CN104704225A - 内燃机的缸内压力检测装置 - Google Patents

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CN104704225A CN201380048052.XA CN201380048052A CN104704225A CN 104704225 A CN104704225 A CN 104704225A CN 201380048052 A CN201380048052 A CN 201380048052A CN 104704225 A CN104704225 A CN 104704225A
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浦野繁幸
泽田裕
铃木裕介
渡边将利
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Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

判定内燃机是否处于未燃烧期间。其结果，在处于未燃烧期间的情况下，通过缸内压力传感器确定拖动期间的最大缸内压力(Pmax)，通过曲轴角传感器检测与该Pmax对应的曲轴角(θPmax)。然后，确定与内燃机转速和内燃机负荷率对应的基准曲轴角(θPmaxtgt)，进行修正以使得θPmax成为θPmaxtgt。然后，对曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角(计测值)的关系进行修正，以使得与Pmax对应的曲轴角的计测值成为修正后的曲轴角。

Description

内燃机的缸内压力检测装置
技术领域
本发明涉及内燃机的缸内压力检测装置，尤其涉及使用缸内压力传感器来检测内燃机的缸内压力的缸内压力检测装置。
背景技术
以往，例如在日本特开昭63-9679号公报中公开了如下技术：修正基准曲轴角位置的检测误差，准确地检测从该基准曲轴角位置到汽缸内压力成为最大的位置的压力最大角。在该技术中，更具体而言，检测内燃机的拖动时的汽缸内压力，检测该压力最大值的产生位置作为内燃机活塞的实际上止点位置。然后，根据该实际上止点位置信息来修正基准曲轴角位置，基于该修正基准曲轴角位置求出压力最大角。
现有技术文献
专利文献1：日本特开昭63-9679号公报
专利文献2：日本特开2010-236534号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述以往的技术中，将内燃机的拖动时的压力最大值的产生位置作为实际上止点位置来进行检测。然而，在拖动时，从压缩冲程到膨胀冲程会产生压缩泄露。因此，在压力最大值的产生位置与实际上止点位置之间会产生偏差。另外，在由缸内压力传感器检测的压力上，有时会叠加起因于热应变等的误差的影响。
这样，在使用缸内压力传感器来检测拖动时的压力最大值、并检测其产生位置作为实际上止点位置的以往的技术中，在检测实际上止点位置时会叠加误差的影响，可能无法高精度地检测与实际曲轴角对应的缸内压力信息。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的发明，其目的在于提供一种能够高精度地检测与实际曲轴角对应的缸内压力信息的内燃机的缸内压力检测装置。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，第1发明是一种内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，具备：
缸内压力传感器，其设置于内燃机的预定汽缸；
曲轴角传感器，其输出与所述内燃机的曲轴角相应的信号；
最大缸内压力曲轴角取得单元，其在所述内燃机的拖动时或燃料切断时，使用所述曲轴角传感器取得由所述缸内压力传感器检测出最大缸内压力的时刻的最大缸内压力曲轴角；以及
修正单元，其对所述曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，以使得所述最大缸内压力曲轴角成为TDC，
所述修正单元包括延迟修正单元，该延迟修正单元在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的情况下，将所述修正单元所使用的所述最大缸内压力曲轴角向延迟侧的值进行修正。
