JP2002364450A - Pressure detecting method using piezoelectric type sensor - Google Patents

Pressure detecting method using piezoelectric type sensor

Info

Publication number
JP2002364450A
JP2002364450A JP2001212858A JP2001212858A JP2002364450A JP 2002364450 A JP2002364450 A JP 2002364450A JP 2001212858 A JP2001212858 A JP 2001212858A JP 2001212858 A JP2001212858 A JP 2001212858A JP 2002364450 A JP2002364450 A JP 2002364450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
value
dead center
calculated
top dead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001212858A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Matsui
正好 松井
Masayuki Motomura
雅幸 本村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2001212858A priority Critical patent/JP2002364450A/en
Publication of JP2002364450A publication Critical patent/JP2002364450A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine control method which calculates an effective pressure index with accuracy based on a cylinder pressure detected by a seat-type pressure sensor and optimally controls a combustion state of the internal combustion engine based on the calculated effective pressure index. SOLUTION: A pressure integrating value A before top dead center calculated by integrating a cylinder pressure detection value is subtracted from a pressure integrating value B after top dead center calculated by integrating the cylinder pressure detection value detected in an ignition plug 11 into which a pressure sensor as the piezoelectric-type sensor is built. The subtracted value is divided by a first correction reference value C which is a difference in the cylinder pressure detection value between a two points of BTC2O deg. CA and BTDC9O deg. CA thereby calculating the effective pressure index An. Accordingly, an error of detected pressure is corrected, and the accurate effective pressure index An can be found. At a steady state of the internal combustion engine, an ignition timing, an air-fuel ratio, an EGR amount, and a fuel injection timing are controlled based on the effective pressure index An, whereby the combustion state is optimally controlled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に圧電型
センサを設け、その出力から燃焼室内の圧力を検出する
圧力検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure detecting method for detecting a pressure in a combustion chamber from an output of a piezoelectric sensor provided in an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関において、内燃機関の燃焼状態
の判定、ノッキングの検出、燃費の向上および排気ガス
正常化等を行うための方法として、燃焼室内の圧力(筒
内圧)を検出し、この筒内圧に基づいて判断する方法が
ある。また、筒内圧は内燃機関の動作に応じて変化する
ことから、筒内圧の変化に基づいて、内燃機関の動力源
として使用された図示平均有効圧力を算出することが出
来る。特に、1燃焼サイクル全体における筒内圧の変化
に基づいて図示平均有効圧力を算出することで、内燃機
関の燃焼状態が正確に反映された図示平均有効圧力を得
ることが出来る。
2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, as a method for determining the combustion state of the internal combustion engine, detecting knocking, improving fuel efficiency, normalizing exhaust gas, and the like, the pressure (in-cylinder pressure) in a combustion chamber is detected. There is a method of making a determination based on the in-cylinder pressure. Further, since the in-cylinder pressure changes according to the operation of the internal combustion engine, the indicated average effective pressure used as the power source of the internal combustion engine can be calculated based on the change in the in-cylinder pressure. In particular, by calculating the indicated mean effective pressure based on the change in the in-cylinder pressure in one entire combustion cycle, the indicated mean effective pressure accurately reflecting the combustion state of the internal combustion engine can be obtained.

【0003】そして、筒内圧を検出する方法としては、
例えば、圧電素子を有する圧電型センサを用いることが
提案されており、具体的には圧力センサを点火プラグの
取り付け座部分に配置して、点火プラグをシリンダヘッ
ドに締め付けた時の締め付け荷重の変動によって、筒内
圧を検出する座型圧力センサが提案されている(特開平
6−290853号公報参照)。
[0003] As a method of detecting the in-cylinder pressure,
For example, it has been proposed to use a piezoelectric sensor having a piezoelectric element. Specifically, a pressure sensor is arranged on a mounting seat portion of a spark plug, and a variation in a tightening load when the spark plug is tightened to a cylinder head. Has proposed a seat-type pressure sensor for detecting an in-cylinder pressure (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-290853).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、座型圧
力センサは、点火プラグの締め付け荷重の変動により筒
内圧を検出する構造であるため、吸気弁・排気弁の着座
ノイズの影響を受けると、検出した筒内圧の出力信号
(筒内圧検出値)が実際の圧力変化から大きく離れてし
まうという問題がある。そのため、座型圧力センサを用
いた場合、吸気弁・排気弁の動作時を含む1燃焼サイク
ル全体について、筒内圧を正確に検出することは難し
く、1燃焼サイクル全体における筒内圧(筒内圧検出
値)に基づいて算出される内燃機関の図示平均有効圧力
を正確に算出することは精度的に困難となる。
However, the seat-type pressure sensor has a structure in which the in-cylinder pressure is detected by a change in the tightening load of the spark plug. There is a problem that the output signal of the in-cylinder pressure (in-cylinder pressure detection value) greatly deviates from the actual pressure change. Therefore, when a seat-type pressure sensor is used, it is difficult to accurately detect the in-cylinder pressure for the entire combustion cycle including the operation of the intake and exhaust valves, and it is difficult to detect the in-cylinder pressure (in-cylinder pressure detection value) in the entire combustion cycle. )), It is difficult to accurately calculate the indicated mean effective pressure of the internal combustion engine calculated based on the above.

【0005】ここで、吸気弁・排気弁によるノイズの影
響を確認するために、内燃機関の運転時における、座型
圧力センサからの出力信号波形(筒内圧検出値の出力波
形)を図2に示す。図2に示す出力信号波形によれば、
座型圧力センサでは、吸気弁の閉時(INTAKE V
ALVE CLOSE)と、排気弁の開時(EXHAU
ST VALVE OPEN)において、出力信号波形
(筒内圧)が変動していることが判る。
Here, in order to confirm the influence of noise due to the intake valve and the exhaust valve, FIG. 2 shows an output signal waveform (output waveform of the detected value of the in-cylinder pressure) from the seat type pressure sensor during operation of the internal combustion engine. Show. According to the output signal waveform shown in FIG.
In the seat type pressure sensor, when the intake valve is closed (INTAKE V
ALVE CLOSE) and when the exhaust valve is open (EXHAU
It can be seen that the output signal waveform (in-cylinder pressure) fluctuates in (ST VALVE OPEN).

【0006】また、圧力センサを構成する圧電素子は、
温度によって出力特性が変化することも知られている。
ここで、圧電素子の温度変化に対する特性の変化を図1
0(a)に示す。図10(a)は、20℃のときの圧力
センサの出力電荷を0%として、温度変化による圧力セ
ンサの出力電荷の変化率を表しており、横軸を温度と
し、縦軸を変化率とする座標平面上に変化率を表す。図
10(a)に示す圧力センサの特性から、圧力センサの
出力電荷(以下、出力信号ともいう)が温度変化によっ
て変化することが判る。
[0006] The piezoelectric element constituting the pressure sensor includes:
It is also known that output characteristics change with temperature.
Here, a change in characteristics of the piezoelectric element with respect to a temperature change is shown in FIG.
0 (a). FIG. 10A shows the rate of change of the output charge of the pressure sensor due to temperature change, with the output charge of the pressure sensor at 20 ° C. being 0%. The horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents the rate of change. The rate of change is represented on a coordinate plane. From the characteristics of the pressure sensor shown in FIG. 10A, it is understood that the output charge (hereinafter, also referred to as an output signal) of the pressure sensor changes due to a temperature change.

【0007】そして、圧力センサを構成する圧電素子に
は、僅かながら感度に個体差が存在し、出力信号に個体
差に起因する若干の誤差があることが判っている。ま
た、圧電素子が出力する電荷が微小であるため、一般
に、圧電素子の出力信号は増幅回路によって増幅して用
いられる。このため、圧電素子単体としては許容範囲で
ある誤差も、増幅回路によって増幅されてしまうと、こ
の誤差が無視できない値になってしまう。
It is known that the sensitivity of the piezoelectric elements constituting the pressure sensor slightly differs from individual to individual, and that the output signal has a slight error due to the individual difference. Further, since the electric charge output from the piezoelectric element is very small, the output signal of the piezoelectric element is generally used after being amplified by an amplifier circuit. For this reason, if an error that is within an allowable range for the piezoelectric element alone is amplified by the amplifier circuit, the error becomes a value that cannot be ignored.

【0008】ここで、圧電素子における出力信号の誤差
の有無を確認するために行った測定の測定結果を図3
(a)に示す。測定は、増幅回路を用いて、同型の2個
の座型圧力センサ(センサ1、センサ2)と、燃焼室に
通じる圧力導孔に設けた筒内挿通型圧力センサとにより
筒内圧を検出し、上死点前と上死点後における筒内圧の
積分値の差を算出することで行った。なお、図3(a)
では、この積分値の差を有効圧指数と称して記し、筒内
挿通型圧力センサを用いて算出した有効圧指数に対す
る、座型圧力センサを用いて算出した各有効圧指数の関
係を示す。図3(a)に示す測定結果から、同型の座型
圧力センサであっても、算出した有効圧指数が異なって
いることが判る。このことから、圧電素子の感度の個体
差による出力信号(筒内圧検出値)の誤差が存在するこ
とが判る。
FIG. 3 shows a measurement result of the measurement performed to confirm the presence or absence of an error in the output signal of the piezoelectric element.
(A). The measurement uses an amplifier circuit to detect the in-cylinder pressure using two seat-type pressure sensors (sensor 1 and sensor 2) of the same type and an in-cylinder insertion pressure sensor provided in a pressure conducting hole communicating with the combustion chamber. , By calculating the difference between the integral values of the in-cylinder pressure before and after top dead center. FIG. 3 (a)
In the following, the difference between the integral values will be referred to as an effective pressure index, and shows the relationship between the effective pressure index calculated using the in-cylinder insertion type pressure sensor and each effective pressure index calculated using the seat type pressure sensor. From the measurement results shown in FIG. 3A, it can be seen that the calculated effective pressure indices are different even for the same type of seat-type pressure sensor. This indicates that there is an error in the output signal (in-cylinder pressure detection value) due to the individual difference in the sensitivity of the piezoelectric element.

【0009】さらに、座型圧力センサは、点火プラグの
締め付け荷重を検出することで筒内圧を検出するため、
点火プラグ取り付け時の締め付け荷重が異なると、筒内
圧の変化による締め付け荷重の変動に差異が生じてしま
う。仮に、トルクレンチなどの締め付け荷重を測定する
器具を用いても、座型圧力センサの圧力検出に影響しな
い程度にまで厳密に締め付け荷重を統一することは現実
的に困難である。そのため、座型圧力センサからの出力
特性は、点火プラグの締め付け荷重の個体差による影響
を受けることになる。
Further, the seat-type pressure sensor detects in-cylinder pressure by detecting a tightening load of the ignition plug.
If the tightening load at the time of mounting the spark plug is different, a change occurs in the change in the tightening load due to the change in the in-cylinder pressure. Even if a device for measuring the tightening load such as a torque wrench is used, it is practically difficult to strictly unify the tightening loads to such an extent that the torque does not affect the pressure detection of the seat-type pressure sensor. Therefore, the output characteristics from the seat-type pressure sensor are affected by individual differences in the tightening load of the ignition plug.

【0010】ここで、締め付けトルクの変化による座型
圧力センサの検出圧力の変化率を図10(b)に示す。
図10(b)は、締め付けトルクが25N・mである時
の座型圧力センサの出力信号を100%として、締め付
けトルクを変化させたときの締め付けトルクと出力信号
との関係を示している。図10(b)に示すとおり、締
め付けトルクが小さくなると変化率が低下し(出力電荷
が小さくなり)、締め付けトルクが大きくなると変化率
が上昇する(出力電荷が大きくなる)。このことから、
締め付けトルクが変化することによって、座型圧力セン
サの出力信号が変化していることが判る。
FIG. 10B shows the rate of change of the pressure detected by the seat type pressure sensor due to the change in the tightening torque.
FIG. 10B shows the relationship between the tightening torque and the output signal when the tightening torque is changed, assuming that the output signal of the seat-type pressure sensor when the tightening torque is 25 N · m is 100%. As shown in FIG. 10B, when the tightening torque decreases, the change rate decreases (output charge decreases), and when the tightening torque increases, the change rate increases (output charge increases). From this,
It can be seen that the output signal of the seat-type pressure sensor changes due to the change in the tightening torque.

【0011】このように、座型圧力センサは、温度、感
度、および締め付けトルクなどの個体差によって出力信
号(筒内圧検出値)に誤差が含まれることから、精度の
高い筒内圧を検出することができない虞がある。このた
め、座型圧力センサにて検出される筒内圧の変化に基づ
いて、内燃機関の有効圧指数を正確に算出することは精
度的に困難である。
As described above, the seat-type pressure sensor detects an in-cylinder pressure with high accuracy because the output signal (in-cylinder pressure detection value) includes an error due to individual differences such as temperature, sensitivity, and tightening torque. May not be possible. Therefore, it is difficult to accurately calculate the effective pressure index of the internal combustion engine based on the change in the in-cylinder pressure detected by the seat type pressure sensor.

【0012】また、筒内圧による締め付け荷重の変化
は、燃焼ガスが点火プラグを押さえることで発生してい
る。そして、同時に点火プラグの主体金具のネジ部とシ
リンダヘッドのネジ部との間に存在する空隙に燃焼ガス
が入り込むため、実際の筒内圧が低下してもネジ部の空
隙に存在する燃焼ガスの流出遅れによって残圧が発生し
てしまう。
The change in the tightening load due to the in-cylinder pressure is caused by the combustion gas pressing the spark plug. At the same time, the combustion gas enters the gap existing between the screw portion of the metal shell of the ignition plug and the thread portion of the cylinder head. Therefore, even if the actual in-cylinder pressure is reduced, the combustion gas existing in the gap of the screw portion is reduced. Residual pressure is generated due to the outflow delay.

