JP2007138758A - Combustion discriminating device for internal combustion engine - Google Patents

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Eiji Takakuwa
栄司 高桑
Norikazu Kanetake
法一 金武
Hiroharu Takeuchi
啓晴 竹内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect with high accuracy the effective peak position of an ion current detection signal by a simple method, in a system detecting ions generated by burning an air-fuel mixture. <P>SOLUTION: In this combustion discriminating device, a combustion state detecting zone for discriminating combustion state such as misfire is set per ignition, and also a peak position detecting zone is set in the combustion state detecting zone. The peak position detecting zone is a zone including a peak position at the time of combustion of the optimal ignition timing (for example, near ATDC15°CA), and set to a zone, for example, from TDC to ATDC40°CA. An effective peak value and an effective peak position are updated and memorized in an RAM at every time the peak value and the peak position are detected in the peak position detecting zone, thereby, the final peak value and the final peak position in the peak position detecting zone are updated and memorized in the RAM as the effective peak value and the effective peak position. Also, when the peak value detected in the combustion state detecting zone is a predetermined value or below, it is determined that the combustion state is unstable, and combustion control is prohibited. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、この燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置に関する発明である。   The present invention relates to combustion information detection means for outputting a signal corresponding to ions or in-cylinder pressure generated by combustion of an air-fuel mixture in an internal combustion engine, and peak position detection means for detecting a peak position of an output signal of the combustion information detection means. It is invention regarding the combustion determination apparatus of the internal combustion engine provided with.

一般に、点火時期を最適点火時期(MBT:Minimum Spark Advance for Best Toruque)に制御すると、筒内圧(燃焼圧)のピーク位置が特定のクランク角範囲(例えばATDC15℃A付近)になることが知られている。また、筒内圧のピーク位置で、燃焼温度もピークとなり、燃焼ガス中のイオンの発生量がピークとなることから、この燃焼ガス中のイオンを点火プラグ等を介して収集したイオン電流を燃焼情報として検出するシステムでは、イオン電流検出信号のピーク位置が筒内圧のピーク位置とほぼ一致することが知られている(図3参照)。   Generally, it is known that when the ignition timing is controlled to the optimum ignition timing (MBT: Minimum Spark Advance for Best Toruque), the peak position of the in-cylinder pressure (combustion pressure) falls within a specific crank angle range (for example, near ATDC 15 ° C). ing. Also, at the peak position of the in-cylinder pressure, the combustion temperature also peaks, and the amount of ions generated in the combustion gas reaches a peak. Therefore, the ion current collected through the ignition plug or the like is used as combustion information. In the detection system, it is known that the peak position of the ion current detection signal substantially coincides with the peak position of the in-cylinder pressure (see FIG. 3).

このような特性を考慮して、特許文献1(特許第3313882号公報)に示すように、イオン電流検出信号のピーク位置を検出して点火時期をMBTに制御する技術が知られている。しかし、図2に示すように、イオン電流検出信号の波形は、複数のピークを有する複雑な波形となるため、複数のピーク位置の中から有効なピーク位置を特定する必要がある。   In consideration of such characteristics, as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3313882), a technique for detecting the peak position of an ion current detection signal and controlling the ignition timing to MBT is known. However, as shown in FIG. 2, since the waveform of the ion current detection signal is a complex waveform having a plurality of peaks, it is necessary to specify an effective peak position from the plurality of peak positions.

そこで、特許文献1では、イオン電流が流れ始めてから暫くの間、不要なピークが発生することを考慮して、イオン電流検出開始から暫くの間、不要なピークが検出されないようにイオン電流検出ゲインを低下させ、その後、イオン電流検出ゲインを漸次増大させて有効なピーク位置を検出するようにしている。   Therefore, in Patent Document 1, in consideration of the generation of an unnecessary peak for a while after the ion current starts to flow, the ion current detection gain is set so that an unnecessary peak is not detected for a while from the start of the ion current detection. After that, the effective peak position is detected by gradually increasing the ion current detection gain.

また、特許文献2(特開平10−252632号公報)では、イオン電流が流れ始めてから発生する最初のピークを不要なピークと判断し、その後に発生する2番目のピーク位置を有効なピーク位置として検出するようにしている。
特許第3313882号公報(第1頁〜第2頁等) 特開平10−252632号公報(請求項1等)
In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-252632), the first peak generated after the ion current starts to flow is determined as an unnecessary peak, and the second peak position generated thereafter is regarded as an effective peak position. I try to detect it.
Japanese Patent No. 3313882 (first page to second page, etc.) JP 10-252632 A (Claim 1 etc.)

上記特許文献1では、筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークを常に他のピークよりも高くするようにイオン電流検出ゲインを正確に可変設定する必要があるが、燃焼状態によってピークの数やピーク位置が複雑に変動するため、有効なピークを常に他のピークよりも高くするように検出する回路を実現するのが難しく、有効なピーク位置を誤検出する可能性があり、検出精度向上が難しいという欠点がある。   In Patent Document 1, it is necessary to variably set the ion current detection gain so that the effective peak generated near the peak position of the in-cylinder pressure is always higher than the other peaks, but the number of peaks depends on the combustion state. Because the peak position fluctuates in a complicated manner, it is difficult to realize a circuit that always detects the effective peak higher than the other peaks, and there is a possibility that the effective peak position may be erroneously detected, improving the detection accuracy. Has the disadvantage of being difficult.

また、燃焼状態によっては、筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークが3番目以降に発生することがあるため、上記特許文献2のように、2番目のピーク位置を常に有効なピーク位置として検出する構成では、有効なピーク位置を誤検出する可能性があり、検出精度向上が難しいという欠点がある。   Further, depending on the combustion state, an effective peak that occurs near the peak position of the in-cylinder pressure may occur after the third position. Therefore, as in Patent Document 2, the second peak position is always the effective peak position. In such a configuration, there is a possibility that an effective peak position may be erroneously detected, and it is difficult to improve detection accuracy.

本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧を検出するシステムにおいて、簡単な手法で検出信号の有効なピーク位置を精度良く検出することができ、検出精度向上の要求を低コストで満たすことができる内燃機関の燃焼判定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of these circumstances. Therefore, the object of the present invention is to determine an effective peak position of a detection signal by a simple method in a system for detecting ions or in-cylinder pressure generated by combustion of an air-fuel mixture. An object of the present invention is to provide a combustion determination device for an internal combustion engine that can detect with high accuracy and can satisfy the demand for improvement in detection accuracy at low cost.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎(点火毎)に設定された検出区間内で複数のピーク位置を検出したときに最終のピーク位置を有効なピーク位置とするようにしたものである。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a combustion information detecting means for outputting a signal corresponding to an ion generated by combustion of an air-fuel mixture of an internal combustion engine or a cylinder pressure, and an output of the combustion information detecting means. An internal combustion engine combustion determination apparatus including a peak position detection means for detecting a peak position of a signal, wherein the peak position detection means detects a plurality of peak positions within a detection section set for each combustion (for each ignition). In this case, the final peak position is set as an effective peak position.