第2发明的特征在于，在第1发明中，
所述内燃机转速越小，则所述延迟修正单元将所述最大缸内压力曲轴角修正为越靠延迟侧的值。
第3发明的特征在于，在第1或第2发明中，
所述内燃机的充气效率越大，则所述延迟修正单元将所述最大缸内压力曲轴角修正为越靠延迟侧的值。
第4发明的特征在于，在第1～第3发明中的任一发明中，
所述内燃机的水温越低，则所述延迟修正单元将所述最大缸内压力曲轴角修正为越靠延迟侧的值。
第5发明的特征在于，在第1～第4发明中的任一发明中，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
限制单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，限制所述修正单元的动作。
第6发明的特征在于，在第1～第5发明中的任一发明中，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
输出偏差修正单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，修正所述输出偏差。
第7发明的特征在于，在第5或第6发明中，
所述判定单元包括在发热量的绝对值比预定值小的情况下判定为产生了所述输出偏差的单元。
为了达成上述目的，第8发明是一种内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，具备：
缸内压力传感器，其设置于内燃机的预定汽缸；
曲轴角传感器，其输出与所述内燃机的曲轴角相应的信号；
最大缸内压力曲轴角取得单元，其在所述内燃机的拖动时或燃料切断时，使用所述曲轴角传感器取得由所述缸内压力传感器检测出最大缸内压力的时刻的最大缸内压力曲轴角；以及
修正单元，其对所述曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，以使得所述最大缸内压力曲轴角成为预定的基准曲轴角，
所述修正单元包括设定单元，该设定单元在所述内燃机的内燃机转速比预定值大的区域中，将所述基准曲轴角设定为TDC，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，将所述基准曲轴角设定为比TDC靠提前侧的值。
第9发明的特征在于，在第8发明中，
所述设定单元，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，所述内燃机转速越小，则将所述基准曲轴角设定为越比TDC靠提前侧的值。
第10发明的特征在于，在第8或第9发明中，
所述设定单元，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，所述内燃机的充气效率越大，则将所述基准曲轴角设定为越比TDC靠提前侧的值。
第11发明的特征在于，在第8～第10发明中的任一发明中，
所述设定单元，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，所述内燃机的水温越低，则将所述基准曲轴角设定为越比TDC靠提前侧的值。
第12发明的特征在于，在第8～第11发明中的任一发明中，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
限制单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，限制所述修正单元的动作。
第13发明的特征在于，在第8～第11发明中的任一发明中，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
输出偏差修正单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，修正所述输出偏差。
第14发明的特征在于，在第12或第13发明中，
所述判定单元包括在从压缩行程到膨胀行程的发热量的绝对值比预定值小的情况下判定为产生了所述输出偏差的单元。
发明效果