【0013】ここで、座型圧力センサにより検出した筒
内圧に、残圧による影響が存在することを確認するため
に行った測定の測定結果を図4に示す。測定は、座型圧
力センサと、燃焼室に通じる圧力導孔に設けた筒内挿通
型圧力センサを用いて、同一燃焼室内の筒内圧を検出す
ることで行った。図4(a)では、横軸をクランク角と
し、縦軸を筒内圧とする座標平面上に、座型圧力センサ
により検出した筒内圧を実線で、筒内挿通型圧力センサ
により検出した筒内圧を点線で記して、測定結果を示
す。図4(a)に示す測定結果から、筒内圧のピーク値
に達するまでは、各圧力センサとも同じ値の筒内圧を検
出しているが、筒内圧のピーク値を経過した後は、筒内
挿通型圧力センサの検出する筒内圧よりも座型圧力セン
サの検出する筒内圧の方が値が大きくなっている。ま
た、図4(b)に、縦軸に座型圧力センサにより検出し
た筒内圧を、横軸に筒内挿通型圧力センサにより検出し
た筒内圧を設定し、各圧力センサが検出した筒内圧に関
するリサージュ波形を示す。図4(b)の結果からも、
筒内挿通型圧力センサの検出する筒内圧よりも座型圧力
センサの検出する筒内圧の方が値が大きくなっているこ
とが判る。
FIG. 4 shows the results of measurements performed to confirm that the in-cylinder pressure detected by the seat-type pressure sensor is affected by residual pressure. The measurement was performed by detecting the in-cylinder pressure in the same combustion chamber by using a seat-type pressure sensor and an in-cylinder insertion type pressure sensor provided in a pressure guide hole communicating with the combustion chamber. In FIG. 4A, the in-cylinder pressure detected by the seat-type pressure sensor is indicated by a solid line, and the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder insertion type pressure sensor is indicated by a solid line on a coordinate plane in which the horizontal axis is the crank angle and the vertical axis is the in-cylinder pressure. Is indicated by a dotted line, and the measurement results are shown. From the measurement results shown in FIG. 4 (a), each pressure sensor detects the same value of the in-cylinder pressure until the peak value of the in-cylinder pressure is reached. The value of the in-cylinder pressure detected by the seat-type pressure sensor is larger than the value of the in-cylinder pressure detected by the insertion-type pressure sensor. In FIG. 4B, the vertical axis represents the in-cylinder pressure detected by the seat-type pressure sensor, and the horizontal axis represents the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder insertion pressure sensor. 3 shows a Lissajous waveform. From the result of FIG.
It can be seen that the value of the in-cylinder pressure detected by the seat-type pressure sensor is larger than the value of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder insertion type pressure sensor.

【0014】この測定結果から、上死点(以下、TDC
ともいう)後においては、座型圧力センサでは筒内挿通
型圧力センサの検出する筒内圧よりも高い圧力(残圧)
を検出していることが判る。そして、この残圧の影響に
より、混合気の燃焼後において座型圧力センサが検出す
る筒内圧は、筒内挿通型圧力センサの検出する筒内圧よ
りも緩やかに減少することになり、実際の筒内圧を正確
に検出することが難しくなる。
From the measurement results, the top dead center (hereinafter, TDC)
After that, in the seat type pressure sensor, a pressure (residual pressure) higher than the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder insertion type pressure sensor
It can be seen that is detected. Due to the influence of the residual pressure, the in-cylinder pressure detected by the seat-type pressure sensor after the combustion of the air-fuel mixture decreases more gently than the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder insertion pressure sensor. It becomes difficult to accurately detect the internal pressure.

【0015】したがって、座型圧力センサにより検出さ
れた筒内圧に基づいて算出する有効圧指数は、吸気弁・
排気弁によるノイズ、点火プラグの締め付けトルクや温
度などによる個体差、およびネジ部の残圧による影響に
より、誤差を生じてしまうことがある。そして、このよ
うな個体差や残圧の影響による誤差は、実際に座型圧力
センサを内燃機関本体に取り付けた時点で決定されるた
め、例えば、取り付け前に予め座型圧力センサ毎の誤差
を測定しておき、補正基準値を設定して補正を行うこと
は不可能である。また、座型圧力センサを取り付けた時
点で誤差を測定し、誤差に応じて設定した補正基準値を
用いて誤差を補正することも可能であるが、運転中の内
燃機関は常に状態が変化しており、時間経過に伴い、座
型圧力センサの出力特性が変化していく虞もあるため、
経時変化による誤差を補正することが出来ないという問
題がある。
Therefore, the effective pressure index calculated on the basis of the in-cylinder pressure detected by the seat type pressure sensor is determined by the following equation.
Errors may occur due to noise caused by the exhaust valve, individual differences due to the tightening torque and temperature of the spark plug, and the effects of residual pressure in the screw portion. The error due to the influence of individual differences and residual pressure is determined when the seat-type pressure sensor is actually attached to the internal combustion engine body. It is impossible to measure and set a correction reference value to perform correction. It is also possible to measure the error when the seat-type pressure sensor is attached, and to correct the error using a correction reference value set according to the error.However, the state of the operating internal combustion engine always changes. Since the output characteristics of the seat-type pressure sensor may change over time,
There is a problem that errors due to aging cannot be corrected.

【0016】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、圧電素子が温度などによる個体差や経時変化
に伴う劣化等の影響を受ける場合にも、精度の良い圧電
型圧力センサを用いた圧力検出を行うことができる圧力
検出方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and uses a high-precision piezoelectric pressure sensor even when the piezoelectric element is affected by individual differences due to temperature and the like and deterioration due to aging. An object of the present invention is to provide a pressure detection method capable of performing pressure detection.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1記載の発明は、圧電素子を有する
圧電型センサにより、内燃機関の筒内圧に応じた筒内圧
検出値を出力するようにした圧電型センサを用いた圧力
検出方法であって、吸気弁が閉じてから点火時期前まで
に圧電型センサより得られる筒内圧検出値のうち異なる
2時点におけるこの筒内圧検出値の差を補正基準値とし
て燃焼サイクル毎に算出する一方、少なくともクランク
角が上死点に達してから排気弁が開くまでの間において
圧電型センサより得られる筒内圧検出値に基づき、内燃
機関の燃焼状態を検出するための制御用圧力値を燃焼サ
イクル毎に算出し、同燃焼サイクルにおいて、補正基準
値により制御用圧力値を補正するようにしたことを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric sensor having a piezoelectric element, which outputs an in-cylinder pressure detection value corresponding to an in-cylinder pressure of an internal combustion engine. A pressure detection method using a piezoelectric sensor as described above, wherein the difference between the detected values of the in-cylinder pressure at two different points in time between the detected values of the in-cylinder pressure obtained by the piezoelectric sensor from before the intake valve closes to before the ignition timing. Is calculated as a correction reference value for each combustion cycle, while the combustion state of the internal combustion engine is determined based on the in-cylinder pressure detection value obtained from the piezoelectric sensor at least during the period from when the crank angle reaches the top dead center to when the exhaust valve opens. Is calculated for each combustion cycle, and the control pressure value is corrected by the correction reference value in the combustion cycle.

【0018】また、この請求項1に記載の圧電型センサ
を用いた圧力検出方法にあっては、請求項2記載のよう
に、吸気弁が閉じてからクランク角が上死点に達するま
での一定期間内における上記筒内圧検出値を積分するこ
とにより上死点前圧力積分値を算出し、クランク角が上
死点に達してから排気弁が開くまでの間に定めた一定期
間内における筒内圧検出値を積分することにより上死点
後圧力積分値を算出し、上死点後圧力積分値と上死点前
圧力積分値との差として燃焼サイクル毎に算出される有
効圧指数が、制御用圧力値であるとよい。
Further, in the pressure detecting method using the piezoelectric sensor according to the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, after the intake valve is closed until the crank angle reaches the top dead center. A pressure integral value before the top dead center is calculated by integrating the above-described in-cylinder pressure detection value within a certain period, and the cylinder within a certain period determined from when the crank angle reaches the top dead center to when the exhaust valve is opened. The pressure integral value after top dead center is calculated by integrating the internal pressure detection value, and the effective pressure index calculated for each combustion cycle as the difference between the pressure integral value after top dead center and the pressure integral value before top dead center is: A control pressure value may be used.

【0019】さらに、この請求項2に記載の圧電型セン
サを用いた圧力検出方法にあっては、請求項3記載のよ
うに、上死点前積分値を、クランク角が上死点前90°
CAから上死点に達するまでの期間内における筒内圧信
号を積分することにより算出し、上死点後積分値を、ク
ランク角が上死点に達してから上死点後90°CAに達
するまでの期間内における筒内圧信号を積分することに
より算出し、上死点後圧力積分値と上死点後圧力積分値
との差として燃焼サイクル毎に算出される有効圧指数
が、制御用圧力値であるとよい。
Further, in the pressure detecting method using the piezoelectric sensor according to the second aspect, the integrated value before the top dead center is calculated by setting the integral value before the top dead center to 90% before the top dead center. °
It is calculated by integrating the in-cylinder pressure signal during the period from CA to the top dead center, and the integrated value after the top dead center reaches 90 ° CA after the crank angle reaches the top dead center after the crank angle reaches the top dead center. The effective pressure index calculated by integrating the in-cylinder pressure signal within the period up to and calculating the difference between the pressure integrated value after top dead center and the pressure integrated value after top dead center for each combustion cycle is the control pressure. It should be a value.

【0020】さらに、上記請求項1〜請求項3のいずれ
かに記載の圧電型センサを用いた圧力検出方法にあって
は、請求項4記載のように、圧電型センサが、圧電素子
を内蔵する形で構成されると共に、内燃機関に装着され
る点火プラグの取り付け座に設けられ、この点火プラグ
の締め付け荷重の変化に基づき筒内圧検出値を出力する
ようにされているとよい。
Further, in the pressure detecting method using the piezoelectric sensor according to any one of claims 1 to 3, as described in claim 4, the piezoelectric sensor has a built-in piezoelectric element. It is preferable that the pressure sensor is provided on a mounting seat of a spark plug mounted on the internal combustion engine, and outputs a detected value of the in-cylinder pressure based on a change in a tightening load of the spark plug.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図1は、本発明の内燃機関制御方法が適用
された内燃機関の構成を表す説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an internal combustion engine to which the internal combustion engine control method of the present invention is applied.

【0022】尚、制御装置(ECU)19、EGRバル
ブ17、クランク軸47以外の構成は、内燃機関の各気
筒毎に設けられるものであるが、図1では図面を見やす
くするために1気筒分のみを表している。図1に示すよ
うに、本実施例の内燃機関用点火装置は、混合気を燃焼
させるための火花放電を発生するとともに、締め付け荷
重の変化から燃焼室31の圧力(筒内圧)検出する圧電
素子を備えた圧力センサ内蔵点火プラグ(以下、点火プ
ラグともいう)11と、点火プラグ11に火花放電を発
生させるための点火用高電圧を発生するイグナイタ13
と、混合気を生成するために燃料を噴射する燃料噴射弁
(インジェクタ)15と、排気ポート35の排気ガスを
吸気ポート33に循環させるためのEGRバルブ17
と、外部からの指令に従い、イグナイタ13、燃料噴射
弁15、EGRバルブ17に対して指令信号を出力し、
内燃機関1の運転を制御するマイクロコンピュータから
なる制御装置(ECU)19とを備えている。なお、本
実施例の内燃機関は、直噴型内燃機関であるため、燃料
噴射弁15は、燃料を燃焼室内に直接噴射するように備
えられている。
The components other than the control device (ECU) 19, the EGR valve 17, and the crankshaft 47 are provided for each cylinder of the internal combustion engine, but FIG. 1 shows one cylinder for easy understanding of the drawing. Only represents. As shown in FIG. 1, the ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment generates a spark discharge for burning an air-fuel mixture and detects a pressure (in-cylinder pressure) of a combustion chamber 31 from a change in a tightening load. And a igniter 13 for generating a high voltage for ignition for generating a spark discharge in the spark plug 11.
A fuel injection valve (injector) 15 for injecting fuel to generate an air-fuel mixture; and an EGR valve 17 for circulating exhaust gas from an exhaust port 35 to an intake port 33.
And outputs a command signal to the igniter 13, the fuel injection valve 15, and the EGR valve 17 in accordance with a command from the outside,
A control device (ECU) 19 comprising a microcomputer for controlling the operation of the internal combustion engine 1 is provided. Since the internal combustion engine of this embodiment is a direct injection type internal combustion engine, the fuel injection valve 15 is provided so as to directly inject fuel into the combustion chamber.

【0023】また、点火プラグ11は、図13に示すよ
うな構造であり、主体金具11aの内部に圧力センサ1
1b(図示省略)を内蔵しており、締め付け荷重の変化
を検出することで筒内圧を検出し、出力ケーブル11c
から筒内圧に応じた電荷を出力している。そして、圧力
センサ11bの出力電荷は微小であるため、例えば、前
述した図11に示すような増幅回路61によって増幅さ
れた圧力信号が、ECU19に入力される。なお、図1
では、増幅回路の図示を省略している。また、点火プラ
グ11は、イグナイタ13から供給される点火用高電圧
を端子部11fで受電し、中心電極11eと外側電極1
1dとの間に火花放電を発生する。
The ignition plug 11 has a structure as shown in FIG. 13, and includes a pressure sensor 1 inside a metal shell 11a.
1b (not shown), detects the in-cylinder pressure by detecting a change in tightening load, and outputs the output cable 11c.
Output an electric charge corresponding to the in-cylinder pressure. Since the output charge of the pressure sensor 11b is very small, for example, the pressure signal amplified by the amplifier circuit 61 as shown in FIG. FIG.
Here, illustration of the amplifier circuit is omitted. Further, the ignition plug 11 receives the ignition high voltage supplied from the igniter 13 at the terminal portion 11f, and the central electrode 11e and the outer electrode 1
1d, spark discharge is generated.

