JP2011069330A - 内燃機関の筒内圧取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、処理負荷を軽減する内燃機関の筒内圧取得装置を提供することを課題とする。
【解決手段】複数の気筒を有する内燃機関の筒内圧取得装置１であって、各気筒の筒内圧を検出する複数の筒内圧センサ１０〜１３と、気筒毎に筒内圧の検出値をサンプリングするサンプリング手段２１ａと、気筒毎にサンプリングされた検出値に基づいて燃焼パラメータを算出する燃焼パラメータ算出手段２１ｂ〜２１ｅと、各気筒の燃焼パラメータを比較して気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出する気筒群検出手段２１ｆと、気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出できた場合に気筒群の中から代表気筒を選択する代表気筒選択手段２１ｆと、気筒群の中で代表気筒以外の気筒についてサンプリング手段でのサンプリングを中止するサンプリング中止手段２１ｆを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の筒内圧取得装置に関する。

車両などの複数の気筒を有する内燃機関では、気筒毎に、筒内圧センサで筒内圧を検出し、その検出値（アナログ値）をサンプリング周期毎にサンプリングしてＡＤ変換し、筒内圧の検出値（デジタル値）に基づいて燃焼パラメータを算出し、その燃焼パラメータに基づいて各種制御を行っている。処理の周期は非常に短くかつ燃焼パラメータを求める演算も複雑なので、全ての気筒についてサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を行うと、処理負荷が非常に高くなる。さらに、気筒の数が多くなるほど、気筒の数に応じて処理負荷が高くなる。例えば、８気筒の内燃機関におけるＡＤ変換の場合、１つの気筒でのＡＤ変換に５μ秒必要と仮定すると、８気筒分の５×８＝４０μ秒が必要となる。また、複数の気筒でそれぞれ処理を行うと、気筒間で処理が重なってしまうので、処理負荷が非常に高くなる。特に、気筒の数が多くなるほど、気筒間で処理が重なる度合いが大きくなる。そこで、処理負荷を軽減するための方法が検討されている。例えば、特許文献１に記載の筒内圧検出装置では、複数の気筒を有する内燃機関において、各気筒の圧縮行程と爆発行程についてのみ筒内圧の検出値をサンプリングし、ＡＤ変換する。

特開２００５−２０１２３６号公報 特開２００７−１２０３９２号公報

上記の処理負荷の軽減方法では全ての気筒について圧縮行程と爆発行程でのサンプリング及びＡＤ変換を常に行わなければならないので、処理負荷を軽減するためには不十分である。

そこで、本発明は、処理負荷を軽減する内燃機関の筒内圧取得装置を提供することを課題とする。

本発明に係る内燃機関の筒内圧取得装置は、複数の気筒を有する内燃機関の筒内圧取得装置であって、各気筒に設置され、気筒の筒内圧を検出する複数の筒内圧センサと、気筒毎に、筒内圧センサで検出した筒内圧の検出値をサンプリングするサンプリング手段と、気筒毎に、サンプリング手段でサンプリングした検出値に基づいて気筒内の燃焼状態を表す燃焼パラメータを算出する燃焼パラメータ算出手段と、燃焼パラメータ算出手段で算出した各気筒の燃焼パラメータを比較し、気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出する気筒群検出手段と、気筒群検出手段が気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出した場合、気筒群の中から代表気筒を選択する代表気筒選択手段と、気筒群検出手段が気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出し、代表気筒選択手段が代表気筒を選択した場合、気筒群の中で代表気筒以外の気筒についてサンプリング手段でのサンプリングを中止するサンプリング中止手段を備えることを特徴とする。