根据第1发明，通过缸内压力传感器计测拖动时或燃料切断时的缸内压力，基于曲轴角传感器的输出信号取得与该最大缸内压力对应的曲轴角(最大缸内压力曲轴角)。然后，对曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，以使得该最大缸内压力曲轴角成为TDC。此时，在内燃机转速为预定值以下的情况下，在将该最大缸内压力曲轴角修正为延迟侧的值的基础上，对曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正。在内燃机转速低的区域中，缸内的压缩泄漏的影响会叠加于缸内压力检测值，所以与不存在压缩泄漏的情况相比，最大缸内压力曲轴角偏向提前侧。因此，根据本发明，在有效地修正了由压缩泄漏引起的最大缸内压力曲轴角的偏差的基础上，对曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，所以能够高精度地检测与实际曲轴角对应的缸内压力检测值。
根据第2发明，内燃机转速越小，则最大缸内压力曲轴角被修正为越靠延迟侧的位置。内燃机转速越小，则压缩泄漏越大。因此，根据本发明，能够有效地修正起因于压缩泄漏的最大缸内压力曲轴角的偏差。
根据第3发明，充气效率(内燃机负荷)越大，则最大缸内压力曲轴角被修正为越靠延迟侧的位置。内燃机负荷越大，则压缩泄漏越大。因此，根据本发明，能够更加有效地修正起因于压缩泄漏的最大缸内压力曲轴角的偏差。
根据第4发明，内燃机的水温越低，则最大缸内压力曲轴角被修正为越靠延迟侧的位置。水温越低，则压缩泄漏越大。因此，根据本发明，能够更加有效地修正起因于压缩泄漏的最大缸内压力曲轴角的偏差。
根据第5发明，在缸内压力检测值产生了输出偏差的情况下，限制修正动作。因此，根据本发明，能够有效地抑制对曲轴角传感器的信号和与之对应的计测值的关系进行误修正。
根据第6发明，在缸内压力检测值产生了输出偏差的情况下，修正该输出偏差。因此，根据本发明，能够高精度地检测与曲轴角对应的缸内压力检测值。
根据第7发明，在发热量的绝对值比预定值小的情况下，判定为产生了输出偏差。在未产生输出偏差的情况下，发热量在0附近推移，而在产生了输出偏差时，发热量超过0附近而向大的值推移。因此，根据本发明，通过将发热量的绝对值与预定值进行比较，能够高精度地判定是否产生了输出偏差。
根据第8发明，通过缸内压力传感器计测拖动时或燃料切断时的缸内压力，基于曲轴角传感器的输出信号确定与该最大缸内压力对应的曲轴角(最大缸内压力曲轴角)。然后，对曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，以使得该最大缸内压力曲轴角成为预定的基准曲轴角。此时，基准曲轴角在内燃机转速比预定值大的区域中被设定为TDC，在内燃机转速为预定值以下的区域中被设定为比TDC靠提前侧的值。在内燃机转速低的区域中，缸内的压缩泄漏的影响会叠加于缸内压力检测值，所以与不存在压缩泄漏的情况相比，最大缸内压力曲轴角偏向提前侧。因此，根据本发明，基于反映了压缩泄漏的影响的基准曲轴角来对曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，所以能够高精度地检测与实际曲轴角对应的缸内压力检测值。
根据第9发明，在内燃机转速为预定值以下的区域中，内燃机转速越小，则基准曲轴角被确定为越靠延迟侧的值。内燃机转速越小，则压缩泄漏越大。因此，根据本发明，能够高精度地确定反映了压缩泄漏的影响的基准曲轴角。
根据第10发明，在内燃机转速为预定值以下的区域中，充气效率(内燃机负荷)越大，则基准曲轴角被确定为越靠延迟侧的值。内燃机负荷越大，则压缩泄漏越大。因此，根据本发明，能够高精度地确定反映了压缩泄漏的影响的基准曲轴角。
根据第11发明，在内燃机转速为预定值以下的区域中，内燃机的水温越低，则基准曲轴角被确定为越靠延迟侧的值。水温越低，则压缩泄漏越大。因此，根据本发明，能够高精度地确定反映了压缩泄漏的影响的基准曲轴角。
根据第12发明，在缸内压力检测值产生了输出偏差的情况下，限制修正动作。因此，根据本发明，能够有效地抑制对基于曲轴角传感器的检测信号确定的基准曲轴角进行误修正。
根据第13发明，在缸内压力检测值产生了输出偏差的情况下，修正该输出偏差。因此，根据本发明，能够高精度地检测与曲轴角对应的缸内压力检测值。
