JP2016125356A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、筒内圧センサを搭載する車載用内燃機関の制御装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that is suitable as a control device for a vehicle-mounted internal combustion engine equipped with an in-cylinder pressure sensor.
特許文献1には、筒内圧センサを搭載した内燃機関の制御装置が開示されている。筒内圧センサは、気筒内に露出する感圧部を有している。感圧部にはダイアフラムが備わっており、その内側には軸部材が収納されている。気筒内で発生した圧力は、このダイアフラムと軸部材により筒内圧センサ内部に伝達される。筒内圧センサは、このようにして伝達されてくる力の大きさに基づいて、筒内圧Pcに応じた出力を発生する。
筒内圧Pcは、空燃比や点火時期のフィードバック制御、トルク変動や失火の判定など、内燃機関の動作に関わる様々な制御に用いられる。例えば、特許文献1には、筒内圧Pcに基づいて空燃比フィードバック制御を行う例が開示されている。
The in-cylinder pressure Pc is used for various controls related to the operation of the internal combustion engine, such as feedback control of the air-fuel ratio and ignition timing, torque fluctuation and misfire determination. For example,
ところで、筒内圧センサの感圧部は、気筒内に露出しているため、燃焼に伴う熱を受ける。熱を受ければ感圧部には歪が生じ、その歪に起因する応力が筒内圧センサの内部に伝達される。このため、筒内圧センサの出力には、一般に、感圧部の熱歪の影響による誤差が重畳する。 By the way, since the pressure sensitive part of the in-cylinder pressure sensor is exposed in the cylinder, it receives heat accompanying combustion. When the heat is received, the pressure-sensitive part is distorted, and the stress resulting from the distortion is transmitted to the inside of the in-cylinder pressure sensor. For this reason, in general, an error due to the influence of thermal distortion of the pressure sensitive portion is superimposed on the output of the in-cylinder pressure sensor.
一方で、気筒内に露出している感圧部には、燃焼に伴って発生するデポジットが付着する。そして、筒内燃焼が繰り返されるのに伴って、感圧部にはデポジットが堆積していく。このデポジットは、感圧部の受熱を妨げる効果を有している。このため、デポジットの堆積が進むに連れて、感圧部は熱を受け難い状態となり、熱歪に起因してセンサ出力に重畳する誤差が小さくなる。 On the other hand, deposits generated with combustion adhere to the pressure-sensitive portion exposed in the cylinder. As the in-cylinder combustion is repeated, deposits are accumulated in the pressure sensitive part. This deposit has the effect of preventing heat reception of the pressure sensitive part. For this reason, as the deposit builds up, the pressure-sensitive portion becomes less susceptible to heat, and the error superimposed on the sensor output due to thermal strain is reduced.
熱歪に関する上記の変化は、感圧部にデポジットが付着していない状態からデポジットが僅かに堆積するまでの段階において、特に急激に現れる。このため、熱歪に起因して筒内圧センサの出力に現れる誤差は、感圧部にデポジットが付着していない状態からデポジットの堆積が始まった後急激に小さくなり、デポジットの堆積が進むにつれてやがて安定値に収束する。従って、筒内圧センサの出力特性は、感圧部のデポジット堆積量がある程度に達するまでの間急激に変化し、その後安定した状態に収束する。 The above-described change relating to thermal strain appears particularly abruptly in a stage from the state where no deposit is attached to the pressure-sensitive portion until the deposit is slightly deposited. For this reason, the error that appears in the output of the in-cylinder pressure sensor due to thermal strain decreases rapidly after deposit deposition starts from the state where no deposit is attached to the pressure-sensitive portion, and eventually as deposit deposition proceeds. Converge to a stable value. Therefore, the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor changes abruptly until the deposit amount of the pressure-sensitive portion reaches a certain level, and then converges to a stable state.
上述した従来の制御装置では、筒内圧センサの出力特性に上記のような変化が現れることが考慮されておらず、感圧部にデポジットがどのように堆積しているかに関わらず、筒内圧センサの出力を常に同じ条件で空燃比フィードバック制御に反映させることとしている。このため、上記従来の装置では、デポジット堆積量が不十分であり、筒内圧センサの出力特性に大きな変化が現れる段階において、精度の悪いフィードバック制御が実行されてしまう可能性があった。 In the above-described conventional control device, it is not considered that the above-described change appears in the output characteristics of the in-cylinder pressure sensor, and the in-cylinder pressure sensor is used regardless of how deposits are accumulated in the pressure-sensitive portion. Is always reflected in the air-fuel ratio feedback control under the same conditions. For this reason, in the said conventional apparatus, the deposit accumulation amount was inadequate and there existed a possibility that an inaccurate feedback control may be performed in the stage where the big change appears in the output characteristic of a cylinder pressure sensor.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、感圧部の熱歪特性の変化に起因して筒内圧センサの出力特性が変化する段階において、センサ出力に重畳する誤差が、内燃機関のアクチュエータ制御にそのまま反映されてしまうのを避け得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an error superimposed on the sensor output at the stage where the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor changes due to a change in the thermal strain characteristic of the pressure-sensitive portion. However, it is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can be directly reflected in actuator control of the internal combustion engine.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に位置する感圧部を有する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサの出力に基づいて内燃機関のアクチュエータを制御する制御ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、
前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記感圧部の熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを判定し、
前記判定が肯定されるまで、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
An in-cylinder pressure sensor having a pressure-sensitive portion located in a cylinder of the internal combustion engine;
A control unit for controlling the actuator of the internal combustion engine based on the output of the in-cylinder pressure sensor,
The control unit is
Based on the output of the in-cylinder pressure sensor, it is determined whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristics of the pressure sensitive part has been settled,
Until the determination is affirmed, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control is suppressed to be lower than the degree of reflection used after the determination is affirmed.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記制御ユニットは、
前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記気筒について、最大筒内圧発生クランク角から排気弁開弁クランク角までの領域に属する特定クランク角axにおける質量燃焼割合MFBaxを演算し、
前記質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したか否かを判定し、
当該質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したと判定された場合に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The control unit is
Based on the output of the in-cylinder pressure sensor, the mass combustion ratio MFBax at a specific crank angle ax belonging to the region from the maximum in-cylinder pressure generation crank angle to the exhaust valve opening crank angle is calculated for the cylinder,
Determine whether the mass combustion rate MFBax has reached a stable value,
When it is determined that the mass combustion ratio MFBax has reached a stable value, it is determined that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristics has been settled.
また、第3の発明は、第1の発明において、
前記制御ユニットは、
前記気筒について、最大筒内圧発生クランク角から排気弁開弁クランク角までの領域に属する特定クランク角axにおける前記筒内圧センサの出力Pcaxが、安定値に達したか否かを判定し、
当該出力Pcaxが安定値に達したと判定された場合に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
The control unit is
For the cylinder, it is determined whether or not the output Pcax of the in-cylinder pressure sensor at a specific crank angle ax belonging to the region from the maximum in-cylinder pressure generation crank angle to the exhaust valve opening crank angle has reached a stable value,
When it is determined that the output Pcax has reached a stable value, it is determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristics has been settled.
また、第4の発明は、第2又は第3の発明において、前記特定クランク角axは、最大筒内圧発生クランク角から排気弁開弁クランク角までの領域中、後方1/4の領域に属することを特徴とする。 In a fourth aspect based on the second or third aspect, the specific crank angle ax belongs to a rear quarter region in a region from the maximum in-cylinder pressure generating crank angle to the exhaust valve opening crank angle. It is characterized by that.