この筒内圧取得装置では、内燃機関の気筒毎に、筒内圧センサにより筒内圧を検出し、サンプリング手段により筒内圧センサでの筒内圧の検出値を所定のサンプリング周期でサンプリングする。そして、筒内圧取得装置では、気筒毎に、そのサンプリングされた筒内圧の検出値を用いて、燃焼パラメータ算出手段により燃焼パラメータ（例えば、燃焼割合、燃焼期間、燃焼速度、内部エネルギ）を算出する。ここで、筒内圧取得装置では、気筒群検出手段により、各気筒の燃焼パラメータを比較し、気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出する。燃焼パラメータの差分値が一定値以内になっている気筒群では、その気筒群に含まれる全ての気筒が同等の燃焼状態となっているので、燃焼パラメータを共用できる。そこで、筒内圧取得装置では、気筒群検出手段が気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出した場合（すなわち、同等の燃焼状態になっている気筒群がある場合）、代表気筒選択手段によりその気筒群の中から代表気筒（サンプリング手段でサンプリングを継続して行う気筒であり、気筒群の中で代表して燃焼パラメータを算出する気筒である）を選択し、サンプリング中止手段によりその気筒群の中の代表気筒以外の気筒についてはサンプリング手段でのサンプリングを中止する。さらに、同等の燃焼状態になっている気筒群の中の代表気筒以外の気筒については、サンプリングが中止されると、検出値に対するＡＤ変換や燃焼パラメータの算出も行われない。したがって、サンプリングが中止されている所定期間（例えば、燃焼サイクルの１サイクルや２サイクルの間）、サンプリング、ＡＤ変換及び燃焼パラメータ算出を行う対象の気筒の数が減る。このように、筒内圧取得装置は、同等の燃焼状態の気筒群の中の代表気筒以外の気筒についてサンプリングを中止することにより、各処理を行う気筒の数を減らすことができ、処理負荷を軽減することができる。

本発明の上記内燃機関の筒内圧取得装置では、気筒群の中で代表気筒以外の気筒についてサンプリング手段でのサンプリングを中止している間、気筒群の中で代表気筒以外の気筒については、代表気筒の筒内圧センサの検出値から算出された燃焼パラメータに基づいて燃焼制御を行う構成とする。

この筒内圧取得装置では、気筒群の中で代表気筒以外の気筒についてサンプリング手段でのサンプリングを中止している間、その気筒群の中では燃焼パラメータを共用できるので、その気筒群の中で代表気筒以外の気筒については代表気筒の筒内圧センサの検出値から算出された燃焼パラメータに基づいて燃焼制御（例えば、点火時期制御、燃料噴射制御、燃料噴射時期制御、スロットル開度）を行う。このように、筒内圧取得装置では、サンプリングを中止している気筒についても、同等の燃焼状態である代表気筒の燃焼パラメータを代用することにより、実際の燃焼状態に適した燃焼制御を行うことができる。

本発明は、同等の燃焼状態の気筒群の中の代表気筒以外の気筒について筒内圧の検出値のサンプリングを中止することにより、処理負荷を軽減することができる。

本実施の形態に係るエンジン制御装置の構成図である。 図１のエンジン制御ＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関の筒内圧取得装置の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施の形態では、本発明に係る内燃機関の筒内圧取得装置を、車両のエンジンを制御するエンジン制御装置に適用する。本実施の形態では、４つの第１〜第４気筒を有するエンジンを搭載する車両に適用し、第１〜第４気筒には第１〜第４筒内圧センサがそれぞれ設置されている。本実施の形態に係るエンジン制御装置は、気筒毎に、筒内圧センサで気筒の筒内圧を検出し、その筒内圧の検出値から算出される燃焼パラメータに基づいて各種燃焼制御を行う。

図１を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係るエンジン制御装置の構成図である。

エンジン制御装置１は、各種燃焼制御に用いる各気筒の燃焼パラメータを求めるために、気筒毎に、筒内圧センサで検出される筒内圧の検出値（アナログ値）をサンプリングし、サンプリングされた検出値をＡＤ変換し、そのＡＤ変換された検出値（デジタル値）を用いて燃焼パラメータを算出する。特に、エンジン制御装置１は、各気筒について行うこれらの処理の負荷を軽減するために、４つの気筒の中から同等の燃焼状態になっている複数の気筒を検出し、その検出した複数の気筒の中で代表気筒以外の気筒についてサンプリング、ＡＤ変換及び燃焼パラメータ算出を所定期間中止する。

エンジン制御装置１は、第１〜第４筒内圧センサ１０〜１３、クランク角センサ１４及びエンジン制御ＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０を備えている。なお、エンジン制御装置１は筒内圧センサ及びクランク角センサ以外にも幾つかのセンサを備えており、これらのセンサの検出値も用いてエンジン制御を行うが、ここでは、処理負荷軽減制御に必要となる筒内圧センサとクランク角センサだけを示している。