根据第14发明，在从压缩行程到膨胀行程的发热量的绝对值比预定值小的情况下，判定为产生了输出偏差。在未产生输出偏差的情况下，发热量在0附近推移，而在产生了输出偏差时，发热量超过0附近而向大的值推移。因此，根据本发明，通过将发热量的绝对值与预定值进行比较，能够高精度地判定是否产生了输出偏差。
附图说明
图1是用于说明作为本发明的实施方式1的系统结构的概略结构图。
图2是拖动时的相对于曲轴角的缸内压力变化的图。
图3是用于详细说明图2中的TDC附近的缸内压力变化的图。
图4是示出相对于内燃机转速的、Pmax从实际TDC的偏离量的图。
图5示出规定了相对于内燃机转速和内燃机负荷的基准曲轴角θPmaxtgt的映射。
图6是示出在本发明的实施方式1中执行的例程的流程图。
图7是示出由输出偏差的有无引起的缸内压力行为的差异的图。
图8是示出由输出偏差的有无引起的发热量行为的图。
图9是示出在本发明的实施方式2中执行的例程的流程图。
图10是示出用于说明修正输出偏差的影响的方法的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，对于在各图中共通的要素，附上相同的标号而省略重复说明。另外，本发明并不由以下的实施方式来限定。
实施方式1
[实施方式1的结构]
图1是用于说明作为本发明的实施方式1的系统结构的概略结构图。如图1所示，本实施方式的系统具备内燃机10。内燃机10构成为将汽油作为燃料的火花点火式的多汽缸发动机。在内燃机10的缸内设置有在其内部进行往复运动的活塞12。另外，内燃机10具备汽缸盖14。在活塞12与汽缸盖14之间形成有燃烧室16。燃烧室16分别与进气通路18和排气通路20的一端连通。在进气通路18与燃烧室16的连通部配置有进气门22，在排气通路20与燃烧室16的连通部配置有排气门24。
在进气门22设置有对气门正时进行可变控制的进气门正时控制装置36。在本实施方式中，使用可变气门正时机构(VVT：Variable ValveTiming)作为进气门正时控制装置36，该可变气门正时机构(VVT)通过使相对于曲轴的凸轮轴(未图示)的相位角变化，从而在作用角一定的状态下使开闭正时提前或延迟。
在进气通路18的入口安装有空气过滤器26。在空气过滤器26的下游配置有节气门28。节气门28是基于加速器开度而由节气门电动机驱动的电子控制式的气门。
在汽缸盖14以从燃烧室16的顶部突出到燃烧室16内的方式安装有火花塞30。另外，在汽缸盖14设置有用于向缸内喷射燃料的燃料喷射阀32。进而，在汽缸盖14还分别组装有用于检测各汽缸的缸内压力的缸内压力传感器(CPS：Cylinder Pressure Sensor)34。
如图1所示，本实施方式的系统具备ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)40。ECU40的输入部除了连接有上述缸内压力传感器34之外，还连接有用于检测曲轴的旋转位置的曲轴角传感器42等各种传感器。另外，ECU40的输出部连接有上述节气门28、火花塞30、燃料喷射阀32等各种致动器。ECU40基于被输入的各种信息来控制内燃机10的运转状态。
[实施方式1的动作]
在能够直接检测缸内的燃烧状态这一点上，缸内压力传感器(CPS)是非常有效的传感器。因此，该CPS的输出被利用为内燃机的各种控制的控制参数。例如，检测到的缸内压力被使用于吸入到缸内的吸入空气量的算出、图示转矩的变动等的运算、发热量PVκ和/或MFB(燃烧质量比例)的运算等。这些运算在失火检测、最佳点火正时控制等中加以利用。
但是，为了将从CPS取得的信号用于各种控制，该信号必须与实际曲轴角信息准确地同步。然而，缸内压力和曲轴角在分别由不同的传感器计测出之后，由ECU等对该信息进行关联。因此，在从这些传感器的模拟信号的传感检测到数字信息的存储的过程中，在低通滤波(LPF)处理和/或A/D变换处理中会产生各种时间延迟，缸内压力信息和曲轴角信息可能无法准确地关联。
作为用于解决上述问题的方法，已知有如下方法(所谓的TDC修正)：在拖动时或燃料切断时(即没有进行缸内燃烧的状态下的内燃机驱动时，拖动时包括燃料喷射时或燃料未喷射时的拖动)的缸内压力信息，将该缸内压力成为最大值的正时作为压缩TDC(Top Dead Center：上止点)来修正曲轴角信号与实际曲轴角的关系。然而，若设为在实际行驶中进行TDC修正，则有时会产生压缩空气从活塞杆与气缸内径的间隙漏出的现象(压缩泄漏)。