【0024】そして、内燃機関1は、気筒(シリンダ)
43の内部を往復運動するピストン41が、連接棒45
を介してクランク軸47を回転させることで、内燃機関
1の外部に動力を伝達している。また、内燃機関1は直
噴型であるため、ピストン41が吸気行程で下降すると
きに、吸気弁37が開くことで燃焼室31に空気を送り
込み、ピストン41が圧縮行程で上昇するときに燃料噴
射弁15が燃焼室31に燃料を噴射して混合気を生成す
る。このときの燃料噴射時期および燃料噴射量は、EC
U19にて実行される後述の制御処理によって設定され
る。
The internal combustion engine 1 is a cylinder (cylinder).
A piston 41 reciprocating inside 43 is provided with a connecting rod 45.
The power is transmitted to the outside of the internal combustion engine 1 by rotating the crankshaft 47 via the. Further, since the internal combustion engine 1 is a direct injection type, when the piston 41 descends in the intake stroke, the intake valve 37 opens to feed air into the combustion chamber 31, and when the piston 41 rises in the compression stroke, fuel is injected. The injection valve 15 injects fuel into the combustion chamber 31 to generate an air-fuel mixture. The fuel injection timing and fuel injection amount at this time are determined by EC
It is set by a control process described later executed in U19.

【0025】そして、燃焼工程では、ピストン41が上
死点に達する前に点火プラグ11で火花放電を発生さ
せ、混合気を燃焼させることで、燃焼室内の圧力(筒内
圧)を上昇させてピストン41を下降させることで、内
燃機関の動力を発生する。続いて、ピストン41が排気
行程で上昇するときには、排気弁39が開くことで燃焼
室31の内部の排気ガスを排気ポート35に排出する。
そして、続いて圧縮行程が行われ、次の燃焼サイクルに
移行するという処理を繰り返すことにより、内燃機関の
運転が行われる。
In the combustion process, a spark discharge is generated by the spark plug 11 before the piston 41 reaches the top dead center, and the air-fuel mixture is burned, so that the pressure (in-cylinder pressure) in the combustion chamber is increased to increase the piston pressure. By lowering 41, the power of the internal combustion engine is generated. Subsequently, when the piston 41 rises in the exhaust stroke, the exhaust valve 39 is opened to exhaust the exhaust gas inside the combustion chamber 31 to the exhaust port 35.
Then, the compression stroke is performed, and the process of shifting to the next combustion cycle is repeated, whereby the operation of the internal combustion engine is performed.

【0026】このような内燃機関の運転は、ECU19
によって制御されており、以下にECU19で行われる
点火時期制御、空燃比制御(燃料噴射量制御)、EGR
制御および燃料噴射時期制御について説明する。なお、
制御装置19は、以下に説明する制御処理のために、別
途、内燃機関の吸入空気量(吸気管圧力),回転速度,
スロットル開度,冷却水温,吸気温等、機関各部の運転
状態を検出する運転状態検出処理を行っている。
The operation of the internal combustion engine is controlled by the ECU 19
The ignition timing control, the air-fuel ratio control (fuel injection amount control), the EGR
The control and the fuel injection timing control will be described. In addition,
The control device 19 separately performs an intake air amount (intake pipe pressure), a rotation speed,
An operating state detection process is performed to detect the operating state of each part of the engine, such as the throttle opening, cooling water temperature, intake air temperature, and the like.

【0027】まず、本実施例の点火時期制御処理につい
て、図6に示すフローチャートに従って説明する。この
点火時期制御処理は、内燃機関の運転が開始されると共
に起動され、内燃機関の運転を停止するまで実行され
る。図6に示すように、点火時期制御処理が開始される
と、まずS110(Sはステップを表す)では、別途実
行される運転状態検出処理にて検出されたエンジン回転
数およびスロットル開度を測定する。続く、S120で
は、内燃機関の運転状態が安定した状態であるか(規定
条件内であるか)否かを判断しており、具体的には、S
110にて測定したエンジン回転数およびスロットル開
度の変動が一定範囲内に収束しているか否かを判断して
いる。そして、S120で肯定判定されるとS140に
移行し、S120で否定判定されるとS130に移行す
る。
First, the ignition timing control processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This ignition timing control process is started when the operation of the internal combustion engine is started, and is executed until the operation of the internal combustion engine is stopped. As shown in FIG. 6, when the ignition timing control process is started, first, in S110 (S indicates a step), the engine speed and the throttle opening detected in the separately executed operation state detection process are measured. I do. Subsequently, in S120, it is determined whether or not the operation state of the internal combustion engine is in a stable state (whether the internal combustion engine is within specified conditions).
It is determined whether the fluctuations of the engine speed and the throttle opening measured at 110 converge within a certain range. If an affirmative determination is made in S120, the process proceeds to S140, and if a negative determination is made in S120, the process proceeds to S130.

【0028】S120に移行した際に、内燃機関の運転
状態が変化していると、S120で否定判定され、S1
30に移行する。S130では、S110で測定された
エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、予め
設定されたマップから点火時期Tigを読込むことで点
火時期Tigを設定し、さらに、初期FLGをリセット
(RESET)する。なお、初期FLGは、有効圧指数
Anの比較を行うための初期値が算出されたことを表す
指標である。S130の処理が行われると、S240に
移行する。
At S120, if the operating state of the internal combustion engine has changed, a negative determination is made in S120 and S1
Move to 30. In S130, the ignition timing Tig is set by reading the ignition timing Tig from a preset map based on the engine speed and the throttle opening measured in S110, and the initial FLG is reset (RESET). . The initial FLG is an index indicating that an initial value for comparing the effective pressure index An has been calculated. When the process of S130 is performed, the process proceeds to S240.

【0029】そして、S240では、最後に算出された
最新の点火時期Tigにて点火を行い、点火が行われる
とS110に移行する。また、S120に移行した際
に、内燃機関の運転状態が安定していると、S120で
肯定判定され、S140に移行する。S140では、初
期FLGがセット(SET)されているか否かを判断し
ており、肯定判定されるとS160に移行し、否定判定
されるとS150に移行する。このとき、初期FLGが
リセットされていると、S140で否定判定され、S1
50に移行する。
Then, in S240, ignition is performed at the latest ignition timing Tig calculated last, and when ignition is performed, the process proceeds to S110. If the operation state of the internal combustion engine is stable when the process proceeds to S120, an affirmative determination is made in S120, and the process proceeds to S140. In S140, it is determined whether or not the initial FLG is set (SET). If the determination is affirmative, the process proceeds to S160, and if the negative determination is made, the process proceeds to S150. At this time, if the initial FLG has been reset, a negative determination is made in S140, and S1
Move to 50.

【0030】S150では、まず、S110で測定され
たエンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、予
め設定されたマップから点火時期Tigを読込むことで
点火時期Tigを設定する。そして、点火プラグ11の
圧力センサ11bにて検出された燃焼圧信号が記憶され
た図示しない記憶部から、クランク角が90°CA(B
TDC90°CA)から270°CA(ATDC90°
CA)までの燃焼圧信号(筒内圧)を取込み、取込んだ
筒内圧を用いて有効圧指数Anを算出する。
In S150, first, the ignition timing Tig is set by reading the ignition timing Tig from a preset map based on the engine speed and the throttle opening measured in S110. A crank angle of 90 ° CA (B) is stored in a storage unit (not shown) in which the combustion pressure signal detected by the pressure sensor 11b of the ignition plug 11 is stored.
TDC 90 ° CA) to 270 ° CA (ATDC 90 °)
The combustion pressure signal (in-cylinder pressure) up to CA) is fetched, and the effective pressure index An is calculated using the fetched in-cylinder pressure.

【0031】ここで、有効圧指数Anの算出には、ま
ず、取り込んだ燃焼圧信号(筒内圧)のうち、クランク
角が90°CA(BTDC90°CA)から上死点(T
DC)まで移動する期間の筒内圧を、クランク角1°C
A毎に積算して、上死点前圧力積分値Aを求める。同様
に、取り込んだ筒内圧を用いて、クランク角が上死点
(TDC)から270°CA(ATDC90°CA)ま
でに移動する期間の筒内圧を、クランク角1°CA毎に
積算した上死点後圧力積分値Bを求める。また、クラン
ク角が160°CA(BTDC20°CA)である時の
筒内圧、および90°CA(BTDC90°CA)であ
る時の筒内圧の差を求め、第1補正基準値Cとして設定
する。
Here, to calculate the effective pressure index An, first, of the captured combustion pressure signal (in-cylinder pressure), the crank angle from 90 ° CA (BTDC 90 ° CA) to the top dead center (T
DC), the in-cylinder pressure during the period of
The pressure integration value A before the top dead center is obtained by integrating the values for each A. Similarly, using the taken in-cylinder pressure, the in-cylinder pressure during the period in which the crank angle moves from the top dead center (TDC) to 270 ° CA (ATDC 90 ° CA) is integrated for each crank angle 1 ° CA. The post-point pressure integral value B is obtained. Further, a difference between the in-cylinder pressure when the crank angle is 160 ° CA (BTDC 20 ° CA) and the in-cylinder pressure when the crank angle is 90 ° CA (BTDC 90 ° CA) is obtained and set as the first correction reference value C.

【0032】なお、筒内圧の積算間隔はクランク角1°
CA毎に限ることはなく、積算間隔を短くすれば、筒内
圧のデータ数をより多くすることが可能になり、より精
度の高い有効圧指数Anを算出することができる。反対
に、積算間隔を長くすることで、ECU19の処理負荷
を低減することができるが、同時に、積算する筒内圧の
データ数が減少してしまうため、有効圧指数Anの精度
が低下してしまう。このため、積算間隔としては、少な
くとも有効圧指数Anの算出に必要なデータ数を収集で
きる程度に長く、また、ECU19の処理負荷が異常に
高くならない程度に短くなる範囲内に設定するとよい。
The cumulative interval of the in-cylinder pressure is 1 ° crank angle.
The number of data of the in-cylinder pressure can be increased by shortening the integration interval without limiting to each CA, and a more accurate effective pressure index An can be calculated. Conversely, by increasing the integration interval, the processing load on the ECU 19 can be reduced, but at the same time, the number of data of the in-cylinder pressure to be integrated decreases, and the accuracy of the effective pressure index An decreases. . Therefore, the integration interval may be set to be long enough to collect at least the number of data required for calculating the effective pressure index An, and set short enough to prevent the processing load of the ECU 19 from becoming abnormally high.

【0033】さらに、本ステップでは、このときの燃焼
サイクルが燃料カット(燃料遮断)であるか否かを判断
しており、燃料カットでない場合には、燃料カット時の
有効圧指数の値が記憶された第2補正基準値Dの値を取
り込む。そして、有効圧指数Anを、数1に記す計算式
に従い、上死点後圧力積分値Bから上死点前圧力積分値
Aを差し引いた値を、第1補正基準値Cで除した後、第
2補正基準値Dを差し引くことで算出する。
Further, in this step, it is determined whether or not the combustion cycle at this time is a fuel cut (fuel cut-off). If not, the value of the effective pressure index at the time of the fuel cut is stored. The obtained second correction reference value D is taken in. Then, after dividing the value obtained by subtracting the pressure integrated value A before top dead center A from the pressure integrated value after top dead center B from the pressure integrated value after top dead center B according to the calculation formula described in Expression 1, the effective pressure index An is divided by a first correction reference value C. It is calculated by subtracting the second correction reference value D.

【0034】[0034]

【数1】An={(B−A)/C}−D## EQU1 ## An = {(BA) / C} -D

【0035】なお、このときの燃焼サイクルが燃料遮断
である場合には、数1において第2補正基準値Dを差し
引くことをせず、上死点後圧力積分値Bから上死点前圧
力積分値Aを差し引いた値を第1補正基準値Cで除して
得られる値を有効圧指数Anとして算出するとともに、
この有効圧指数Anを第2補正基準値Dに代入して記憶
する。
If the combustion cycle at this time is fuel cutoff, the second correction reference value D is not subtracted in Equation 1 but the pressure integral before top dead center is calculated from the pressure integrated value B after top dead center. A value obtained by dividing the value obtained by subtracting the value A by the first correction reference value C is calculated as the effective pressure index An,
This effective pressure index An is substituted for the second correction reference value D and stored.

【0036】さらに、S150では、算出した有効圧指
数Anの値を、前回の有効圧指数An−1に代入し、ま
た、点火時期Tigを予め定められた進角量Taだけ進
めた値に更新し、そして、初期FLGをセット(SE
T)する。こうしてS150の処理が行われると、S2
40に移行する。
Further, in S150, the value of the calculated effective pressure index An is substituted for the previous effective pressure index An-1, and the ignition timing Tig is updated to a value advanced by a predetermined advance amount Ta. And set the initial FLG (SE
T). When the processing of S150 is performed in this manner, S2
Move to 40.

【0037】そして、S240では、最後に算出された
点火時期Tigにて点火を行い、点火が行われるとS1
10に移行する。また、S140に移行した際に、初期
FLGがセットされていると、S140で肯定判定さ
れ、S160に移行する。S160では、まず、点火プ
ラグ11の圧力センサ11bにて検出された燃焼圧信号
が記憶された図示しない記憶部から、クランク角が90
°CA(BTDC90°CA)から270°CA(AT
DC90°CA)までの燃焼圧信号(筒内圧)を取込
み、取込んだ筒内圧を用いて有効圧指数Anを算出す
る。なお、有効圧指数Anの算出方法は、S150の処
理における算出方法と同様である。
In S240, ignition is performed at the last calculated ignition timing Tig.
Move to 10. In addition, when the process proceeds to S140, if the initial FLG is set, an affirmative determination is made in S140, and the process proceeds to S160. In S160, first, the crank angle is set to 90 from a storage unit (not shown) in which the combustion pressure signal detected by the pressure sensor 11b of the ignition plug 11 is stored.
° CA (BTDC90 ° CA) to 270 ° CA (AT
A combustion pressure signal (in-cylinder pressure) up to DC 90 ° CA) is fetched, and an effective pressure index An is calculated using the fetched in-cylinder pressure. The calculation method of the effective pressure index An is the same as the calculation method in the process of S150.