本発明者は、内燃機関を様々な燃焼条件で運転して、イオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段の出力信号の波形を解析して、筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークと他のピークとの位置関係を調べた結果、最終のピーク位置が有効なピーク位置となることが判明した。そこで、請求項1に係る発明では、燃焼毎に設定された検出区間内で検出された複数のピーク位置のうち、最終のピーク位置を有効なピーク位置とするようにしたものである。これにより、簡単な手法で検出信号の有効なピーク位置を精度良く検出することができ、検出精度向上の要求を低コストで満たすことができる。   The inventor operates the internal combustion engine under various combustion conditions, analyzes the waveform of the output signal of the combustion information detection means that outputs a signal corresponding to ions or in-cylinder pressure, and generates it near the peak position of the in-cylinder pressure. As a result of examining the positional relationship between the effective peak and other peaks, it was found that the final peak position is an effective peak position. Therefore, in the first aspect of the invention, the final peak position among the plurality of peak positions detected in the detection section set for each combustion is set as an effective peak position. Thereby, an effective peak position of the detection signal can be detected with a simple method with high accuracy, and the demand for improvement in detection accuracy can be satisfied at a low cost.

前述した特許文献2では、燃焼毎に設定された検出区間で、イオン電流検出信号のA/D変換値(イオン電流検出値)を所定周期でサンプリングしてメモリに時系列的に記憶していき、当該検出区間終了後にメモリに記憶された時系列のサンプリングデータを検索して2番目のピーク位置を算出するようにしているため、検出区間中の全てのサンプリングデータを記憶するための膨大なメモリ容量が必要となり、低コスト化の要求を満たすことが困難である。   In the above-mentioned Patent Document 2, the A / D conversion value (ion current detection value) of the ion current detection signal is sampled at a predetermined cycle and stored in the memory in time series in the detection section set for each combustion. Since the second peak position is calculated by searching the time-series sampling data stored in the memory after the end of the detection section, a huge memory for storing all the sampling data in the detection section Capacity is required, and it is difficult to meet the demand for cost reduction.

この点、本発明は、最終のピーク位置を有効なピーク位置とするため、請求項2のように、燃焼毎に設定された検出区間内でピーク位置を検出する毎に該ピーク位置を記憶手段に更新記憶することで、最終のピーク位置を有効なピーク位置として該記憶手段に更新記憶する構成を採用することができる。この構成では、検出区間中の全てのサンプリングデータを記憶する必要がないため、特許文献2と比べて、かなり少ないメモリ容量で有効なピーク位置を検出することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。   In this respect, the present invention sets the final peak position as an effective peak position, and stores the peak position every time the peak position is detected within the detection section set for each combustion as in claim 2. In this case, the final peak position can be updated and stored in the storage means as an effective peak position. In this configuration, since it is not necessary to store all the sampling data in the detection section, it is possible to detect an effective peak position with a considerably small memory capacity as compared with Patent Document 2, and satisfy the demand for cost reduction. be able to.

また、請求項3のように、燃焼情報検出手段の出力信号の変化量が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きな変化量のピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出するようにしても良い。このようにすれば、ノイズによるピーク位置の誤検出を防止することができる。   Further, as in claim 3, an effective peak position is detected from positions where a peak of a change amount of the output signal of the combustion information detecting means is ignored and a peak having a larger change amount is ignored. You may make it do. In this way, erroneous detection of the peak position due to noise can be prevented.

この場合、請求項4のように、燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値とボトム値を検出し、そのピーク値とボトム値との差又は比が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きなピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出するようにしても良い。このようにすれば、ピークかノイズかをより正確に判別することができる。   In this case, as in claim 4, the peak value and the bottom value of the output signal of the combustion information detecting means are detected, and a peak whose difference or ratio between the peak value and the bottom value is less than a predetermined value is ignored. Alternatively, an effective peak position may be detected from positions where large peaks occur. In this way, it is possible to more accurately determine whether it is a peak or noise.

これら請求項3,4に係る発明は、請求項5のように、複数のピーク位置の中から最終のピーク位置を有効なピーク位置とするようにしても良いし、従来のピーク位置検出技術(例えば特許文献1,2)と組み合わせて実施しても良い。   In the inventions according to claims 3 and 4, as in claim 5, the final peak position among the plurality of peak positions may be set as an effective peak position, or a conventional peak position detection technique ( For example, you may implement in combination with patent document 1,2.

また、請求項6のように、ピーク位置検出手段で検出した有効なピーク位置と該有効なピーク位置における信号ピーク値とに基づいて内燃機関の燃焼状態を燃焼状態判定手段により判定するようにしても良い。ここで、有効なピーク位置とその信号ピーク値は、燃焼温度のピーク位置とピーク温度に相関する情報となるため、燃焼状態を精度良く判定することができる。   The combustion state of the internal combustion engine is determined by the combustion state determining unit based on the effective peak position detected by the peak position detecting unit and the signal peak value at the effective peak position. Also good. Here, since the effective peak position and the signal peak value are information correlated with the peak position and the peak temperature of the combustion temperature, the combustion state can be accurately determined.

また、請求項7のように、ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された燃焼状態検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び/又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内において最適点火時期(MBT)の燃焼時のピーク位置(例えばATDC15℃A付近)を含むピーク位置検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び/又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置と前記ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置とを比較して該ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置が有効か否かを判定する手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置が正しいか否かを確認することができ、検出精度を向上することができる。   Further, as in claim 7, the peak position detection means detects the peak value and / or peak position of the output signal of the combustion information detection means within the combustion state detection section set for each combustion, The peak value and / or the peak position of the output signal of the combustion information detecting means within the peak position detection section including the peak position at the time of combustion at the optimum ignition timing (MBT) (for example, near ATDC 15 ° C. A) within the combustion state detection section. Means for detecting and comparing the peak value and / or peak position detected in the combustion state detection section with the peak value and / or peak position detected in the peak position detection section, and within the peak position detection section It is good also as a structure provided with the means to determine whether the detected peak value and / or peak position are effective. In this way, it is possible to confirm whether or not the peak value and / or peak position detected in the peak position detection section is correct, and the detection accuracy can be improved.

また、請求項8のように、最適点火時期の燃焼時のピーク位置を含む検出区間内で燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び/又はピーク位置をピーク位置検出手段により検出し、その検出値が予め設定した有効範囲内にあるときに、その検出値に基づいて内燃機関の制御値及び/又は該制御値のフィードバック制御範囲を燃焼制御手段により補正して燃焼状態を適正化するようにしても良い。要するに、燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値やピーク位置が予め設定した有効範囲内にあるときには、燃焼状態が比較的安定していると判断して、ピーク値やピーク位置に応じて内燃機関の制御値を補正したり、該制御値のフィードバック制御範囲を補正するものである。これにより、燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値やピーク位置に応じて安定した燃焼制御が可能になると共に、点火時期をノック限界付近にフィードバック制御するノック制御や可変バルブタイミングのフィードバック制御等のフィードバック制御範囲を拡大することができる。   Further, the peak value and / or peak position of the output signal of the combustion information detecting means is detected by the peak position detecting means within the detection section including the peak position at the time of combustion at the optimum ignition timing, and the detection is performed. When the value is in a preset effective range, the combustion control means corrects the control value of the internal combustion engine and / or the feedback control range of the control value based on the detected value to optimize the combustion state. May be. In short, when the peak value or peak position of the output signal of the combustion information detecting means is within the preset effective range, it is determined that the combustion state is relatively stable, and the internal combustion engine is determined according to the peak value or peak position. The control value is corrected, and the feedback control range of the control value is corrected. This enables stable combustion control according to the peak value and peak position of the output signal of the combustion information detection means, and also includes knock control for feedback control of the ignition timing near the knock limit, feedback control for variable valve timing, etc. The feedback control range can be expanded.