图2是表示拖动时的相对于曲轴角的缸内压力变化的图。如该图所示，可知：与不存在压缩泄漏的情况下的Pmax的曲轴角(即实际TDC)相比，存在压缩泄漏的情况下的最大缸内压力Pmax的曲轴角偏向提前侧。使用图3对此进行详细说明。图3是用于对图2中的TDC附近的缸内压力变化进行详细说明的图。此外，图3(a)是示出TDC附近的由压缩泄漏引起的压力减少量的图，图3(b)是示出由压缩泄漏有无引起的Pmax的变化的图。
压缩泄漏在高压侧的区域中随着时间而进行。因此，如图3(a)所示，曲轴角越向延迟侧移动，则TDC附近的由压缩泄漏引起的压力减少量越多。因此，如图3(b)所示，若在压力变化小的TDC附近产生了如(a)所示的压缩泄漏，则Pmax的曲轴角会偏向提前侧。
另外，压缩泄漏的程度与内燃机转速相关联。图4是表示相对于内燃机转速的、Pmax从实际TDC的偏离量的图。如上所述，压缩泄漏随时间而进行。因此，如该图所示，在内燃机转速低的区域中，Pmax从实际TDC的偏离量变大。另外，缸内压力越高，则压缩泄漏的量越多，因此，内燃机负荷(充气效率)越大，则Pmax从实际TDC的偏离量越大。
这样，拖动时的Pmax从实际TDC的偏离量根据内燃机转速和内燃机负荷而变化。因此，在本实施方式中，在进行TDC修正的情况下，基于内燃机转速和内燃机负荷进行修正，以使得与Pmax对应的曲轴角成为实际曲轴角。具体而言，通过曲轴角传感器42检测与由缸内压力传感器34检测到的Pmax对应的曲轴角θPmax(最大缸内压力曲轴角)。然后，根据映射来确定从内燃机转速和内燃机负荷推定的压缩泄漏时的实际曲轴角(以下，记为基准曲轴角)θPmaxtgt。图5示出规定了相对于内燃机转速和内燃机负荷的基准曲轴角θPmaxtgt的映射。如该映射所示，在预定的低旋转区域中，转速越低，或者内燃机负荷越高，则基准曲轴角θPmaxtgt被确定为越靠提前侧的值。然后，算出使检测到的曲轴角θPmax成为基准曲轴角θPmaxtgt的曲轴角修正量，使其反映到缸内压力检测值与曲轴角检测值的关系。由此，能够高精度地算出与曲轴角对应的缸内压力。
[实施方式1的具体处理]
接着，参照流程图，对在本实施方式的系统中执行的TDC修正的具体处理进行说明。图6是示出本发明的实施方式1的例程的流程图。在图6所示的例程中，首先，判定内燃机10是否处于未燃烧期间(步骤100)。在此，具体而言，判定是否处于内燃机10启动前的起转期间或启动后的燃料切断期间。其结果，在判定为不处于未燃烧期间的情况下，由于无法检测缸内压力的拖动波形，所以迅速结束本例程。
另一方面，在上述步骤100中，在判定为处于未燃烧期间的情况下，判断为能够检测缸内压力的拖动波形，从而移向下一步骤，取得与Pmax对应的曲轴角θPmax和此时的内燃机转速、内燃机负荷率(步骤102)。在此，具体而言，使用缸内压力传感器34来确定拖动期间的最大缸内压力Pmax。然后，通过曲轴角传感器42检测与Pmax对应的曲轴角θPmax。
接着，将检测到的曲轴角θPmax修正为与Pmax对应的实际曲轴角位置(步骤104)。在此，具体而言，按照图5所示的映射，确定与在上述步骤102中取得的内燃机转速和内燃机负荷率对应的基准曲轴角θPmaxtgt。然后，按照下式(1)进行修正，以使得在上述步骤102中检测到的曲轴角θPmax成为基准曲轴角θPmaxtgt。
修正后的曲轴角＝θPmax+曲轴角修正量…(1)
(曲轴角修正量＝θPmaxtgt-θPmax)
接着，学习在上述步骤104中算出的曲轴角修正量(步骤106)。在此，具体而言，修正曲轴角传感器42的信号和与之对应的曲轴角(计测值)的关系，以使得与Pmax对应的曲轴角的计测值成为修正后的曲轴角(＝θPmax+曲轴角修正量)。
如以上说明那样，根据本实施方式1的缸内压力检测装置，通过高精度地实现TDC修正，能够使缸内压力传感器34的检测信号和曲轴角传感器42的检测信号高精度地同步。由此，能够高精度地检测与实际曲轴角对应的缸内压力。
在上述实施方式1的缸内压力检测装置中，虽然将与未燃烧时的最大缸内压力Pmax对应的曲轴角θPmax修正为压缩泄漏时的推定曲轴角(基准曲轴角)，但也可以将该曲轴角θPmax修正为未产生压缩泄漏的情况下的曲轴角，对曲轴角信号与计测值的关系进行修正，以使得该修正后的曲轴角成为预定的曲轴角(例如TDC)。在该情况下，作为曲轴角θPmax的修正量(延迟量)，使用基准曲轴角θPmaxtgt即可。由此，能够有效地将曲轴角θPmax修正为不存在压缩泄漏的情况下的曲轴角。