【0038】続くS170では、最新(n回目)の有効
圧指数Anが、前回(n−1回目)の有効圧指数An−
1よりも大きいか否かを判断しており、肯定判定される
とS180に移行し、否定判定されるとS210に移行
する。S170に移行した際に、最新の有効圧指数An
が前回の有効圧指数An−1よりも大きい場合、S17
0で肯定判定され、S180に移行する。S180で
は、最新の有効圧指数Anの値を前回の有効圧指数An
−1に代入し、点火時期Tigを予め定められた進角量
Taだけ進めた値に更新する。
At S170, the latest (n-th) effective pressure index An is set to the previous (n-1) th effective pressure index An-
It is determined whether or not the value is greater than 1. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S180, and if a negative determination is made, the process proceeds to S210. When shifting to S170, the latest effective pressure index An
Is larger than the previous effective pressure index An-1, S17
If the determination is 0, the process proceeds to S180. In S180, the value of the latest effective pressure index An is changed to the previous effective pressure index An.
The ignition timing Tig is updated to a value advanced by a predetermined advance amount Ta.

【0039】続くS190では、S180で更新した点
火時期Tigの値が、点火時期の進角限界値として予め
定められた進角リミット点火時期TLaよりも大きいか
否かを判断しており、肯定判定されるとS200に移行
し、否定判定されるとS240に移行する。このとき、
点火時期Tigが進角リミット点火時期TLaよりも大
きい場合、S190で肯定判定されてS200に移行
し、S200では、進角リミット点火時期TLaの値を
点火時期Tigに代入する。これにより、点火時期が過
度に進角してしまい、内燃機関の運転状態が不安定にな
ることを防いでいる。S200の処理が行われると、S
240に移行する。
At S190, it is determined whether or not the value of the ignition timing Tig updated at S180 is greater than an advance limit ignition timing TLa predetermined as an advance limit value of the ignition timing. If so, the process proceeds to S200, and if a negative determination is made, the process proceeds to S240. At this time,
If the ignition timing Tig is greater than the advance limit ignition timing TLa, an affirmative determination is made in S190 and the process proceeds to S200. In S200, the value of the advance limit ignition timing TLa is substituted for the ignition timing Tig. This prevents the ignition timing from being excessively advanced and the operating state of the internal combustion engine from becoming unstable. When the processing of S200 is performed, S
Move to 240.

【0040】S190に移行した際に、点火時期Tig
が進角リミット点火時期TLa以下である場合、S19
0で否定判定されてS240に移行し、S240では、
最後に算出された点火時期Tigにて点火を行い、点火
が行われるとS110に移行する。
When the process proceeds to S190, the ignition timing Tig
Is less than or equal to the advance limit ignition timing TLa, S19
If the determination is 0, the process proceeds to S240.
Finally, ignition is performed at the calculated ignition timing Tig, and when ignition is performed, the process proceeds to S110.

【0041】また、S170に移行した際に、最新の有
効圧指数Anが前回の有効圧指数An−1以下である場
合、S170で否定判定され、S210に移行する。S
210では、最新の有効圧指数Anの値を前回の有効圧
指数An−1に代入し、点火時期Tigを予め定められ
た遅角量Trだけ遅らせた値に更新する。
If the latest effective pressure index An is less than or equal to the previous effective pressure index An-1 when the process proceeds to S170, a negative determination is made in S170 and the process proceeds to S210. S
At 210, the latest effective pressure index An is substituted into the previous effective pressure index An-1, and the ignition timing Tig is updated to a value delayed by a predetermined retard amount Tr.

【0042】続くS220では、S210で更新した点
火時期Tigの値が、点火時期の遅角限界値として予め
定められた遅角リミット点火時期TLrよりも小さいか
否かを判断しており、肯定判定されるとS230に移行
し、否定判定されるとS240に移行する。このとき、
点火時期Tigが遅角リミット点火時期TLrよりも小
さい場合、S220で肯定判定され、S230に移行
し、S230では、遅角リミット点火時期TLrの値を
点火時期Tigに代入する。これにより、点火時期が過
度に遅角してしまい、内燃機関の運転状態が不安定にな
ることを防いでいる。S230の処理が行われると、S
240に移行する。
At S220, it is determined whether or not the value of the ignition timing Tig updated at S210 is smaller than a retard limit ignition timing TLr predetermined as a retard limit value of the ignition timing. If so, the process proceeds to S230, and if a negative determination is made, the process proceeds to S240. At this time,
If the ignition timing Tig is smaller than the retard limit ignition timing TLr, an affirmative determination is made in S220, and the routine proceeds to S230, where the value of the retard limit ignition timing TLr is substituted for the ignition timing Tig. This prevents the ignition timing from being excessively retarded and the operating state of the internal combustion engine from becoming unstable. When the process of S230 is performed, S
Move to 240.

【0043】S220に移行した際に、点火時期Tig
が遅角リミット点火時期TLr以上である場合、S22
0で否定判定され、S240に移行し、S240では、
最後に算出された点火時期Tigにて点火を行い、点火
が行われるとS110に移行する。
When shifting to S220, the ignition timing Tig
Is greater than or equal to the retard limit ignition timing TLr, S22
If the determination is 0, the process proceeds to S240.
Finally, ignition is performed at the calculated ignition timing Tig, and when ignition is performed, the process proceeds to S110.

【0044】このように、本点火時期制御処理では、S
240で点火を行うと、S110に移行し、上述の処理
を繰り返し実行することで、有効圧指数Anに基づいて
点火時期Tigを更新して、点火時期Tigを制御して
いる。以上説明したように、本点火時期制御処理では、
運転状態が変化しているときには、エンジン回転数およ
びスロットル開度に基づいて点火時期Tigを制御して
いる。そして、運転状態が安定しているときには、エン
ジン回転数およびスロットル開度に基づいて設定された
点火時期Tigを初期値として、点火時期Tigを変化
させたことによる有効圧指数Anの変動に基づいて、内
燃機関の燃焼状態を判断し、点火時期Tigを制御して
いる。
As described above, in this ignition timing control processing, S
When ignition is performed at 240, the process proceeds to S110, and the above processing is repeatedly executed to update the ignition timing Tig based on the effective pressure index An and control the ignition timing Tig. As described above, in the present ignition timing control processing,
When the operating state is changing, the ignition timing Tig is controlled based on the engine speed and the throttle opening. When the operating state is stable, the ignition timing Tig set based on the engine speed and the throttle opening is set as an initial value, and based on a change in the effective pressure index An caused by changing the ignition timing Tig. The ignition timing Tig is controlled by determining the combustion state of the internal combustion engine.

【0045】つまり、S150にて点火時期Tigを進
角させた後に、S160で算出される有効圧指数An
が、進角させる前に算出された有効圧指数An−1より
も大きくなる場合(S170で肯定判定される場合)に
は、燃焼状態が良好となったと判断できる。このため、
続くS180にて次回の点火時期Tigを更に進角させ
ることで、次回の点火における燃焼状態を更に良好にな
るようにしている。
That is, after the ignition timing Tig is advanced in S150, the effective pressure index An calculated in S160 is calculated.
Is larger than the effective pressure index An-1 calculated before the advance is made (when a positive determination is made in S170), it can be determined that the combustion state has become good. For this reason,
In the following S180, the next ignition timing Tig is further advanced, so that the combustion state in the next ignition is further improved.

【0046】反対に、S150にて点火時期Tigを進
角させた後に、S160で算出される有効圧指数An
が、進角させる前に算出された有効圧指数An−1以下
になる場合(S170で否定判定される場合)には、燃
焼状態が不良となったと判断できる。このため、続くS
210にて次回の点火時期Tigを遅角させることで、
次回の点火において燃焼状態が良好になるようにしてい
る。
Conversely, after the ignition timing Tig is advanced in S150, the effective pressure index An calculated in S160 is calculated.
Is less than or equal to the effective pressure index An-1 calculated before the advance (when a negative determination is made in S170), it can be determined that the combustion state has become defective. Therefore, the following S
By retarding the next ignition timing Tig at 210,
In the next ignition, the combustion state is improved.

【0047】そして、内燃機関の運転状態が安定してい
る状態が続く間、S110、S120、S140、S1
60からS240の各ステップが繰り返し実行されて、
点火時期Tigが有効圧指数Anに基づいて最適な値に
制御される。これにより、内燃機関の効率が最も良い点
火時期であるMBT(Minimum SparkAd
vance for Best Torque)に点火
時期を設定して、内燃機関を運転することが可能にな
る。
Then, while the operation state of the internal combustion engine is stable, S110, S120, S140, S1
Steps S60 to S240 are repeatedly executed,
The ignition timing Tig is controlled to an optimal value based on the effective pressure index An. Thereby, MBT (Minimum SparkAd) which is the ignition timing at which the efficiency of the internal combustion engine is the best.
It becomes possible to operate the internal combustion engine by setting the ignition timing to "vance for best torque".

【0048】なお、本実施例では、進角量Taおよび遅
角量Trは、予め設定された固定値としているが、例え
ば、運転状態に応じて設定される可変値としてもよい。
また、遅角量Trを進角量Taよりも大きい値に設定す
ることで、不安定な燃焼状態からの回避を迅速に行うこ
とが可能になる。また、進角リミット点火時期TLaお
よび遅角リミット点火時期TLrについても、例えば、
運転状態に応じて設定される可変値としてもよい。
In the present embodiment, the advance amount Ta and the retard amount Tr are set to fixed values set in advance, but may be set to, for example, variable values set in accordance with the driving state.
Further, by setting the retard amount Tr to a value larger than the advance amount Ta, it is possible to quickly avoid an unstable combustion state. Further, the advance limit ignition timing TLa and the retard limit ignition timing TLr are also, for example,
It may be a variable value set according to the operation state.

【0049】また、数1において第2補正基準値Dを差
し引くことをせず有効圧指数Anを算出し、この有効圧
指数Anを第2補正基準値Dに代入して記憶する処理
は、燃料カット(燃料遮断)時に限ることはなく、失火
運転時において筒内圧の残圧が検出可能な特定のエンジ
ン条件下となる時に行うようにしてもよい。
In addition, the process of calculating the effective pressure index An without subtracting the second correction reference value D in Equation 1 and substituting the effective pressure index An for the second correction reference value D and storing the same is as follows. It is not limited to the time of cut (fuel cutoff), and may be performed when a specific engine condition under which the residual pressure of the in-cylinder pressure can be detected during misfire operation.

【0050】次に、本実施例の空燃比制御処理につい
て、図7に示すフローチャートに従って説明する。この
空燃比制御処理は、内燃機関の運転が開始されると共に
起動され、内燃機関の運転を停止するまで実行される。
また、空燃比は混合気を形成する燃料と空気との比率を
表していることから、本実施例の内燃機関では、空燃比
制御は燃料噴射量を制御することで行っている。
Next, the air-fuel ratio control processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This air-fuel ratio control process is started when the operation of the internal combustion engine is started, and is executed until the operation of the internal combustion engine is stopped.
Further, since the air-fuel ratio represents the ratio of fuel and air forming the air-fuel mixture, in the internal combustion engine of the present embodiment, the air-fuel ratio control is performed by controlling the fuel injection amount.

【0051】図7に示すように、空燃比制御処理が開始
されると、まずS310(Sはステップを表す)では、
別途実行される運転状態検出処理にて検出されたエンジ
ン回転数およびスロットル開度を測定する。続く、S3
20では、内燃機関の運転状態が安定した状態であるか
(規定条件内であるか)否かを判断しており、具体的に
は、S310にて測定したエンジン回転数およびスロッ
トル開度の変動が一定範囲内に収束しているか否かを判
断している。そして、S320で肯定判定されるとS3
40に移行し、S320で否定判定されるとS330に
移行する。
As shown in FIG. 7, when the air-fuel ratio control process is started, first in S310 (S represents a step),
The engine speed and the throttle opening detected in the operation state detection processing executed separately are measured. Following, S3
At 20, it is determined whether or not the operating state of the internal combustion engine is in a stable state (whether or not it is within specified conditions). Specifically, the fluctuations in the engine speed and the throttle opening measured in S310 are determined. Are converged within a certain range. If an affirmative determination is made in S320, S3
The process proceeds to S40, and if a negative determination is made in S320, the process proceeds to S330.

【0052】S320に移行した際に、内燃機関の運転
状態が変化していると、S320で否定判定され、S3
30に移行する。S330では、S310で測定された
エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、予め
設定されたマップから燃料噴射量Finを読込むことで
燃料噴射量Finを設定し、さらに、初期FLGをリセ
ット(RESET)し、初期S算出カウンタSPCNT
をクリアする。なお、初期FLGは、有効圧指数Anの
比較を行うための初期値が算出されたことを表す指標で
あり、初期S算出カウンタSPCNTは、有効圧指数A
nの標準偏差および平均を算出するための、データ数を
カウントするためのカウンタである。S330の処理が
行われると、S460に移行する。
If the operation state of the internal combustion engine has changed at the time of shifting to S320, a negative determination is made in S320 and S3
Move to 30. In S330, the fuel injection amount Fin is set by reading the fuel injection amount Fin from a preset map based on the engine speed and the throttle opening measured in S310, and further, the initial FLG is reset (RESET). ) And an initial S calculation counter SPCNT
Clear The initial FLG is an index indicating that an initial value for comparing the effective pressure index An has been calculated, and the initial S calculation counter SPCNT has an effective pressure index A
This is a counter for counting the number of data for calculating the standard deviation and the average of n. When the process of S330 is performed, the process proceeds to S460.