また、第5の発明は、第2から第4の発明の何れかにおいて、
前記制御ユニットは、
前記特定クランク角axにおいて生ずるべき基準の質量燃焼割合MFBax0と、前記質量燃焼割合MFBaxとの差が判定値以下である場合に、前記質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したと判定することを特徴とする。
In addition, a fifth invention is any one of the second to fourth inventions,
The control unit is
When the difference between the reference mass combustion rate MFBax0 to be generated at the specific crank angle ax and the mass combustion rate MFBax is equal to or less than a determination value, it is determined that the mass combustion rate MFBax has reached a stable value. And
また、第6の発明は、第2から第4の発明の何れかにおいて、
前記制御ユニットは、
前記気筒で得られた過去の質量燃焼割合MFBax1と、前記質量燃焼割合MFBaxとの差が判定値以下である場合に、前記質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したと判定し、
前記過去の質量燃焼割合MFBax1は、前記質量燃焼割合MFBaxが演算された際の前記気筒の条件と比較して、前記特定クランク角axにおいて同じ質量燃焼割合が発生すると見なし得る条件下で演算された過去最新の値であることを特徴とする。
In addition, a sixth invention is any one of the second to fourth inventions,
The control unit is
When the difference between the past mass combustion ratio MFBax1 obtained in the cylinder and the mass combustion ratio MFBax is equal to or less than a determination value, it is determined that the mass combustion ratio MFBax has reached a stable value,
The past mass combustion rate MFBax1 was calculated under conditions where it can be considered that the same mass combustion rate occurs at the specific crank angle ax as compared to the condition of the cylinder when the mass combustion rate MFBax was calculated. It is characterized by the latest value in the past.
また、第7の発明は、第1の発明の何れかにおいて、
前記制御ユニットは、
フューエルカットのオンオフ切り替えに伴って前記筒内圧センサの出力に現れるドリフト量を演算し、
前記ドリフト量が生じた条件下で前記感圧部にデポジットが付着していない場合に生ずるべき基準ドリフト量と、前記ドリフト量との差が判定値以上である場合に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することを特徴とする。
In addition, a seventh invention is any one of the first inventions,
The control unit is
Calculate the amount of drift that appears in the output of the in-cylinder pressure sensor with the on / off switching of the fuel cut,
When the difference between the reference drift amount and the drift amount to be generated when no deposit is attached to the pressure-sensitive part under the condition in which the drift amount has occurred and the thermal strain characteristic is stable It is characterized by determining that the previous change has subsided.
また、第8の発明は、第1から第7の発明の何れかにおいて、
前記アクチュエータの制御は、
前記筒内圧センサの出力に基づく状態判定と、
前記アクチュエータに対する指令値の演算手法を、前記状態判定の結果に応じて切り替える処理と、
前記アクチュエータに対して前記指令値を供給する処理と、を含み、
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が肯定されるまでは、前記状態判定の実施を禁止することにより、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする。
Further, an eighth invention is any one of the first to seventh inventions,
The control of the actuator is
State determination based on the output of the in-cylinder pressure sensor;
A process for switching a command value calculation method for the actuator according to a result of the state determination;
Supplying the command value to the actuator, and
The control unit is
Until the determination that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been affirmed, by prohibiting the execution of the state determination, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control is determined. It is characterized by being kept lower than the degree of reflection used after affirmation.
また、第9の発明は、第1から第8の発明の何れかにおいて、
前記アクチュエータの制御は、前記筒内圧センサの出力に基づく補正量を前記アクチュエータに対する指令値に反映させるフィードバック制御を含み、
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が肯定されるまでは、前記補正量のフィードバックゲインを、当該判定の肯定後に用いられるゲインに比して小さくすることにより、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする。
Further, a ninth invention is any one of the first to eighth inventions,
The control of the actuator includes feedback control that reflects a correction amount based on the output of the in-cylinder pressure sensor in a command value for the actuator,
The control unit is
Until the determination that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been affirmed, the feedback gain of the correction amount is made smaller than the gain used after the determination is affirmed, so that the in-cylinder pressure sensor The degree to which the output is reflected in the control is suppressed to be lower than the degree of reflection used after affirmation of the determination.
また、第10の発明は、第1から第9の発明の何れかにおいて、
前記アクチュエータの制御は、前記筒内圧センサの出力に基づく補正量を前記アクチュエータに対する指令値に反映させるフィードバック制御を含み、
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が肯定されるまでは、前記フィードバック制御の実行を禁止することにより、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする。
According to a tenth invention, in any one of the first to ninth inventions,
The control of the actuator includes feedback control that reflects a correction amount based on the output of the in-cylinder pressure sensor in a command value for the actuator,
The control unit is
Until the determination that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has settled is affirmed, by prohibiting the execution of the feedback control, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control is determined. It is characterized by being kept lower than the degree of reflection used after affirmation.
また、第11の発明は、第9又は第10の発明において、
前記内燃機関は複数気筒を有する内燃機関であり、
前記筒内圧センサは気筒毎に配置されており、
前記アクチュエータは気筒毎に配置された燃料噴射弁を含み、
前記フィードバック制御は、前記筒内圧センサの出力がフィードバックされた燃料噴射量を前記燃料噴射弁に噴射させる空燃比フィードバック制御を含み、
前記制御ユニットは、
気筒毎に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定される前の筒内圧センサの出力に基づいて、当該気筒の空燃比素性を把握し、
少なくとも1の気筒で前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定される場合に、
当該判定がなされた安定気筒の筒内圧センサの出力に基づいて、当該安定気筒の噴射補正量を演算し、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定されていない未安定気筒の空燃比素性と前記安定気筒の空燃比素性との相対的関係から、両気筒の噴射補正量の相対的関係を特定し、
当該噴射補正量の相対的関係を前記安定気筒の噴射補正量に当てはめることにより前記未安定気筒の噴射補正量を演算し、
前記安定気筒の噴射補正量を当該安定気筒の燃料噴射量に反映させ、かつ、前記未安定気筒の噴射補正量を当該未安定気筒の燃料噴射量に反映させることにより、前記空燃比フィードバック制御を実行することを特徴とする。
The eleventh invention is the ninth or tenth invention,
The internal combustion engine is an internal combustion engine having a plurality of cylinders;
The in-cylinder pressure sensor is arranged for each cylinder,
The actuator includes a fuel injection valve arranged for each cylinder,
The feedback control includes air-fuel ratio feedback control that causes the fuel injection valve to inject a fuel injection amount to which an output of the in-cylinder pressure sensor is fed back,
The control unit is
For each cylinder, based on the output of the in-cylinder pressure sensor before it is determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been settled, the air-fuel ratio feature of the cylinder is grasped,
When it is determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been settled in at least one cylinder,
Based on the output of the in-cylinder pressure sensor of the stable cylinder for which the determination has been made, the injection correction amount of the stable cylinder is calculated,
From the relative relationship between the air-fuel ratio feature of an unstable cylinder that has not been determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has subsided and the air-fuel ratio feature of the stable cylinder, the relative relationship between the injection correction amounts of both cylinders is specified. ,
By calculating the injection correction amount of the unstable cylinder by applying the relative relationship of the injection correction amount to the injection correction amount of the stable cylinder,
The air-fuel ratio feedback control is performed by reflecting the injection correction amount of the stable cylinder in the fuel injection amount of the stable cylinder and reflecting the injection correction amount of the unstable cylinder in the fuel injection amount of the unstable cylinder. It is characterized by performing.
また、第12の発明は、第11の発明において、
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が全ての気筒について否定された場合、その後即座に全気筒の空燃比素性を把握し、
複数の気筒が前記安定気筒と判定される場合には、最も早く安定気筒と判定された気筒の噴射補正量を前記未安定気筒の噴射補正量の基礎として用いることを特徴とする。
The twelfth invention is the eleventh invention, in which
The control unit is
If the determination that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic has been settled is denied for all the cylinders, then immediately grasp the air-fuel ratio features of all the cylinders,
When a plurality of cylinders are determined to be the stable cylinders, the injection correction amount of the cylinder that is determined to be the stable cylinder earliest is used as the basis of the injection correction amount of the unstable cylinder.
第1の発明によれば、筒内圧センサの熱歪特性の安定前変化が収まるまでは、筒内圧センサの出力がアクチュエータの制御に反映される度合いを抑えることができる。このため、本発明によれば、熱歪特性の安定前変化に起因して筒内圧センサの出力特性が変化する段階において、センサ出力に重畳する誤差が、内燃機関のアクチュエータ制御にそのまま反映されてしまうのを避けることができる。 According to the first aspect of the invention, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control of the actuator can be suppressed until the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic of the in-cylinder pressure sensor is settled. For this reason, according to the present invention, when the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor changes due to the pre-stability change of the thermal strain characteristic, the error superimposed on the sensor output is directly reflected in the actuator control of the internal combustion engine. Can be avoided.