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。まず、図1に基づいて点火制御系の回路構成を説明する。点火コイル21の一次コイル22の一端はバッテリ23に接続され、該一次コイル22の他端は、イグナイタ24に内蔵されたパワートランジスタ25のコレクタに接続されている。二次コイル26の一端は点火プラグ27に接続され、該二次コイル26の他端は、2つのツェナーダイオード28,29を介してグランドに接続されている。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying the best mode for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. First, the circuit configuration of the ignition control system will be described with reference to FIG. One end of the primary coil 22 of the ignition coil 21 is connected to the battery 23, and the other end of the primary coil 22 is connected to the collector of the power transistor 25 built in the igniter 24. One end of the secondary coil 26 is connected to a spark plug 27, and the other end of the secondary coil 26 is connected to the ground via two Zener diodes 28 and 29.

2つのツェナーダイオード28,29は互いに逆向きに直列接続され、一方のツェナーダイオード28にコンデンサ30が並列に接続され、他方のツェナーダイオード29にイオン電流検出抵抗31が並列に接続されている。コンデンサ30とイオン電流検出抵抗31との間の電位Vinが抵抗32を介して反転増幅回路33の反転入力端子(−)に入力されて反転増幅され、この反転増幅回路33の出力電圧Vがイオン電流検出信号としてエンジン制御回路34に入力される。イオン電流検出回路35(燃焼情報検出手段)は、ツェナーダイオード28,29、コンデンサ30、イオン電流検出抵抗31、反転増幅回路33等から構成されている。   The two Zener diodes 28 and 29 are connected in series in opposite directions, a capacitor 30 is connected in parallel to one Zener diode 28, and an ion current detection resistor 31 is connected in parallel to the other Zener diode 29. A potential Vin between the capacitor 30 and the ionic current detection resistor 31 is input to the inverting input terminal (−) of the inverting amplifier circuit 33 via the resistor 32 and is inverted and amplified. The output voltage V of the inverting amplifier circuit 33 is ionized. The current detection signal is input to the engine control circuit 34. The ion current detection circuit 35 (combustion information detection means) includes Zener diodes 28 and 29, a capacitor 30, an ion current detection resistor 31, an inverting amplification circuit 33, and the like.

エンジン運転中は、エンジン制御回路34からイグナイタ24に送信される点火信号の立ち上がり/立ち下がりでパワートランジスタ25がオン/オフする。パワートランジスタ25がオンすると、バッテリ23から一次コイル22に一次電流が流れ、その後、パワートランジスタ25がオフすると、一次コイル22の一次電流が遮断されて、二次コイル26に高電圧が電磁誘導され、この高電圧によって点火プラグ27の電極36,37間に火花放電が発生する。この火花放電電流は、点火プラグ27の接地電極37から中心電極36へ流れ、二次コイル26を経てコンデンサ30に充電されると共に、ツェナーダイオード28,29を経てグランド側に流れる。コンデンサ30の充電後は、ツェナーダイオード28のツェナー電圧によって規制されるコンデンサ30の充電電圧を電源としてイオン電流検出回路35が駆動され、後述するようにしてイオン電流が検出される。   During engine operation, the power transistor 25 is turned on / off at the rise / fall of the ignition signal transmitted from the engine control circuit 34 to the igniter 24. When the power transistor 25 is turned on, a primary current flows from the battery 23 to the primary coil 22. After that, when the power transistor 25 is turned off, the primary current of the primary coil 22 is cut off and a high voltage is electromagnetically induced in the secondary coil 26. This high voltage causes spark discharge between the electrodes 36 and 37 of the spark plug 27. This spark discharge current flows from the ground electrode 37 of the spark plug 27 to the center electrode 36, is charged to the capacitor 30 via the secondary coil 26, and flows to the ground side via the Zener diodes 28 and 29. After the capacitor 30 is charged, the ion current detection circuit 35 is driven using the charging voltage of the capacitor 30 regulated by the Zener voltage of the Zener diode 28 as a power source, and the ion current is detected as described later.

これに対して、イオン電流は、火花放電電流とは反対方向に流れる。つまり、点火終了後は、コンデンサ30の充電電圧によって点火プラグ27の電極36,37間に電圧が印加されるため、気筒内で混合気が燃焼する際に発生するイオンによって電極36,37間にイオン電流が流れるが、このイオン電流は、中心電極36から接地電極37へ流れ、更に、グランド側からイオン電流検出抵抗31を通ってコンデンサ30に流れる。この際、イオン電流検出抵抗31に流れるイオン電流の変化に応じて反転増幅回路33の入力電位Vinが変化し、反転増幅回路33の出力端子からイオン電流に応じた電圧Vがエンジン制御回路34に出力され、イオン電流が検出される。   On the other hand, the ion current flows in the opposite direction to the spark discharge current. In other words, after ignition is finished, a voltage is applied between the electrodes 36 and 37 of the spark plug 27 by the charging voltage of the capacitor 30, so that ions generated when the air-fuel mixture burns in the cylinder are connected between the electrodes 36 and 37. Although an ionic current flows, the ionic current flows from the center electrode 36 to the ground electrode 37, and further flows from the ground side through the ion current detection resistor 31 to the capacitor 30. At this time, the input potential Vin of the inverting amplifier circuit 33 changes according to the change of the ionic current flowing through the ionic current detection resistor 31, and the voltage V corresponding to the ionic current is output to the engine control circuit 34 from the output terminal of the inverting amplifier circuit 33. The ionic current is detected.

エンジン制御回路34は、マイクロコンピュータを主体として構成され、そのROMに記憶された各種のエンジン制御ルーチンを実行することで、燃料噴射制御と点火時期制御等を実行する。更に、エンジン制御回路34は、後述する図3のイオン電流検出ルーチンを実行することで、イオン電流検出回路35から出力されるイオン電流検出信号のピーク値とピーク位置に基づいて燃焼制御の許可/禁止を判定する。   The engine control circuit 34 is mainly composed of a microcomputer, and executes fuel injection control and ignition timing control by executing various engine control routines stored in the ROM. Further, the engine control circuit 34 executes an ion current detection routine of FIG. 3 to be described later, thereby permitting combustion control permission / permission based on the peak value and peak position of the ion current detection signal output from the ion current detection circuit 35. Determine prohibition.

本実施例では、図2に示すように、点火毎に失火等の燃焼状態を判定するための燃焼状態検出区間を設定すると共に、この燃焼状態検出区間内にピーク位置検出区間を設定する。燃焼状態検出区間は、点火タイミング直後からATDC180℃Aまでの区間に設定され、ピーク位置検出区間は、最適点火時期(MBT)の燃焼時のピーク位置(例えばATDC15℃A付近)を含む区間で、例えばTDCからATDC40℃Aまでの区間に設定されている。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, a combustion state detection section for determining a combustion state such as misfire is set for each ignition, and a peak position detection section is set in the combustion state detection section. The combustion state detection section is set to a section from immediately after the ignition timing to ATDC 180 ° C., and the peak position detection section is a section including a peak position (for example, near ATDC 15 ° C. A) at the time of combustion at the optimal ignition timing (MBT). For example, it is set in a section from TDC to ATDC 40 ° C.

