JP2009203938A - Control device and control method of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グロープラグ一体型筒内圧センサを用いた内燃機関の制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and control method for an internal combustion engine using a glow plug integrated cylinder pressure sensor.
圧縮点火方式の内燃機関において、燃料のセタン価を推測したり、失火を検出したり、あるいは低NOX燃焼を実現するため、筒内圧センサを用いて着火時期の制御を行うことが実用化されつつある。また、圧縮点火方式の内燃機関においては火花点火方式の内燃機関のような点火プラグが不要であるものの、代わりにグロープラグや直噴形式の燃料噴射弁を吸排気弁およびこれらの動弁機構などと共にシリンダヘッドに組み込む必要がある。このため、特に吸排気弁をそれぞれ複数本具えた多弁構造の圧縮点火方式の内燃機関においては、上述した筒内圧センサを取り付けるためのスペースを確保することが極めて困難となってしまう。 In an internal combustion engine of the compression ignition type, or to guess the cetane number of the fuel, or to detect the misfire, or to achieve a low NO X combustion, it is practical to control the ignition timing using the cylinder pressure sensor It's getting on. In addition, although a spark ignition type internal combustion engine does not require a spark plug in a compression ignition type internal combustion engine, instead of a glow plug or a direct injection type fuel injection valve, an intake / exhaust valve and a valve mechanism thereof At the same time, it must be incorporated into the cylinder head. For this reason, particularly in a compression ignition type internal combustion engine having a plurality of intake and exhaust valves, it is extremely difficult to secure a space for mounting the above-described in-cylinder pressure sensor.
そこで、グロープラグと筒内圧センサとを一体化してグロープラグの装着位置をそのまま筒内圧センサの装着位置とすることにより、筒内圧センサの取り付けスペースに関する制約上の問題を克服した技術が特許文献1にて提案されている。このグロープラグ一体型筒内圧センサは、燃焼室に臨む筒内圧センサの受圧部をヒータエレメントが内部に収容されたグロープラグの発熱チューブにて構成したものである。従って、受圧部であるグロープラグの発熱チューブは、燃焼室内の圧力変動に伴って変位し、この変位が圧電素子などを用いて検出されるようになっている。
Accordingly,
グロープラグ一体型筒内圧センサを収容するためのシリンダヘッドに形成された装着孔は、細長い発熱チューブを取り囲んでこれを燃焼室に臨ませる小径部と、グロープラグ一体型筒内圧センサのケーシングを収容する大径部と、これら小径部と大径部とを接続する段部とを有する。この段部にはケーシングの先端部が緊密に当接し、これによって小径部および燃焼室側を密閉状態に保持している。 The mounting hole formed in the cylinder head for accommodating the glow plug integrated cylinder pressure sensor accommodates a small diameter portion surrounding the elongated heat generating tube and facing the combustion chamber, and the casing of the glow plug integrated cylinder pressure sensor. And a step portion connecting the small diameter portion and the large diameter portion. The tip of the casing is in close contact with the stepped portion, thereby holding the small diameter portion and the combustion chamber side in a sealed state.
グロープラグ一体型筒内圧センサが装着される圧縮点火方式の内燃機関においては、EGRガス中に含まれる炭素微粒子や炭化水素などの炭素化合物に代表されるPM(Particulate Matter)などのデポジットが燃焼室内に混入するため、このデポジットの一部が発熱チューブと装着孔の小径部との間にも入り込み、発熱チューブの表面や小径部の内壁に付着堆積してしまう可能性がある。デポジットが発熱チューブの表面や小径部の内壁に付着堆積すると、これが受圧部の摺動抵抗となり、その円滑な変位を損なって検出される圧力変化にヒステリシスを生じさせる場合がある。このような場合、筒内圧センサとしての特性が変化して燃焼室の圧力変化を正確に検出することができなくなり、内燃機関の燃焼制御を行う際に種々の問題を生ずる可能性がある。 In an internal combustion engine of the compression ignition type glow plug integrated cylinder pressure sensor is mounted, the deposit such as PM (P articulate M atter) typified by carbon compounds such as carbon fine particles and hydrocarbons contained in the EGR gas Since it is mixed in the combustion chamber, a part of this deposit may also enter between the heat generating tube and the small diameter portion of the mounting hole and adhere and accumulate on the surface of the heat generating tube and the inner wall of the small diameter portion. If the deposit adheres to and accumulates on the surface of the heat generating tube or the inner wall of the small diameter portion, this becomes the sliding resistance of the pressure receiving portion, which may impair the smooth displacement and cause hysteresis in the detected pressure change. In such a case, the characteristics of the in-cylinder pressure sensor change, so that the change in pressure in the combustion chamber cannot be detected accurately, and various problems may occur when performing combustion control of the internal combustion engine.
圧縮点火内燃機関においては、アクセル開度が0となる車両の減速中に燃料の供給を停止するため、この時にグロープラグに通電して発熱チューブを加熱することにより、発熱チューブの表面に付着したデポジットを酸化させて除去することが可能である。このような観点から、デポジットの付着堆積によるグロープラグ一体型筒内圧センサの検出値のヒステリシスを把握し、これを除去することが有効である。 In a compression ignition internal combustion engine, the supply of fuel is stopped during deceleration of the vehicle when the accelerator opening is 0. At this time, the glow plug is energized to heat the heat generating tube and adhere to the surface of the heat generating tube. It is possible to oxidize and remove the deposit. From this point of view, it is effective to grasp the hysteresis of the detection value of the glow plug integrated cylinder pressure sensor due to deposit adhesion and to remove this.
本発明の目的は、グロープラグ一体型筒内圧センサが組み込まれた内燃機関の制御装置および制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device and a control method for an internal combustion engine in which a glow plug integrated cylinder pressure sensor is incorporated.
本発明の第1の形態は、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するための筒内圧センサの受圧部がグロープラグのヒータエレメントを内部に収容した発熱チューブにて構成されたグロープラグ一体型筒内圧センサと、内燃機関が所定の運転状態の場合、予め設定された筒内圧の基準波形に対して前記グロープラグ一体型筒内圧センサにより検出される筒内圧の実波形のヒステリシスを算出するヒステリシス算出部と、このヒステリシス算出部にて算出されたヒステリシスを予め設定された第1の閾値と比較するグロープラグ駆動判定用比較部と、このグロープラグ駆動判定用比較部での比較結果に基づいて前記ヒータエレメントに対する通電を制御するヒータ通電制御部とを具えたことを特徴とする内燃機関の制御装置にある。 According to a first aspect of the present invention, a glow plug-integrated cylinder in which a pressure receiving portion of a cylinder pressure sensor for detecting the pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine is constituted by a heat generating tube in which a glow plug heater element is housed. Hysteresis calculation that calculates the hysteresis of the actual waveform of the in-cylinder pressure detected by the glow plug-integrated in-cylinder pressure sensor with respect to a preset reference waveform of the in-cylinder pressure when the internal pressure sensor and the internal combustion engine are in a predetermined operating state And a glow plug drive determination comparison unit that compares the hysteresis calculated by the hysteresis calculation unit with a preset first threshold, and the comparison result of the glow plug drive determination comparison unit A control device for an internal combustion engine, comprising: a heater energization control unit that controls energization of the heater element.