第１筒内圧センサ１０は、第１気筒（図示せず）に設置され、第１気筒の筒内圧を検出するセンサである。第２筒内圧センサ１１は、第２気筒（図示せず）に設置され、第２気筒の筒内圧を検出するセンサである。第３筒内圧センサ１２は、第３気筒（図示せず）に設置され、第３気筒の筒内圧を検出するセンサである。第４筒内圧センサ１３は、第４気筒（図示せず）に設置され、第４気筒の筒内圧を検出するセンサである。各筒内圧センサ１０〜１３は、検出値として筒内圧の大きさに応じたアナログの電圧をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力する。

クランク角センサ１４は、クランクシャフトの回転角度を検出するためのセンサであり、例えば、電磁ピックアップ式のセンサである。電磁ピックアップ式の場合、クランク角センサ１４は、検出値としてクランクシャフトに取り付けられたタイミングロータの歯の通過に応じたアナログのパルス電圧をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力する。クランク角度は、このパルス電圧の単位時間当たりのパルス数に基づいてエンジン制御ＥＣＵ２０で算出される。ちなみに、燃焼の１サイクルでは、クランクシャフトが２回転（７２０ＣＡ（ＣＡ：クランク角度））する。

エンジン制御ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]２１、ＲＯＭ[Read Only Memory]（図示せず）、ＲＡＭ[RandomAccess Memory]（図示せず）などからなる電子制御ユニットであり、エンジン制御装置１を統括制御する。エンジン制御ＥＣＵ２０では、ＲＯＭに格納されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵ２１で実行することによって、サンプリングＡＤ変換処理２１ａ、第１燃焼パラメータ算出処理２１ｂ、第２燃焼パラメータ算出処理２１ｃ、第３燃焼パラメータ算出処理２１ｄ、第４燃焼パラメータ算出処理２１ｅ、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆ、第１エンジン制御処理２１ｇ、第２エンジン制御処理２１ｈ、第３エンジン制御処理２１ｉ、第４エンジン制御処理２１ｊなどを実施する。

なお、本実施の形態では、サンプリングＡＤ変換処理２１ａが特許請求の範囲に記載するサンプリング手段に相当し、第１〜第４燃焼パラメータ算出処理２１ｂ〜２１ｅが特許請求の範囲に記載する燃焼パラメータ算出手段に相当し、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆが特許請求の範囲に記載する気筒群検出手段、代表気筒選択手段及びサンプリング中止手段に相当する。

サンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、気筒毎に、各筒内圧センサ１０〜１３で検出されたアナログの検出値が入力されると、サンプリング周期毎に、そのアナログの検出値をサンプリングする。サンプリング周期としては、クランク角度（ＣＡ）単位での一定周期であり、例えば、５ＣＡである。さらに、サンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、気筒毎に、そのサンプリング周期毎のアナログの検出値をデジタルの検出値に変換する。そして、サンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、サンプリング周期毎に、第１筒内圧センサ１０で検出された検出値のデジタル値を第１燃焼パラメータ算出処理２１ｂに出力し、第２筒内圧センサ１１で検出された検出値のデジタル値を第２燃焼パラメータ算出処理２１ｃに出力し、第３筒内圧センサ１２で検出された検出値のデジタル値を第３燃焼パラメータ算出処理２１ｄに出力し、第４筒内圧センサ１３で検出された検出値のデジタル値を第４燃焼パラメータ算出処理２１ｅに出力する。

第１燃焼パラメータ算出処理２１ｂでは、演算周期毎に、サンプリングＡＤ変換処理２１ａから入力される第１気筒の筒内圧の検出値（デジタル値）に基づいて、第１気筒についての各種燃焼パラメータを算出する。燃焼パラメータは、気筒における燃焼状態を表す各種パラメータであり、例えば、燃焼割合、燃焼期間、燃焼速度、内部エネルギである。そして、第１燃焼パラメータ算出処理２１ｂでは、それら算出した第１燃焼パラメータＡ１を気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆに出力する。燃焼パラメータＡ１は、幾つかの燃焼パラメータからなるパラメータ群を示す。