第2の発明によれば、最大筒内圧発生クランク角から排気弁開弁クランク角までの領域に属する特定クランク角axにおける質量燃焼割合MFBaxが演算される。感圧部の熱歪の影響は、最大筒内圧発生後、排気弁が開かれるまでの間に筒内圧センサの出力に現れ易い。そして、質量燃焼割合には、筒内圧センサの出力特性が増幅された状態で現れる。このため、特定クランク角axにおける質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したか否かを見れば、筒内圧センサの出力特性が安定したか、すなわち、感圧部の熱歪特性の安定前変化が収まったかを正確に判定することができる。従って、本発明によれば、熱歪特性の安定前変化の収束を正しく判定することができる。 According to the second invention, the mass combustion ratio MFBax at the specific crank angle ax belonging to the region from the maximum in-cylinder pressure generating crank angle to the exhaust valve opening crank angle is calculated. The influence of the thermal strain of the pressure sensitive part tends to appear in the output of the in-cylinder pressure sensor after the maximum in-cylinder pressure is generated and before the exhaust valve is opened. The mass combustion ratio appears in a state where the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor is amplified. For this reason, whether or not the mass combustion ratio MFBax at the specific crank angle ax has reached a stable value indicates that the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor is stable, that is, the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic of the pressure-sensitive part. It is possible to accurately determine whether it has been settled. Therefore, according to the present invention, it is possible to correctly determine the convergence of the pre-stability change of the thermal strain characteristics.
第3の発明によれば、特定クランク角axにおける筒内圧センサの出力Pcaxに基づいて、熱歪特性の安定前変化が収まったか否かが判定される。特定クランク角axは、感圧部の熱歪の影響が筒内圧センサの出力に現れ易いクランク角領域に属している。このため、本発明によれば、熱歪特性の安定前変化の収束を適切に判定することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is determined whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic is settled based on the output Pcax of the in-cylinder pressure sensor at the specific crank angle ax. The specific crank angle ax belongs to a crank angle region in which the influence of thermal distortion of the pressure-sensitive portion is likely to appear in the output of the in-cylinder pressure sensor. For this reason, according to the present invention, it is possible to appropriately determine the convergence of the pre-stable change of the thermal strain characteristics.
第4の発明によれば、特定クランク角axが、排気弁の開弁直前のクランク角に設定される。感圧部の熱歪がセンサ出力に与える影響の度合いは、S/N比の関係で、筒内圧が下がるに連れて大きくなる。このため、本発明によれば、筒内圧センサの出力に熱歪の影響が十分に反映されているタイミングで、熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを判定することができる。 According to the fourth invention, the specific crank angle ax is set to the crank angle immediately before the exhaust valve is opened. The degree of influence of the thermal strain of the pressure-sensitive part on the sensor output increases as the in-cylinder pressure decreases due to the S / N ratio. For this reason, according to the present invention, it is possible to determine whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic is settled at the timing when the influence of the thermal strain is sufficiently reflected in the output of the in-cylinder pressure sensor.
第5の発明によれば、特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxが、本来の値である基準の質量燃焼割合MFBax0に十分に接近している場合に、熱歪特性の安定前変化が収まったと判断することができる。 According to the fifth invention, when the mass combustion ratio MFBax of the specific crank angle ax is sufficiently close to the reference mass combustion ratio MFBax0 which is the original value, the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic is settled. Judgment can be made.
第6の発明によれば、質量燃焼割合MFBax1と質量燃焼割合MFBaxとの差が十分に小さくなると質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したとの判定がなされる。両者は、同じ質量燃焼割合が発生すると見なし得る条件下で、時間的に連続して演算された質量燃焼割合である。これら両者の差が十分に小さくなれば、質量燃焼割合MFBaxが安定値に収束したと判断することができ、従って、熱歪特性の安定前変化が収まったと判断することができる。 According to the sixth invention, when the difference between the mass combustion rate MFBax1 and the mass combustion rate MFBax is sufficiently small, it is determined that the mass combustion rate MFBax has reached a stable value. Both are mass combustion ratios calculated continuously in time under conditions that can be considered to generate the same mass combustion ratio. If the difference between the two becomes sufficiently small, it can be determined that the mass combustion ratio MFBax has converged to a stable value, and therefore, it can be determined that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristics has settled.
第7の発明によれば、フューエルカットのオンオフが切り替わる際に、筒内圧センサの出力に現れるドリフト量が演算される。このドリフト量は、筒内圧センサへのデポジットの堆積が進むほど大きくなる。一方、熱歪特性の安定前変化は、デポジットの堆積が進むほど収束に向かう。このため、筒内圧センサのドリフト量は、安定前変化の収束の度合いを判断する特性値として用いることができる。従って、本発明によれば、そのドリフト量に基づいて、熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを適正に判定することができる。 According to the seventh invention, when the fuel cut is switched on and off, the drift amount appearing in the output of the in-cylinder pressure sensor is calculated. This drift amount increases as the deposit builds up on the in-cylinder pressure sensor. On the other hand, the pre-stabilization change in thermal strain characteristics tends to converge as the deposit builds up. For this reason, the drift amount of the in-cylinder pressure sensor can be used as a characteristic value for determining the degree of convergence of the change before stabilization. Therefore, according to the present invention, it is possible to appropriately determine whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic has been settled based on the drift amount.
第8の発明によれば、筒内圧センサの熱歪特性が安定するまでは、その出力に基づく状態判定の実施が禁止される。このため、本発明によれば、安定前の熱歪特性に起因するセンサ誤差の影響で、アクチュエータに対する指令値の演算手法が誤って切り替わってしまうのを防ぐことができる。 According to the eighth aspect, until the thermal strain characteristic of the in-cylinder pressure sensor is stabilized, the state determination based on the output is prohibited. For this reason, according to the present invention, it is possible to prevent the command value calculation method for the actuator from being erroneously switched due to the influence of the sensor error due to the thermal strain characteristics before stabilization.
第9の発明によれば、筒内圧センサの熱歪特性が安定するまでは、筒内圧センサの出力をアクチュエータの指令値に反映させる際のフィードバックゲインを下げることができる。このため、本発明によれば、安定前の熱歪特性に起因するセンサ誤差の影響がアクチュエータに対して過剰にフィードバックされてしまうのを防ぐことができる。 According to the ninth aspect of the invention, the feedback gain when reflecting the output of the in-cylinder pressure sensor in the command value of the actuator can be lowered until the thermal strain characteristic of the in-cylinder pressure sensor is stabilized. For this reason, according to this invention, it can prevent that the influence of the sensor error resulting from the thermal-strain characteristic before stabilization is fed back excessively with respect to an actuator.
第10の発明によれば、筒内圧センサの熱歪特性が安定するまでは、筒内圧センサの出力に基づくアクチュエータのフィードバック制御を禁止することができる。このため、本発明によれば、安定前の熱歪特性に起因するセンサ誤差の影響がアクチュエータにフィードバックされてしまうのを防ぐことができる。 According to the tenth aspect, the feedback control of the actuator based on the output of the in-cylinder pressure sensor can be prohibited until the thermal strain characteristic of the in-cylinder pressure sensor is stabilized. For this reason, according to this invention, it can prevent that the influence of the sensor error resulting from the thermal-strain characteristic before stabilization is fed back to an actuator.