エンジン制御回路34は、燃焼状態検出区間内でイオン電流検出信号のピーク値APHを検出すると共に、ピーク位置検出区間内でイオン電流検出信号の有効ピーク値PMBTとその有効ピーク位置WMBTを検出する。   The engine control circuit 34 detects the peak value APH of the ion current detection signal within the combustion state detection section, and detects the effective peak value PMBT of the ion current detection signal and the effective peak position WMBT within the peak position detection section.

この際、図2に示すように、ピーク位置検出区間内で複数のピークが検出されるが、様々な燃焼条件で筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークと他のピークとの位置関係を調べた結果、最終のピーク位置が有効ピーク位置WMBTとなることが判明した。   At this time, as shown in FIG. 2, a plurality of peaks are detected in the peak position detection section, but the positional relationship between the effective peak generated near the peak position of the in-cylinder pressure and other peaks under various combustion conditions. As a result, it was found that the final peak position becomes the effective peak position WMBT.

そこで、本実施例では、ピーク位置検出区間内でピーク値・ピーク位置を検出する毎にエンジン制御回路34のRAM(記憶手段)に有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTを更新記憶することで、ピーク位置検出区間内の最終のピーク・ピーク位置を有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTとしてRAMに更新記憶するようにしている。   Therefore, in this embodiment, every time the peak value / peak position is detected within the peak position detection section, the effective peak value PMBT / effective peak position WMBT is updated and stored in the RAM (storage means) of the engine control circuit 34. The final peak / peak position in the peak position detection section is updated and stored in the RAM as the effective peak value PMBT / effective peak position WMBT.

また、本実施例では、ピーク位置検出区間内で検出するピークをノイズと判別するために、ピーク値とボトム値を検出し、そのピーク値とボトム値との差又は比が所定値以下のピークをノイズと判断して無視し、それよりも大きなピークの中から有効なピークを検出するようにしている。   Further, in this embodiment, in order to distinguish a peak detected in the peak position detection section from noise, a peak value and a bottom value are detected, and a peak whose difference or ratio between the peak value and the bottom value is a predetermined value or less is detected. Is judged to be noise and ignored, and an effective peak is detected from peaks larger than that.

エンジン制御回路34は、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHが所定値以上であるか否かで、燃焼状態が安定しているか否かを判定し、燃焼状態が安定していなければ、燃焼制御を禁止する。   The engine control circuit 34 determines whether or not the combustion state is stable based on whether or not the peak value APH detected within the combustion state detection section is greater than or equal to a predetermined value. If the combustion state is not stable, Prohibit combustion control.

一方、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHが所定値以上で、燃焼状態が安定していると判定される場合は、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTと燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHとを比較して、両者がほぼ同じであるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTが本当に有効か否かを確認する。   On the other hand, when the peak value APH detected in the combustion state detection section is equal to or greater than a predetermined value and it is determined that the combustion state is stable, the effective peak value PMBT detected in the peak position detection section and the combustion state detection section The effective peak value PMBT detected in the peak position detection section is confirmed to be really effective based on whether or not the two are substantially the same.

更に、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTが最適点火時期(MBT)の燃焼時のピーク位置付近(例えばATDC5〜30℃A)であるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTが本当に有効か否かを確認する。或は、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTと燃焼状態検出区間内で検出したピーク位置とを比較して、両者がほぼ同じであるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTが本当に有効か否かを確認するようにしても良い。   Furthermore, the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is detected in the peak position detection section depending on whether or not the peak position at the time of combustion at the optimum ignition timing (MBT) is near (for example, ATDC 5 to 30 ° C.). It is confirmed whether or not the effective peak position WMBT is really effective. Alternatively, the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is compared with the peak position detected in the combustion state detection section, and it is detected in the peak position detection section depending on whether or not they are substantially the same. It is also possible to confirm whether or not the effective peak position WMBT is really effective.

エンジン制御回路34は、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTが本当に有効であることが確認されたときに、燃焼制御を許可し、確認されなければ、燃焼制御を禁止する。   The engine control circuit 34 permits the combustion control when it is confirmed that the effective peak value PMBT / effective peak position WMBT detected within the peak position detection section is really effective. Ban.

ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTは、筒内圧のピーク位置とほぼ一致する(図3参照)。有効ピーク位置WMBTが最適点火時期(MBT)のときに、燃焼状態が最適燃焼効率の状態になるので、有効ピーク位置WMBTが最適点火時期(MBT)よりも遅れている場合は、点火時期を進角して燃焼を早め、有効ピーク位置WMBTが最適点火時期(MBT)よりも早すぎる場合は、点火時期を遅角して燃焼を遅らせることで燃焼制御を行う。   The effective peak position WMBT detected in the peak position detection section substantially coincides with the peak position of the in-cylinder pressure (see FIG. 3). When the effective peak position WMBT is at the optimal ignition timing (MBT), the combustion state becomes the state of optimal combustion efficiency. Therefore, if the effective peak position WMBT is behind the optimal ignition timing (MBT), the ignition timing is advanced. If the effective peak position WMBT is too early than the optimum ignition timing (MBT), combustion control is performed by retarding the ignition timing and delaying combustion.

また、有効ピーク値PMBTは、筒内圧ピーク値ひいては燃焼温度ピーク値と相関関係があるため、有効ピーク値PMBTが低すぎる場合は、例えば燃焼期間を短くして内部EGRを減少させるように、バルブオーバーラップ量を小さくしたり、空燃比をリッチ化するように燃焼制御を行い、有効ピーク値PMBTが高すぎる場合は、例えば燃焼を緩慢にして内部EGRを増加させるように、バルブオーバーラップ量を大きくしたり、空燃比をリーン化することで燃焼制御を行う。   Further, since the effective peak value PMBT has a correlation with the in-cylinder pressure peak value and thus the combustion temperature peak value, if the effective peak value PMBT is too low, the valve is set so as to reduce the internal EGR by shortening the combustion period, for example. Combustion control is performed so that the overlap amount is reduced or the air-fuel ratio is enriched. If the effective peak value PMBT is too high, the valve overlap amount is increased to slow down the combustion and increase the internal EGR, for example. Combustion control is performed by enlarging or reducing the air-fuel ratio.

以上説明した有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTの検出処理と燃焼制御はエンジン制御回路34によって図4乃至図6の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。   The detection processing and combustion control of the effective peak value PMBT / effective peak position WMBT described above and the combustion control are executed by the engine control circuit 34 according to the routines shown in FIGS. The processing contents of these routines will be described below.