第１燃焼パラメータ算出処理２１ｂと同様に、第２燃焼パラメータ算出処理２１ｃでは、演算周期毎に、第２気筒の筒内圧の検出値（デジタル値）に基づいて第２気筒についての各種燃焼パラメータを算出し、第２燃焼パラメータＡ２を気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆに出力する。また、第３燃焼パラメータ算出処理２１ｄでは、第３気筒の筒内圧の検出値（デジタル値）に基づいて第３気筒についての各種燃焼パラメータを算出し、第３燃焼パラメータＡ３を気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆに出力する。第４燃焼パラメータ算出処理２１ｅでは、第４気筒の筒内圧の検出値（デジタル値）に基づいて第４気筒についての各種燃焼パラメータを算出し、第４燃焼パラメータＡ４を気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆに出力する。

気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、一定期間の間（例えば、燃焼サイクルの１サイクルの間）、第１〜第４燃焼パラメータ算出処理２１ｂ〜２１ｅからの第１〜第４燃焼パラメータＡ１〜Ａ４を入力する。この期間、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、第１〜第４燃焼パラメータ算出処理２１ｂ〜２１ｅから入力された第１〜第４燃焼パラメータＡ１〜Ａ４を制御用の第１〜第４燃焼パラメータＡ１’〜Ａ４’にそのまま代入し、その制御用の第１〜第４燃焼パラメータＡ１’〜Ａ４’を第１〜第４エンジン制御処理２１ｇ〜２１ｊに出力する。

この期間、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、４つの気筒における全ての組み合わせのペア（第１気筒と第２気筒、第１気筒と第３気筒、第１気筒と第４気筒、第２気筒と第３気筒、第２気筒と第４気筒、第３気筒と第４気筒）を順次選択する。そして、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、気筒のペア毎に、そのペアの気筒間の燃焼パラメータを比較するために、気筒間の燃焼パラメータの差分値を算出し、その差分値が一定値以内か否かを判定する。例えば、ＡＴＤＣ１０ＣＡ（ピストンの上死点（クランク角度０ＣＡ後の１０ＣＡ）での燃焼割合の気筒間の差分値が一定値以内かを判定する。一定値は、その燃焼パラメータが気筒間で同等とみなすことができるか否かの閾値であり、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。なお、燃焼パラメータは複数個あるので、燃焼割合などの燃焼状態を判断する上で特に重要となるものだけについて判定を行ってもよいし、全てのパラメータについて判定を行ってもよい。また、一定期間の間の演算周期毎の多数の燃焼パラメータを用いて判定を行うので、その判定方法について様々な方法が適用可能であり、例えば、一定期間の間の演算周期毎の全ての燃焼パラメータについて一定値以内の場合に一定値以内と判定してもよいし、演算周期毎の全ての燃焼パラメータのうちの何割以上かが一定値以内の場合に一定値以内と判定してもよいし、一定期間の間の演算周期毎の全ての燃焼パラメータの平均値を算出し、その平均値を用いて一定値以内か否かを判定してもよい。

気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、全ての気筒のペアについての判定結果に基づいて、燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる気筒の組み合わせがあるか（すなわち、燃焼状態が同等とみなすことができる気筒群があるか）否かを判定する。例えば、第１気筒と第２気筒のペアが差分値が一定値以内と判定されかつ第１気筒と第３気筒のペアが差分値が一定値以内と判定された場合、第１気筒、第２気筒、第３気筒の３つの気筒からなる気筒群が、差分値が一定値以内となる気筒の組み合わせである。

燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる気筒の組み合わせがない場合（全ての気筒間について燃焼のバラツキが大きい場合）、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、次の燃焼サイクルからも、第１〜第４燃焼パラメータ算出処理２１ｂ〜２１ｅから入力された第１〜第４燃焼パラメータＡ１〜Ａ４を制御用の第１〜第４燃焼パラメータＡ１’〜Ａ４’にそのまま代入し、その制御用の第１〜第４燃焼パラメータＡ１’〜Ａ４’を第１〜第４エンジン制御処理２１ｇ〜２１ｊに出力する。この場合、全ての気筒について、サンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が継続される。

燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる気筒の組み合わせがある場合（燃焼状態が同等となっている気筒群がある場合）、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、その気筒群の中から代表気筒（ｉ番目の気筒）を選択する。代表気筒は、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表してサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を行う気筒であり、例えば、気筒群の中で最も番号の若い気筒とする。例えば、第１〜第３気筒が燃焼状態が同等の気筒群の場合、第１気筒を代表気筒とする。