本発明においては、内燃機関が所定の運転状態の場合、予め設定された筒内圧の基準波形に対してグロープラグ一体型筒内圧センサにより検出される筒内圧の実波形のヒステリシスがヒステリシス算出部にて算出される。次に、このヒステリシス算出部にて算出されたヒステリシスがグロープラグ駆動判定用比較部にて予め設定された第1の閾値と比較される。ヒータ通電制御部は、このグロープラグ駆動判定用比較部での比較結果に基づき、ヒータエレメントに対する通電を制御する。 In the present invention, when the internal combustion engine is in a predetermined operating state, the hysteresis of the actual waveform of the in-cylinder pressure detected by the glow plug-integrated in-cylinder pressure sensor with respect to a preset reference waveform of the in-cylinder pressure is generated in the hysteresis calculation unit. Is calculated. Next, the hysteresis calculated by the hysteresis calculator is compared with a first threshold value set in advance by the glow plug drive determination comparator. The heater energization control unit controls energization to the heater element based on the comparison result in the glow plug drive determination comparison unit.
本発明の第1の形態による内燃機関の制御装置において、ヒータ通電制御部は、算出されたヒステリシスが第1の閾値よりも大きいとグロープラグ駆動判定用比較部が判定した場合、ヒータエレメントに対して通電を行うものであってよい。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the heater energization control unit applies the heater element to the heater element when the glow plug drive determination comparison unit determines that the calculated hysteresis is greater than the first threshold value. May be used to energize.
ヒータ通電制御部によりヒータエレメントに対して通電を行った後に最初にヒステリシス算出部にて再び算出されるヒステリシスを予め設定された第2の閾値と比較するセンサ故障判定用比較部をさらに具えることができる。 A sensor failure determination comparison unit that compares the hysteresis calculated again by the hysteresis calculation unit with the second threshold value set in advance after the heater element is energized by the heater energization control unit; Can do.
グロープラグ一体型筒内圧センサが内燃機関の各気筒毎に配され、ヒータ通電制御部によりヒータエレメントに対して通電を行った後にヒステリシス算出部にて再び算出される各気筒毎のヒステリシスを相互に比較する燃料供給系故障判定用比較部をさらに具えることができる。 A glow plug integrated in-cylinder pressure sensor is arranged for each cylinder of the internal combustion engine. After the heater energization control unit energizes the heater element, the hysteresis calculation unit recalculates the hysteresis for each cylinder. A fuel supply system failure determination comparator for comparison may be further provided.
ヒータ通電制御部は、グロープラグ駆動判定用比較部での比較結果に加えて内燃機関の運転状態に基づいてヒータエレメントに対する通電を制御するものであり、このヒータ通電制御部によりヒータエレメントに対して通電を行った後に内燃機関の低位発熱量を算出する低位発熱量算出部と、この低位発熱量算出部にて算出された低位発熱量に基づいて失火の有無を判定する失火判定部とをさらに具えることができる。この場合、ヒータ通電制御部は、算出されたヒステリシスが第1の閾値よりも大きいとグロープラグ駆動判定用比較部が判定し、かつ内燃機関が低負荷の運転状態の場合、ヒータエレメントに対して通電を行うものであってよい。また、失火判定部での判定結果に基づいて内燃機関の内燃機関の運転条件を変更する運転条件変更部をさらに具えることができる。 The heater energization control unit controls the energization of the heater element based on the operation state of the internal combustion engine in addition to the comparison result in the glow plug drive determination comparison unit. The heater energization control unit controls the heater element. A lower heating value calculation unit that calculates a lower heating value of the internal combustion engine after energization, and a misfire determination unit that determines the presence or absence of misfire based on the lower heating value calculated by the lower heating value calculation unit Can be prepared. In this case, the heater energization control unit determines that the calculated hysteresis is larger than the first threshold value, and the glow plug drive determination comparison unit determines that the heater element is in a low-load operation state. It may be one that conducts electricity. In addition, it is possible to further include an operation condition changing unit that changes the operation condition of the internal combustion engine of the internal combustion engine based on the determination result in the misfire determination unit.
本発明の第2の形態は、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するための筒内圧センサの受圧部がグロープラグのヒータエレメントを内部に収容した発熱チューブにて構成されたグロープラグ一体型筒内圧センサを用いた内燃機関の制御方法であって、内燃機関が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が所定の運転状態の場合、予め設定された筒内圧の基準波形に対して実際に検出される筒内圧の実波形のヒステリシスを算出するステップと、算出されたヒステリシスを予め設定された第1の閾値と比較するステップと、この比較結果に基づいて前記ヒータエレメントに対する通電を制御するステップとを具えたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, a glow plug-integrated cylinder in which a pressure receiving portion of a cylinder pressure sensor for detecting a pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine is configured by a heat generating tube in which a heater element of the glow plug is accommodated. A method for controlling an internal combustion engine using an internal pressure sensor, the step of determining whether or not the internal combustion engine is in a predetermined operating state, and a reference of a preset in-cylinder pressure when the internal combustion engine is in a predetermined operating state A step of calculating a hysteresis of the actual waveform of the in-cylinder pressure actually detected with respect to the waveform, a step of comparing the calculated hysteresis with a first threshold value set in advance, and the heater element based on the comparison result And a step of controlling the energization to.
本発明の第2の形態による内燃機関の制御方法において、ヒータエレメントに対する通電を制御するステップは、算出されたヒステリシスが第1の閾値よりも大きい場合、ヒータエレメントに対して通電を行うものであってよい。 In the internal combustion engine control method according to the second aspect of the present invention, the step of controlling energization to the heater element energizes the heater element when the calculated hysteresis is larger than the first threshold value. It's okay.
ヒータエレメントに対して通電を行った後に最初に算出されるヒステリシスを予め設定された第2の閾値と比較するステップと、この比較結果に基づいてグロープラグ一体型センサの故障の有無を判定するステップとをさらに具え、グロープラグ一体型センサの故障の有無を判定するステップは、算出されたヒステリシスが予め設定された第2の閾値よりも大きい場合、グロープラグ一体型センサが故障していると判定するものであってよい。 A step of comparing a hysteresis calculated first after energizing the heater element with a second threshold value set in advance, and a step of determining the presence or absence of a failure of the glow plug integrated sensor based on the comparison result And determining whether or not the glow plug integrated sensor has failed is determined that the glow plug integrated sensor has failed if the calculated hysteresis is greater than a preset second threshold value. It may be.
