各气缸的mfb50_
current
求出气缸平均的mfb50_
current
，基于它控制点火时期。该情况下，全部气缸的点火时期相同，与按每个气缸控制点火时期的情况相比，存在热效率和排放性能降低的风险，但具有控制简化的优点。
[0177]
[egr控制]
[0178]
接着，对于发动机控制部203进行的其他发动机控制进行说明。
[0179]
为了提高发动机的热效率，普遍地进行将废气混入发动机的吸入空气的废气再循环(egr)控制。采用egr时，对缸内的吸入气体量增加，所以能够减小部分负载时的泵气损失。另外，燃烧温度因不活泼性气体而下降，所以能够减小冷却损失。另外，egr对于抑制高负载时的爆震也具有效果。这样的egr的效果一般而言egr占吸入气体的比例(egr率)越大则越高。另一方面，egr率增大时燃烧变得不稳定，对于不发火和排放增加等的担忧增大。
[0180]
在图20中示出初始燃烧期间δθ
ig10
与燃烧转矩的周期变动率的关系的一例。
[0181]
初始燃烧期间δθ
ig10
表示混合气体的易点燃性，δθ
ig10
越大则表示混合气体的点燃性越低。从而，δθ
ig10
增大时易于发生不发火，燃烧转矩的周期变动增大。特别是，δθ
ig10
大于规定值时，不发火周期急速增加，转矩变动的增大加速。
[0182]
这样，egr引起的燃烧的不稳定性由初始燃烧期间δθ
ig10
规定，所以通过以使初始燃烧期间δθ
ig10
成为规定值的方式控制egr率，能够防止不发火和排放恶化同时提高发动机的热效率。于是，发动机控制部203中，实施基于初始燃烧期间δθ
ig10
的发动机控制。
[0183]
控制部122的燃烧状态推算部基于曲柄转速极大或极小的时机推算内燃机(发动机1)的初始燃烧期间δθ
ig10
，发动机控制部203以使推算的初始燃烧期间δθ
ig10
成为设定初始燃烧期间的方式进行内燃机(发动机1)的燃烧控制。具体而言，发动机控制部203在推算出的初始燃烧期间δθ
ig10
比设定初始燃烧期间长的情况下，向关闭方向控制内燃机(发动机1)的egr阀开度。另外，在推算出的初始燃烧期间δθ
ig10
比设定初始燃烧期间短的情况下，发动机控制部203向关闭方向控制内燃机(发动机1)的egr阀开度。
[0184]
图21是控制器12中的egr的控制框图。对各处理模块附加的附图标记表示各处理模块的处理的主体(参考图4)。
[0185]
控制器12中的egr的控制中，基于由燃烧相位计算部202c计算出的当前的初始燃烧期间δθ
ig10_current
与目标δθ
ig10
的偏差，由发动机控制部203计算egr阀开度，按计算出的
egr阀开度使发动机1运转。此时，关于初始燃烧期间δθ
ig10_current
，从各气缸的初始燃烧期间δθ
ig10_current
中选择最大的δθ
ig10_current
，基于它进行egr控制。
[0186]
此处，选择最大的δθ
ig10_current
，是因为如上所述，燃烧稳定性具有与初始燃烧期间δθ
ig10
的增加对应地急速恶化的倾向，要优先改善δθ
ig10_current
最大的气缸的稳定性。发动机控制部203中，推算出的燃烧相位是各气缸的初始燃烧期间，以使各气缸的初始燃烧期间中最大的初始燃烧期间成为设定相位的方式，控制内燃机(发动机1)的egr阀开度。
[0187]
发动机控制部203由pid控制器构成，以使δθ
ig10_current
与目标δθ
ig10
的偏差减小的方式调整egr阀开度。更具体而言，在δθ
ig10_current
大于目标δθ
ig10
的情况下，为了减小egr率而减小egr阀开度。在δθ
ig10_current
小于目标δθ
ig10
的情况下，为了增大egr率而增大egr阀开度。