第11の発明によれば、熱歪特性が安定する前の筒内圧センサの出力(以下、「安定前出力」とする)に基づいて、各気筒の空燃比素性が把握される。安定前出力には、熱歪の影響が顕著に現れる。一方、センサ出力における熱歪の影響は、そのセンサが搭載される気筒内の温度が高いほど大きくなる。そして、気筒内温度は、その気筒で燃焼する混合気の空燃比と相関を有しており、その空燃比がリッチであるほど高くなる。従って、安定前出力は、空燃比がリッチになり易い気筒、すなわち素性がリッチな気筒では、熱歪の影響を大きく含んだ値となる。一方、素性がリーンな気筒では、熱歪の影響をさほど含まない値となる。このため、各気筒の安定前出力は、各気筒の空燃比素性と相関を示す。従って、本発明では、安定前出力に基づいて、各気筒の空燃比素性を把握することができる。 According to the eleventh aspect, the air-fuel ratio feature of each cylinder is grasped based on the output of the in-cylinder pressure sensor before the thermal strain characteristic is stabilized (hereinafter referred to as “pre-stability output”). The effect of thermal strain appears significantly in the output before stabilization. On the other hand, the influence of thermal strain on the sensor output increases as the temperature in the cylinder in which the sensor is mounted increases. The in-cylinder temperature has a correlation with the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the cylinder, and becomes higher as the air-fuel ratio is richer. Therefore, the output before stabilization is a value that greatly includes the influence of thermal distortion in a cylinder in which the air-fuel ratio tends to be rich, that is, in a cylinder with a rich feature. On the other hand, in a cylinder with a lean feature, the value does not include the effect of thermal strain. For this reason, the output before stabilization of each cylinder shows a correlation with the air-fuel ratio feature of each cylinder. Therefore, in the present invention, the air-fuel ratio feature of each cylinder can be grasped based on the pre-stabilization output.
各気筒の空燃比素性が把握できれば、全ての気筒の混合気を同じ空燃比とするために、個々の気筒に噴射すべき燃料量の相対的関係を特定することができる。そして、少なくとも1つの気筒につきフィードバックすべき噴射補正量が決まれば、その噴射補正量に上記の相対的関係を当てはめることで、他の気筒についても、フィードバックすべき噴射補正量を決めることができる。 If the air-fuel ratio feature of each cylinder can be grasped, the relative relationship of the amount of fuel to be injected into each cylinder can be specified in order to make the air-fuel mixture of all the cylinders have the same air-fuel ratio. When the injection correction amount to be fed back is determined for at least one cylinder, the injection correction amount to be fed back can be determined for the other cylinders by applying the above relative relationship to the injection correction amount.
本発明において、安定気筒については、既に熱歪特性が収まった筒内圧センサの出力に基づいて、適切な噴射補正量が演算される。そして、未安定気筒については、安定気筒の噴射補正量に、空燃比素性の相対的関係を当てはめることにより、当該気筒のセンサ出力に頼ることなく噴射補正量を演算することができる。このため、本発明によれば、1の気筒についてセンサ特性の安定が確認できた段階で、全気筒について適切な空燃比フィードバック制御を開始することができる。 In the present invention, for the stable cylinder, an appropriate injection correction amount is calculated based on the output of the in-cylinder pressure sensor in which the thermal strain characteristics have already fallen. For an unstable cylinder, the injection correction amount can be calculated without depending on the sensor output of the cylinder by applying the relative relationship of the air-fuel ratio feature to the injection correction amount of the stable cylinder. For this reason, according to the present invention, appropriate air-fuel ratio feedback control can be started for all the cylinders when the stability of the sensor characteristics for one cylinder has been confirmed.
第12の発明によれば、内燃機関の新品時には、熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が全ての気筒で否定される。この場合、その後即座に全気筒の空燃比素性が把握される。クリーニング等により全気筒のデポジットが除去された後にも、同様に、その後即座に全気筒の空燃比素性が把握される。このように、本発明によれば、全ての気筒において安定前出力が得られる状況において、適切に、全気筒の空燃比素性を把握することができる。また、本発明によれば、複数の気筒が安定気筒である場合には、最も早く安定気筒と判定された気筒を基準として未安定気筒の噴射補正量が演算される。このため、本発明によれば、複数の未安定気筒が順次安定気筒となる過渡期、或いは一部の気筒のみがデポジットの脱落により未安定気筒化するような状況において、全気筒の空燃比フィードバック制御を混乱なく継続することができる。 According to the twelfth invention, when the internal combustion engine is new, the determination that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic has been settled is denied in all the cylinders. In this case, the air-fuel ratio features of all the cylinders are immediately grasped thereafter. Similarly, after the deposits of all the cylinders are removed by cleaning or the like, the air-fuel ratio features of all the cylinders are immediately grasped thereafter. As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately grasp the air-fuel ratio features of all the cylinders in a situation where the pre-stabilization output is obtained in all the cylinders. Further, according to the present invention, when the plurality of cylinders are stable cylinders, the injection correction amount of the unstable cylinder is calculated based on the cylinder that is determined to be the stable cylinder earliest. Therefore, according to the present invention, in a transition period in which a plurality of unstable cylinders sequentially become stable cylinders, or in a situation where only some of the cylinders become unstable cylinders due to dropout of deposits, air-fuel ratio feedback of all cylinders Control can be continued without confusion.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通又は対応する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common or respond | corresponds, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関10の構成を示す。内燃機関10は、気筒12内にピストン14を備えている。気筒12の上部中央には点火プラグ16が備えられている。点火プラグ16の近傍には燃料噴射弁18が配置されている。
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 shows a configuration of an
気筒12の上部には、更に、筒内圧センサ(CPS, Combustion Pressure Sensor)20が配置されている。筒内圧センサ20は筒内圧Pcに応じた出力を発生するセンサであり、気筒内に露出した感圧部22を有している。筒内圧センサ20は、より具体的には、感圧部22に、ダイアフラムと、その内側に配置される軸部材とを備えている。気筒12内の圧力が変動すると、その変動は感圧部22のダイアフラム及び軸部材によりセンサ内部に伝えられる。筒内圧センサ20は、このようにして伝播される力を電気信号に変換することにより、筒内圧Pcに応じた出力を生成する。
An in-cylinder pressure sensor (CPS, Combustion Pressure Sensor) 20 is further disposed on the upper portion of the
気筒12には、吸気通路24が連通している。吸気通路24が気筒12に連通するポート部には吸気弁26が配置されている。吸気弁26の上流には、スロットル弁28が配置されている。スロットル弁28は、アクセル開度に応じて作動する電子制御式の弁機構であり、その開度に応じて吸入空気量を変化させることができる。
An