そして、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、その気筒群の中の代表気筒以外の気筒（ｊ番目の気筒、気筒群が２つの気筒の場合は１つの気筒、３つの気筒の場合には２つの気筒、４つの気筒の場合には３つの気筒）に対応する燃焼パラメータ算出処理に燃焼パラメータ算出を中止する命令Ｂｊを出力するとともに、サンプリングＡＤ変換処理２１ａに気筒群の中の代表気筒以外の気筒についてのサンプリング及びＡＤ変換を中止する命令Ｃを出力する。さらに、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、所定の期間（例えば、燃焼サイクルの１サイクル、数サイクル）、その気筒群の中の代表気筒以外の気筒については、代表気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理から入力された燃焼パラメータＡｉを代表気筒以外の気筒の制御用の燃焼パラメータＡｊ’に代入し、その燃焼パラメータＡｊ’を対応するエンジン制御処理に出力する。この所定の期間は、高速道路などでアクセルの踏み込みが一定していて、燃焼状態が安定している場合には長くし、アクセルの踏み込みが頻繁に変化し、燃焼状態が変化する場合には短くするようにするとよい。一方、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、代表気筒については、次の燃焼サイクルからも、代表気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理から入力された燃焼パラメータＡｉを制御用の燃焼パラメータＡｉ’にそのまま代入し、その燃焼パラメータＡｉ’を代表気筒に対応するエンジン制御処理に出力する。また、燃焼状態が同等でなかったその他の気筒（ｋ番目の気筒、気筒群が２つの気筒の場合は２つの気筒、３つの気筒の場合には１つの気筒、４つの気筒の場合には無し）がある場合、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、その他の気筒については、次の燃焼サイクルからも、その他の気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理から入力された燃焼パラメータＡｋを制御用の燃焼パラメータＡｋ’にそのまま代入し、その燃焼パラメータＡｋ’をその他の気筒に対応するエンジン制御処理に出力する。この場合、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換及び燃焼パラメータ算出が所定の期間中止され、代表気筒及びその他の気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換及び燃焼パラメータ算出が継続される。

例えば、第１〜第３気筒が燃焼状態が同等の気筒群であり、第１気筒が代表気筒の場合、第２気筒及び第３気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換及び燃焼パラメータ算出が所定の期間中止され、第１気筒及び第４気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換及び燃焼パラメータ算出が継続され、第１気筒の制御用の燃焼パラメータＡ１’＝燃焼パラメータＡ１、第２気筒の制御用の燃焼パラメータＡ２’＝燃焼パラメータＡ１、第３気筒の制御用の燃焼パラメータＡ３’＝燃焼パラメータＡ１、第４気筒の制御用の燃焼パラメータＡ４’＝燃焼パラメータＡ４となる。

気筒群の中の代表気筒以外の気筒についてサンプリングなどを中止している場合、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、中止する所定の期間が経過した時点で、その気筒群の中の代表気筒以外の気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理に燃焼パラメータ算出を再開する命令Ｂｉを出力するとともに、サンプリングＡＤ変換処理２１ａに気筒群の中の代表気筒以外の気筒についてのサンプリング及びＡＤ変換を再開する命令Ｃを出力する。

第１エンジン制御処理２１ｇでは、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆから入力される制御用の第１燃焼パラメータＡ１’を用いて、第１気筒についての燃焼制御を行う。燃焼制御としては、例えば、ＭＢＴ点火時期制御、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、スロットル開度制御がある。制御用の第１燃焼パラメータＡ１’は、通常は第１気筒の筒内圧に基づいて導出される各種燃焼パラメータであるが、第１気筒についてのサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が中止されている場合には第１気筒と同等の燃焼状態である代表気筒の筒内圧に基づいて導出される各種燃焼パラメータである。

同様に、第２エンジン制御処理２１ｈでは、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆから入力される制御用の第２燃焼パラメータＡ２’を用いて、第２気筒についての燃焼制御を行う。第３エンジン制御処理２１ｉでは、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆから入力される制御用の第３燃焼パラメータＡ３’を用いて、第３気筒についての燃焼制御を行う。第４エンジン制御処理２１ｊでは、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆから入力される制御用の第４燃焼パラメータＡ４’を用いて、第４気筒ついての燃焼制御を行う。

図１を参照して、エンジン制御装置１における動作について説明する。特に、エンジン制御ＥＣＵ２０（特に、ＣＰＵ２１）における処理については図２のフローチャートに沿って説明する。図２は、図１のエンジン制御ＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。