[イオン電流検出ルーチン]
図4のイオン電流検出ルーチンは、イオン電流検出信号のサンプリング周期(例えば10μs周期)で実行され、特許請求の範囲でいうピーク位置検出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ101で、失火等の燃焼状態を判定するための燃焼状態検出区間内(点火タイミング直後からATDC180℃Aまでの区間内)であるか否かを判定し、燃焼状態検出区間内でなければ、ステップ105に進み、燃焼状態検出区間終了タイミングであるか否かを判定し、燃焼状態検出区間終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
[Ion current detection routine]
The ion current detection routine of FIG. 4 is executed in the sampling period (for example, 10 μs period) of the ion current detection signal, and plays a role as a peak position detection means in the claims. When this routine is started, first, in step 101, it is determined whether or not it is within a combustion state detection section for determining a combustion state such as misfire (within a section from immediately after the ignition timing to ATDC 180 ° C.), If it is not within the combustion state detection section, the routine proceeds to step 105, where it is determined whether it is the combustion state detection section end timing, and if it is not the combustion state detection section end timing, this routine is ended as it is.

一方、上記ステップ101で、燃焼状態検出区間内と判定されれば、ステップ102に進み、RAMに記憶されている燃焼状態検出区間内の前回までのピーク値APHと今回のイオン電流検出信号のA/D変換値(以下「イオン電流検出値」という)ADiとを比較し、今回のイオン電流検出値ADiが前回までのピーク値APHよりも大きければ、ステップ103に進み、今回のイオン電流検出値ADiをピーク値APHとしてRAMに更新記憶する。これに対して、上記ステップ102で、今回のイオン電流検出値ADiが前回までのピーク値APHよりも小さいと判定されれば、上記ステップ103のピーク値APHの更新処理を行わない。   On the other hand, if it is determined in step 101 that the current state is within the combustion state detection section, the process proceeds to step 102, where the peak value APH and the current ion current detection signal A in the combustion state detection section stored in the RAM are measured. / D conversion value (hereinafter referred to as “ion current detection value”) ADi, and if the current ion current detection value ADi is larger than the previous peak value APH, the process proceeds to step 103 and the current ion current detection value. ADi is updated and stored in the RAM as the peak value APH. On the other hand, if it is determined in step 102 that the current ion current detection value ADi is smaller than the previous peak value APH, the update processing of the peak value APH in step 103 is not performed.

この後、ステップ104に進み、後述する図5の有効ピーク検出ルーチンを実行して、ピーク位置検出区間内で有効ピーク値PMBTと有効ピーク位置WMBTを検出する。この後、ステップ105に進み、燃焼状態検出区間の終了タイミングであるか否かを判定し、燃焼状態検出区間の終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。   Thereafter, the process proceeds to step 104, where an effective peak detection routine of FIG. 5 described later is executed to detect the effective peak value PMBT and the effective peak position WMBT within the peak position detection section. Thereafter, the routine proceeds to step 105, where it is determined whether or not it is the end timing of the combustion state detection section.

その後、燃焼状態検出区間終了タイミングになった時点で、上記ステップ105で「Yes」と判定されて、ステップ106に進み、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHが所定値C1よりも大きいか否かで、燃焼状態が安定しているか否かを判定し、ピーク値APHが所定値C1以下であれば、燃焼状態が不安定であると判断して、ステップ110に進み、燃焼制御を禁止する。   Thereafter, when the combustion state detection section end timing is reached, it is determined as “Yes” in step 105, and the process proceeds to step 106 where the peak value APH detected in the combustion state detection section is larger than the predetermined value C1. No, it is determined whether the combustion state is stable. If the peak value APH is equal to or less than the predetermined value C1, it is determined that the combustion state is unstable, and the routine proceeds to step 110 to prohibit combustion control. To do.

一方、上記ステップ106で、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHが所定値C1よりも大きいと判定されれば、燃焼状態が安定していると判断して、ステップ107に進み、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTと燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHとを比較して、両者の比がほぼ1であるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTが本来の有効なピーク値であるか否かを確認する。その結果、両者の比がほぼ1ではないと判定されれば、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTが本来の有効なピーク値ではないと判断して、ステップ110に進み、燃焼制御を禁止する。   On the other hand, if it is determined in step 106 that the peak value APH detected in the combustion state detection section is larger than the predetermined value C1, it is determined that the combustion state is stable, and the routine proceeds to step 107, where the peak position is determined. The effective peak value PMBT detected in the detection section is compared with the peak value APH detected in the combustion state detection section, and the effective value detected in the peak position detection section is determined by whether or not the ratio between the two is approximately 1. It is confirmed whether or not the peak value PMBT is an original effective peak value. As a result, if it is determined that the ratio between the two is not approximately 1, it is determined that the effective peak value PMBT detected in the peak position detection section is not the original effective peak value, the process proceeds to step 110, and combustion control is performed. Is prohibited.

これに対して、上記ステップ107で、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTと燃焼状態検出区間内で検出したピーク値APHとの比がほぼ1であると判定されれば、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTが本来の有効なピーク値であると判断して、ステップ108に進み、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTがATDC5〜30℃Aの範囲内(MBT付近)であるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTが本来の有効なピーク位置であるか否かを確認する。   On the other hand, if it is determined in step 107 that the ratio between the effective peak value PMBT detected in the peak position detection section and the peak value APH detected in the combustion state detection section is approximately 1, the peak position The effective peak value PMBT detected in the detection section is determined to be the original effective peak value, and the process proceeds to step 108 where the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is within the range of ATDC 5 to 30 ° C. Whether or not the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is the original effective peak position is confirmed based on whether or not (near MBT).

もし、このステップ108で、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTがATDC5〜30℃Aの範囲内と判定されれば、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTが本来の有効なピーク位置であると判断して、ステップ109に進み、燃焼制御を許可する。これに対して、上記ステップ108で、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置WMBTがATDC5〜30℃Aの範囲から外れていると判断されれば、検出した有効ピーク位置WMBTが本来の有効なピーク位置ではないと判断してステップ110に進み、燃焼制御を禁止する。   If it is determined in this step 108 that the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is within the range of ATDC 5 to 30 ° C., the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is originally effective. If it is determined that the peak position is correct, the routine proceeds to step 109, where combustion control is permitted. On the other hand, if it is determined in step 108 that the effective peak position WMBT detected in the peak position detection section is out of the range of ATDC 5 to 30 ° C., the detected effective peak position WMBT is the original effective. If it is determined that the peak position is not correct, the routine proceeds to step 110 where combustion control is prohibited.

[有効ピーク検出ルーチン]
図5の有効ピーク検出ルーチンは、図4のイオン電流検出ルーチンのステップ104で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうピーク位置検出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ201で、有効ピーク検出条件が成立しているか否かを判定する。ここで、有効ピーク検出条件は、MBTを検出可能な運転条件であることである。
[Effective peak detection routine]
The effective peak detection routine of FIG. 5 is a subroutine executed in step 104 of the ion current detection routine of FIG. 4 and plays a role as a peak position detection means in the claims. When this routine is started, first, in step 201, it is determined whether or not an effective peak detection condition is satisfied. Here, the effective peak detection condition is an operation condition capable of detecting MBT.

このステップ201で、有効ピーク検出条件が成立していないと判定されれば、以降の処理を行わずに本ルーチンを終了する。これに対して、有効ピーク検出条件が成立していると判定されれば、ステップ202に進み、ピーク位置検出区間内(TDCからATDC40℃Aまでの区間内)であるか否かを判定する。その結果、ピーク位置検出区間内ではないと判定されれば、ステップ211に進み、ピーク位置検出区間終了タイミングであるか否かを判定し、ピーク位置検出区間終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。   If it is determined in step 201 that the effective peak detection condition is not satisfied, this routine is terminated without performing the subsequent processing. On the other hand, if it is determined that the effective peak detection condition is satisfied, the routine proceeds to step 202, where it is determined whether or not it is within the peak position detection section (within the section from TDC to ATDC 40 ° C. A). As a result, if it is determined that it is not within the peak position detection section, the process proceeds to step 211 to determine whether or not it is the peak position detection section end timing. finish.