内燃機関10の気筒12には、排気通路30が連通している。排気通路30には、気筒12と連通する部分に、排気弁32が組み込まれている。また、内燃機関10には、クランクケースに装着されたクランク角センサ34、シリンダブロックに装着された水温センサ36等、一般的に内燃機関に搭載される各種センサが組み込まれている。
An
図1に示すように、本実施の形態のシステムは、電子式の制御ユニット(ECU)40を備えている。ECU40には、上述した点火プラグ16や燃料噴射弁18等のアクチュエータ、並びにクランク角センサ34や水温センサ36等のセンサが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes an electronic control unit (ECU) 40. The
[筒内圧センサ20の熱歪特性]
図2は、筒内圧センサ20の出力に重畳する熱歪の影響を説明するための図である。図2において、符号42を付して示す線は筒内圧の真値Pc0を示す。真値Pc0は、例えば筒内圧センサ20に比して遥かに精度の高い計測器を気筒12内に配置して計測を行うことにより検知することができる。
[Thermal strain characteristics of in-cylinder pressure sensor 20]
FIG. 2 is a diagram for explaining the influence of thermal strain superimposed on the output of the in-
図2中に符号44を付して示す線は、筒内圧センサ20の出力に基づいてECU40が演算した筒内圧Pcを示す。筒内圧センサ20の感圧部22は、気筒12内の熱に晒される。感圧部22が高温の熱に晒されれば、そこに配置されているダイアフラムには熱歪が生ずる。ダイアフラムに熱歪が生じれば、その歪に起因する応力が軸部材に伝達され、筒内圧センサ20の出力が、筒内圧の真値Pc0からずれた値となる。センサ出力が真値Pc0に対してプラス側にずれるかマイナス側にずれるかはセンサの構造によるが、本実施形態の筒内圧センサ20では、そのずれがマイナス側に生ずる。このため、センサ出力に基づく筒内圧Pcは、図2に示すように、真値Pc0に対して小さい方向にずれた値となる。
A line indicated by
感圧部22には、受熱量が多いほど大きな熱歪が生ずる。感圧部22の受熱量は、爆発行程の進行に伴って大きくなる。このため、受熱量の少ない爆発行程前半には、センサ出力に大きな誤差は生じ難い。また、筒内圧の真値Pc0が大きい条件下では、熱歪の影響が相対的に小さくなるため、S/N比の関係で、センサ出力に基づく筒内圧Pcが真値Pc0から乖離し難い。このため、センサ出力に基づく筒内圧Pcは、爆発行程の前半、つまり、点火のタイミングから最大筒内圧が発生するまでの間は、ほぼ真値Pc0と一致した値となる。
In the pressure
一方、感圧部22の受熱量が多くなり、また、筒内圧の真値Pc0が小さくなる爆発行程の後半では、熱歪に起因する出力の誤差が顕著となり、センサ出力に基づく筒内圧Pcが真値Pc0から乖離した値となり易い。そして、この乖離は、爆発行程が進むほど大きくなり、通常は排気弁32の開弁直前に最も大きくなる。
On the other hand, in the latter half of the explosion stroke where the amount of heat received by the
[デポジット付着量と熱歪の関係]
感圧部22には、混合気の燃焼に伴って気筒12内で発生するデポジットが付着する。デポジットの付着量は、内燃機関10の運転時間の増加に伴って増加する。デポジットは、熱の伝播を妨げる効果を有している。このため、熱歪に起因する誤差は、デポジットの堆積が進むに連れて少なくなり、やがて安定値に収束する。つまり、筒内圧センサ20の出力には、デポジットが付着していない段階では熱歪に起因する誤差が顕著に現れる。そして、この誤差は、感圧部22にデポジットが堆積していく初期の段階で大きく減少し、内燃機関10の運転時間の経過に伴ってやがて安定値に収束する。
[Relationship between deposit amount and thermal strain]
Deposits generated in the
本実施形態で用いる筒内圧センサ20の場合、具体的には、デポジットの堆積量が100μmに達する辺りで熱歪特性の安定前変化が収まり、熱歪に起因する出力の誤差が安定値に収束する。内燃機関10の運転時間に換算すると、筒内圧センサ20の熱歪特性の安定前変化は、凡そ2日程度で収束に至る。以下、熱歪特性の安定前変化が収まる前のセンサ出力を「安定前出力」と称し、また、その変化が収まった後のセンサ出力を「安定後出力」と称す。
In the case of the in-
図3は、筒内圧センサの出力に基づいて演算される質量燃焼割合MFBが、熱歪特性の安定化に伴って収束する様子を表した図である。質量燃焼割合MFBとは、爆発行程の過程で気筒12内にて燃焼した燃料の質量割合である。クランク角θにおける質量燃焼割合MFBθは、次式で算出することができる。
MFB={Pc(θ)・V(θ)κ- Pc(θs)・V(θs)κ}/{Pc(θe)・V(θe)κ- Pc(θs)・V(θs)κ}
・・・(1式)
但し、V(θx)はクランク角θxにおける気筒12内の体積、Pc(θx)・V(θx)κはクランク角がθxに至るまでの発生熱量、κは混合気の比熱比、θsは燃焼開始とみなすクランク角、θeは燃焼終了とみなすクランク角である。
FIG. 3 is a diagram showing how the mass combustion ratio MFB calculated based on the output of the in-cylinder pressure sensor converges with stabilization of the thermal strain characteristics. The mass combustion ratio MFB is the mass ratio of the fuel burned in the
MFB = {Pc (θ) ・ V (θ) κ -Pc (θs) ・ V (θs) κ } / {Pc (θe) ・ V (θe) κ -Pc (θs) ・ V (θs) κ }
... (1 set)
Where V (θx) is the volume in the
図3の左側に示す特性図は、上述した計測器の出力(筒内圧の真値Pc0)に基づくMFBデータ46に、安定前出力に基づくMFBデータ48を重ねて表した図である。MFBデータ48は、より具体的には、新品の筒内圧センサ20の出力に基づいて演算されたMFBの集合である。MFBデータ46,48は、何れも、爆発行程が多数回繰り返される過程で得られた多数のMFB結果を含んでいる。
The characteristic diagram shown on the left side of FIG. 3 is a diagram in which the
上記の特性図に示すように、真値Pc0に基づくMFBデータ46は、ばらつきの少ない安定した波形となる。一方、安定前出力に基づくMFBデータ48は、爆発行程の後半においてMFBデータ46より低く、かつ、多分にばらつきを有している。安定前のMFBデータ48がこのような特性を示す理由は下記の通りである。
1.筒内圧センサ20の出力は、爆発行程の後半において、熱歪の影響により真値Pc0より小さな値となる。
2.新品の筒内圧センサ20にはデポジットが付着していない。デポジットの堆積が進む過程で、筒内圧センサ20の出力特性には急激な変化が生じ、その結果、爆発行程毎に演算されるMFBにも大きなばらつきが出る。
As shown in the above characteristic diagram, the
1. The output of the in-
2. No deposit is attached to the new
図3の右側に示す特性図は、計測器の出力(筒内圧の真値Pc0)に基づくMFBデータ46に、安定後出力に基づくMFBデータ50を重ねて表した図である。上述した通り、筒内圧センサ20の出力特性は、デポジットの付着量が100μm程度に達した時点で安定する。そして、安定後の筒内圧センサ20から発せられる安定後出力によれば、図示の通り、真値Pc0に基づくMFBデータ46と大まかに一致するMFBデータ50を演算することができる。
The characteristic diagram shown on the right side of FIG. 3 is a diagram in which the
[実施の形態1の特徴]
図4は、特定クランク角axにおける質量燃焼割合MFBaxが安定値に至るまでの過程を示す。図4における時間0は、筒内圧センサ20が新品の時点、つまり、筒内圧センサ20にデポジットが付着していない時点を示す。また、特定クランク角axは、最大筒内圧が発生するクランク角から、排気弁32が開弁されるクランク角までの領域に属するクランク角、つまり、筒内圧センサ20の出力に感圧部22の熱歪が影響が顕著に現れ易いクランク角である。ここでは、質量燃焼割合MFBがほぼ100%に達するクランク角をaxとしており、具体的には、圧縮上死点後90°CA(ATDC90°CA)をaxとしている。
[Features of Embodiment 1]
FIG. 4 shows a process until the mass combustion ratio MFBax reaches a stable value at a specific crank angle ax.
特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxは、時間0では熱歪の影響で過少な値に演算され、その後、運転時間の経過に伴って大きくなり、やがて100%付近の安定値に収束する。デポジットの増加に伴ってMFBaxがこのように変化するのであれば、適当な基準値52を設けておくことで、十分なデポジットが感圧部22に付着したか、引いては、感圧部22の熱歪特性の安定前変化が収束したかを適切に判定することができる。そして、熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを適切に判定することができれば、筒内圧センサ20の出力、更にはこれに基づいて算出される質量燃焼割合MFBが、信用できる値であるか否かを正しく判定することができる。
The mass combustion rate MFBax of the specific crank angle ax is calculated to an excessive value at
本実施形態において、質量燃焼割合MFBは、点火プラグ16を制御の対象とする点火時期制御や、燃料噴射弁18を制御の対象とする空燃比フィードバック制御等に用いられる。また、筒内圧センサ20の出力は、トルク変動の判定や失火判定などの状態判定に用いられる(その結果は、例えば点火プラグ16や燃料噴射弁18に対する指令値の演算手法の切り替え等に反映される)。質量燃焼割合MFBや筒内圧センサ20の出力が信用できない間は、内燃機関10の運転状態にそれらが不適切に反映されてしまうのを避けることが望ましい。このため、本実施形態では、MFBaxが安定値に収束したと判定されるまでは、筒内圧センサ20の出力や質量燃焼割合MFBが点火プラグ16や燃料噴射弁18の制御に反映される度合いを下げることとした。より具体的には、MFBaxが安定値に収束したと判定されるまでは、筒内圧センサ20の出力や質量燃焼割合MFBに基づく制御の実施を禁止し、その判定が肯定された時点で、それらに基づく制御の実施を許可することとした。
In the present embodiment, the mass combustion ratio MFB is used for ignition timing control in which the ignition plug 16 is controlled, air-fuel ratio feedback control in which the
[実施の形態1の動作]
図5は、本実施形態においてECU40が実行するルーチンの一例のフローチャートである。図5に示すルーチンは、内燃機関10の各気筒について1サイクル毎に実行される。図5に示すルーチンが起動されると、先ず、質量燃焼割合MFBが演算される(ステップ100)。具体的には、所定のサンプリング時間毎に筒内圧Pcと体積Vが読み取られ、それらを順次上記(1式)に当てはめることにより1サイクル分のMFBが演算される。尚、ECU40は、クランク角との関係で体積Vを定めたマップを記憶しており、ここではそのマップに従って体積Vが特定される。
[Operation of Embodiment 1]
FIG. 5 is a flowchart of an example of a routine executed by the
次に、演算したMFBの中から、特定クランク角axにおける質量燃焼割合MFBaxが読み出される(ステップ102)。 Next, the mass combustion ratio MFBax at the specific crank angle ax is read out from the calculated MFB (step 102).