【0053】そして、S460では、最後に算出された
最新の燃料噴射量Finにて燃料噴射を行い、燃料噴射
が行われるとS310に移行する。また、S320に移
行した際に、内燃機関の運転状態が安定していると、S
320で肯定判定され、S340に移行する。S340
では、初期FLGがセット(SET)されているか否か
を判断しており、肯定判定されるとS380に移行し、
否定判定されるとS350に移行する。このとき、初期
FLGがリセットされていると、S340で否定判定さ
れ、S350に移行する。
Then, in S460, fuel injection is performed with the latest fuel injection amount Fin calculated last, and when fuel injection is performed, the process proceeds to S310. Further, when the operation state of the internal combustion engine is stable when the process proceeds to S320, S
An affirmative determination is made in 320, and the flow proceeds to S340. S340
Then, it is determined whether or not the initial FLG is set (SET). If the determination is affirmative, the process shifts to S380,
If a negative determination is made, the process proceeds to S350. At this time, if the initial FLG has been reset, a negative determination is made in S340, and the process proceeds to S350.

【0054】S350では、まず、S310で測定され
たエンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、予
め設定されたマップから燃料噴射量Finを読込むこと
で燃料噴射量Finを設定する。そして、点火プラグ1
1の圧力センサ11bにて検出された燃焼圧信号が記憶
された図示しない記憶部から、クランク角が90°CA
(BTDC90°CA)から270°CA(ATDC9
0°CA)までの燃焼圧信号(筒内圧)を取込み、取込
んだ筒内圧を用いて有効圧指数Anを算出する。なお、
有効圧指数Anの算出方法は、前述の点火時期制御処理
のS150での処理における算出方法と同様である。
In step S350, the fuel injection amount Fin is set by reading the fuel injection amount Fin from a preset map based on the engine speed and the throttle opening measured in step S310. And the spark plug 1
The storage unit (not shown) in which the combustion pressure signal detected by the first pressure sensor 11b is stored has a crank angle of 90 ° CA.
(BTDC 90 ° CA) to 270 ° CA (ATDC9
The combustion pressure signal (in-cylinder pressure) up to 0 ° CA) is taken in, and an effective pressure index An is calculated using the taken-in cylinder pressure. In addition,
The calculation method of the effective pressure index An is the same as the calculation method in the processing in S150 of the above-described ignition timing control processing.

【0055】そして、本空燃比制御処理が実行される間
に算出された、最新の初期S算出回数N個の有効圧指数
Anにおける標準偏差および平均を算出し、標準偏差を
平均で除することで得られる値を偏差/平均Sに設定す
る。このとき、標準偏差の算出には数2の計算式を用
い、平均の算出には数3の計算式を用いる。
Then, the standard deviation and the average of the latest N number of effective S indices An calculated during the execution of the air-fuel ratio control process are calculated, and the standard deviation is divided by the average. Is set as the deviation / average S. At this time, the formula of Equation 2 is used to calculate the standard deviation, and the formula of Equation 3 is used to calculate the average.

【0056】[0056]

【数2】 (Equation 2)

【0057】[0057]

【数3】 (Equation 3)

【0058】なお、有効圧指数Anの個数が、初期S算
出回数Nに満たない場合には、標準偏差および平均の算
出は行わない。さらに、S350では、初期S算出カウ
ンタSPCNTを1加算(インクリメント)して、初期
S算出カウンタSPCNTを更新する。
If the number of the effective pressure indices An is less than the number N of times of the initial S calculation, the standard deviation and the average are not calculated. Further, in S350, the initial S calculation counter SPCNT is updated by adding 1 to the initial S calculation counter SPCNT.

【0059】続くS360では、初期S算出カウンタS
PCNTが、初期S算出回数N以上であるか否かを判断
しており、肯定判定されるとS370に移行し、否定判
定されるとS460に移行する。このとき、初期S算出
カウンタSPCNTが、初期S算出回数Nよりも小さい
場合、S360で否定判定され、S460に移行する。
そして、S460では、最後に算出された燃料噴射量F
inにて燃料噴射を行い、燃料噴射が行われるとS31
0に移行する。
At S360, an initial S calculation counter S
It is determined whether or not PCNT is equal to or greater than the initial S calculation count N. If the determination is affirmative, the process proceeds to S370, and if the determination is negative, the process proceeds to S460. At this time, if the initial S calculation counter SPCNT is smaller than the initial S calculation count N, a negative determination is made in S360 and the process proceeds to S460.
Then, in S460, the last calculated fuel injection amount F
in, fuel injection is performed, and when fuel injection is performed, S31
Move to 0.

【0060】また、S360に移行した際に、初期S算
出カウンタSPCNTが、初期S算出回数N以上である
場合、S360で肯定判定され、S370に移行する。
そして、S370では、初期FLGをセットする。S3
70の処理が行われるか、あるいは、S340にて肯定
判定されると、S380に移行し、S380では、ま
ず、点火プラグ11の圧力センサ11bにて検出された
燃焼圧信号が記憶された図示しない記憶部から、クラン
ク角が90°CA(BTDC90°CA)から270°
CA(ATDC90°CA)までの燃焼圧信号(筒内
圧)を取込み、取込んだ筒内圧を用いてS350での処
理と同様の計算方法で有効圧指数Anを算出する。そし
て、S350で算出した場合と同様に、本空燃比制御処
理が実行される間に算出された、最新の初期S算出回数
N個の有効圧指数Anにおける標準偏差および平均を算
出し、標準偏差を平均で除することで得られる値を偏差
/平均Sに設定する。
If the initial S calculation counter SPCNT is equal to or more than the initial S calculation number N when the process proceeds to S360, the affirmative determination is made in S360, and the process proceeds to S370.
Then, in S370, the initial FLG is set. S3
If the process of 70 is performed or if the determination in S340 is affirmative, the process proceeds to S380, in which the combustion pressure signal detected by the pressure sensor 11b of the ignition plug 11 is stored (not shown). From the storage unit, the crank angle is changed from 90 ° CA (BTDC 90 ° CA) to 270 °
The combustion pressure signal (in-cylinder pressure) up to CA (ATDC 90 ° CA) is fetched, and the effective pressure index An is calculated using the fetched in-cylinder pressure by the same calculation method as the process in S350. Then, similarly to the case where the calculation is performed in S350, the standard deviation and the average of the latest N effective number of effective S indices An calculated during the execution of the present air-fuel ratio control process are calculated, and the standard deviation is calculated. Is set as deviation / mean S.

【0061】続くS390では、S380で算出した偏
差/平均Sが、空燃比の希薄限界として予め設定された
リーンリミット判定値LL以下であるか否かを判定して
おり、肯定判定されるとS400に移行し、否定判定さ
れるとS430に移行する。このとき、偏差/平均Sが
リーンリミット判定値LL以下である場合、S390で
肯定判定され、S400に移行する。S400では、燃
料噴射量Finを予め定められた燃料減量量Faだけ減
量した値に更新する。
At S390, it is determined whether or not the deviation / average S calculated at S380 is equal to or less than a lean limit determination value LL preset as a lean limit of the air-fuel ratio. The process proceeds to S430 if a negative determination is made. At this time, if the deviation / average S is equal to or less than the lean limit determination value LL, an affirmative determination is made in S390, and the process proceeds to S400. In S400, the fuel injection amount Fin is updated to a value reduced by a predetermined fuel reduction amount Fa.

【0062】続くS410では、S400で更新した燃
料噴射量Finの値が、燃料噴射量の希薄限界値として
予め定められた噴射燃料減量リミットFLaよりも小さ
いか否かを判断しており、肯定判定されるとS420に
移行し、否定判定されるとS460に移行する。このと
き、燃料噴射量Finが噴射燃料減量リミットFLaよ
りも小さい場合、S410で肯定判定されてS420に
移行し、S420では、噴射燃料減量リミットFLaの
値を燃料噴射量Finに代入する。これにより、燃料噴
射量が過度に減量されてしまい、内燃機関の運転状態が
不安定になることを防いでいる。S420の処理が行わ
れると、S460に移行する。
At S410, it is determined whether or not the value of the fuel injection amount Fin updated at S400 is smaller than an injection fuel reduction limit FLa predetermined as a lean limit value of the fuel injection amount. If so, the process proceeds to S420, and if a negative determination is made, the process proceeds to S460. At this time, if the fuel injection amount Fin is smaller than the injection fuel reduction limit FLa, an affirmative determination is made in S410 and the process proceeds to S420. In S420, the value of the injection fuel reduction limit FLa is substituted for the fuel injection amount Fin. This prevents the fuel injection amount from being excessively reduced, thereby preventing the operation state of the internal combustion engine from becoming unstable. After the process of S420 is performed, the process proceeds to S460.

【0063】また、S410に移行した際に、燃料噴射
量Finが噴射燃料減量リミットFLa以上である場
合、S410で否定判定されてS460に移行し、S4
60では、最後に算出された燃料噴射量Finにて燃料
噴射を行い、燃料噴射が行われるとS310に移行す
る。
If the fuel injection amount Fin is equal to or greater than the injection fuel reduction limit FLa when the process proceeds to S410, a negative determination is made in S410 and the process proceeds to S460.
At 60, the fuel injection is performed with the fuel injection amount Fin calculated last, and when the fuel injection is performed, the process proceeds to S310.

【0064】また、S390に移行した際に、偏差/平
均Sがリーンリミット判定値LLよりも大きい場合、S
390で否定判定され、S430に移行する。S430
では、燃料噴射量Finを予め定められた燃料増量量F
bだけ増量した値に更新する。
If the deviation / average S is larger than the lean limit determination value LL when the process proceeds to S390,
A negative determination is made in 390, and the flow shifts to S430. S430
Then, the fuel injection amount Fin is changed to a predetermined fuel increase amount F.
Update to a value increased by b.

【0065】続くS440では、S430で更新した燃
料噴射量Finの値が、燃料噴射量の増量限界値として
予め定められた噴射燃料増量リミットFLbよりも大き
いか否かを判断しており、肯定判定されるとS450に
移行し、否定判定されるとS460に移行する。このと
き、燃料噴射量Finが噴射燃料増量リミットFLbよ
りも大きい場合、S440で肯定判定されてS450に
移行し、S450では、噴射燃料増量リミットFLbの
値を燃料噴射量Finに代入する。これにより、燃料噴
射量が過度に増量されてしまい、内燃機関の運転状態が
不安定になることを防いでいる。S450の処理が行わ
れると、S460に移行する。
At S440, it is determined whether or not the value of the fuel injection amount Fin updated at S430 is larger than a fuel injection amount increase limit FLb predetermined as a fuel injection amount increase limit value. If so, the flow shifts to S450, and if negative, the flow shifts to S460. At this time, if the fuel injection amount Fin is larger than the injection fuel increase limit FLb, an affirmative determination is made in S440 and the process proceeds to S450. In S450, the value of the injection fuel increase limit FLb is substituted for the fuel injection amount Fin. This prevents the amount of fuel injection from being excessively increased and the operating state of the internal combustion engine from becoming unstable. When the process in S450 is performed, the process proceeds to S460.

【0066】また、S440に移行した際に、燃料噴射
量Finが噴射燃料増量リミットFLb以下である場
合、S440で否定判定されてS460に移行し、S4
60では、最後に算出された燃料噴射量Finにて燃料
噴射を行い、燃料噴射が行われるとS310に移行す
る。
When the fuel injection amount Fin is equal to or less than the injection fuel increase limit FLb at the time of shifting to S440, a negative determination is made in S440, and the process shifts to S460.
At 60, the fuel injection is performed with the fuel injection amount Fin calculated last, and when the fuel injection is performed, the process proceeds to S310.

【0067】このように、本空燃比制御処理では、S4
60で燃料噴射を行うと、S310に移行し、上述の処
理を繰り返し実行することで、有効圧指数Anの標準偏
差および平均から算出される偏差/平均Sの値に基づい
て燃料噴射量Finを更新して、燃料噴射量Finを制
御している。
As described above, in the present air-fuel ratio control process, S4
When the fuel injection is performed at 60, the process shifts to S310, and the above processing is repeatedly executed, whereby the fuel injection amount Fin is determined based on the value of the deviation / average S calculated from the standard deviation and the average of the effective pressure index An. The fuel injection amount Fin is updated and updated.

【0068】なお、有効圧指数Anの標準偏差は、算出
した有効圧指数Anの分布の広がりを表す尺度であり、
この値が小さいほど、算出した有効圧指数Anのばらつ
きが小さく、燃焼状態が安定していることを示し、反対
に、この値が大きいほど、算出した有効圧指数Anのば
らつきが大きく、燃焼状態が不安定であることを示すこ
とになる。
The standard deviation of the effective pressure index An is a scale indicating the spread of the calculated effective pressure index An.
The smaller this value is, the smaller the dispersion of the calculated effective pressure index An is, indicating that the combustion state is stable. Conversely, the larger this value is, the larger the dispersion of the calculated effective pressure index An is, the larger the combustion state is. Is unstable.

【0069】また、有効圧指数Anの標準偏差を有効圧
指数Anの平均で除することで正規化した偏差/平均S
と判定値とを比較して内燃機関の燃焼状態を判定するこ
とで、運転状態に応じて判定値を更新する必要がなくな
り、判定値として定数の値を用いることができる。
Further, the standardized deviation / average S of the effective pressure index An is divided by the average of the effective pressure index An.
By determining the combustion state of the internal combustion engine by comparing the determination value with the determination value, it is not necessary to update the determination value according to the operating state, and a constant value can be used as the determination value.