另外，在上述实施方式1的缸内压力检测装置中，虽然基于内燃机转速和内燃机负荷率来确定基准曲轴角θPmaxtgt，但也可以仅使用内燃机转速和内燃机负荷率中的某一方来确定θPmaxtgt。另外，压缩泄漏的影响具有冷却水温越低则越大的倾向。因此，也可以进一步将冷却水温作为参数而使其反映到θPmaxtgt的确定。具体而言，例如可以通过将与内燃机转速、内燃机负荷率以及冷却水温对应的基准曲轴角θPmaxtgt存储于映射等来实现。由此，能够更加高精度地确定基准曲轴角θPmaxtgt。
另外，在上述实施方式1中，Pmax相当于所述第1发明的“最大缸内压力”，θPmax相当于所述第1发明的“最大缸内压力曲轴角”。另外，在上述实施方式1中，ECU40通过执行上述步骤102的处理而实现了所述第1发明中的“最大缸内压力曲轴角取得单元”，通过执行上述步骤104的处理而实现了所述第1发明中的“延迟修正单元”，通过执行上述步骤106的处理而实现了所述第1发明中的“修正单元”。
此外，在上述实施方式1中，Pmax相当于所述第8发明的“最大缸内压力”，θPmax相当于所述第8发明的“最大缸内压力曲轴角”。另外，在上述实施方式1中，ECU40通过执行上述步骤102的处理而实现了所述第8发明中的“最大缸内压力曲轴角取得单元”，通过执行上述步骤104和106的处理而实现了所述第8发明中的“修正单元”。
实施方式2
[实施方式2的特征]
接着，参照图7～图10对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式2的系统能够通过使用图1所示的硬件结构并使ECU40执行后述图9所示的例程来实现。
在上述实施方式1的系统中，使用未燃烧时的缸内压力传感器34的检测值来修正曲轴角信号与曲轴角计测值的关系。然而，在例如从高负荷移动至燃料切断的情况下等，在缸内压力传感器34的传感器温度变化的期间的检测值上会叠加起因于热膨胀或收缩的输出偏差(以下，简称为“输出偏差”)。图7是示出由输出偏差的有无引起的缸内压力行为的差异的图。如该图所示，在产生了输出偏差的情况下，相对于未产生输出偏差的情况，压力行为产生偏差。在这样的情况下，由于无法高精度地确定Pmax，所以不适合曲轴角修正。
因此，在本实施方式的系统中，在判断了有无输出偏差的基础上，选出未产生输出偏差的缸内压力行为来实施曲轴角修正。输出偏差的有无具体可以根据未燃烧时的发热量行为来判断。图8是示出由输出偏差的有无引起的发热量行为的图。如该图所示，在未产生输出偏差的未燃烧时，发热量PVκ处于0附近的范围，而在产生了输出偏差的情况下，发热量超出0附近的范围而变大。因此，通过判定未燃烧时的发热量(绝对值)是否包含于预定的范围，能够准确地判定有无输出偏差。
这样，通过在判断了有无输出偏差的基础上，使用未产生输出偏差的缸内压力行为进行曲轴角修正，能够提高修正精度。
[实施方式2的具体处理]
接着，对实施方式2的系统中的具体处理进行说明。图9是示出ECU40在本实施方式2中执行的例程的流程图。在图9所示的例程中，首先，判定内燃机10是否处于未燃烧期间(步骤200)。在此，具体而言，执行与上述步骤100同样的处理。其结果，在判定为不处于未燃烧期间的情况下，由于无法检测缸内压力的拖动波形，所以迅速结束本例程。
另一方面，在上述步骤200中，在判定为处于未燃烧期间的情况下，判断为能够检测缸内压力的拖动波形，从而移向下一步骤，判定发热量的绝对值是否比预定值Qth小(步骤202)。在此，具体而言，依次算出从未燃烧时的压缩行程到膨胀行程的发热量，并与预定值Qth进行比较。预定值Qth作为用于判定未燃烧时的发热量是否正常的阈值，读入预先存储的值。
上述步骤202的处理的结果，在没有认定为|发热量|<Qth成立的情况下，判断为由于产生了输出偏差所以无法进行TDC修正，迅速结束本例程。另一方面，在上述步骤202中认定为|发热量|<Qth成立的情况下，判断为由于没有产生输出偏差所以能够进行TDC修正，从而移向下一步骤，取得与Pmax对应的曲轴角θPmax和此时的内燃机转速、内燃机负荷率(步骤204)。接着，将检测到的曲轴角θPmax修正为与Pmax对应的实际曲轴角位置(步骤206)。接着，学习在上述步骤206中算出的曲轴角修正量(步骤208)。在此，具体而言，执行与上述步骤102～106同样的处理。