次いで、基準の質量燃焼割合MFBax0が演算される(ステップ104)。基準の質量燃焼割合MFBax0とは、特定クランク角axにおいて本来生ずるべき質量燃焼割合、換言すると、真値Pc0に基づいて演算が行われた場合に特定クランク角axにて得られる質量燃焼割合である。基準の質量燃焼割合MFBax0は、内燃機関10の運転状態に対して一義的に決まる値である。本実施形態において、ECU40は、機関回転速度NE及び機関負荷KLとの関係でMFBax0を定めたマップを記憶している。本ステップ104では、具体的には、以下の処理によりMFBax0が演算される。
1.現在のNE及びKL(ステップ100で演算されたMFBを発生させたNE及びKL)の特定。
2.特定したNE及びKLに基づく上記マップの読み出し。
Next, a reference mass combustion ratio MFBax0 is calculated (step 104). The reference mass combustion rate MFBax0 is the mass combustion rate that should originally occur at the specific crank angle ax, in other words, the mass combustion rate obtained at the specific crank angle ax when the calculation is performed based on the true value Pc0. . The reference mass combustion ratio MFBax0 is a value uniquely determined with respect to the operating state of the
1. Identification of current NE and KL (NE and KL that generated MFB calculated in step 100).
2. Reading out the above map based on the identified NE and KL.
上記の処理が終わると、次に、今回のルーチンで演算された質量燃焼割合MFBaxが、基準の質量燃焼割合MFBax0に十分に近づいているかが判別される。具体的には、次式の関係が成立するか否かが判別される(ステップ106)。
MFBax0−MFBax≦判定値 ・・・(2式)
When the above processing is completed, it is next determined whether or not the mass combustion rate MFBax calculated in the current routine is sufficiently close to the reference mass combustion rate MFBax0. Specifically, it is determined whether or not the relationship of the following equation is established (step 106).
MFBax0−MFBax ≦ judgment value (2 formulas)
筒内圧センサ20の出力は、デポジットの堆積量が増え、熱歪特性の安定前変化が収まるに連れ、筒内圧の真値Pc0と整合した値となる。従って、質量燃焼割合MFBaxの演算値は、その安定前変化が収まるに連れ基準の質量燃焼割合MFBax0に近づく。このため、両者の差が十分に小さくなれば、その事実から、熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することができる。上記(2式)の「判定値」は、この判定が可能となるように設定された値である。従って、上記ステップ106の判定が肯定されれば、感圧部22の熱歪特性の安定前変化が収まったと判断することができる。
The output of the in-
ステップ106にて、上記(2式)の関係が成立しないと判定された場合は、そのまま今回のルーチンが終了される。ECU40は、初期状態では、筒内圧センサ20の出力や質量燃焼割合MFBに基づく制御の実施を禁止するように構成されている。(2式)の成立が判定されるまでは、その初期状態が維持され、筒内圧センサ20の出力を基礎とする制御の実施が禁止される。このため、本実施形態によれば、熱歪特性が大きく変化している状況下で、筒内圧センサ20の出力が不適切に内燃機関10の運転状態に反映されてしまうのを防ぐことができる。
If it is determined in
一方、上記ステップ106にて(2式)の成立が認められた場合は、熱歪特性の安定前変化が収まったと判定される(ステップ108)。つまり、熱歪に起因するセンサ誤差の変化が安定したと判断される。
On the other hand, if the establishment of (Formula 2) is recognized in
センサ出力に誤差が重畳していても、その誤差が安定していれば、そのセンサ出力に基づいて適切に内燃機関10を制御することは可能である。このため、ECU40は、上記ステップ108に続いて、筒内圧センサ20の出力に基づく制御の実施を許可する(ステップ110)。以後、ECU40は、質量燃焼割合MFBに基づく点火時期制御や空燃比フィードバック制御、筒内圧センサ20の出力に基づくトルク変動判定や失火判定を実施する。上記の処理によれば、熱歪特性が安定した筒内圧センサ20の出力に基づいて、内燃機関10の運転状態を適切に制御することができる。
Even if an error is superimposed on the sensor output, if the error is stable, the
[実施の形態1の変形例]
ところで、上述した実施の形態1では、質量燃焼割合MFBaxが基準の質量燃焼割合MFBax0に十分に接近した場合に熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することとしている(上記ステップ106参照)。しかしながら、熱歪特性の安定前変化の収束を判定する手法はこれに限定されるものでない。
[Modification of Embodiment 1]
By the way, in the first embodiment described above, it is determined that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic has been settled when the mass combustion rate MFBax is sufficiently close to the reference mass combustion rate MFBax0 (see
図6は、熱歪特性の安定前変化の収束を判定する他の例を説明するためのフローチャートである。このフローチャートでは、ルーチンの最後に、今回のルーチンで演算された質量燃焼割合MFBaxが前回値MFBax1として記憶される(ステップ116)。MFBaxは、機関回転速度NE及び機関負荷KLに対して本来一義的に決まるべき値である。ここでは、より具体的には、今回のルーチンの実行時における(NE,KL)と関連付けて、今回の質量燃焼割合MFBaxが前回値MFBax1として記憶される。 FIG. 6 is a flowchart for explaining another example of determining the convergence of the pre-stability change of the thermal strain characteristic. In this flowchart, at the end of the routine, the mass combustion ratio MFBax calculated in the current routine is stored as the previous value MFBax1 (step 116). MFBax is a value that should be uniquely determined with respect to the engine speed NE and the engine load KL. More specifically, the current mass combustion ratio MFBax is stored as the previous value MFBax1 in association with (NE, KL) at the time of execution of the current routine.
図6に示すルーチンでは、ステップ100及び102に続いて、前回値MFBax1と、今回演算された質量燃焼割合MFBaxの比較がなされる(ステップ112)。ここでは、具体的には、下記の処理が行われる。
1.現在の(NE,KL)(ステップ100のMFBを発生させた(NE,KL))の特定。
2.その(NE,KL)との関連で記憶されている前回値MFBax1と、今回演算された質量燃焼割合MFBaxの読み出し。
In the routine shown in FIG. 6, following the
1. Identification of current (NE, KL) (which generated MFB in step 100 (NE, KL)).
2. Reading the previous value MFBax1 stored in relation to (NE, KL) and the mass combustion ratio MFBax calculated this time.