[0188]
通过这样基于当前的初始燃烧期间δθ
ig10_current
控制egr，能够不影响燃烧稳定性地使egr率最大化，能够提高发动机1的效率。
[0189]
另外，本实施方式中，基于发动机转速的极大时机求出燃烧相位。从而，不需要如现有技术一般的用于求出发动机旋转加速度的微分处理，所以具有不易受到噪声等外部干扰影响的优点。另外，因为不需要微分处理，所以控制器12的结构更简单，也具有软件的制作工作量和电路成本减小的优点。
[0190]
这样，本实施方式中，具有基于由燃烧检测控制部(燃烧检测控制部202)检测出的燃烧状态控制内燃机(发动机1)的发动机控制部(发动机控制部203)。该发动机控制部(发动机控制部203)具有基于由燃烧检测控制部(燃烧检测控制部202)检测出的燃烧状态控制点火的点火控制功能、和基于由燃烧检测控制部(燃烧检测控制部202)检测出的燃烧状态控制使废气的一部分回流至进气侧的废气再循环(egr)的废气再循环控制功能。
[0191]
[燃烧检测控制的可靠性改善方法]
[0192]
接着，对于燃烧检测控制部202的可靠性改善方法进行说明。
[0193]
图22是表示混入噪声的情况下的现有的曲柄角传感器控制部的数据发送的时序图。
[0194]
图23是表示混入噪声的情况下的本发明的一个实施方式的曲柄角传感器控制部201的数据发送的时序图。
[0195]
曲柄盘26一般而言为了对于噪声和缺齿(缺损信号)等外部干扰定期地校正其绝对位置(旋转位置)，而具有齿缺口301(没有信号齿的部分(齿缺口部))或类似的结构。即，在曲柄盘26组装时在硬件上将齿缺口301的绝对位置设定为某一位置，由此即使在某个周期中信号中混入了噪声或缺齿，也使其影响不会延续至下一周期。从而，已知以齿缺口301后(第1齿)或第2齿302为基准位置、根据该基准位置之间的信号数是否是规定值来诊断信号的妥当性(可靠性)的方法。
[0196]
图22中，示出了在齿缺口301与时间间隔δt的缓冲数据的发送时机之间混入了噪声303的状况。该状况下，在使用齿缺口301后或第2齿302进行的诊断或校正中，判断为信号数据没有问题。
[0197]
另一方面，因为实际上在发送数据的图22右侧的发送时机时混入了噪声，所以会对燃烧检测控制部202输出混入了噪声的数据。即，会基于混入了噪声的精度低的数据执行燃烧检测控制部202，不仅存在不能实现作为本发动机控制的目的即改善热效率的可能性，
甚至存在反而使热效率降低的可能性。
[0198]
于是，本实施方式的发明中，如图23所示，将发送时间间隔δt的缓冲信息的时机设为齿缺口后(第1齿)或第2齿。即，这等同于使诊断时机与发送时机同步，在诊断后立即发送缓冲数据。通过在该时机发送数据，如此后所说明的，能够发送可靠性高的时间间隔δt的缓冲信息。
[0199]
此处，对于齿缺口301的检测方法简单进行说明。曲柄角传感器控制部201具有的δt计算部501(参考图24)随时计算电压信号26b的相邻的on信号的时间间隔δt来检测齿缺口301。例如，图23中，对on信号s1与s2之间的时间间隔δt、以及on信号s2与s3之间的时间间隔δt进行比较，因为on信号s2与s3之间的时间间隔δt长，所以检测出on信号s2与s3之间是齿缺口301。另外，通过对on信号s2与s3之间的时间间隔、以及on信号s3与s4之间的时间间隔进行比较，也可以检测出on信号s2与s3之间是齿缺口301。
[0200]
另外，缓冲信息的发送时机不限定于上述时机。以检测出齿缺口301为契机，在从检测出齿缺口301起相当于规定数量的信号齿的期间内发送缓冲信息即可。作为从检测出齿缺口301起相当于规定数量的信号齿的期间，也能够设定第3齿、第4齿等，但该期间越短越好。优选检测出齿缺口301后(第1齿)或第2齿。