如以上说明那样，根据本实施方式2的缸内压力检测装置，由于在未产生输出偏差的情况下实施曲轴角修正，所以能够高精度地实现该TDC修正。由此，能够有效地修正缸内压力传感器34的检测信号与曲轴角的计测值的关系，所以能够高精度地检测与实际曲轴角对应的缸内压力。
在上述实施方式2的缸内压力检测装置中，虽然在未产生输出偏差的情况下实施曲轴角修正，但即使在产生了输出偏差的情况下，也可以在修正了叠加于缸内压力行为的输出偏差的影响的基础上进行曲轴角修正。图10是用于说明修正输出偏差的影响的方法的图。此外，图10(a)示出修正前后的PVκ行为，图10(b)示出修正前后的缸内压力行为。如图10(a)所示，首先，根据修正前的PVκ对输出偏差的影响进行修正。具体而言，例如，学习正常时的发热量行为，进行修正以使得修正后的发热量PVκ成为该学习到的正常值。然后，通过将修正后的PVκ除以Vκ，能够算出图10(b)所示的修正后的缸内压力行为。此外，正常时的发热量行为由于沉积物的堆积等所引起的冷却损失的变化而不为0(零)。因此，在此，需要使用沉积物的指标等来学习相对于基础的发热量的波形的变化量，并学习考虑了这些影响的正常时的发热量行为。修正发热量行为而将其变换为缸内压力行为的技术例如在日本特开2010-236534号公报等中有详细记载，所以在此省略详细说明。
另外，在上述实施方式2的缸内压力检测装置中，虽然将与未燃烧时的最大缸内压力Pmax对应的曲轴角θPmax修正为压缩泄漏时的曲轴角的推定值(基准曲轴角)，但也可以将该曲轴角θPmax修正为未产生压缩泄漏时的曲轴角，对曲轴角信号与计测值的关系进行修正，以使得该修正后的曲轴角成为实际TDC。在该情况下，作为曲轴角θPmax的修正量(延迟量)，使用基准曲轴角θPmaxtgt即可。由此，能够有效地将曲轴角θPmax修正为不存在压缩泄漏时的曲轴角。
另外，在上述实施方式2的缸内压力检测装置中，虽然基于内燃机转速和内燃机负荷率来确定基准曲轴角θPmaxtgt，但也可以仅使用内燃机转速和内燃机负荷率中的某一方来确定θPmaxtgt。另外，压缩泄漏的影响具有冷却水温越低则越大的倾向。由此，也可以进一步将冷却水温作为参数而使其反映到θPmaxtgt的确定。具体而言，例如可以通过将与内燃机转速、内燃机负荷率以及冷却水温对应的基准曲轴角θPmaxtgt存储于映射等来实现。由此，能够更加高精度地确定基准曲轴角θPmaxtgt。
此外，在上述实施方式2中，ECU40通过执行上述步骤202的处理而实现了所述第5和第12发明中的“判定单元”和“限制单元”。
标号说明
10 内燃机
12 活塞
14 汽缸盖
16 燃烧室
18 进气通路
20 排气通路
22 进气门
24 排气门
26 空气过滤器
28 节气门
30 火花塞
32 燃料喷射阀
34 缸内压力传感器(CPS)
36 进气门正时控制装置(VVT)
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 曲轴角传感器

Claims (14)

1.一种内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，具备：
缸内压力传感器，其设置于内燃机的预定汽缸；
曲轴角传感器，其输出与所述内燃机的曲轴角相应的信号；
最大缸内压力曲轴角取得单元，其在所述内燃机的拖动时或燃料切断时，使用所述曲轴角传感器取得由所述缸内压力传感器检测出最大缸内压力的时刻的最大缸内压力曲轴角；以及
修正单元，其对所述曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，以使得所述最大缸内压力曲轴角成为TDC，
所述修正单元包括延迟修正单元，该延迟修正单元在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的情况下，将所述修正单元所使用的所述最大缸内压力曲轴角向延迟侧的值进行修正。