グロープラグ一体型筒内圧センサが内燃機関の各気筒毎に配され、ヒータエレメントに対して通電を行った後に最初に算出される各気筒毎のヒステリシスを相互に比較するステップと、この比較結果に基づいて燃料噴射系の異常の有無を判定するステップとをさらに具えることができる。この場合、燃料噴射系の異常の有無を判定するステップは、何れか1つの気筒におけるヒステリシスが他の残りの気筒におけるヒステリシスよりも所定値以上異なっている場合、この1つの気筒に対する燃料噴射系が異常であると判定するものであってよい。 A step of comparing the hysteresis of each cylinder, which is calculated first after energizing the heater element, is provided for each cylinder of the internal combustion engine, and a comparison result is obtained. And determining whether there is an abnormality in the fuel injection system based on the above. In this case, the step of determining whether or not there is an abnormality in the fuel injection system is performed when the hysteresis in any one cylinder is different from the hysteresis in the other remaining cylinders by a predetermined value or more, the fuel injection system for this one cylinder is It may be determined to be abnormal.
ヒータエレメントに対する通電を制御するステップは、算出されたヒステリシスと第1の閾値との比較結果に加え、内燃機関の運転状態に基づいてなされ、ヒータエレメントに対して通電を行った後に内燃機関における低位発熱量を算出するステップと、算出された低位発熱量に基づいて失火の有無を判定するステップとをさらに具えることができる。この場合、ヒータエレメントに対する通電を制御するステップは、算出されたヒステリシスが第1の閾値よりも大きく、かつ内燃機関が低負荷の運転状態の場合、ヒータエレメントに対して通電を行うものであってよい。 The step of controlling energization to the heater element is performed based on the operation state of the internal combustion engine in addition to the comparison result between the calculated hysteresis and the first threshold value. The method may further include a step of calculating a calorific value and a step of determining the presence or absence of misfire based on the calculated lower calorific value. In this case, the step of controlling energization to the heater element energizes the heater element when the calculated hysteresis is larger than the first threshold and the internal combustion engine is in a low-load operation state. Good.
失火の有無の判定結果に基づいて内燃機関の内燃機関の運転条件を変更し得るステップをさらに具えることができる。 The method may further include a step of changing the operating condition of the internal combustion engine of the internal combustion engine based on the determination result of the presence or absence of misfire.
本発明によると、内燃機関が所定の運転状態の場合、予め設定された筒内圧の基準波形に対して実際に検出される筒内圧の実波形のヒステリシスを算出してこれを予め設定された第1の閾値と比較し、この比較結果に基づいてヒータエレメントに対する通電を制御するようにしたので、算出されたヒステリシスが第1の閾値よりも大きい場合、ヒータエレメントに対して通電を行うことにより、受圧部に付着したデポジットを分解して除去することができる。これにより、グロープラグ一体型筒内圧センサによる検出値の信頼性を長期間に亙って維持することができる。 According to the present invention, when the internal combustion engine is in a predetermined operating state, the hysteresis of the actual waveform of the in-cylinder pressure actually detected with respect to the preset reference waveform of the in-cylinder pressure is calculated and this is set in advance. Compared with the threshold value of 1 and controlled the energization to the heater element based on the comparison result, when the calculated hysteresis is larger than the first threshold value, by energizing the heater element, Deposits adhering to the pressure receiving portion can be disassembled and removed. Thereby, the reliability of the detection value by the glow plug integrated cylinder internal pressure sensor can be maintained over a long period of time.
ヒータエレメントに対して通電を行った後、最初に算出されるヒステリシスを予め設定された第2の閾値と比較し、この比較結果に基づいてグロープラグ一体型センサの故障の有無を判定するようにした場合、算出されたヒステリシスが予め設定された第2の閾値よりも大きい時にはグロープラグ一体型センサが故障していると判定することができる。 After energizing the heater element, the initially calculated hysteresis is compared with a preset second threshold value, and the presence / absence of a failure of the glow plug integrated sensor is determined based on the comparison result. In this case, when the calculated hysteresis is larger than the second threshold value set in advance, it can be determined that the glow plug integrated sensor has failed.
グロープラグ一体型筒内圧センサを内燃機関の各気筒毎に配し、ヒータエレメントに対して通電を行った後に最初に算出される各気筒毎のヒステリシスを相互に比較し、この比較結果に基づいて燃料噴射系の異常の有無を判定するようにした場合、何れか1つの気筒におけるヒステリシスが他の残りの気筒におけるヒステリシスよりも所定値以上異なっている時にはこの1つの気筒に対する燃料噴射系が異常であると判定することができる。 A glow plug integrated in-cylinder pressure sensor is arranged for each cylinder of the internal combustion engine, and the hysteresis calculated for each cylinder first calculated after energizing the heater element is compared with each other. When it is determined whether there is an abnormality in the fuel injection system, when the hysteresis in any one cylinder is different from the hysteresis in the other remaining cylinders by a predetermined value or more, the fuel injection system for this one cylinder is abnormal. It can be determined that there is.
算出されたヒステリシスと予め設定された第1の閾値との比較結果および内燃機関の運転状態に基づき、ヒータエレメントに対して通電を行って内燃機関の低位発熱量を算出するようにした場合、失火の有無を判定することができる。さらに、この失火の有無の判定結果に基づいて内燃機関の内燃機関の運転条件を変更し得るようにした場合、失火の発生を回避して安定した内燃機関の運転を行うことができる。 If the heater element is energized to calculate the lower heating value of the internal combustion engine based on the comparison result between the calculated hysteresis and the first threshold value set in advance and the operating state of the internal combustion engine, a misfire may occur. The presence or absence of can be determined. Further, when the operation condition of the internal combustion engine of the internal combustion engine can be changed based on the determination result of the presence or absence of misfire, it is possible to avoid the occurrence of misfire and to stably operate the internal combustion engine.
本発明の実施形態について、図1〜図7を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、必要に応じてこれらをさらに組み合わせたり、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. 7, but the present invention is not limited to these embodiments, and these may be further combined as necessary or belong to the spirit of the present invention. It can be applied to any other technology.