一方、上記ステップ202で、ピーク位置検出区間内であると判定されれば、ステップ203に進み、ピーク位置検出区間開始後のイオン電流検出値ADiのサンプリング回数をカウントし、次のステップ204で、サンプリング回数が1より大きいか否かで2回目以降のサンプリングが否かを判定する。その結果、ピーク位置検出区間開始後の1回目のサンプリングであると判定されれば、ステップ207に進み、RAMに記憶するピーク位置検出区間内のピーク値HPHとボトム値LBHの初期値としてそれぞれ今回のイオン電流検出値ADiをセットすると共に、ピーク位置カウンタNPHの初期値として「1」をセットして本ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 202 that the current position is within the peak position detection section, the process proceeds to step 203, where the number of samplings of the ion current detection value ADi after the start of the peak position detection section is counted, and in the next step 204, It is determined whether or not the second and subsequent samplings are based on whether or not the number of samplings is greater than one. As a result, if it is determined that it is the first sampling after the start of the peak position detection section, the process proceeds to step 207, where the peak value HPH and the bottom value LBH in the peak position detection section stored in the RAM are set as initial values. Is set as the initial value of the peak position counter NPH, and this routine is terminated.

これに対して、上記ステップ204で、2回目以降のサンプリングと判定されれば、ステップ205に進み、RAMに記憶されているピーク位置検出区間内の前回までのピーク値HPHと今回のイオン電流検出値ADiとを比較し、今回のイオン電流検出値ADiが前回までのピーク値HPHよりも大きければ、ステップ206に進み、現在のサンプリング回数をピーク位置カウンタNPHとして更新記憶すると共に、今回のイオン電流検出値ADiをピーク値HPHとしてRAMに更新記憶する。   On the other hand, if it is determined in the above step 204 that the sampling is the second or later, the process proceeds to step 205, where the peak value HPH up to the previous time in the peak position detection section stored in the RAM and the current ion current detection are detected. If the current ion current detection value ADi is larger than the previous peak value HPH, the process proceeds to step 206, where the current sampling count is updated and stored as the peak position counter NPH, and the current ion current The detected value ADi is updated and stored in the RAM as the peak value HPH.

一方、上記ステップ205で、今回のイオン電流検出値ADiが前回までのピーク値HPHよりも小さいと判定されれば、ステップ208に進み、RAMに記憶されているピーク位置検出区間内のピーク値HPHとボトム値LBHとの比が所定値C2よりも大きいか否かを判定する。その結果、ピーク値HPHとボトム値LBHとの比が所定値C2よりも大きいと判定されれば、ピーク値HPHはノイズではないと判断して、ステップ209に進み、ピーク値HPHを有効ピーク値PMBTとしてRAMに更新記憶する。もし、ピーク値HPHとボトム値LBHとの比が所定値C2以下であれば、ピーク値HPHはノイズの可能性があると判断して、上記ステップ209の有効ピーク値PMBTの更新処理は行わない。この後、ステップ210に進み、今回のイオン電流検出値ADiをボトム値LBHとしてRAMに更新記憶する。   On the other hand, if it is determined in step 205 that the current ion current detection value ADi is smaller than the peak value HPH up to the previous time, the process proceeds to step 208 and the peak value HPH in the peak position detection section stored in the RAM. It is determined whether the ratio of the bottom value LBH is greater than a predetermined value C2. As a result, if it is determined that the ratio between the peak value HPH and the bottom value LBH is greater than the predetermined value C2, it is determined that the peak value HPH is not noise, and the process proceeds to step 209, where the peak value HPH is converted to the effective peak value. Update and store in the RAM as PMBT. If the ratio between the peak value HPH and the bottom value LBH is equal to or less than the predetermined value C2, it is determined that the peak value HPH may be noise, and the update processing of the effective peak value PMBT in step 209 is not performed. . Thereafter, the process proceeds to step 210, and the current ion current detection value ADi is updated and stored in the RAM as the bottom value LBH.

この後、ステップ211に進み、ピーク位置検出区間の終了タイミングであるか否かを判定し、ピーク位置検出区間の終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。   Thereafter, the process proceeds to step 211, where it is determined whether it is the end timing of the peak position detection section. If it is not the end timing of the peak position detection section, this routine is ended as it is.

その後、ピーク位置検出区間終了タイミングになった時点で、上記ステップ211で、「Yes」と判定されて、ステップ212に進み、ピーク位置検出区間開始から終了時までのサンプリング回数をADEとして記憶すると共に、有効ピーク位置WMBTを次式により算出する。
WMBT=(NPH/ADE)×40℃A
ここで、NPHは、ステップ206でセットされたピーク位置カウンタの値である。また、40℃Aは、ピーク位置検出区間全体のクランク角度である。
Thereafter, when the peak position detection section end timing is reached, it is determined as “Yes” in step 211, and the process proceeds to step 212 where the number of samplings from the start to the end of the peak position detection section is stored as ADE. The effective peak position WMBT is calculated by the following equation.
WMBT = (NPH / ADE) × 40 ° C.
Here, NPH is the value of the peak position counter set in step 206. 40 ° C. is the crank angle of the entire peak position detection section.

[燃焼制御ルーチン]
図6の燃焼制御ルーチンは、エンジン制御周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ300で、図4のイオン電流検出ルーチンの処理結果に基づいて燃焼制御が許可されているか否かを判定し、燃焼制御が禁止されていれば、以降の処理を行うことなく本ルーチンを終了する。
[Combustion control routine]
The combustion control routine of FIG. 6 is executed at an engine control cycle. When this routine is started, it is first determined in step 300 whether or not combustion control is permitted based on the processing result of the ion current detection routine of FIG. 4, and if combustion control is prohibited, the subsequent steps are performed. This routine is terminated without performing any processing.

これに対して、ステップ300で、燃焼制御が許可されていると判定されれば、ステップ301に進み、現在のエンジン運転条件(例えばエンジン回転速度、負荷、点火時期、バルブタイミング等)を読み込み、次のステップ302で、現在のエンジン運転条件に応じた目標ピーク位置Θp 、点火時期制御値Θig、バルブタイミング制御値Vをマップ等により算出する。   On the other hand, if it is determined in step 300 that the combustion control is permitted, the process proceeds to step 301 where the current engine operating conditions (for example, engine speed, load, ignition timing, valve timing, etc.) are read, In the next step 302, the target peak position Θp, the ignition timing control value Θig, and the valve timing control value V corresponding to the current engine operating conditions are calculated using a map or the like.

この後、ステップ303に進み、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置WMBTとの偏差ΔΘp を算出する。
ΔΘp =Θp −WMBT
ここで、有効ピーク位置WMBTは、図5の有効ピーク検出ルーチンによりピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置である。
Thereafter, the process proceeds to step 303, and a deviation ΔΘp between the target peak position Θp and the effective peak position WMBT is calculated.
ΔΘp = Θp -WMBT
Here, the effective peak position WMBT is an effective peak position detected in the peak position detection section by the effective peak detection routine of FIG.