[0201]
如上所述，本实施方式的曲柄角传感器控制装置(曲柄角传感器控制部201)构成为包括存储用于检测形成于曲柄盘(26)的信号齿(26a)的曲柄角传感器(11)的规定期间的信号信息(电压信号26b)的缓冲部(缓冲处理部502)；以及以检测出了作为曲柄盘的基准位置的曲柄盘上的齿缺口位置(齿缺口301)为契机，在从检测出齿缺口位置到检测出规定数量的信号齿的期间内，输出缓冲部(缓冲处理部502)中存储的信号信息(缓冲数据26c)的输出处理部(输出处理部503)。
[0202]
另外，本实施方式的内燃机控制装置包括曲柄角传感器控制部(曲柄角传感器控制部201)和从该曲柄角传感器控制部接收信号信息(缓冲数据26c)来进行关于燃烧检测的处理的燃烧检测控制部(燃烧检测控制部202)。
[0203]
另外，本实施方式的曲柄角传感器控制装置(曲柄角传感器控制部201)构成为输出处理部(输出处理部503)在输入了从作为曲柄盘的基准位置的曲柄盘上的齿缺口位置(齿缺口301)起的第1齿或第2齿(302)的信号信息(电压信号26b)的时机，输出缓冲部(缓冲处理部502)中存储的信号信息(缓冲数据26c)。
[0204]
根据如上所述地构成的本实施方式，对于用稳健且简单的结构检测燃烧特性并控制发动机的内燃机控制装置(控制器12)，即使曲柄角传感器(11)的信号信息中产生了噪声等外部干扰，也能够不使燃烧状态的推算精度降低或者使降低保持在最低限度。即，能够提高曲柄角传感器(11)的信号信息的可靠性。由此，能够提供一种能够稳健地推算燃烧状态、并且简单、低成本的内燃机控制装置。另外，结果，能够稳定地获得热效率的改善效果。
[0205]
(可靠性判断结果(正常/异常)和缓冲数据)
[0206]
接着，在图24中，示出本发明的一个实施方式的曲柄角传感器控制部201的控制框图。以往，将时间间隔δt的缓冲信息保持原样地发送至燃烧检测控制部202，但本发明中，特征在于在检测出齿缺口301后且发送数据前进行可靠性判断处理。
[0207]
如图24所示，本实施方式的曲柄角传感器控制部201具有δt计算部501、缓冲处理部502、可靠性判断部2401和输出处理部503。
[0208]
δt计算部501是计算图5的步骤s1所示的信号齿26a之间的时间间隔δt的处理模块。即，δt计算部501根据由曲柄角传感器11检测出的曲柄盘26的电压信号26b(参考图6)，计算信号齿26a之间的时间间隔δt。
[0209]
缓冲处理部502是进行图5的步骤s2所示的缓冲处理的处理模块。即，缓冲处理部502执行对于每个信号齿26a之间存储相当于规定期间的时间间隔δt的信息的缓冲处理。缓冲处理部502将缓冲信息输出至可靠性判断部2401。
[0210]
可靠性判断部2401是基于曲柄盘26的齿缺口(齿缺口301)位置之间的曲柄角传感器11的输出信号(电压信号26b)，来判断齿缺口位置之间的曲柄角传感器11的输出信号的处理模块。可靠性判断部2401将其可靠性的判断结果输出至输出处理部503。另外，可靠性判断部2401将从缓冲处理部502输入的缓冲信息输出至输出处理部503。另外，也可以采用由可靠性判断部2401检测齿缺口位置的结构。
[0211]
输出处理部503是进行图5的步骤s3所示的输出处理的处理模块。即，输出处理部503生成包括关于缓冲的时间间隔δt的缓冲信息(缓冲数据26c)的发送数据，将该发送数据经由接口204输出至燃烧检测控制部202的转速计算部202a。另外，将可靠性判断部2401的可靠性判断结果305与缓冲数据26c一同输出至转速计算部202a。也能够包括输出处理部503和接口204地称为接口。
[0212]