本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図1に示し、このエンジンシステムにおける制御ブロックを図2に示す。本実施形態におけるエンジン10は、燃料である軽油を燃料噴射弁11から圧縮状態にある燃焼室12内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火式の多気筒内燃機関であるが、本実施形態ではこれが単気筒の内燃機関であってもかまわない。このエンジン10には、通常、排気通路13内を流れる排気の一部を吸気通路14内に導く図示しない排気還流(EGR)装置と、排気通路13内を流れる排気の運動エネルギーを利用して燃焼室12への過給を行う図示しないターボ過給機とが組み込まれている。
The concept of the engine system in this embodiment is shown in FIG. 1, and the control block in this engine system is shown in FIG. The
燃焼室12にそれぞれ臨む吸気ポート15および排気ポート16が形成されたシリンダヘッド17には、吸気ポート15を開閉する吸気弁18および排気ポート16を開閉する排気弁19を含む図示しない動弁機構などが組み込まれている。また、このシリンダヘッド17にはこれら吸気弁18および排気弁19に挟まれるように燃焼室12の上端中央に臨む先の燃料噴射弁11も取り付けられている。本実施形態における動弁機構は、エンジン10の運転状態に応じて吸気弁18および排気弁19の開閉タイミングを変更し得るものであるが、これらの開閉タイミングが固定されたものであってもよい。
The
排気ポート16に連通するようにシリンダヘッド17に連結されて排気ポート16と共に排気通路13を画成する排気管20の途中には、排気中に含まれる有害成分を無害化させるための酸化触媒21などが組み込まれている。
An
従って、吸気ポート15に連通するようにシリンダヘッド17に連結されて吸気ポート15と共に吸気通路14を画成する吸気管22から燃焼室12内に供給される吸気は、燃料噴射弁11から燃焼室12内に噴射される燃料と混合気を形成する。そして、一般的にはピストン23の圧縮上死点直前にて自然着火して燃焼し、これによって生成する排気が酸化触媒21を通って排気管20から大気中に排出される。
Accordingly, the intake air supplied into the
本実施形態では、エンジン10およびこのエンジン10が搭載される車両の運転状態を把握してECU24の噴射弁駆動制御部25が燃料噴射弁11からの燃料の噴射量および噴射時期などを制御するため、各種センサ類、例えば筒内圧センサ26や、アクセル開度センサ27,エアフローメータ28,水温センサ29,クランク角センサ30などを具えている。筒内圧センサ26は、エンジン10の燃焼室12内の圧力を検出してこれをECU24の運転状態判定部31および波形算出部32に出力する。アクセル開度センサ27は、運転者によって操作されるアクセルペダル33の踏み込み量を検出してこれをECU24の運転状態判定部31に出力する。エアフローメータ28は、吸気通路14を通って燃焼室12内に流入する吸入空気量を検出してこれをECU24に出力する。水温センサ29は、ピストン23が往復動するシリンダブロック34に形成されたウォータージャケット35内の冷却水の温度を検出してこれをECU24の運転状態判定部31に出力する。シリンダブロック34に取り付けられるクランク角センサ30は、連接棒36を介してピストン23が連結されるクランク軸37の回転位相を検出してこれをECU24の運転状態判定部31および波形算出部32に出力する。
In the present embodiment, in order to grasp the operating state of the
本実施形態における筒内圧センサ26は、燃焼室12に臨む図示しない受圧部が筒内圧センサ26と一体のグロープラグ38の図示しないヒータエレメントを内部に収容した発熱チューブにて構成されたグロープラグ一体型筒内圧センサである。なお、このようなグロープラグ一体型筒内圧センサの具体的な構造などに関しては、特許文献1などで周知である。
The in-
ECU24は、図示しないCPU,ROM,RAM,A/D変換器および入出力インタフェースなどを含むマイクロコンピュータを含む。このECU24は、円滑なエンジン10の運転がなされるように、上述したセンサ26〜29などからの検出信号に基づいて所定の演算処理を行う。そして、予め設定されたプログラムに従って燃料噴射弁11などの作動を制御する。このため、燃料噴射弁11の噴射時期および噴射量を設定してこれを駆動するための噴射弁駆動制御部39と、グロープラグ38のヒータエレメントに対する通電のオン/オフを制御するヒータ通電制御部40とを具えている。
The
また、本実施形態におけるECU24は、筒内圧センサ26および図示しない燃料タンクから燃料噴射弁11に至る燃料供給系の異常の有無を判定するため、先の運転状態判定部31および波形算出部32に加え、基準波形記憶部41と、ヒステリシス算出部42と、駆動判定用比較部43と、故障判定用比較部44と、警告表示器駆動制御部45とをさらに具えている。
In addition, the
運転状態判定部31は、各種センサ26〜29などからの検出信号に基づいてエンジン10の運転状態を把握し、エンジン10が所定の運転状態にあるか否かを判定する。この場合、本実施形態における所定の運転状態とは、モータリング状態、すなわちエンジン10の運転中にアクセルペダル33の開度が0となって、燃料噴射弁11から燃料が噴射されない燃料カット状態を指す。また、運転状態判定部31にて把握されたエンジン10の運転状態に関する情報は、噴射弁駆動制御部39,ヒータ通電制御部40,基準波形記憶部41にも出力される。
The driving
波形算出部32は、筒内圧センサ26とクランク角センサ30とからの検出情報に基づき、図3に示すような筒内圧の変化を取得し、これをヒステリシス算出部42に出力する。図3の上側のグラフにおいて、横軸がクランク角位相を表し、縦軸が圧力を示し、図3中の二点鎖線はデポジットが付着堆積していない正常な筒内圧の波形であり、デポジットの付着堆積によりヒステリシスが生じている状態を実線で示している。なお、図3中の下側のグラフは、正常な圧力波形に対するヒステリシスが生じた状態の波形の圧力誤差の大きさを示しており、TDC(圧縮上死点)前後で大きく変化し、特にTDC直後で最大となることが認識されよう。
The
基準波形記憶部41は、図3中の二点鎖線で示すようなデポジットが付着堆積していない正常な筒内圧の波形を予め記憶しており、本実施形態ではエンジン10の運転状態、例えばエアフローメータ28によって検出される吸入空気量や、クランク角センサ30からの検出信号に基づいて算出可能なクランク軸37の回転数,あるいはエンジン10の負荷などに応じて数種類のものが用意されている。この基準波形記憶部41は、運転状態判定部31からの出力に基づき、記憶している基準波形のうち、筒内圧センサ26による検出時点でのエンジン10の運転状態に対応した波形のものを選択してヒステリシス算出部42に出力する。なお、ヒステリシスが常に比較的小さいピストンの圧縮行程における筒内圧センサ26からの情報に基づき、気体の状態方程式を利用して図3中の二点鎖線で示すような基準波形を予測作成することも可能である。この場合には、エンジン10の運転状態に応じた多数の基準波形を基準波形記憶部41に記憶しておく必要がないという利点があるけれども、筒内圧センサ26が故障していないことが必要となる。
The reference
ヒステリシス算出部42は、内燃機関が所定の運転状態、つまりモータリング状態の場合、基準波形記憶部41に記憶された所定の筒内圧の基準波形に対し、波形算出部32にて算出された実際の筒内圧の波形のヒステリシスΔHを算出する。より具体的には、波形算出部32からの出力波形と基準波形記憶部41からの出力波形との圧力差を所定のクランク角位相毎に絶対値として取得してこれらを加算する。筒内圧センサ26の受圧部にデポジットがある程度付着堆積すると、図3の下側に示すグラフのように大きな圧力差がTDCの前後に現れる。本実施形態ではこれをヒステリシスΔHとして駆動判定用比較部43および故障判定用比較部44に出力する。
When the internal combustion engine is in a predetermined operation state, that is, in a motoring state, the
駆動判定用比較部43は、ヒステリシス算出部42にて算出されたヒステリシスΔHを予め設定された第1の閾値HR1と比較する。この第1の閾値HR1は、筒内圧センサ26の受圧部に付着堆積したデポジットの量が筒内圧センサ26の測定値として信頼できないような最小の量である。従って、ヒステリシス算出部42にて算出されたヒステリシスΔHが第1の閾値HR1よりも大きい場合、デポジットを除去する必要があることを意味する。この駆動判定用比較部43での比較結果は、ヒータ通電制御部40に出力される。
The drive
本実施形態における故障判定用比較部44は、ヒータ通電制御部40によりヒータエレメントに対して通電を行ってデポジットの除去処理を終えた後、カウントアップを開始する図示しないタイマを具えている。この故障判定用比較部44は、ヒステリシス算出部42にて再び算出されるヒステリシスΔHを予め設定された第2の閾値HR2と比較し、この比較結果とタイマのカウント値とに基づいて筒内圧センサ26の故障の有無および燃料供給系の異常の有無を判定する。より具体的には、算出されたヒステリシスΔHがデポジットの除去処理を終えてから直ちに第2の閾値HR2よりも大きくなった場合、筒内圧センサ26の受圧部にはデポジットが付着堆積していないことから、燃料供給系に異常があると判定する。また、算出されたヒステリシスΔHがデポジットの除去処理を終えてから所定時間を経て第2の閾値HR2よりも大きくなった場合、筒内圧センサ26自体が故障していると判定する。この故障判定用比較部44での判定結果は、警告表示器駆動制御部45に出力される。
The failure
噴射弁駆動制御部39は、運転状態判定部31からの出力情報に基づき、燃料噴射弁11から噴射される燃料の噴射量および噴射時期を設定し、この設定条件通りに燃料噴射弁11を駆動する。
The injection valve