そして、次のステップ304で、エンジン制御値のフィードバック制御(例えばノックフィードバック制御、バルブタイミングフィードバック制御)がいずれも停止されているか否かを判定し、いずれかのフィードバック制御が実行されていれば、ステップ305に進み、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置WMBTとの偏差ΔΘp を用いてノック進角ガード値Θg とバルブタイミング制御ガード値Vg を次式により補正する。
Θg =Θg +ΔΘp /K2
Vg =Vg +ΔΘp /K3
ここで、K2 、K3 は、係数である。
Then, in the next step 304, it is determined whether or not feedback control of the engine control value (for example, knock feedback control, valve timing feedback control) is stopped, and if any feedback control is executed, Proceeding to step 305, using the deviation ΔΘp between the target peak position Θp and the effective peak position WMBT, the knock advance guard value Θg and the valve timing control guard value Vg are corrected by the following equations.
Θg = Θg + ΔΘp / K2
Vg = Vg + ΔΘp / K3
Here, K2 and K3 are coefficients.

例えば、有効ピーク位置WMBTがMBTよりも遅れている場合は、点火時期ガード値Θg をΔΘp /K2 だけ進角して燃焼を早め、反対に、有効ピーク位置WMBTがMBTよりも早すぎる場合は、点火時期ガード値Θg をΔΘp /K2 だけを遅角して燃焼を遅らせる。同様に、有効ピーク位置WMBTがMBTよりも遅れている場合は、バルブタイミング制御ガード値Vg をΔΘp /K3 だけ進角してバルブオーバーラップ量(内部EGR量)を小さくし、反対に、有効ピーク位置WMBTがMBTよりも早すぎる場合は、バルブタイミング制御ガード値Vg をΔΘp /K2 だけを遅角してバルブオーバーラップ量(内部EGR量)を大きくする。この他、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置WMBTとの偏差ΔΘp に応じて空燃比を補正するようにしても良い。   For example, when the effective peak position WMBT is behind the MBT, the ignition timing guard value Θg is advanced by ΔΘp / K2 to accelerate combustion, and conversely, when the effective peak position WMBT is too early than the MBT, The ignition timing guard value Θg is retarded by ΔΘp / K2 to retard combustion. Similarly, when the effective peak position WMBT is behind the MBT, the valve timing control guard value Vg is advanced by ΔΘp / K3 to reduce the valve overlap amount (internal EGR amount). When the position WMBT is too early than the MBT, the valve timing control guard value Vg is retarded by ΔΘp / K2 to increase the valve overlap amount (internal EGR amount). In addition, the air-fuel ratio may be corrected according to the deviation ΔΘp between the target peak position Θp and the effective peak position WMBT.

一方、上記ステップ304で、エンジン制御値のフィードバック制御が全て停止されていると判定されれば、ステップ306に進み、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置WMBTとの偏差ΔΘp が所定値Co よりも大きいか否かを判定する。その結果、偏差ΔΘp が所定値Co よりも大きいと判定されれば、ステップ307に進み、点火時期制御値ΘigをΔΘp /K1 だけを遅角補正して(ここでK1 は係数)、有効ピーク位置WMBTを目標ピーク位置Θp に近付ける。   On the other hand, if it is determined in step 304 that all feedback control of the engine control value is stopped, the process proceeds to step 306, where the deviation ΔΘp between the target peak position Θp and the effective peak position WMBT is larger than the predetermined value Co. It is determined whether or not. As a result, if it is determined that the deviation ΔΘp is larger than the predetermined value Co, the routine proceeds to step 307, where the ignition timing control value Θig is retarded by ΔΘp / K1 (where K1 is a coefficient), and the effective peak position The WMBT is brought close to the target peak position Θp.

また、上記ステップ306で、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置WMBTとの偏差ΔΘp が所定値Co 以下と判定されれば、点火時期がMBT付近に制御されていると判断して、ステップ308に進み、図5の有効ピーク検出ルーチンによりピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値PMBTが所定値Po よりも小さいか否かで、燃焼温度が低い緩慢な燃焼状態であるか否かを判定する。その結果、有効ピーク値PMBTが所定値Po よりも小さいと判定されれば、燃焼温度が低い緩慢な燃焼状態であると判断して、ステップ309に進み、バルブタイミング制御値Vを所定量ΔVだけ補正してバルブオーバーラップ量(内部EGR量)を小さくすることで、燃焼を早める。   If it is determined in step 306 that the deviation ΔΘp between the target peak position Θp and the effective peak position WMBT is equal to or less than the predetermined value Co, it is determined that the ignition timing is controlled near the MBT, and the process proceeds to step 308. Whether or not the combustion state is a slow combustion state with a low combustion temperature is determined based on whether or not the effective peak value PMBT detected in the peak position detection section by the effective peak detection routine of FIG. 5 is smaller than the predetermined value Po. As a result, if it is determined that the effective peak value PMBT is smaller than the predetermined value Po, it is determined that the combustion temperature is low and the combustion state is low, and the routine proceeds to step 309, where the valve timing control value V is increased by the predetermined amount ΔV. Correction is made to reduce the valve overlap amount (internal EGR amount), thereby speeding up combustion.

これに対して、上記ステップ308で、有効ピーク値PMBTが所定値Po 以上と判定されれば、燃焼温度が高く、適度な早さで燃焼していると判断して、バルブタイミング制御値Vを補正せずに本ルーチンを終了する。   On the other hand, if it is determined in step 308 that the effective peak value PMBT is greater than or equal to the predetermined value Po, it is determined that the combustion temperature is high and combustion is being performed at an appropriate speed, and the valve timing control value V is set to This routine is terminated without correction.

以上説明した本実施例によれば、筒内圧のピーク位置(MBT)を含むように設定されたピーク位置検出区間内で検出した複数のピーク位置のうち、最終のピーク位置が有効なピーク位置となることに着目して、ピーク位置検出区間内で検出した複数のピーク位置のうち、最終のピーク位置を有効ピーク位置WMBTとして検出するようにしたので、簡単な手法でイオン電流検出信号の有効ピーク位置WMBTを精度良く検出することができ、検出精度向上の要求を低コストで満たすことができる。   According to the present embodiment described above, the final peak position among the plurality of peak positions detected in the peak position detection section set to include the peak position (MBT) of the in-cylinder pressure is the effective peak position. Since the final peak position is detected as the effective peak position WMBT among a plurality of peak positions detected within the peak position detection section, the effective peak of the ion current detection signal can be detected with a simple method. The position WMBT can be detected with high accuracy, and the demand for improved detection accuracy can be satisfied at a low cost.