次に、上記ステップ112で読み出された前回値MFBax1と今回値MFBaxとの差が十分に小さいかが判別される。具体的には、次式の関係が成立するか否かが判別される(ステップ114)。
|MFBax1−MFBax|≦判定値 ・・・(3式)
Next, it is determined whether or not the difference between the previous value MFBax1 read in
| MFBax1−MFBax | ≦ judgment value (3 formulas)
図4を参照して説明した通り、特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxは、運転時間の経過に伴って安定値(凡そ100%)に収束する。この際、前回値MFBax1と今回値MFBaxとの差は、MFBaxの収束が進むに連れて小さくなる。従って、同じ(NE,KL)の下で演算された前回値MFBax1と今回値MFBaxの差が十分に小さければ、質量燃焼割合MFBaxが安定値に収束したと判定することができる。上記(3式)の「判定値」は、この判定が可能となるように設定された値である。このため、上記ステップ114の判定が肯定されれば、図5に示すステップ106の判定が肯定された場合と同様に、感圧部22の熱歪特性の安定前変化が収まったと判断することができる。
As described with reference to FIG. 4, the mass combustion rate MFBax of the specific crank angle ax converges to a stable value (approximately 100%) as the operation time elapses. At this time, the difference between the previous value MFBax1 and the current value MFBax decreases as the convergence of the MFBax progresses. Therefore, if the difference between the previous value MFBax1 and the current value MFBax calculated under the same (NE, KL) is sufficiently small, it can be determined that the mass combustion ratio MFBax has converged to a stable value. The “determination value” in the above (Expression 3) is a value set so that this determination is possible. Therefore, if the determination in
また、上述した実施の形態1では、筒内圧センサ20の特性が安定するまでは、その出力に基づく内燃機関10の制御を禁止することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、質量燃焼割合MFBに基づいて、点火時期や空燃比のフィードバック制御が実施される。これらについては、熱歪特性の安定前変化が収まるまで、制御を禁止するのではなく、フィードバックゲインを下げて制御を行うこととしてもよい。また、本実施形態では、筒内圧センサ20の出力に基づいて、トルク変動や失火の発生を判定することとしている。これらについては、熱歪特性の安定前変化が収まるまで、判定を禁止するのではなく、判定の条件を厳しくすることで誤判定の可能性を下げることとしてもよい。更には、一部の制御については実施を禁止し、残部の制御についてゲインを小さくし、或いは判定条件を厳しくすることとしてもよい。
In
また、上述した実施の形態1では、感圧部22の熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを質量燃焼割合MFBaxに基づいて判定することとしている。質量燃焼割合MFBaxは、上記(1式)に示すように、筒内圧Pcに、気筒12の体積Vや比熱比κに起因するゲインが乗せられている。このため、質量燃焼割合MFBaxには、筒内圧センサ20の出力そのものに比して、その出力誤差の影響が強調された状態で現れる。この点、熱歪特性の安定前変化の収束を判定するに当たり、質量燃焼割合MFBaxは好適なパラメータである。しかし、筒内圧センサ20の出力自体にも、感圧部22の熱歪特性の影響は及んでおり、爆発行程後半のセンサ出力から、上記の判定を行うことも可能である。具体的には、特定クランク角axにおけるセンサ出力Pcaxが、安定前変化の収束を判断するための判定値に達した際に、熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することとしてもよい。或いは、特定クランク角axにおけるセンサ出力Pcaxの前回値と今回値との差が、安定前変化の収束を判断するための判定値よりも小さくなった際に、熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することとしてもよい。
Further, in the first embodiment described above, it is determined based on the mass combustion ratio MFBax whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic of the pressure-
また、上述した実施の形態1では、特定クランク角axをATDC90°CAに設定しているが、その値はこれに限定されるものではない。図2を参照して説明した通り、熱歪に起因する筒内圧センサ20の出力誤差は、爆発行程が進むほど顕著となる。このため、熱歪特性の安定前変化の収束を判定するうえで、特定クランク角axは、排気弁32の開弁タイミングに近いほど好ましい。従って、特定クランク角axは、最大筒内圧の発生タイミングから排気弁32の開弁タイミングまでの領域の何処に設定してもよいが、特に、その領域の後半1/4の領域に設定することが望ましい。更には、排気弁32の開弁直前のクランク角(排気弁32の開弁前の最後のサンプリングタイミングに対応するクランク角)に設定することが望ましい。
In the first embodiment described above, the specific crank angle ax is set to
また、上述した実施の形態1では、熱歪特性の安定前変化が生ずる状況として、筒内圧センサ20が新品である状況を例示し、その状況下で、センサ出力が制御に反映される度合いを下げることとしている。しかしながら、センサ出力が制御に反映される度合いを下げる状況はこれに限定されるものではない。すなわち、感圧部22の熱歪特性は、デポジットの付着量が少ない状況下で安定前の大きな変化を示す。そして、デポジットの付着量は、筒内圧センサ20の新品時に限らず、感圧部22にクリーニング処理が施された直後や、燃焼圧等の影響で感圧部22からデポジットが脱落した直後にも生ずる。このため、ステップ110の処理により筒内圧センサ20に基づく制御が一端許可された後に、ステップ106又はステップ114の判定が再度否定された場合には、その判定が再び肯定されるまで、筒内圧センサ20の出力が制御に反映される度合いを、再度低下させることとしてもよい。
Further, in the first embodiment described above, a situation where the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic occurs is exemplified as a situation where the in-
実施の形態2.
次に、図7から図18を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェアを用いて実現することができる。但し、本実施形態において、内燃機関10は、4気筒式の機関であるものとする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the present embodiment can be realized using the hardware shown in FIG. However, in the present embodiment, the
[MFBに基づく空燃比フィードバック制御]
本実施形態において、ECU40は、実施の形態1の場合と同様に、質量燃焼割合MFBに基づく空燃比フィードバック制御を行う。本実施形態の特徴的動作は、その空燃比フィードバック制御の内容と密接な関係を有しているため、以下その制御の概要を説明する。
[Air-fuel ratio feedback control based on MFB]
In the present embodiment, the
図7は、クランク角の変化に伴う質量燃焼割合MFBの変化を示している。図7において”SA”は点火タイミングを表している。また、”CA10”は、質量燃焼割合MFBが10%となるクランク角を表している。ECU40は、点火プラグ16に対して点火指令を発する前提としてSAを演算する。従って、SAはECU40にとって読み出し可能なパラメータである。ECU40は、上記(1式)に基づいてMFBを演算することができ、そのMFBが10%となるクランク角をCA10として読み出すことができる。
FIG. 7 shows a change in the mass combustion ratio MFB accompanying a change in the crank angle. In FIG. 7, “SA” represents the ignition timing. “CA10” represents a crank angle at which the mass combustion ratio MFB is 10%. The
図8は、混合気の空燃比(A/F)とSA-CA10との関係を示す。SA-CA10とは、点火タイミングからCA10までのクランク角の幅である。SA-CA10は、点火タイミングの後、混合気の燃焼が早く進むほど小さな値となる。そして、混合気の燃焼は、空燃比がリッチであるほど早く進む。このため、SA-CA10は、図8に示すように、空燃比が小さい(リッチである)ほど小さな値となり、空燃比が大きく(リーンに)なるに連れて大きな値となる。 FIG. 8 shows the relationship between the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture and SA-CA10. SA-CA10 is the width of the crank angle from the ignition timing to CA10. SA-CA10 has a smaller value as the combustion of the air-fuel mixture progresses faster after the ignition timing. The combustion of the air-fuel mixture proceeds faster as the air-fuel ratio is richer. For this reason, as shown in FIG. 8, SA-CA10 has a smaller value as the air-fuel ratio is smaller (richer), and becomes a larger value as the air-fuel ratio becomes larger (lean).