ヒータ通電制御部40は、駆動判定用比較部43での比較結果に基づいてグロープラグ38のヒータエレメントに対する通電を制御する。より具体的には、ヒステリシス算出部42にて算出されたヒステリシスΔHが第1の閾値HR1よりも大きいと駆動判定用比較部43が判定した場合、ヒータエレメントに対して通電(例えば1分間程度)を行って受圧部に付着堆積にしたデポジットの除去を行う。また、冷態始動時のように水温センサ29によって検出される冷却水温が所定温度以下の場合にも、ヒータエレメントに対して通電を行い、これによって燃焼室12内の温度を高めて燃料の着火性を向上させる。
The heater
警告表示器駆動制御部45は、故障判定用比較部44での判定結果に基づき、燃料供給系の異常や、筒内圧センサ26の故障を運転者などに知らせるためのものであり、そのための警告表示器46が図示しない車室内に設けられている。この警告表示器46は、聴覚や視覚などを利用して車両の運転者に対する注意を喚起し得るものであればよい。
The warning indicator
このような本実施形態における制御手順を図4に示す。まずS11のステップにてエンジン10が所定運転状態にあるか否かを判定し、これが所定運転状態、すなわちモータリング状態にあると判定した場合にのみ、S12のステップに移行して基準波形の読み出しを行う。続いて、S13のステップにて筒内圧を検出し、S14のステップにてその実波形を算出する。
Such a control procedure in the present embodiment is shown in FIG. First, in step S11, it is determined whether or not the
次に、S15のステップにて波形ヒステリシスΔHを算出し、S16のステップにてフラグがセットされているか否かを判定する。最初はフラグがセットされていないので、S17のステップに移行し、S15のステップにて算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第1の閾値HR1よりも大きいか否かを判定する。ここで、算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第1の閾値HR以下である、つまり波形ヒステリシスΔHの大きさが充分に小さいと判断した場合には、筒内圧センサ26の受圧部にデポジットがそれほど付着堆積していないので、何もせずにS11のステップに戻る。
Next, the waveform hysteresis ΔH is calculated in step S15, and it is determined whether or not the flag is set in step S16. Since the flag is not initially set, the process proceeds to step S17, and it is determined whether or not the waveform hysteresis ΔH calculated in step S15 is larger than a first threshold value H R1 set in advance. Here, the waveform hysteresis ΔH calculated is equal to or less than the first threshold value H R set in advance, that is, when the magnitude of the waveform hysteresis ΔH is determined to sufficiently small deposit to the pressure receiving portion of the
これに対し、算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第1の閾値HR1よりも大きい、つまりエンジン10の運転制御を行う際に悪影響を与える程度のデポジットが筒内圧センサ26の受圧部に付着堆積している可能性があると判断した場合には、S18のステップに移行してグロープラグ38のヒータエレメントに通電を行い、筒内圧センサ26の受圧部に付着堆積したデポジットの除去を行い、S19のステップにてフラグをセットして再びS11のステップに戻る。
In contrast, the calculated waveform hysteresis ΔH is larger than the preset first threshold value H R1 , that is, a deposit that has an adverse effect on the operation control of the
一方、S16のステップにてフラグがセットされている、つまりS18のステップにてデポジットの除去処理を行ったと判断して場合には、S20のステップに移行してカウンタのカウント値Cを1つ繰り上げ、直前のS15のステップにて算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第2の閾値HR2よりも大きいか否かを再び判定する。ここで、算出された波形ヒステリシスΔHが第2の閾値HR2以下である、つまり波形ヒステリシスΔHの大きさが充分に小さいと判断した場合には、筒内圧センサ26の受圧部にデポジットがそれほど付着堆積していないので、何もせずにS11のステップに戻る。
On the other hand, if it is determined that the flag is set in step S16, that is, the deposit removal process is performed in step S18, the process proceeds to step S20 and the counter count value C is incremented by one. Then, it is determined again whether the waveform hysteresis ΔH calculated in the immediately preceding step S15 is larger than a preset second threshold value H R2 . Here, when it is determined that the calculated waveform hysteresis ΔH is equal to or less than the second threshold value H R2 , that is, the magnitude of the waveform hysteresis ΔH is sufficiently small, the deposit is attached to the pressure receiving portion of the in-
しかしながら、算出された波形ヒステリシスΔHが第2の閾値HR2よりも大きい、つまり何か別な不具合の発生している可能性があると判断した場合には、S22のステップに移行してS20のステップにおけるカウンタのカウント値Cが所定値CR以上であるか否かを判定する。ここで、カウンタのカウント値Cが所定値CR未満である、すなわち燃料供給系に何らかの異常が起こって波形ヒステリシスΔHが急激に増大していると判断した場合には、S23のステップに移行し、燃料供給系に故障があることを知らせる警告を警告表示器46に出力させた後、S24のステップに移行してフラグをリセットし、一連の制御を終了する。
However, when it is determined that the calculated waveform hysteresis ΔH is larger than the second threshold value H R2 , that is, there is a possibility that some other problem has occurred, the process proceeds to step S22 and the process of step S20 is performed. the count value C of the counter in step is equal to or greater than a predetermined value C R. Here, the count value C of the counter is less than the predetermined value C R, that is, when it is determined that some abnormality occurred waveform hysteresis ΔH in the fuel supply system is rapidly increased, the process proceeds to S23 in step Then, after a warning notifying that there is a failure in the fuel supply system is output to the
また、S22のステップにてカウンタのカウント値Cが所定値CR以上である、つまり燃料供給系に異常はないけれども、筒内圧センサ26の出力に異常があると判断した場合には、S24のステップに移行して筒内圧センサ26が故障していることを知らせる警告を警告表示器46に出力させた後、先のS24のステップに移行して一連の制御を終了する。
The count value of the counter at S22 in step C is a predetermined value or more C R, i.e. although abnormality is not in a fuel supply system, if it is determined that there is an abnormality in the output of the in-
このように、筒内圧センサ26の受圧部に付着堆積するデポジットを適切な時期に除去することができ、しかもデポジットの除去を行った後に算出される波形ヒステリシスΔHの変化率に基づき、燃料供給系の異常や筒内圧センサ26自体の故障の有無を併せて判定することができる。