【0070】以上説明したように、本空燃比制御処理で
は、運転状態が変化しているときには、エンジン回転数
およびスロットル開度に基づいて燃料噴射量Finを制
御している。そして、運転状態が安定しているときに
は、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて設
定された燃料噴射量Finを初期値として、燃料噴射量
Finを変化させたことによる有効圧指数Anの標準偏
差の値に基づいて、内燃機関の燃焼状態を判断し、燃料
噴射量Finを制御している。
As described above, in the present air-fuel ratio control process, when the operating state is changing, the fuel injection amount Fin is controlled based on the engine speed and the throttle opening. When the operating state is stable, the standard deviation of the effective pressure index An by changing the fuel injection amount Fin is set as an initial value with the fuel injection amount Fin set based on the engine speed and the throttle opening. , The combustion state of the internal combustion engine is determined, and the fuel injection amount Fin is controlled.

【0071】つまり、S380にて算出された偏差/平
均Sがリーンリミット判定値LL以下であるとき(S3
90で肯定判定される時)には、燃焼状態が安定してい
ると判断できる。このため、続くS400で次回の燃料
噴射量Finを減量させる(空燃比を高くする)こと
で、内燃機関の燃費の向上を図るようにしている。
That is, when the deviation / average S calculated in S380 is equal to or less than the lean limit determination value LL (S3
When the determination is affirmative at 90), it can be determined that the combustion state is stable. Therefore, in the following S400, the fuel consumption of the internal combustion engine is improved by reducing the next fuel injection amount Fin (increase the air-fuel ratio).

【0072】また、S380にて算出された偏差/平均
Sがリーンリミット判定値LLよりも大きいとき(S3
90で否定判定される時)には、燃焼状態が不安定であ
ると判断できる。このため、続くS430で次回の燃料
噴射量Finを増量させる(空燃比を低くする)こと
で、内燃機関の燃料状態を安定化させている。
When the deviation / average S calculated in S380 is larger than the lean limit judgment value LL (S3
When a negative determination is made at 90), it can be determined that the combustion state is unstable. Therefore, in the next S430, the fuel state of the internal combustion engine is stabilized by increasing the next fuel injection amount Fin (lowering the air-fuel ratio).

【0073】そして、内燃機関の運転状態が安定してい
る状態が続く間、S310、S320、S340、S3
80からS460までの各ステップが繰り返し実行され
て、燃料噴射量Finが有効圧指数Anの標準偏差に基
づいて最適な値に制御される。これにより、最も薄い混
合気となる空燃比(リーンリミット)での内燃機関の運
転が可能になる。
Then, while the operation state of the internal combustion engine is stable, S310, S320, S340, S3
Steps from 80 to S460 are repeatedly executed, and the fuel injection amount Fin is controlled to an optimum value based on the standard deviation of the effective pressure index An. As a result, the internal combustion engine can be operated at the air-fuel ratio (lean limit) at which the air-fuel mixture becomes the thinnest.

【0074】なお、有効圧指数Anの平均の算出には、
数4の計算式を用いてもよい。
In calculating the average of the effective pressure index An,
Equation 4 may be used.

【0075】[0075]

【数4】 (Equation 4)

【0076】平均値を算出する際に、数3の計算式での
算出には、n個分のデータ(有効圧指数An)を記憶し
ておく必要があるが、数4の計算式では、前回までの平
均値と有効圧指数Anの2個のデータで平均を算出する
ことが出来るため、メモリ容量の節約が可能になる。
When calculating the average value, it is necessary to store n pieces of data (effective pressure index An) for the calculation using the equation (3). Since the average can be calculated from the two data of the average value and the effective pressure index An up to the previous time, the memory capacity can be saved.

【0077】なお、本実施例では、燃料減量量Faおよ
び燃料増量量Fbは、予め設定された固定値としている
が、例えば、運転状態に応じて設定される可変値として
もよい。また、燃料増量量Fbを燃料減量量Faよりも
大きい値に設定することで、不安定な燃焼状態からの回
避を迅速に行うことが可能になる。また、噴射燃料減量
リミットFLaおよび噴射燃料増量リミットFLbにつ
いても、例えば、運転状態に応じて設定される可変値と
してもよい。
In the present embodiment, the fuel reduction amount Fa and the fuel increase amount Fb are fixed values set in advance, but may be variable values set in accordance with the operation state, for example. Further, by setting the fuel increase amount Fb to a value larger than the fuel decrease amount Fa, it is possible to quickly avoid an unstable combustion state. Further, the injection fuel reduction limit FLa and the injection fuel increase limit FLb may be, for example, variable values set in accordance with the operation state.

【0078】次に、本実施例のEGR量制御処理につい
て、図8に示すフローチャートに従って説明する。この
EGR量制御処理は、内燃機関の運転が開始されると共
に起動され、内燃機関の運転を停止するまで実行され
る。また、EGR量制御処理は、空燃比制御処理と基本
的な制御処理の流れは同様であることから、処理内容が
同一のステップについては同一ステップ番号を付してフ
ローチャートを表し、空燃比制御処理と異なる部分を中
心に、EGR量制御処理について以下に説明する。
Next, the EGR amount control processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This EGR amount control process is started and started when the operation of the internal combustion engine is started, and is executed until the operation of the internal combustion engine is stopped. In addition, since the flow of the EGR amount control process is basically the same as that of the air-fuel ratio control process, steps having the same processing contents are denoted by the same step numbers, and a flowchart is shown. The EGR amount control process will be described below, focusing on portions different from those described above.

【0079】まず、空燃比制御処理において燃料噴射量
Finを読み込んでいたS330、S350に対応す
る、EGR量制御処理のS530、S550では、S3
10で測定されたエンジン回転数およびスロットル開度
に基づいて、予め設定されたマップからEGR量Egr
を読込むことでEGR量Egrを設定している。また、
S530の処理が行われると、S660に移行する。
First, in S530 and S550 of the EGR amount control processing corresponding to S330 and S350 in which the fuel injection amount Fin was read in the air-fuel ratio control processing, S3
Based on the engine speed and the throttle opening measured at 10, the EGR amount Egr is obtained from a preset map.
Is read to set the EGR amount Egr. Also,
When the processing in S530 is performed, the flow shifts to S660.

【0080】そして、S390に対応するS590で
は、S380で算出した偏差/平均Sが、EGR量増量
限界として予め設定されたEGR量リミット判定値EL
以下であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS
600に移行し、否定判定されるとS630に移行す
る。なお、空燃比制御処理におけるS400からS46
0が、EGR量制御処理におけるS600からS660
に対応する。
At S590 corresponding to S390, the deviation / average S calculated at S380 is equal to the EGR amount limit determination value EL set in advance as the EGR amount increase limit.
It is determined whether or not the following is true.
The process proceeds to S600, and if a negative determination is made, the process proceeds to S630. In addition, from S400 to S46 in the air-fuel ratio control process.
0 is from S600 to S660 in the EGR amount control process.
Corresponding to

【0081】S590に移行したとき、偏差/平均Sが
EGR量リミット判定値EL以下である場合、S590
で肯定判定され、S600に移行する。S600では、
EGR量Egrを予め定められたEGR増量量Eaだけ
増量した値に更新する。続くS610では、S600で
更新したEGR量Egrの値が、EGR量Egrの増量
限界値として予め定められたEGR量増量リミットEL
aよりも大きいか否かを判断しており、肯定判定される
とS620に移行し、否定判定されるとS660に移行
する。このとき、EGR量EgrがEGR量増量リミッ
トELaより大きい場合、S610で肯定判定され、S
620に移行し、S620では、EGR量増量リミット
ELaの値をEGR量Egrに代入する。S620の処
理が行われると、S660に移行する。
When the process proceeds to S590, if the deviation / average S is equal to or less than the EGR amount limit determination value EL, the process proceeds to S590.
Is affirmatively determined, and the routine goes to S600. In S600,
The EGR amount Egr is updated to a value increased by a predetermined EGR increase amount Ea. In subsequent S610, the value of the EGR amount Egr updated in S600 is equal to the EGR amount increase limit EL which is predetermined as the increase limit value of the EGR amount Egr.
It is determined whether it is larger than a. If the determination is affirmative, the process proceeds to S620, and if the determination is negative, the process proceeds to S660. At this time, if the EGR amount Egr is larger than the EGR amount increase limit ELa, an affirmative determination is made in S610, and
The process shifts to 620, and in S620, the value of the EGR amount increase limit ELa is substituted into the EGR amount Egr. When the process in S620 is performed, the process proceeds to S660.

【0082】また、S610に移行した際に、EGR量
EgrがEGR量増量リミットELa以下である場合、
S610で否定判定され、S660に移行し、S660
では、最後に算出されたEGR量EgrにてEGR制御
動作を行い、EGR制御動作が行われるとS310に移
行する。
If the EGR amount Egr is equal to or less than the EGR amount increase limit ELa when the process proceeds to S610,
A negative determination is made in S610, the process proceeds to S660, and S660
Then, the EGR control operation is performed with the last calculated EGR amount Egr, and when the EGR control operation is performed, the process proceeds to S310.

【0083】また、S590に移行したとき、偏差/平
均SがEGR量リミット判定値ELよりも大きい場合、
S590で否定判定され、S630に移行する。S63
0では、EGR量Egrを予め定められたEGR減量量
Ebだけ減量した値に更新する。
When the flow shifts to S590, if the deviation / average S is larger than the EGR amount limit determination value EL,
A negative determination is made in S590, and the flow shifts to S630. S63
At 0, the EGR amount Egr is updated to a value reduced by a predetermined EGR reduction amount Eb.

【0084】続くS640では、S630で更新したE
GR量Egrの値が、EGR量Egrの減量限界値とし
て予め定められたEGR量減量リミットELbよりも小
さいか否かを判断しており、肯定判定されるとS650
に移行し、否定判定されるとS660に移行する。この
とき、EGR量EgrがEGR量減量リミットELbよ
り小さい場合、S640で肯定判定され、S650に移
行し、S650では、EGR量減量リミットELbの値
をEGR量Egrに代入する。S650の処理が行われ
ると、S660に移行する。
At S640, the E updated at S630
It is determined whether or not the value of the GR amount Egr is smaller than an EGR amount reduction limit ELb predetermined as a reduction limit value of the EGR amount Egr.
The process proceeds to S660 if a negative determination is made. At this time, if the EGR amount Egr is smaller than the EGR amount reduction limit ELb, an affirmative determination is made in S640, the process proceeds to S650, and in S650, the value of the EGR amount reduction limit ELb is substituted for the EGR amount Egr. After the process of S650 is performed, the process proceeds to S660.

【0085】また、S640に移行した際に、EGR量
EgrがEGR量減量リミットELb以上である場合、
S640で否定判定され、S660に移行し、S660
では、最後に算出されたEGR量EgrにてEGR制御
動作を行い、EGR制御動作が行われるとS310に移
行する。
If the EGR amount Egr is equal to or larger than the EGR amount reduction limit ELb when the process proceeds to S640,
A negative determination is made in S640, the process proceeds to S660, and S660
Then, the EGR control operation is performed with the last calculated EGR amount Egr, and when the EGR control operation is performed, the process proceeds to S310.

【0086】このように、本EGR量制御処理では、S
660でEGR制御動作を行うと、S310に移行し、
上述の処理を繰り返し実行することで、有効圧指数An
の標準偏差および平均から算出される偏差/平均Sの値
に基づいてEGR量Egrを更新して、EGR量Egr
を制御している。
As described above, in the present EGR amount control process, S
When the EGR control operation is performed at 660, the process proceeds to S310,
By repeatedly executing the above processing, the effective pressure index An
The EGR amount Egr is updated based on the value of the deviation / average S calculated from the standard deviation and the average of the EGR amount Egr.
Is controlling.

【0087】以上説明したように、本EGR量制御処理
では、運転状態が変化しているときには、エンジン回転
数およびスロットル開度に基づいてEGR量Egrを制
御している。そして、運転状態が安定しているときに
は、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて設
定されたEGR量Egrを初期値として、EGR量Eg
rを変化させたことによる有効圧指数Anの標準偏差の
値に基づいて、内燃機関の燃焼状態を判断し、EGR量
Egrを制御している。
As described above, in the present EGR amount control process, when the operating state is changing, the EGR amount Egr is controlled based on the engine speed and the throttle opening. When the operating state is stable, the EGR amount Eg set based on the engine speed and the throttle opening is set as an initial value, and the EGR amount Eg is set.
The combustion state of the internal combustion engine is determined based on the value of the standard deviation of the effective pressure index An resulting from changing r, and the EGR amount Egr is controlled.

【0088】つまり、S380にて算出された偏差/平
均SがEGR量リミット判定値EL以下であるとき(S
590で肯定判定される時)には、燃焼状態が安定して
いると判断できる。このため、続くS600で次回のE
GR量Egrを増量させることで、排出ガス中の有害物
質を更に減少させるようにしている。
That is, when the deviation / average S calculated in S380 is equal to or smaller than the EGR amount limit determination value EL (S
When the determination is affirmative at 590), it can be determined that the combustion state is stable. For this reason, in the next S600, the next E
By increasing the GR amount Egr, harmful substances in the exhaust gas are further reduced.

【0089】また、S380にて算出された偏差/平均
SがEGR量リミット判定値ELよりも大きいとき(S
590で否定判定される時)には、燃焼状態が不安定で
あることを表しており、S630で次回のEGR量Eg
rを減量させることで、内燃機関の燃料状態を安定化さ
せている。
When the deviation / average S calculated in S380 is larger than the EGR amount limit determination value EL (S
When the determination is negative in 590), it indicates that the combustion state is unstable, and in S630, the next EGR amount Eg
By reducing r, the fuel state of the internal combustion engine is stabilized.