2.根据权利要求1所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述内燃机转速越小，则所述延迟修正单元将所述最大缸内压力曲轴角修正为越靠延迟侧的值。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述内燃机的充气效率越大，则所述延迟修正单元将所述最大缸内压力曲轴角修正为越靠延迟侧的值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述内燃机的水温越低，则所述延迟修正单元将所述最大缸内压力曲轴角修正为越靠延迟侧的值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
限制单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，限制所述修正单元的动作。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
输出偏差修正单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，修正所述输出偏差。
7.根据权利要求5或6所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述判定单元包括在发热量的绝对值比预定值小的情况下判定为产生了所述输出偏差的单元。
8.一种内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，具备·：
缸内压力传感器，其设置于内燃机的预定汽缸；
曲轴角传感器，其输出与所述内燃机的曲轴角相应的信号；
最大缸内压力曲轴角取得单元，其在所述内燃机的拖动时或燃料切断时，使用所述曲轴角传感器取得由所述缸内压力传感器检测出最大缸内压力的时刻的最大缸内压力曲轴角；以及
修正单元，其对所述曲轴角传感器的信号和与之对应的曲轴角的关系进行修正，以使得所述最大缸内压力曲轴角成为预定的基准曲轴角，
所述修正单元包括设定单元，该设定单元在所述内燃机的内燃机转速比预定值大的区域中，将所述基准曲轴角设定为TDC，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，将所述基准曲轴角设定为比TDC靠提前侧的值。
9.根据权利要求8所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述设定单元，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，所述内燃机转速越小，则将所述基准曲轴角设定为越比TDC靠提前侧的值。
10.根据权利要求8或9所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述设定单元，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，所述内燃机的充气效率越大，则将所述基准曲轴角设定为越比TDC靠提前侧的值。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述设定单元，在所述内燃机的内燃机转速为预定值以下的区域中，所述内燃机的水温越低，则将所述基准曲轴角设定为越比TDC靠提前侧的值。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
限制单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，限制所述修正单元的动作。
13.根据权利要求8～11中任一项所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，还具备：
判定单元，其判定所述最大缸内压力是否产生了输出偏差；和
输出偏差修正单元，其在判定为所述最大缸内压力产生了输出偏差的情况下，修正所述输出偏差。
14.根据权利要求12或13所述的内燃机的缸内压力检测装置，其特征在于，
所述判定单元包括在从压缩行程到膨胀行程的发热量的绝对值比预定值小的情况下判定为产生了所述输出偏差的单元。
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