In this way, deposits deposited and deposited on the pressure receiving portion of the in-
なお、本実施形態のような多気筒内燃機関において、上述したような筒内圧センサ26を各気筒にそれぞれ組み込むことも可能である。この場合、ヒステリシス算出部42は、各筒内圧センサ26によって検出される筒内圧の実波形のヒステリシスを各気筒毎に算出する。そして、これら各気筒における筒内圧のヒステリシスΔHのうちの少なくとも1つが第1の閾値HR1よりも大きいと駆動判定用比較部43が判断した場合、ヒータ通電制御部40は、全ての筒内圧センサ26のグロープラグ38に対して通電するものであってよい。また、故障判定用比較部44は、ヒステリシス算出部42にて再び算出される各気筒毎の筒内圧の実波形のヒステリシスΔHを相互に比較するものであってよい。これにより、何れか1つのヒステリシスΔHが他の残りのヒステリシスΔHよりも所定値以上異なっている場合、故障判定用比較部44は他と大きく異なったヒステリシスΔHを持つ気筒に対する燃料供給系に異常があると判定することが可能となる。
In the multi-cylinder internal combustion engine as in the present embodiment, the in-
デポジットの除去処理後、燃料供給系の異常や筒内圧センサ26自体の故障の有無を判定する以外に、失火の検出を行って運転条件を変更することも可能である。
After the deposit removal process, in addition to determining whether there is an abnormality in the fuel supply system or the in-
このような本発明の他の実施形態を図5〜図7を参照して説明するが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに留め、重複する説明を省略する。本実施形態における制御ブロックを図5に示す。本実施形態におけるECU24は、前述した噴射弁駆動制御部25,運転状態判定部31,波形算出部32,ヒータ通電制御部40,基準波形記憶部41,ヒステリシス算出部42,駆動判定用比較部43の他に、低位発熱量算出部47と、失火判定部48と、運転条件変更部49とを具えている。
Such other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7, but elements having the same functions as those of the previous embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. . The control block in this embodiment is shown in FIG. The
ただし、本実施形態における噴射弁駆動制御部25は、燃焼室12に供給される燃料噴射量に関する情報を低位発熱量算出部47にも出力する。また、ヒータ通電制御部40は、波形算出部32にて算出された筒内圧の波形ヒステリシスΔHが(第1の)閾値HR1よりも大きいと駆動判定用比較部43が判定し、かつエンジン10が低負荷運転状態の場合、グロープラグ38のヒータエレメントに対して通電を行うようになっている。
However, the injection valve
ここで言う低負荷運転状態とは、エンジン10のアイドリング状態またはこれよりも負荷の軽い運転状態、例えば先のモータリング状態での燃料の単発的な噴射状態を指す。モータリング状態での燃料の単発的な噴射は、エンジン10に大きな駆動力を与えるようなものではなく、センサ類の異常検出のためなどに利用されるが、本実施形態における失火判定の際にも利用することができる。エンジン10が低負荷運転状態であるか否かは、運転状態判定部31にて判定される。
The low load operation state here refers to an idling state of the
このような低負荷運転状態における低位熱発生量の変化率を図6に示す。図6における二点鎖線は、失火が発生していない正常な燃焼状態の場合を示し、低位熱発生量変化率がTDCを挟んでその直前および直後に急激に変化していることがわかる。これに対し、実線は失火が起こっている場合を示し、低位熱発生量変化率がなだらかに変化することがわかる。このような差は、エンジン10が特に上述した低負荷運転状態の場合に顕著に見ることができる。従って、エンジン10の低負荷運転状態における低位熱発生量に基づいて失火の判定が可能となる。
FIG. 6 shows the change rate of the lower heat generation amount in such a low load operation state. The two-dot chain line in FIG. 6 shows the case of a normal combustion state in which no misfire has occurred, and it can be seen that the rate of change in the lower heat generation amount changes rapidly immediately before and after the TDC. On the other hand, the solid line shows the case where misfire occurs, and it can be seen that the rate of change in the lower heat generation amount changes gently. Such a difference can be noticeable particularly when the
低位発熱量算出部47は、ヒータ通電制御部40によりグロープラグ38のヒータエレメントに通電してデポジットの除去処理を行った後、燃焼室12に供給される燃料の低位発熱量Qを筒内圧センサ26およびクランク角センサ30からの検出信号を利用して算出する。低位発熱量Qの算出方法に関する具体的な理論や詳細については、特開2001−152952号公報や特開2005−30332号公報などに記載されている。すなわち、低位発熱量算出部47は、まず、膨張行程における燃焼室14内の圧力、つまり筒内圧Pと、この筒内圧Pの検出時における燃焼室14の容積Vを所定の指数κで累乗した値との積PVκを筒内圧Pの検出時における瞬時熱発生量hに関する制御パラメータ、つまり熱発生量指標として算出する。
After the heater
筒内圧Pおよびこの筒内圧Pの検出時における燃焼室14の容積Vを指数κで累乗した値Vκの積(以下、これを熱発生量パラメータと呼称する)PVκと、瞬時熱発生量hとが相関を有する、つまりh∽PVκとなることは、特開2005−36754号公報などで詳述されており、周知である。
The product of the in-cylinder pressure P and the value V κ obtained by raising the volume V of the
次に、算出された熱発生量パラメータPVκを噴射弁駆動制御部25にて設定された1つの気筒への1サイクル当たりの燃料の供給量(以下、これを設定噴射量と呼称する)τで除算した値を真の燃料の発熱量である低位発熱量Qに関する制御パラメータ、つまり低位発熱量指標h/τとして算出する。低位発熱量Qは、瞬時熱発生量hを設定噴射量τで除算したものであるが、上述したh∽PVκの関係から、Q∽PVκ/τとして表すことができる。
Next, the fuel supply amount per cycle to one cylinder set by the injection valve
このようにして低位発熱量算出部47にて算出されたPVκ/τは、低位発熱量Qとして失火判定部48に出力される。なお、低位発熱量Qの算出方法については、上述したような実施形態に限らず、他の周知の手法を採用することも当然可能である。
PV κ / τ calculated in this way by the lower heating
失火判定部48は、噴射弁駆動制御部25にて設定された設定噴射量τと予め記憶された使用中の燃料の性状とに基づく閾値QRが記憶されており、この閾値QRに対し、低位発熱量算出部47にて算出された低位発熱量Qの大小を比較し、これが閾値QR以上であるか否かを判定する。より具体的には、低位発熱量算出部47にて算出された低位発熱量Qが失火判定用の閾値QR未満の場合、当然得られるべき所定の出力が得られていないので、失火判定部48は失火が起こっていると判断し、その情報を運転条件変更部49に出力する。
Misfire determining
運転条件変更部49は、失火判定部48での判定結果に基づき、失火が発生している場合にのみ、エンジンの10の運転条件を変更する。具体的には、失火が起こりにくくなるような制御、例えば燃料噴射時期を早めるような補正情報や、燃料噴射量を増量させるような補正情報を噴射弁駆動制御部25に出力する。
The operating
先の噴射弁駆動制御部25は、運転条件変更部49からの補正情報に基づき、燃料噴射弁11からの燃料の噴射時期や噴射量が補正される。これにより、エンジン10の失火が解消され、円滑な運転を継続することができる。
The previous injection valve
このような本実施形態における制御手順を図7に示す。まずS31のステップにて車両が所定運転状態にあるか否かを判定し、所定運転状態にあると運転状態判定部31が判定した場合、S32のステップに移行して筒内圧を検出し、続いてS33のステップにて基準波形記憶部41から供給される筒内圧の基準波形に対し、検出された筒内圧の波形ヒステリシスを算出する。
FIG. 7 shows a control procedure in this embodiment. First, in step S31, it is determined whether or not the vehicle is in a predetermined driving state. If the driving