第１筒内圧センサ１０では、第１気筒の筒内圧を検出し、その検出値（アナログ値）をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力している。第２筒内圧センサ１１では、第２気筒の筒内圧を検出し、その検出値（アナログ値）をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力している。第３筒内圧センサ１２では、第３気筒の筒内圧を検出し、その検出値（アナログ値）をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力している。第４筒内圧センサ１３では、第４気筒の筒内圧を検出し、その検出値（アナログ値）をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力している。クランク角センサ１４では、クランクシャフトの回転角度に応じた所定の値を検出し、その検出値をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力している。

ある燃焼サイクルにおいて、エンジン制御ＥＣＵ２０におけるＣＰＵ２１でのサンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、クランク角センサ１４のセンサ値からクランク角度を算出する。そして、サンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、一定のクランク角度（サンプリング周期）毎に、第１〜第４筒内圧センサ１０〜１３からの第１〜第４気筒の筒内圧のセンサ値をそれぞれサンプリングし、そのサンプリングしたセンサ値（アナログ値）をそれぞれＡＤ変換する（Ｓ１）。

第１〜第４燃焼パラメータ算出処理２１ｂ〜２１ｅでは、演算周期毎に、対応する気筒の筒内圧のセンサ値（デジタル値）に基づいて、第１〜第４気筒にそれぞれ対応する第１〜第４燃焼パラメータＡ１〜Ａ４をそれぞれ算出する（Ｓ２）。

気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、第１〜第４燃焼パラメータＡ１〜Ａ４のそれぞれの間（各組み合わせの気筒間の燃焼パラメータ）で、差分値が一定値以内のものがあるか否かを判定する（Ｓ３）。Ｓ３で燃焼パラメータの差分値が一定値となる気筒の組み合わせがないと判定した場合、次の燃焼サイクルでも、全ての気筒についてサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を継続する。

Ｓ３で燃焼パラメータの差分値が一定値となる気筒の組み合わせがあると判定した場合（燃焼状態が同等の気筒群がある場合）、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等の気筒群の中から代表気筒を選択する。

そして、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒に対応するサンプリング及びＡＤ変換を中止する命令ＣをサンプリングＡＤ変換処理２１ａに出力する（Ｓ４）。この命令Ｃを入力すると、サンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、気筒群の中で代表気筒以外の気筒の筒内圧のセンサ値のサンプリング及びＡＤ変換を中止する（Ｓ４）。

また、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理に燃焼パラメータ算出を中止する命令Ｂｊを出力する（Ｓ５）。この命令Ｂｊを入力すると、燃焼パラメータ算出処理では、燃焼パラメータの算出を中止する（Ｓ５）。

なお、代表気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を継続する。また、燃焼状態が同等でなかった気筒がある場合、その気筒についてもサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を継続する。

さらに、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒についての制御用の燃焼パラメータＡｊ’を代表気筒の燃焼パラメータＡｉで置換する（Ｓ６）。また、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、代表気筒についての制御用の燃焼パラメータＡｉ’に代表気筒の燃焼パラメータＡｉをそのまま代入する。また、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等でなかった気筒がある場合、その気筒についての制御用の燃焼パラメータＡｋ’にその気筒の燃焼パラメータＡｋをそのまま代入する。

そして、第１〜第４エンジン制御処理２１ｇ〜２１ｊでは、対応する気筒についての制御用の燃焼パラメータＡ１’〜Ａ４’をそれぞれ用いて、対応する気筒の燃焼制御を実施する（Ｓ７）。

所定の燃焼サイクルの間、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒について、サンプリングＡＤ変換処理２１ａでのサンプリングの中止及びＡＤ変換の中止を継続し、その気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理での燃焼パラメータ算出の中止を継続する（Ｓ８）。

この所定の燃焼サイクルが経過すると、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒に対応するサンプリング及びＡＤ変換を再開する命令ＣをサンプリングＡＤ変換処理２１ａに出力する。この命令Ｃを入力すると、サンプリングＡＤ変換処理２１ａでは、気筒群の中で代表気筒以外の気筒の筒内圧のセンサ値のサンプリング及びＡＤ変換を再開する。また、気筒間燃焼状態差分判定処理２１ｆでは、燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒に対応する燃焼パラメータ算出処理に燃焼パラメータ算出を再開する命令Ｂｊを出力する。この命令Ｂｊを入力すると、燃焼パラメータ算出処理では、燃焼パラメータの算出を再開する。