作为可靠性判断的方法，例如有对齿缺口301之间(1个周期中)的电压信号26b的on信号的输入数与阈值进行比较的方法。此处，1个周期是曲柄盘26的1转。图24中，在可靠性判断处理之后，与可靠性判断结果305一同发送时间间隔δt的缓冲数据26c。发送时机如图23所示优选是检测出齿缺口301后或第2齿。图23中，示出了将发送时机设定为检测出齿缺口301后的第1齿的例子。然后，无论正常还是异常，都将可靠性判断结果305与缓冲数据26c一同发送。由此，在判断结果是“正常”的情况下，能够将缓冲数据26c直接用于燃烧检测控制。另一方面，在判断结果是“异常”的情况下，能够在燃烧检测控制中参考该判断结果进行与异常相应的处理。
[0213]
如上所述，本实施方式的曲柄角传感器控制装置(曲柄角传感器控制部201)具有基于曲柄盘(26)上的齿缺口位置(齿缺口301)之间的曲柄角传感器(11)的信号数，来判断齿缺口位置之间的曲柄角传感器的信号信息(电压信号26b)的异常的判断部(可靠性判断部2401)。输出处理部(输出处理部503)构成为将输出缓冲部(缓冲处理部502)中存储的信号信息(缓冲数据26c)与与判断部(可靠性判断部2401)的判断结果一起输出。
[0214]
(可靠性判断结果(异常)和输出停止或规定值)
[0215]
图25是表示本发明的一个实施方式的可靠性判断结果305是判断为异常时的情况下的曲柄角传感器控制部201的控制框图(1)。
[0216]
如上所述，图24中，示出了在判断为异常时也发送缓冲数据26c(实测值)的例子。另一方面，图25中，在判断为异常时发送可靠性判断结果305并且不发送缓冲数据26c、或者不是发送缓冲数据26c而是发送规定值306。规定值306例如是表示电压信号26b的on信号的数量的值。通过停止发送缓冲数据26c，能够防止燃烧检测控制部202用精度低的缓冲数据26c进行学习。
[0217]
另外，作为规定值306例如考虑发送在燃烧检测控制部202中能够明确地判别异常的值的情况、和发送不会对燃烧检测控制造成影响的值的情况等。通过发送规定值306，与
停止发送缓冲数据26c的情况相比，能够防止数据变得不连续。因此，可以认为取决于燃烧检测控制的逻辑而具有优点。例如，不知道结构是否在对燃烧检测控制部202没有输入任何值的情况下、燃烧检测控制部202检测出异常。因此，为了避免燃烧检测控制部202的规格与输入信息的不匹配，而对燃烧检测控制部202发送假值。
[0218]
如上所述，本实施方式的曲柄角传感器控制装置(曲柄角传感器控制部201)具有基于曲柄盘(26)上的齿缺口位置(齿缺口301)之间的曲柄角传感器(11)的信号数，来判断齿缺口位置之间的曲柄角传感器的信号信息(电压信号26b)的异常的判断部(可靠性判断部2401)。在判断部(可靠性判断部2401)将信号信息判断为异常时，输出处理部(输出处理部503)输出判断部的判断结果，并且停止输出缓冲部(缓冲处理部502)中存储的信号信息(缓冲数据26c)，或者代替信号信息(缓冲数据26c)地输出规定值。
[0219]
另外，本实施方式中，也可以在判断部(可靠性判断部2401)将信号信息判断为异常时，使缓冲部(缓冲处理部502)停止存储曲柄角传感器(11)的规定期间的信号信息，或者代替缓冲部中存储的信号信息地存储规定值。由此，能够避免缓冲精度低的信号信息，防止燃烧检测控制部202用精度低的缓冲数据26c进行学习(燃烧检测处理)。
[0220]
另外，本实施方式中，燃烧检测控制部(燃烧检测控制部202)也可以构成为在判断为从曲柄角传感器控制部(曲柄角传感器控制部201)输入的信号信息(缓冲数据26c)中存在异常时，立即停止关于燃烧检测的处理，或者将根据燃烧检测结果计算出的值固定为规定值。由此，能够防止燃烧检测控制部202用精度低的信号信息(缓冲数据26c)进行学习(燃烧检测处理)。