そして、S34のステップにて算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第1の閾値HRよりも大きいか否かを判定し、算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第1の閾値HR以下である、つまり波形ヒステリシスΔHの大きさが充分に小さいと判断した場合には、筒内圧センサ26の受圧部にデポジットがそれほど付着堆積していないので、何もせずにS31のステップに戻る。これに対し、算出された波形ヒステリシスΔHが予め設定した第1の閾値HRよりも大きい、つまりエンジン10の運転制御を行う際に悪影響を与える程度のデポジットが筒内圧センサ26の受圧部に付着堆積している可能性があると判断した場合には、S35のステップに移行して再び車両が所定運転状態にあるか否かを判定し、所定運転状態、この場合には低負荷運転状態にあると運転状態判定部が判定した場合にのみ、S36のステップに移行してグロープラグ38のヒータエレメントに通電を行って筒内圧センサ26の受圧部に付着堆積したデポジットの除去を行う。
Then, it is determined whether or not the waveform hysteresis ΔH calculated in step S34 is larger than the first threshold value H R set in advance, and the calculated waveform hysteresis ΔH is equal to or less than the first threshold value H R set in advance. In other words, when it is determined that the magnitude of the waveform hysteresis ΔH is sufficiently small, the deposit is not so much deposited and deposited on the pressure receiving portion of the in-
この時、S37のステップにて燃焼室12内に所定量の燃料を噴射し、筒内圧センサ26とクランク角センサ30とからの検出信号に基づいて低位発熱量Qを算出する。そして、算出された低位発熱量Qが予め設定された閾値QR以上であるか否かをS38のステップにて判定し、低位発熱量Qが閾値QR以上であると判断した場合には失火が起こっていないので運転条件を変更せず、このまま処理を終える。
At this time, a predetermined amount of fuel is injected into the
S38のステップにて低位発熱量Qが閾値QRよりも小さい、すなわち失火が発生していると判断した場合には、S39のステップに移行して失火が発生しにくくなるような運転条件変更処理、例えば燃料噴射量の増量や噴射時期を早める制御が行われる。 If it is determined in step S38 that the lower heating value Q is smaller than the threshold value Q R , that is, misfire has occurred, the process proceeds to step S39 and the operation condition change process is made such that misfire is less likely to occur. For example, a control for increasing the fuel injection amount or advancing the injection timing is performed.
このようにして、筒内圧センサ26のデポジット除去処理中に失火の有無を判定し、運転条件を必要に応じて変更することにより、エンジン10の運転状態をより適切に制御することが可能となる。従って、上述した失火判定処理を先の図4に示した実施形態におけるS18のステップにて同時に行うことも有効である。
In this way, it is possible to more appropriately control the operating state of the
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。 It should be noted that the present invention should be construed only from the matters described in the claims, and in the above-described embodiment, all the changes and modifications included in the concept of the present invention are other than those described. Is possible. That is, all matters in the above-described embodiment are not intended to limit the present invention, and include any configuration not directly related to the present invention. To get.
10 エンジン
11 燃料噴射弁
12 燃焼室
13 排気通路
14 吸気通路
15 吸気ポート
16 排気ポート
17 シリンダヘッド
18 吸気弁
19 排気弁
20 排気管
21 酸化触媒
22 吸気管
23 ピストン
24 ECU
25 噴射弁駆動制御部
26 筒内圧センサ
27 アクセル開度センサ
28 エアフローメータ
29 水温センサ
30 クランク角センサ
31 運転状態判定部
32 波形算出部
33 アクセルペダル
34 シリンダブロック
35 ウォータージャケット
36 連接棒
37 クランク軸
38 グロープラグ
39 噴射弁駆動制御部
40 ヒータ通電制御部
41 基準波形記憶部
42 ヒステリシス算出部
43 駆動判定用比較部
44 故障判定用比較部
45 警告表示器駆動制御部
46 警告表示器
47 低位発熱量算出部
48 失火判定部
49 運転条件変更部
DESCRIPTION OF
25 Injection valve
Claims (12)
内燃機関が所定の運転状態の場合、予め設定された筒内圧の基準波形に対して前記グロープラグ一体型筒内圧センサにより検出される筒内圧の実波形のヒステリシスを算出するヒステリシス算出部と、
このヒステリシス算出部にて算出されたヒステリシスを予め設定された第1の閾値と比較するグロープラグ駆動判定用比較部と、
このグロープラグ駆動判定用比較部での比較結果に基づいて前記ヒータエレメントに対する通電を制御するヒータ通電制御部と
を具えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A glow plug-integrated in-cylinder pressure sensor in which the pressure receiving portion of the in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine is constituted by a heat generating tube in which the heater element of the glow plug is housed;
When the internal combustion engine is in a predetermined operating state, a hysteresis calculating unit that calculates the hysteresis of the actual waveform of the in-cylinder pressure detected by the glow plug-integrated in-cylinder pressure sensor with respect to a preset reference waveform of the in-cylinder pressure;
A glow plug drive determination comparison unit that compares the hysteresis calculated by the hysteresis calculation unit with a preset first threshold;
A control device for an internal combustion engine, comprising: a heater energization control unit that controls energization of the heater element based on a comparison result in the glow plug drive determination comparison unit.
前記ヒータ通電制御部により前記ヒータエレメントに対して通電を行った後に前記ヒステリシス算出部にて再び算出される各気筒毎のヒステリシスを相互に比較する燃料供給系故障判定用比較部をさらに具えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 The glow plug integrated in-cylinder pressure sensor is arranged for each cylinder of the internal combustion engine,
A fuel supply system failure determination comparing unit that compares the hysteresis of each cylinder that is recalculated by the hysteresis calculating unit after energizing the heater element by the heater energizing control unit; The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned.