エンジン制御装置１では、上記した動作を繰り返し行う。例えば、中止する所定の期間を燃焼サイクルの１サイクルの期間とする。燃焼サイクルの１サイクル目では全ての気筒についてのサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が行われる。この１サイクル目で全ての気筒が同等の燃焼状態と判定されると、２サイクル目では代表気筒についてのみサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が行われ、他の３つの気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が中止される。３サイクル目では全ての気筒についてのサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が行われる。この３サイクル目で全ての気筒が同等の燃焼状態と判定されると、４サイクル目では代表気筒についてのみサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が行われ、他の３つの気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出が中止される。

このエンジン制御装置１によれば、燃焼状態が同等の気筒群を検出した場合にはその気筒群の中で代表気筒以外の気筒の筒内圧のセンサ値のサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を所定の期間中止するので、サンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を行う対象の気筒の数を所定の期間減らすことができ、ＣＰＵ２１の処理負荷を大幅に軽減することができる。

また、エンジン制御装置１によれば、サンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を中止している気筒についても、同等の燃焼状態である代表気筒の燃焼パラメータを代用することにより、実際の燃焼状態に適した燃焼制御を行うことができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では内燃機関として車両の４気筒のエンジンに適用したが、気筒の数や内燃機関の種類については他のものでも適用可能である。

また、本実施の形態ではエンジン制御まで行うエンジン制御装置に適用したが、エンジン制御に用いる筒内圧の取得だけを行う筒内圧取得装置に適用してもよい。

また、本実施の形態ではサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出などの各処理を行う装置としてＣＰＵを適用したが、ＩＣなどでもよい。

また、本実施の形態では燃焼状態が同等の気筒群の中で代表気筒以外の気筒についてはサンプリング、ＡＤ変換、燃焼パラメータ算出を中止する構成としたが、中止するのではなく、サンプリング周期や演算周期を通常よりも長くして処理負荷を軽減するようにしてもよい。

１…エンジン制御装置、１０…第１筒内圧センサ、１１…第２筒内圧センサ、１２…第３筒内圧センサ、１３…第４筒内圧センサ、１４…クランク角センサ、２０…エンジン制御ＥＣＵ、２１…ＣＰＵ、２１ａ…サンプリングＡＤ変換処理、２１ｂ…第１燃焼パラメータ算出処理、２１ｃ…第２燃焼パラメータ算出処理、２１ｄ…第３燃焼パラメータ算出処理、２１ｅ…第４燃焼パラメータ算出処理、２１ｆ…気筒間燃焼状態差分判定処理、２１ｇ…第１エンジン制御処理、２１ｈ…第２エンジン制御処理、２１ｉ…第３エンジン制御処理、２１ｊ…第４エンジン制御処理

Claims (2)

1. 複数の気筒を有する内燃機関の筒内圧取得装置であって、
   各気筒に設置され、気筒の筒内圧を検出する複数の筒内圧センサと、
   気筒毎に、前記筒内圧センサで検出した筒内圧の検出値をサンプリングするサンプリング手段と、
   気筒毎に、前記サンプリング手段でサンプリングした検出値に基づいて気筒内の燃焼状態を表す燃焼パラメータを算出する燃焼パラメータ算出手段と、
   前記燃焼パラメータ算出手段で算出した各気筒の燃焼パラメータを比較し、気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出する気筒群検出手段と、
   前記気筒群検出手段が気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出した場合、前記気筒群の中から代表気筒を選択する代表気筒選択手段と、
   前記気筒群検出手段が気筒間で燃焼パラメータの差分値が一定値以内となる組み合わせの気筒群を検出し、前記代表気筒選択手段が代表気筒を選択した場合、前記気筒群の中で代表気筒以外の気筒について前記サンプリング手段でのサンプリングを中止するサンプリング中止手段
   を備えることを特徴とする内燃機関の筒内圧取得装置。
2. 前記気筒群の中で代表気筒以外の気筒について前記サンプリング手段でのサンプリングを中止している間、前記気筒群の中で代表気筒以外の気筒については、前記代表気筒の前記筒内圧センサの検出値から算出された燃焼パラメータに基づいて燃焼制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の筒内圧取得装置。

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