[0221]
进而，本实施方式中，具有基于由燃烧检测控制部(燃烧检测控制部202)检测到的燃烧状态来控制内燃机(发动机1)的发动机控制部(发动机控制部203)，发动机控制部(发动机控制部203)构成为在判断为从曲柄角传感器控制部(曲柄角传感器控制部201)输入的信号信息(缓冲数据26c)中存在异常时，立即停止关于燃烧检测的控制。由此，发动机控制部能够防止用精度低的缓冲数据26c进行发动机1的驱动控制。
[0222]
(可靠性判断结果(异常)和修正值)
[0223]
图26是本发明的一个实施方式的可靠性判断结果305是判断为异常的情况下的曲柄角传感器控制部201的控制框图(2)。
[0224]
图26中，特征在于在判断为异常时发送可靠性判断结果305，并且不是发送缓冲数据26c(实测值)而是发送缓冲数据26c的修正值307。作为修正值307，例如有从判断为异常时之前的周期的缓冲数据26c进行外推计算的方法。通过这样，能够进行继承了直到判断为齿缺口位置之间的电压信号26b异常之前的发动机燃烧室内的燃烧状态的转移的控制。
[0225]
另外，也可以考虑与异常内容相应地进行修正的方法。例如，在异常内容是相当于1个齿的噪声的情况下，发送减去相当于1个齿的信号数的缓冲数据26c，相反，在欠缺1齿的情况下，发送加上相当于1个齿的信号数的缓冲数据26c。通过这样，能够排除异常的影响，继续精度高的燃烧检测控制。
[0226]
上述实施方式中，按在曲柄角传感器控制部201中实现异常时的应对功能的情况的例子进行了记载，但也可以在判断为异常时使燃烧检测控制部202具有异常时的应对功能。即，可知判断为异常时在燃烧检测控制部202中实现停止燃烧检测、或者代入规定值的修正等失效保护功能也同样是有效的。
[0227]
如上所述，本实施方式的曲柄角传感器控制装置(曲柄角传感器控制部201)具有基于曲柄盘(26)上的齿缺口位置(齿缺口301)之间的曲柄角传感器(11)的信号数来判断齿缺口位置之间的曲柄角传感器的信号信息(电压信号26b)的异常的判断部(可靠性判断部2401)。在判断部(可靠性判断部2401)将信号信息判断为异常时，输出处理部(输出处理部503)输出判断部的判断结果，并且输出基于曲柄盘(26)上的齿缺口位置(齿缺口301)之间输入的曲柄角传感器(11)的信号信息来对缓冲部(缓冲处理部502)中存储的信号信息(缓冲数据26c)进行了修正的信号信息。
[0228]
另外，本实施方式中，例如判断部(可靠性判断部2401)也可以通过从判断为正常的曲柄角传感器(11)的过去的信号信息进行外推而计算缓冲部(缓冲处理部502)中存储的信号信息(缓冲数据26c)。由此，能够对燃烧检测控制部202发送基于过去的信号信息(实际值)修正后的适当的信号信息(缓冲数据26c)，实现稳定的燃烧检测控制。
[0229]
＜其他＞
[0230]
本发明不限于上述各实施方式，只要不脱离技术方案中记载的本发明的主旨，就可以采用其他各种应用例、变形例。
[0231]
例如，上述各实施方式为了易于理解地说明本发明而详细且具体地说明了控制器12的结构，并不限定于必须具有说明的全部构成要素。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的构成要素。另外，也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的构成要素。另外，对于各实施方式的结构的一部分，也能够追加或置换、删除其他构成要素。
[0232]