【0090】そして、内燃機関の運転状態が安定してい
る状態が続く間、S310、S320、S340、S3
80、S590からS660までの各ステップが繰り返
し実行されて、EGR量Egrが有効圧指数Anの標準
偏差に基づいて最適な値に制御される。これにより、燃
焼状態を低下させることなく、有害物質の発生を抑えた
状態での内燃機関の運転が可能になる。
Then, while the operation state of the internal combustion engine is stable, S310, S320, S340, S3
80, each step from S590 to S660 is repeatedly executed, and the EGR amount Egr is controlled to an optimum value based on the standard deviation of the effective pressure index An. Thus, it is possible to operate the internal combustion engine in a state in which the generation of harmful substances is suppressed without lowering the combustion state.

【0091】なお、本実施例では、EGR増量量Eaお
よびEGR減量量Ebは、予め設定された固定値として
いるが、例えば、運転状態に応じて設定される可変値と
してもよい。また、EGR量増量リミットELaおよび
EGR量減量リミットELbについても、例えば、運転
状態に応じて設定される可変値としてもよい。
In the present embodiment, the EGR increase amount Ea and the EGR decrease amount Eb are fixed values set in advance, but may be variable values set in accordance with the operation state, for example. Also, the EGR amount increase limit ELa and the EGR amount decrease limit ELb may be, for example, variable values set in accordance with the operation state.

【0092】次に、本実施例の燃料噴射時期制御処理に
ついて、図9に示すフローチャートに従って説明する。
この燃料噴射時期制御処理は、内燃機関の運転が開始さ
れると共に起動され、内燃機関の運転を停止するまで実
行される。また、燃料噴射時期制御処理は、点火時期制
御処理と基本的な制御処理の流れ方法は同様であること
から、処理内容が同一のステップについては同一ステッ
プ番号を付してフローチャートを表し、点火時期制御処
理と異なる部分を中心に、燃料噴射時期制御について以
下に説明する。
Next, the fuel injection timing control processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The fuel injection timing control process is started and started when the operation of the internal combustion engine is started, and is executed until the operation of the internal combustion engine is stopped. In the fuel injection timing control process, since the flow method of the ignition timing control process and the basic control process is the same, steps having the same processing content are denoted by the same step numbers, and a flowchart is shown. The fuel injection timing control will be described below, focusing on the differences from the control processing.

【0093】まず、点火時期制御処理において点火時期
Tigを読み込んでいたS130、S150に対応す
る、燃料噴射時期制御処理のS730、S750では、
S110で測定されたエンジン回転数およびスロットル
開度に基づいて、予め設定されたマップから燃料噴射時
期Tinを読込むことで燃料噴射時期Tinを設定して
いる。そして、S750では、燃料噴射時期Tinを予
め定められた進角量Tiaだけ進めた値に更新する。
First, in S730 and S750 of the fuel injection timing control processing corresponding to S130 and S150 in which the ignition timing Tig was read in the ignition timing control processing,
The fuel injection timing Tin is set by reading the fuel injection timing Tin from a preset map based on the engine speed and the throttle opening measured in S110. Then, in S750, the fuel injection timing Tin is updated to a value advanced by a predetermined advance amount Tia.

【0094】また、点火時期制御におけるS180から
S240が、燃料噴射時期制御におけるS780からS
840に対応しており、S170に移行した際に、最新
の有効圧指数Anが前回の有効圧指数An−1よりも大
きい場合、S170で肯定判定され、S780に移行す
る。S780では、最新の有効圧指数Anの値を前回の
有効圧指数An−1に代入し、燃料噴射時期Tinを予
め定められた進角量Tiaだけ進めた値に更新する。
S180 to S240 in the ignition timing control correspond to S780 to S240 in the fuel injection timing control.
If the latest effective pressure index An is larger than the previous effective pressure index An-1 when the process proceeds to S170, the affirmative determination is made in S170 and the process proceeds to S780. In S780, the latest value of the effective pressure index An is substituted for the previous effective pressure index An-1, and the fuel injection timing Tin is updated to a value advanced by a predetermined advance amount Tia.

【0095】続くS790では、S780で更新した燃
料噴射時期Tinの値が、燃料噴射時期の進角限界値と
して予め定められた噴射時期進角リミットTLiaより
も大きいか否かを判断しており、肯定判定されるとS8
00に移行し、否定判定されるとS840に移行する。
このとき、燃料噴射時期Tinが噴射時期進角リミット
TLiaよりも大きい場合、S790で肯定判定され、
S800に移行し、S800では、噴射時期進角リミッ
トTLiaの値を燃料噴射時期Tinに代入する。S8
00の処理が行われると、S840に移行する。
At S790, it is determined whether or not the value of the fuel injection timing Tin updated at S780 is larger than an injection timing advance limit TLia predetermined as an advance limit value of the fuel injection timing. If a positive determination is made, S8
The process proceeds to S840, and if a negative determination is made, the process proceeds to S840.
At this time, if the fuel injection timing Tin is larger than the injection timing advance limit TLia, an affirmative determination is made in S790,
The process proceeds to S800, in which the value of the injection timing advance limit TLia is substituted for the fuel injection timing Tin. S8
After the processing of 00 is performed, the flow shifts to S840.

【0096】そして、S790に移行した際に、燃料噴
射時期Tinが噴射時期進角リミットTLia以下であ
る場合、S790で否定判定されてS840に移行し、
S840では、最後に算出された燃料噴射時期Tinに
て燃料噴射を行い、燃料噴射点火が行われるとS110
に移行する。
If the fuel injection timing Tin is equal to or less than the injection timing advance limit TLia when the process proceeds to S790, a negative determination is made in S790 and the process proceeds to S840.
In S840, fuel injection is performed at the last calculated fuel injection timing Tin, and when fuel injection ignition is performed, S110 is performed.
Move to

【0097】また、S170に移行した際に、最新の有
効圧指数Anが前回の有効圧指数An−1以下である場
合、S170で否定判定され、S810に移行する。S
810では、最新の有効圧指数Anの値を前回の有効圧
指数An−1に代入し、燃料噴射時期Tinを予め定め
られた遅角量Tirだけ遅らせた値に更新する。
If the latest effective pressure index An is less than or equal to the previous effective pressure index An-1 when the process proceeds to S170, a negative determination is made in S170 and the process proceeds to S810. S
In step 810, the latest value of the effective pressure index An is substituted for the previous effective pressure index An-1, and the fuel injection timing Tin is updated to a value delayed by a predetermined retard amount Tir.

【0098】続くS820では、S810で更新した燃
料噴射時期Tinの値が、燃料噴射時期の遅角限界値と
して予め定められた噴射時期遅角リミットTLirより
も小さいか否かを判断しており、肯定判定されるとS8
30に移行し、否定判定されるとS840に移行する。
このとき、燃料噴射時期Tinが噴射時期遅角リミット
TLirよりも小さい場合、S820で肯定判定されて
S830に移行し、S830では、噴射時期遅角リミッ
トTLirの値を燃料噴射時期Tinに代入する。S8
30の処理が行われると、S840に移行する。
At S820, it is determined whether or not the value of the fuel injection timing Tin updated at S810 is smaller than an injection timing retard limit TLir predetermined as a fuel injection timing retard limit value. If a positive determination is made, S8
The process proceeds to S840, and if a negative determination is made, the process proceeds to S840.
At this time, if the fuel injection timing Tin is smaller than the injection timing retard limit TLir, an affirmative determination is made in S820 and the process proceeds to S830. In S830, the value of the injection timing retard limit TLir is substituted for the fuel injection timing Tin. S8
After the process of S30 is performed, the process proceeds to S840.

【0099】そして、S820に移行した際に、燃料噴
射時期Tinが噴射時期遅角リミットTLir以上であ
る場合、S820で否定判定されてS840に移行し、
S840では、最後に算出された燃料噴射時期Tinに
て燃料噴射を行い、燃料噴射が行われるとS110に移
行する。
If the fuel injection timing Tin is equal to or greater than the injection timing retard limit TLir when the process proceeds to S820, a negative determination is made in S820 and the process proceeds to S840.
In S840, fuel injection is performed at the last calculated fuel injection timing Tin, and when fuel injection is performed, the process proceeds to S110.

【0100】このように、本燃料噴射時期制御処理で
は、S840で点火を行うと、S110に移行し、上述
の処理を繰り返し実行することで、有効圧指数Anに基
づいて燃料噴射時期Tinを更新して、燃料噴射時期T
inを制御している。以上説明したように、本燃料噴射
時期制御処理では、運転状態が変化しているときには、
エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて燃料噴
射時期Tinを制御している。そして、運転状態が安定
しているときには、エンジン回転数およびスロットル開
度に基づいて設定された燃料噴射時期Tinを初期値と
して、燃料噴射時期Tinを変化させたことによる有効
圧指数Anの変動に基づいて、内燃機関の燃焼状態を判
断し、燃料噴射時期Tinを制御している。
As described above, in the present fuel injection timing control process, when ignition is performed in S840, the process proceeds to S110, and the above process is repeatedly executed to update the fuel injection timing Tin based on the effective pressure index An. And the fuel injection timing T
controlling in. As described above, in this fuel injection timing control process, when the operating state is changing,
The fuel injection timing Tin is controlled based on the engine speed and the throttle opening. When the operation state is stable, the fuel injection timing Tin set based on the engine speed and the throttle opening is set as an initial value, and the fluctuation of the effective pressure index An caused by changing the fuel injection timing Tin is determined. Based on this, the combustion state of the internal combustion engine is determined, and the fuel injection timing Tin is controlled.

【0101】つまり、S750にて燃料噴射時期Tin
を進めた後に、S160で算出される有効圧指数An
が、進める前に算出された有効圧指数An−1よりも大
きくなる場合(S170で肯定判定される場合)には、
燃焼状態が良好となったと判断できる。このため、続く
S780にて次回の燃料噴射時期Tinを進めること
で、次回の燃焼における燃焼状態が更に良好になるよう
にしている。
That is, at S750, the fuel injection timing Tin
, The effective pressure index An calculated in S160
Is larger than the effective pressure index An-1 calculated before proceeding (when a positive determination is made in S170),
It can be determined that the combustion state has become good. For this reason, in the subsequent S780, the next fuel injection timing Tin is advanced, so that the combustion state in the next combustion is further improved.

【0102】反対に、S750にて燃料噴射時期Tin
を進めた後に、S160で算出される有効圧指数An
が、進める前に算出された有効圧指数An−1以下にな
る場合(S170で否定判定される場合)には、燃焼状
態が不良となったと判断できる。このため、続くS81
0にて次回の燃料噴射時期Tinを遅らせることで、次
回の燃焼において燃焼状態が良好になるようにしてい
る。
On the other hand, at S750, the fuel injection timing Tin
, The effective pressure index An calculated in S160
However, if it becomes equal to or less than the effective pressure index An-1 calculated before proceeding (if negative determination is made in S170), it can be determined that the combustion state has become poor. Therefore, the following S81
By delaying the next fuel injection timing Tin at 0, the combustion state is improved in the next combustion.

【0103】そして、内燃機関の運転状態が安定してい
る状態が続く間、S110、S120、S140、S1
60、S170、S780からS840の各ステップが
繰り返し実行されて、燃料噴射時期Tinが有効圧指数
Anに基づいて最適な値に制御される。これにより、燃
料噴射時期を、内燃機関の効率が最も良い燃料噴射時期
に設定して、内燃機関を運転することが可能になる。
Then, while the operation state of the internal combustion engine is stable, S110, S120, S140, S1
Steps S60, S170, S780 to S840 are repeatedly executed, and the fuel injection timing Tin is controlled to an optimum value based on the effective pressure index An. Thus, the internal combustion engine can be operated with the fuel injection timing set to the fuel injection timing at which the internal combustion engine has the highest efficiency.

【0104】なお、本実施例では、進角量Tiaおよび
遅角量Tirは、予め設定された固定値としているが、
例えば、運転状態に応じて設定される可変値としてもよ
い。また、噴射時期進角リミットTLiaおよび噴射時
期遅角リミットTLirについても、例えば、運転状態
に応じて設定される可変値としてもよい。
In this embodiment, the advance amount Tia and the retard amount Tir are fixed values set in advance.
For example, it may be a variable value set according to the operating state. Further, the injection timing advance limit TLia and the injection timing retard limit TLir may be, for example, variable values set in accordance with the operation state.

【0105】以上説明したように、本実施例の内燃機関
では、有効圧指数の算出に用いる筒内圧を、圧力センサ
内蔵型点火プラグによって検出しているが、上死点前9
0°CAから上死点後90°CAまでの期間における筒
内圧を用いているため、吸気弁・排気弁の着座ノイズの
影響を受けることなく、有効圧指数を正確に算出するこ
とができる。そして、圧力センサ内蔵型点火プラグにお
ける、感度、締め付けトルクおよび温度などの個体差に
よって生じる筒内圧の誤差を補正して有効圧指数を算出
している。さらに、圧力センサ内蔵型点火プラグが検出
する筒内圧における残圧の影響による誤差を補正して有
効圧指数を算出している。これらのことから、本実施例
の内燃機関では、精度良く有効圧指数を算出することが
できる。
As described above, in the internal combustion engine of this embodiment, the in-cylinder pressure used for calculating the effective pressure index is detected by the spark plug with a built-in pressure sensor.
Since the in-cylinder pressure in the period from 0 ° CA to 90 ° CA after the top dead center is used, the effective pressure index can be accurately calculated without being affected by the seating noise of the intake valve and the exhaust valve. Then, an effective pressure index is calculated by correcting an in-cylinder pressure error caused by individual differences in sensitivity, tightening torque, temperature, and the like in the spark plug with a built-in pressure sensor. Further, an error due to the effect of the residual pressure in the in-cylinder pressure detected by the spark plug with a built-in pressure sensor is corrected to calculate the effective pressure index. From these facts, in the internal combustion engine of the present embodiment, the effective pressure index can be accurately calculated.