しかも、本実施例では、ピーク位置検出区間内でピーク値・ピーク位置を検出する毎にエンジン制御回路34のRAMに有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTを更新記憶することで、ピーク位置検出区間内の最終のピーク・ピーク位置を有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTとしてRAMに更新記憶するようにしたので、ピーク位置検出区間中の全てのサンプリングデータを記憶する必要がなく、前述した特許文献2と比べて、かなり少ないメモリ容量で有効ピーク値PMBT・有効ピーク位置WMBTを検出することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。   Moreover, in this embodiment, every time the peak value / peak position is detected within the peak position detection section, the effective peak value PMBT / effective peak position WMBT is updated and stored in the RAM of the engine control circuit 34, so that the peak position detection section In the RAM, the last peak / peak position is updated and stored in the RAM as the effective peak value PMBT / effective peak position WMBT, so it is not necessary to store all the sampling data in the peak position detection section. The effective peak value PMBT / effective peak position WMBT can be detected with a considerably smaller memory capacity than in the case of 2, and the demand for cost reduction can be satisfied.

尚、本実施例は、燃焼情報検出手段としてイオン電流検出回路35を用いて、イオン電流を燃焼情報として検出するシステムに本発明を適用した実施例であるが、燃焼情報検出手段として筒内圧センサを用いて、筒内圧を燃焼情報として検出するシステムに本発明を適用して実施しても良い。   The present embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a system that detects ion current as combustion information using an ion current detection circuit 35 as combustion information detection means. The present invention may be applied to a system that detects in-cylinder pressure as combustion information using

本発明の一実施例における点火制御系とイオン電流検出回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the ignition control system and ion current detection circuit in one Example of this invention. 点火信号、燃焼状態検出区間、ピーク位置検出区間、イオン電流検出波形の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of an ignition signal, a combustion state detection area, a peak position detection area, and an ion current detection waveform. イオン電流検出波形と筒内圧検出波形との関係を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the relationship between an ion current detection waveform and an in-cylinder pressure detection waveform. イオン電流検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of an ion current detection routine. 有効ピーク検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of an effective peak detection routine. 燃焼制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of a combustion control routine.

符号の説明Explanation of symbols

21…点火コイル、22…一次コイル、23…バッテリ、24…イグナイタ、25…パワートランジスタ、26…二次コイル、27…点火プラグ、31…イオン電流検出抵抗、33…反転増幅回路、34…エンジン制御回路(ピーク位置検出手段)、35…イオン電流検出回路(燃焼情報検出手段)、36…中心電極、37…接地電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Ignition coil, 22 ... Primary coil, 23 ... Battery, 24 ... Igniter, 25 ... Power transistor, 26 ... Secondary coil, 27 ... Spark plug, 31 ... Ion current detection resistor, 33 ... Inversion amplification circuit, 34 ... Engine Control circuit (peak position detection means), 35 ... ion current detection circuit (combustion information detection means), 36 ... center electrode, 37 ... ground electrode

Claims (8)

内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、
前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された検出区間内で複数のピーク位置を検出したときに最終のピーク位置を有効なピーク位置とすることを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
An internal combustion engine comprising combustion information detection means for outputting a signal corresponding to ions or in-cylinder pressure generated by combustion of an air-fuel mixture of an internal combustion engine, and peak position detection means for detecting a peak position of an output signal of the combustion information detection means In the engine combustion determination device,
The internal combustion engine combustion determination device, wherein the peak position detection means sets the final peak position as an effective peak position when a plurality of peak positions are detected within a detection section set for each combustion.
前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された検出区間内でピーク位置を検出する毎に該ピーク位置を記憶手段に更新記憶することで最終のピーク位置を有効なピーク位置として該記憶手段に更新記憶することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃焼判定装置。   The peak position detection means updates and stores the peak position in the storage means every time the peak position is detected within the detection section set for each combustion, whereby the final peak position is stored in the storage means as an effective peak position. The combustion determination device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion determination device is updated and stored. 内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、
前記ピーク位置検出手段は、前記燃焼情報検出手段の出力信号の変化量が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きな変化量のピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出することを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
An internal combustion engine comprising combustion information detection means for outputting a signal corresponding to ions or in-cylinder pressure generated by combustion of an air-fuel mixture of an internal combustion engine, and peak position detection means for detecting a peak position of an output signal of the combustion information detection means In the engine combustion determination device,
The peak position detecting means ignores a peak whose change amount of the output signal of the combustion information detecting means is a predetermined value or less, and detects an effective peak position from positions where a peak of a larger change amount occurs. A combustion determination apparatus for an internal combustion engine characterized by the above.
前記ピーク位置検出手段は、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値とボトム値を検出する手段を有し、そのピーク値とボトム値との差又は比が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きなピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の燃焼判定装置。   The peak position detecting means has means for detecting a peak value and a bottom value of an output signal of the combustion information detecting means, ignoring a peak whose difference or ratio between the peak value and the bottom value is a predetermined value or less, The combustion determination device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein an effective peak position is detected from positions where a larger peak is generated. 前記ピーク位置検出手段は、複数のピーク位置の中から最終のピーク位置を有効なピーク位置とすることを特徴とする請求項3又は4に記載の内燃機関の燃焼判定装置。   5. The combustion determination device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the peak position detection unit sets a final peak position as an effective peak position among a plurality of peak positions. 6. 前記ピーク位置検出手段で検出した有効なピーク位置と該有効なピーク位置における信号ピーク値とに基づいて内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の内燃機関の燃焼判定装置。   2. A combustion state determination unit for determining a combustion state of an internal combustion engine based on an effective peak position detected by the peak position detection unit and a signal peak value at the effective peak position. The combustion determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5. 内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、
前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された燃焼状態検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び/又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内において最適点火時期の燃焼時のピーク位置を含むピーク位置検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び/又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置と前記ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置とを比較して該ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び/又はピーク位置が有効か否かを判定する手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
An internal combustion engine comprising combustion information detection means for outputting a signal corresponding to ions or in-cylinder pressure generated by combustion of an air-fuel mixture of an internal combustion engine, and peak position detection means for detecting a peak position of an output signal of the combustion information detection means In the engine combustion determination device,
The peak position detecting means includes means for detecting a peak value and / or peak position of an output signal of the combustion information detecting means within a combustion state detecting section set for each combustion, and optimum ignition within the combustion state detecting section. Means for detecting a peak value and / or peak position of the output signal of the combustion information detecting means within a peak position detecting section including a peak position at the time of combustion, and a peak value detected within the combustion state detecting section and / or Or means for comparing the peak position and the peak value and / or peak position detected in the peak position detection section to determine whether the peak value and / or peak position detected in the peak position detection section is valid. A combustion determination apparatus for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、
最適点火時期の燃焼時のピーク位置を含む検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び/又はピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
前記ピーク位置検出手段で検出したピーク値及び/又はピーク位置が予め設定した有効範囲内にあるときに該ピーク値及び/又はピーク位置に基づいて内燃機関の制御値及び/又は該制御値のフィードバック制御範囲を補正して燃焼状態を適正化する燃焼制御手段と を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
Combustion information detection means for outputting a signal corresponding to ions or in-cylinder pressure generated by combustion of an air-fuel mixture of an internal combustion engine;
A peak position detecting means for detecting a peak value and / or a peak position of an output signal of the combustion information detecting means within a detection section including a peak position at the time of combustion at an optimal ignition timing;
When the peak value and / or peak position detected by the peak position detection means is within a preset effective range, the control value of the internal combustion engine and / or feedback of the control value based on the peak value and / or peak position Combustion control means that corrects the control range and optimizes the combustion state. A combustion determination device for an internal combustion engine, comprising:
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