另外，上述各实施方式中，内燃机(发动机1)被专用于发电而驱动混合动力系统的发电机(感应发电机3)。示出了将本发明应用于将发动机专用于发电的类型的混合动力(串联混合动力)车的发动机控制的事例，但本发明并不限定于此。例如，也能够应用于并非将发动机专用于发电的类型的混合动力车和仅将发动机作为车辆的驱动源的非混合动力车。
[0233]
但是，主要因为以下3个观点，而优选应用于将发动机专用于发电的类型的混合动力车的发动机控制。在其他车辆中能够检测的条件受到限定，所以覆盖率降低。
[0234]
(1)专用于发电的混合动力车中，不存在瞬态运转，所以与其他车辆相比检测性更好。
[0235]
(2)因为将发动机输出仅用于发电，所以路面状态和驱动系统的振动少。即，曲柄角传感器的输出信号的角速度变动(噪声)少。
[0236]
(3)因为曲柄角传感器的输出信号的脉动成分少，所以检测性好。
[0237]
另外，对于上述各结构、功能、处理部等，例如可以通过在集成电路中设计等而用硬件实现其一部分或全部。作为硬件，可以使用fpga(field programmable gate array：现场可编程门阵列)和asic(application specific integrated circuit：专用集成电路)等广义的处理器装置。
[0238]
附图标记说明
[0239]1…
发动机，3
…
感应发电机，5
…
电池，7
…
感应电动机，10
…
爆震传感器，11
…
曲柄角传感器，12
…
控制器，17
…
火花塞，20
…
节流阀，26
…
曲柄盘，28
…
egr管，29
…
egr阀，122
…
控制部，121
…
输入输出部，202a
…
转速计算部，202b
…
极值时机计算部，202c
…
燃烧相位计算部，122d
…
信号时间间隔计算部，203
…
发动机控制部，123
…
存储部，201
…
曲柄角
传感器控制部，202
…
燃烧检测控制部，204
…
曲柄角传感器控制部与燃烧检测控制部的接口，26b
…
电压信号，26c
…
缓冲数据，501
…
δt计算部，502
…
缓冲处理部，503
…
输出处理部，301
…
齿缺口，302
…
齿缺口后或第2齿，303
…
噪声，305
…
可靠性判断结果，306
…
规定值，307
…
修正值，2401
…
可靠性判断部。

技术特征：
1.一种曲柄角传感器控制装置，其特征在于，包括：存储曲柄角传感器的规定期间的信号信息的缓冲部，其中所述曲柄角传感器用于检测形成于曲柄盘的信号齿；和输出处理部，其以检测出了作为所述曲柄盘的基准位置的所述曲柄盘上的齿缺口位置为契机，在从检测出所述齿缺口位置到检测出规定数量的信号齿的期间内，输出所述缓冲部中存储的所述信号信息。2.如权利要求1所述的曲柄角传感器控制装置，其特征在于：所述输出处理部在输入了从作为所述曲柄盘的基准位置的所述曲柄盘上的齿缺口位置起的第1齿或第2齿的信号信息的时机，输出所述缓冲部中存储的所述信号信息。3.如权利要求1或2所述的曲柄角传感器控制装置，其特征在于：具有判断部，其基于所述曲柄盘上的齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号数，来判断所述齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号信息的异常，所述输出处理部将所述缓冲部中存储的所述信号信息与所述判断部的判断结果一起输出。4.如权利要求1或2所述的曲柄角传感器控制装置，其特征在于：具有判断部，其基于所述曲柄盘上的齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号数，来判断所述齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号信息的异常，在所述判断部将所述信号信息判断为异常时，所述输出处理部输出所述判断部的判断结果，并且停止输出所述缓冲部中存储的所述信号信息，或者代替所述信号信息地输出规定值。