このヒータ通電制御部により前記ヒータエレメントに対して通電を行った後に内燃機関の低位発熱量を算出する低位発熱量算出部と、
この低位発熱量算出部にて算出される低位発熱量に基づいて失火の有無を判定する失火判定部と
をさらに具えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 The heater energization control unit controls energization to the heater element based on the operation state of the internal combustion engine in addition to the comparison result in the glow plug drive determination comparison unit.
A lower heating value calculation unit that calculates a lower heating value of the internal combustion engine after the heater element is energized by the heater energization control unit;
The control of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising: a misfire determination unit that determines the presence or absence of misfire based on the lower heat generation amount calculated by the lower heat generation amount calculation unit. apparatus.
内燃機関が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が所定の運転状態の場合、予め設定された筒内圧の基準波形に対して実際に検出される筒内圧の実波形のヒステリシスを算出するステップと、
算出されたヒステリシスを予め設定された第1の閾値と比較するステップと、
この比較結果に基づいて前記ヒータエレメントに対する通電を制御するステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の制御方法。 Control of an internal combustion engine using a glow plug-integrated in-cylinder pressure sensor in which a pressure receiving portion of an in-cylinder pressure sensor for detecting a pressure in a combustion chamber of the internal combustion engine is composed of a heat generating tube in which a heater element of the glow plug is housed. A method,
Determining whether the internal combustion engine is in a predetermined operating state;
Calculating the hysteresis of the actual waveform of the in-cylinder pressure actually detected with respect to a preset reference waveform of the in-cylinder pressure when the internal combustion engine is in a predetermined operating state;
Comparing the calculated hysteresis with a first preset threshold;
A control method for an internal combustion engine, comprising: a step of controlling energization to the heater element based on the comparison result.
この比較結果に基づいて前記グロープラグ一体型センサの故障の有無を判定するステップと
をさらに具え、前記グロープラグ一体型センサの故障の有無を判定するステップは、算出されたヒステリシスが予め設定された第2の閾値よりも大きい場合、グロープラグ一体型センサが故障していると判定することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御方法。 Comparing the hysteresis initially calculated after energization of the heater element with a preset second threshold;
A step of determining whether or not the glow plug integrated sensor has failed based on the comparison result, and the step of determining whether or not the glow plug integrated sensor has failed has a preset hysteresis. The method for controlling an internal combustion engine according to claim 6, wherein if it is greater than the second threshold value, it is determined that the glow plug integrated sensor has failed.
前記ヒータエレメントに対して通電を行った後に最初に算出される各気筒毎のヒステリシスを相互に比較するステップと、
この比較結果に基づいて燃料噴射系の異常の有無を判定するステップと
をさらに具えたことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の内燃機関の制御方法。 The glow plug integrated in-cylinder pressure sensor is arranged for each cylinder of the internal combustion engine,
Comparing the hysteresis for each cylinder calculated first after energizing the heater element with each other;
8. The method for controlling an internal combustion engine according to claim 6, further comprising a step of determining whether there is an abnormality in the fuel injection system based on the comparison result.
前記ヒータエレメントに対して通電を行った後に内燃機関における低位発熱量を算出するステップと、
算出された低位発熱量に基づいて失火の有無を判定するステップと
をさらに具えたことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の内燃機関の制御方法。 The step of controlling energization to the heater element is performed based on the operation state of the internal combustion engine in addition to the comparison result between the calculated hysteresis and the first threshold value.
Calculating a lower heating value in the internal combustion engine after energizing the heater element;
8. The method for controlling an internal combustion engine according to claim 6, further comprising a step of determining the presence or absence of misfire based on the calculated lower heating value.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009032959A1 (en) * | 2009-07-14 | 2011-03-17 | Beru Ag | Method of operating a glow plug |
JP2011074809A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Denso Corp | Glow plug current-carrying control device |
WO2012127574A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP2014109212A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Toyota Motor Corp | Abnormality detection device for cylinder pressure sensor |
JP2015178774A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
WO2016021110A1 (en) | 2014-08-07 | 2016-02-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control device for internal combustion engine |
US9790854B2 (en) * | 2014-03-25 | 2017-10-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for controlling in-cylinder pressure sensor |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0571396A (en) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Nippondenso Co Ltd | Air-fuel ratio control device of internal combustion engine |
JPH0949483A (en) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Plug with pressure sensor |
JPH09133042A (en) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Unisia Jecs Corp | Cylinder pressure detector device for internal combustion engine |
JP2002339793A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Nippon Soken Inc | Combustion pressure sensor |
JP2006316796A (en) * | 2006-09-01 | 2006-11-24 | Denso Corp | Glow plug with combustion sensor |
JP2007085176A (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Hitachi Ltd | Fuel injection valve failure diagnosis for each cylinder |
JP2008002329A (en) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Toyota Motor Corp | Misfire detecting device of internal combustion engine |
JP2008019827A (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Toyota Motor Corp | Deposit removal device for cylinder pressure sensor |
-
2008
- 2008-02-28 JP JP2008048741A patent/JP4826962B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0571396A (en) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Nippondenso Co Ltd | Air-fuel ratio control device of internal combustion engine |
JPH0949483A (en) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Plug with pressure sensor |
JPH09133042A (en) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Unisia Jecs Corp | Cylinder pressure detector device for internal combustion engine |
JP2002339793A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Nippon Soken Inc | Combustion pressure sensor |
JP2007085176A (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Hitachi Ltd | Fuel injection valve failure diagnosis for each cylinder |
JP2008002329A (en) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Toyota Motor Corp | Misfire detecting device of internal combustion engine |
JP2008019827A (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Toyota Motor Corp | Deposit removal device for cylinder pressure sensor |
JP2006316796A (en) * | 2006-09-01 | 2006-11-24 | Denso Corp | Glow plug with combustion sensor |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009032959A1 (en) * | 2009-07-14 | 2011-03-17 | Beru Ag | Method of operating a glow plug |
DE102009032959B4 (en) * | 2009-07-14 | 2012-04-05 | Beru Ag | Method of operating a glow plug |
US8374767B2 (en) | 2009-07-14 | 2013-02-12 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Method for operating a glow plug |
JP2011074809A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Denso Corp | Glow plug current-carrying control device |
WO2012127574A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP5105004B2 (en) * | 2011-03-18 | 2012-12-19 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP2014109212A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Toyota Motor Corp | Abnormality detection device for cylinder pressure sensor |
JP2015178774A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
CN106103974A (en) * | 2014-03-18 | 2016-11-09 | 丰田自动车株式会社 | Control device for internal combustion engine |
US9790854B2 (en) * | 2014-03-25 | 2017-10-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for controlling in-cylinder pressure sensor |
WO2016021110A1 (en) | 2014-08-07 | 2016-02-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control device for internal combustion engine |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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