【0106】よって、本実施例の内燃機関は、このよう
に精度良く算出された有効圧指数に基づいて、点火時
期、空燃比(燃料噴射量)、EGR量および燃料噴射時
期を制御しており、内燃機関の燃焼状態を最適に制御す
ることが可能になる。これにより、燃焼効率を向上させ
ることができ、燃費の向上や有害物質の低減などを図る
こともできる。
Therefore, the internal combustion engine of this embodiment controls the ignition timing, the air-fuel ratio (fuel injection amount), the EGR amount, and the fuel injection timing based on the effective pressure index calculated in this manner. Thus, the combustion state of the internal combustion engine can be optimally controlled. As a result, the combustion efficiency can be improved, and the fuel efficiency can be improved and harmful substances can be reduced.

【0107】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の態様を採ることができる。本実施例では、有効圧
指数を算出するための筒内圧積分値を、クランク角1°
CA毎に積算することで算出しているが、例えば、圧電
素子の出力した電荷をコンデンサに蓄積し、蓄積された
電荷の容量によって筒内圧積分値を算出する方法を用い
てもよい。また、筒内圧を検出する圧力センサとして
は、点火プラグとは別体に備えられ、点火プラグと内燃
機関本体との間にガスケットと共に挟持されることで、
締め付け荷重の変化を検出する形式のものを用いてもよ
い。さらに、圧力センサとしては、燃焼室に通じる圧力
導孔をシリンダヘッドに設けて、圧力導孔に装着される
圧電素子を内蔵するタイプのものでもよい。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments.
Various embodiments can be adopted. In the present embodiment, the in-cylinder pressure integral value for calculating the effective pressure index is set to a crank angle of 1 °.
Although the calculation is performed by integrating for each CA, for example, a method of storing the charge output from the piezoelectric element in a capacitor and calculating the in-cylinder pressure integrated value based on the capacity of the stored charge may be used. Further, as a pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure, provided separately from the ignition plug, and sandwiched together with a gasket between the ignition plug and the internal combustion engine body,
A type that detects a change in tightening load may be used. Further, the pressure sensor may be of a type in which a pressure conducting hole communicating with the combustion chamber is provided in the cylinder head and a piezoelectric element mounted in the pressure conducting hole is built in.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の内燃機関の構成を表す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an internal combustion engine according to an embodiment.

【図2】 座型圧力センサにより検出した筒内圧の波形
を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a waveform of an in-cylinder pressure detected by a seat-type pressure sensor.

【図3】 座型圧力センサを用いて算出した感度補正前
および感度補正後の有効圧指数を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an effective pressure index before and after sensitivity correction calculated using a seat-type pressure sensor.

【図4】 座型圧力センサおよび筒内挿通型圧力センサ
により検出した筒内圧の波形を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing waveforms of an in-cylinder pressure detected by a seat-type pressure sensor and an in-cylinder insertion type pressure sensor.

【図5】 有効圧指数を測定した結果を表す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a result of measuring an effective pressure index.

【図6】 制御装置による点火時期制御処理を表すフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an ignition timing control process performed by a control device.

【図7】 制御装置による空燃比制御処理を表すフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio control process performed by a control device.

【図8】 制御装置によるEGR量制御処理を表すフロ
ーチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an EGR amount control process performed by a control device.

【図9】 制御装置による燃料噴射時期制御処理を表す
フローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a fuel injection timing control process performed by a control device.

【図10】 温度変化および点火プラグの締め付けトル
クの変化に対する圧電素子の出力特性を示すグラフであ
る。
FIG. 10 is a graph showing output characteristics of a piezoelectric element with respect to a change in temperature and a change in tightening torque of an ignition plug.

【図11】 増幅回路の構成を表す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an amplifier circuit.

【図12】 座型圧力センサを用いて算出した有効圧指
数と、筒内挿通型圧力センサを用いて算出した図示平均
有効圧力との関係を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a relationship between an effective pressure index calculated using a seat type pressure sensor and an indicated average effective pressure calculated using an in-cylinder insertion type pressure sensor.

【図13】 圧力センサ内蔵プラグの構成を示す説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration of a plug with a built-in pressure sensor.

【符号の説明】 1…内燃機関、11…点火プラグ、11a…主体金具、
11b…圧力センサ、11c…出力ケーブル、11d…
外側電極、11e…中心電極、11f…端子部、13…
イグナイタ、15…燃料噴射弁、17…EGRバルブ、
19…制御装置(ECU)、31…燃焼室、61…増幅
回路、63…オペアンプ。
[Description of Signs] 1 ... internal combustion engine, 11 ... spark plug, 11a ... metal shell,
11b ... pressure sensor, 11c ... output cable, 11d ...
Outer electrode, 11e ... Center electrode, 11f ... Terminal part, 13 ...
Igniter, 15: fuel injection valve, 17: EGR valve,
19: control unit (ECU), 31: combustion chamber, 61: amplifier circuit, 63: operational amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 41/08 H01L 41/08 Z Fターム(参考) 2F055 AA23 BB20 CC11 CC60 DD20 EE23 FF11 3G019 GA01 GA15 KA28 KD17 3G084 DA04 DA21 DA22 DA23 DA24 EA01 EA05 EA08 EB02 EC02 FA21 FA38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 41/08 H01L 41/08 Z F-term (Reference) 2F055 AA23 BB20 CC11 CC60 DD20 EE23 FF11 3G019 GA01 GA15 KA28 KD17 3G084 DA04 DA21 DA22 DA23 DA24 EA01 EA05 EA08 EB02 EC02 FA21 FA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子を有する圧電型センサにより、
内燃機関の筒内圧に応じた筒内圧検出値を出力するよう
にした圧電型センサを用いた圧力検出方法であって、 吸気弁が閉じてから点火時期前までに上記圧電型センサ
より得られる上記筒内圧検出値のうち異なる2時点にお
ける該筒内圧検出値の差を補正基準値として燃焼サイク
ル毎に算出する一方、 少なくともクランク角が上死点に達してから排気弁が開
くまでの間において上記圧電型センサより得られる上記
筒内圧検出値に基づき、上記内燃機関の燃焼状態を検出
するための制御用圧力値を燃焼サイクル毎に算出し、 同燃焼サイクルにおいて、上記補正基準値により上記制
御用圧力値を補正するようにしたことを特徴とする圧電
型センサを用いた圧力検出方法。
1. A piezoelectric sensor having a piezoelectric element,
A pressure detection method using a piezoelectric sensor that outputs an in-cylinder pressure detection value corresponding to an in-cylinder pressure of an internal combustion engine, wherein the pressure sensor is obtained from the piezoelectric sensor until an ignition timing after an intake valve is closed. The difference between the detected values of the in-cylinder pressure at two different points in time among the detected values of the in-cylinder pressure is calculated as a correction reference value for each combustion cycle, and at least during the period from when the crank angle reaches the top dead center to when the exhaust valve opens. A control pressure value for detecting a combustion state of the internal combustion engine is calculated for each combustion cycle based on the in-cylinder pressure detection value obtained from the piezoelectric sensor, and in the combustion cycle, the control pressure value is calculated based on the correction reference value. A pressure detection method using a piezoelectric sensor, wherein the pressure value is corrected.
【請求項2】 上記吸気弁が閉じてから上記クランク角
が上死点に達するまでの一定期間内における上記筒内圧
検出値を積分することにより上死点前圧力積分値を算出
し、 クランク角が上記上死点に達してから上記排気弁が開く
までの間に定めた一定期間内における上記筒内圧検出値
を積分することにより上死点後圧力積分値を算出し、 上記上死点後圧力積分値と上記上死点前圧力積分値との
差として燃焼サイクル毎に算出される有効圧指数が、上
記制御用圧力値であることを特徴とする請求項1に記載
の圧電型センサを用いた圧力検出方法。
2. A pressure integral value before the top dead center is calculated by integrating the in-cylinder pressure detection value within a certain period from when the intake valve closes to when the crank angle reaches the top dead center. Calculates the post-top dead center pressure integrated value by integrating the in-cylinder pressure detection value within a certain period determined from when the top dead center is reached until the exhaust valve opens, after the top dead center. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein an effective pressure index calculated for each combustion cycle as a difference between a pressure integral value and the pressure integral value before the top dead center is the control pressure value. The pressure detection method used.
【請求項3】 上記上死点前積分値を、クランク角が上
死点前90°CAから上記上死点に達するまでの期間内
における上記筒内圧信号を積分することにより算出し、 上記上死点後積分値を、クランク角が上死点に達してか
ら上死点後90°CAに達するまでの期間内における上
記筒内圧信号を積分することにより算出し、 上記上死点後圧力積分値と上記上死点後圧力積分値との
差として燃焼サイクル毎に算出される上記有効圧指数
が、上記制御用圧力値であることを特徴とする請求項2
に記載の圧電型センサを用いた圧力検出方法。
3. An integrated value before the top dead center is calculated by integrating the in-cylinder pressure signal in a period from a crank angle of 90 ° CA before the top dead center to the top dead center. An integrated value after the dead center is calculated by integrating the in-cylinder pressure signal during a period from when the crank angle reaches the top dead center to when the crank angle reaches 90 ° CA after the top dead center. 3. The control pressure value, wherein the effective pressure index calculated for each combustion cycle as a difference between the control pressure value and a pressure integral value after the top dead center is calculated.
A pressure detection method using the piezoelectric sensor according to 1.
【請求項4】 上記圧電型センサは、圧電素子を内蔵す
る形で構成されると共に、上記内燃機関に装着される点
火プラグの取り付け座に設けられ、該点火プラグの締め
付け荷重の変化に基づき上記筒内圧検出値を出力するよ
うにした請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の圧
電型センサの圧力検出方法。
4. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric sensor includes a built-in piezoelectric element, and is provided on a mounting seat of an ignition plug mounted on the internal combustion engine. The pressure detection method for a piezoelectric sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein a detected value of the in-cylinder pressure is output.
JP2001212858A 2001-06-07 2001-06-07 Pressure detecting method using piezoelectric type sensor Pending JP2002364450A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001212858A JP2002364450A (en) 2001-06-07 2001-06-07 Pressure detecting method using piezoelectric type sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001212858A JP2002364450A (en) 2001-06-07 2001-06-07 Pressure detecting method using piezoelectric type sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002364450A true JP2002364450A (en) 2002-12-18

Family

ID=19047944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001212858A Pending JP2002364450A (en) 2001-06-07 2001-06-07 Pressure detecting method using piezoelectric type sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002364450A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8000882B2 (en) * 2008-06-24 2011-08-16 GM Global Technology Operations LLC Active combustion control based on ringing index for reducing homogenous charge compression ignition (HCCI) combustion noise
JP2013053554A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Honda Motor Co Ltd Control device for internal-combustion engine
JP2014238040A (en) * 2013-06-07 2014-12-18 株式会社デンソー Fuel injection state analysis device
US20150135798A1 (en) * 2012-05-02 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Method for ascertaining an offset of an output signal of an evaluation circuit integrated in a sensor, preferably of a pressure sensor installed in a combustion chamber of an internal combustion engine, and sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8000882B2 (en) * 2008-06-24 2011-08-16 GM Global Technology Operations LLC Active combustion control based on ringing index for reducing homogenous charge compression ignition (HCCI) combustion noise
JP2013053554A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Honda Motor Co Ltd Control device for internal-combustion engine
US20150135798A1 (en) * 2012-05-02 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Method for ascertaining an offset of an output signal of an evaluation circuit integrated in a sensor, preferably of a pressure sensor installed in a combustion chamber of an internal combustion engine, and sensor
US9518888B2 (en) * 2012-05-02 2016-12-13 Robert Bosch Gmbh Method for ascertaining an offset of an output signal of an evaluation circuit integrated in a sensor, preferably of a pressure sensor installed in a combustion chamber of an internal combustion engine, and sensor
JP2014238040A (en) * 2013-06-07 2014-12-18 株式会社デンソー Fuel injection state analysis device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7401591B2 (en) Control system for internal combustion engine
US7392788B2 (en) Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine
US7588015B2 (en) Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine
US7363142B2 (en) Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine
US4543934A (en) Air/fuel ratio control system for internal combustion engine and method therefor
US20080319632A1 (en) Combustion Control Apparatus and Method for Internal Combustion Engine
US20090043484A1 (en) Method and device for control ignition timing through knock control in an internal combustion engine
US8005607B2 (en) Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine
US7779673B2 (en) Device and method for determining knocking of internal combustion engine
US5351528A (en) Apparatus and method for detecting misfiring in an internal combustion engine
US9976534B2 (en) Control device and control method for internal combustion engine
CN107250516B (en) Control device for internal combustion engine
US8924134B2 (en) Knock control device of internal combustion engine
US20060236753A1 (en) Internal combustion engine knock determination device
JP4302843B2 (en) Internal combustion engine control method
JP5257777B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2002364450A (en) Pressure detecting method using piezoelectric type sensor
JP2010174705A (en) Control device for internal combustion engine
JP6845067B2 (en) Internal combustion engine controller
JP4345723B2 (en) Method for estimating the indicated mean effective pressure of an internal combustion engine
JP2007077856A (en) Combustion condition judgment device for internal combustion engine
JP2005180356A (en) Compensating gear and compensating method of crank angle sensor
JP2000352349A (en) Control system for internal combustion engine
JP6696292B2 (en) Misfire detector
JP2017110507A (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070806

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090929