5.如权利要求1或2所述的曲柄角传感器控制装置，其特征在于：具有判断部，其基于所述曲柄盘上的齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号数，来判断所述齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号信息的异常，在所述判断部将所述信号信息判断为异常时，所述输出处理部输出所述判断部的判断结果，并且输出基于在所述曲柄盘上的齿缺口位置之间输入的所述曲柄角传感器的信号信息来对所述缓冲部中存储的所述信号信息进行了修正的信号信息。6.如权利要求5所述的曲柄角传感器控制装置，其特征在于：对所述缓冲部中存储的所述信号信息进行了修正的信号信息，是从判断为正常的所述曲柄角传感器的过去的信号信息外推而计算出的。7.如权利要求1或2所述的曲柄角传感器控制装置，其特征在于：具有判断部，其基于所述曲柄盘上的齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号数，来判断所述齿缺口位置之间的所述曲柄角传感器的信号信息的异常，在所述判断部将所述信号信息判断为异常时，停止由所述缓冲部存储所述曲柄角传感器的规定期间的信号信息，或者代替所述缓冲部中存储的所述信号信息地存储规定值。8.一种内燃机控制装置，其特征在于：包括曲柄角传感器控制部和从所述曲柄角传感器控制部接收信号信息来进行关于燃烧检测的处理的燃烧检测控制部，所述曲柄角传感器控制部包括：存储曲柄角传感器的规定期间的信号信息的缓冲部，其中所述曲柄角传感器用于检测
形成于曲柄盘的信号齿；和输出处理部，其以检测出了作为所述曲柄盘的基准位置的所述曲柄盘上的齿缺口位置为契机，在从检测出所述齿缺口位置到检测出规定数量的信号齿的期间内，输出所述缓冲部中存储的所述信号信息。9.如权利要求8所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述燃烧检测控制部在判断为从所述曲柄角传感器控制部输入的所述信号信息中存在异常时，立即停止关于燃烧检测的处理，或者将从燃烧检测结果计算出的值固定为规定值。10.如权利要求9所述的内燃机控制装置，其特征在于：具有发动机控制部，其基于由所述燃烧检测控制部检测出的燃烧状态来控制内燃机，所述发动机控制部在判断为从所述曲柄角传感器控制部输入的所述信号信息中存在异常时，立即停止关于燃烧检测的控制。11.如权利要求9所述的内燃机控制装置，其特征在于：具有发动机控制部，其基于由所述燃烧检测控制部检测出的燃烧状态来控制内燃机，所述发动机控制部具有：点火控制功能，基于由所述燃烧检测控制部检测出的燃烧状态来控制点火；和废气再循环控制功能，基于由所述燃烧检测控制部检测出的燃烧状态来控制使废气的一部分回流至进气侧的废气再循环。12.如权利要求10或11所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述内燃机被专用于发电来驱动混合动力系统的发电机。

技术总结
本发明的曲柄角传感器控制装置包括：存储曲柄角传感器的规定期间的信号信息的缓冲部，其中曲柄角传感器用于检测形成于曲柄盘的信号齿；和输出处理部，其以检测出了作为曲柄盘的基准位置的曲柄盘上的齿缺口位置为契机，在从检测出齿缺口位置到检测出规定数量的信号齿的期间内，输出缓冲部中存储的信号信息。输出缓冲部中存储的信号信息。输出缓冲部中存储的信号信息。


技术研发人员：中居裕贵 向原修 大木幸太郎
受保护的技术使用者：日立安斯泰莫株式会社
技术研发日：2021.09.14
技术公布日：2023/6/27