図8に示す関係は、内燃機関10の各気筒12について予め把握しておくことができる。そして、この関係が既知であれば、SA-CA10に基づいて、混合気がどのような空燃比を有しているのかを検知することができる。
The relationship shown in FIG. 8 can be grasped in advance for each
本実施形態において、ECU40は、目標空燃比に対応するSA-CA10の目標値を設定することができる。そして、現実のSA-CA10が、その目標値より小さい場合は、混合気の空燃比が目標空燃比より小さい(リッチである)と判断し、燃料噴射量に減量補正を施す。一方、現実のSA-CA10が、その目標値より大きい場合は、混合気の空燃比が目標空燃比より大きい(リーンである)と判断し、燃料噴射量に増量補正を施す。ECU40は、このようにして質量燃焼割合MFBに基づく空燃比フィードバック制御を実施する。
In the present embodiment, the
[気筒間ばらつきの影響]
図9は、新品の内燃機関10が作動し始めた後、4つの気筒12の質量燃焼割合MFBaxがそれぞれ独自に安定値に向かって収束していく様子を示している。尚、図9において、符号52を付して示す線は、図4の場合と同様に、MFBaxの安定値収束を判断するための基準値である。
[Influence of variation between cylinders]
FIG. 9 shows how the mass combustion ratios MFBax of the four
筒内圧センサ20の熱歪特性の安定前変化は、デポジットの堆積が進むに連れて収束に向かう。一方、個々の気筒12のデポジット堆積速度は、各気筒12の条件に応じて異なったものとなる。
The pre-stabilization change of the thermal strain characteristic of the in-
例えば、個々の気筒12の空燃比は、燃料噴射弁18の個体差や、吸気系の気筒差に起因して、必ずしも全気筒にて同じにはならない。つまり、全ての気筒12の燃料噴射弁18に対して一律に同じ指令を発したとしても、一部の気筒については空燃比がリッチ側に偏り、他方、一部の気筒については空燃比がリーン側に偏る、といった事態が通常の事柄として起こり得る。空燃比素性がリッチな気筒12では、その素性がリーンな気筒12に比してデポジットが多量に生成され易い。デポジットの堆積速度は、例えば、このような気筒間の空燃比素性の違いに起因して発生する。
For example, the air-fuel ratio of each
図9には、一般的な現象として、空燃比素性がリッチでデポジットが多量に生成され易い気筒ほど、MFBaxが早期に安定値に収束する様子を例示している。但し、気筒間には、空燃比素性の他にも、MFBaxの安定に要する時間を異ならしめる様々な要因差が存在する。このため、MFBaxの安定に要する時間の違いは、必ずしも気筒間の空燃比素性の違いを意味するものではない。 FIG. 9 illustrates, as a general phenomenon, how MFBax converges to a stable value at an earlier stage in a cylinder that has a richer air-fuel ratio feature and a larger amount of deposit is likely to be generated. However, in addition to the air-fuel ratio feature, there are various factor differences between the cylinders that make the time required for MFBax stabilization different. For this reason, the difference in time required for the stabilization of MFBax does not necessarily mean a difference in air-fuel ratio characteristics between cylinders.
上述した実施の形態1では、質量燃焼割合MFBaxが安定値に収束した後に、筒内圧センサ20の出力に基づく空燃比フィードバック制御を開始することとしている。4つの気筒夫々にこの手法を適用した場合、全ての気筒12で空燃比フィードバック制御が開始されるのは、最も収束の遅い気筒にてMFBaxの収束が判定された時点(図9中にtallで示す時点)となる。このように、実施の形態1の手法を単純に多気筒式内燃機関に適用した場合、気筒間のばらつきに起因して、MFBaxの収束が遅い気筒については、質量燃焼割合MFBに基づく空燃比フィードバック制御が、長期間に渡って開始できないという事態が生じ得る。
In the first embodiment described above, the air-fuel ratio feedback control based on the output of the in-
[実施の形態2の特徴]
本実施形態のシステムは、MFBaxの収束が認められた気筒(以下、「安定気筒」と称す)と、その収束が認められていない気筒(以下、「未安定気筒」と称す)が混在する場合に、安定気筒の筒内圧センサ20の出力に基づいて、未安定気筒の空燃比フィードバック制御を実行する点に特徴を有している。以下、図10から図16を参照して、この特徴点について説明する。
[Features of Embodiment 2]
In the system of the present embodiment, a cylinder in which convergence of MFBax is recognized (hereinafter referred to as “stable cylinder”) and a cylinder in which the convergence is not recognized (hereinafter referred to as “unstable cylinder”) are mixed. Further, the present invention is characterized in that air-fuel ratio feedback control for the unstable cylinder is executed based on the output of the
(気筒の空燃比素性)
図10は、MFBaxと各気筒の空燃比素性との関係を説明するための図である。図10に示す3つの波形は、何れも、筒内圧センサ20の安定前出力、つまり、デポジットが殆ど付着していない状況下でのセンサ出力に基づく質量燃焼割合MFBの演算結果を示している。これらのうち、中央の波形は、混合気の空燃比が標準値である場合のMFB結果を示す。一方、左側の波形は、混合気の空燃比がリッチ側にずれている場合のMFB結果を示す。他方、右側の波形は、混合気の空燃比がリーン側にずれている場合のMFB結果を示す。
(Air-fuel ratio feature of cylinder)
FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between MFBax and the air-fuel ratio feature of each cylinder. Each of the three waveforms shown in FIG. 10 shows the calculation result of the mass combustion ratio MFB based on the pre-stabilization output of the in-
筒内圧センサ20の感圧部22には、気筒12内が高温になるほど大きな熱歪が発生する。特に、デポジットの付着量が少ない状況下では、気筒12内の温度の違いが、熱歪の大きさに顕著な差を生じさせる。そして、特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxは、その熱歪が小さいほど100%に近い値となり、その熱歪が大きいほど小さな値となる。このため、筒内圧センサ20の安定前出力に基づく特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxには、気筒12内の温度の違いが顕著に現れる。
The pressure
気筒12内の温度は、混合気の空燃比と相関を有している。具体的には、気筒12内の温度は、燃焼する混合気がリッチであるほど高温になり、その空燃比がリーンであるほど低温となる。このため、図10に示すように、特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxは、混合気がリーンであるほど大きな値となり、一方、混合気がリッチであるほど小さな値となる。
The temperature in the
図11は、図10が示す上記の関係を整理して表した図である。また、図12は、説明の便宜上、図11に示す関係を、縦軸と横軸とを入れ替えて表した図である。図12に示す関係、つまり、安定前出力に基づくMFBaxと空燃比との関係は、内燃機関10の運転状態を固定すれば、ハードウェア構成に対して決定される。従って、この関係は、内燃機関10について把握しておくことが可能である。
FIG. 11 is a diagram in which the above relationships shown in FIG. FIG. 12 is a diagram showing the relationship shown in FIG. 11 with the vertical axis and the horizontal axis interchanged for convenience of explanation. The relationship shown in FIG. 12, that is, the relationship between the MFBax based on the pre-stabilization output and the air-fuel ratio, is determined for the hardware configuration if the operating state of the
図13は、図12に示す特性図に、4つの気筒(○、□、☆、△)の空燃比素性を重ねて表した図である。本実施形態において、ECU40は、全ての気筒12の筒内圧センサ20が安定前出力を発する状況下(例えば内燃機関10が新品である状況下)で、気筒毎に質量燃焼割合MFBaxを演算する。
FIG. 13 is a diagram in which the air-fuel ratio features of four cylinders (◯, □, ☆, Δ) are superimposed on the characteristic diagram shown in FIG. In the present embodiment, the
上述したMFBaxの演算は、全ての気筒(○、□、☆、△)に対して同じ目標空燃比が設定されている条件下で、かつ、図12に示す関係が成立する運転状態の下で行われる。同じ目標空燃比が設定されていても、各気筒(○、□、☆、△)で実現される空燃比は、燃料噴射弁18の個体差や吸気系の個体差など、気筒間に生じている様々な差に起因して僅かに異なったものとなる。そして、安定前出力に基づくMFBaxには、その僅かな空燃比の差が、各気筒の空燃比素性の結果として投影される。このため、各気筒のMFBaxは、各気筒の空燃比素性に起因して異なった値となる。
The calculation of MFBax described above is performed under the condition that the same target air-fuel ratio is set for all the cylinders (◯, □, ☆, △), and under the operating condition in which the relationship shown in FIG. Done. Even if the same target air-fuel ratio is set, the air-fuel ratio realized in each cylinder (◯, □, ☆, △) occurs between cylinders, such as individual differences in the
図12に示す関係に、気筒(○、□、☆、△)毎に演算したMFBaxを当てはめると、図13に示す関係を特定することができる。そして、図13に示す関係が判れば、○、□、☆、△の夫々が示す空燃比から、同一の目標空燃比に対して各気筒でそれぞれ実現される空燃比を把握することができる。これらの空燃比は、各気筒の空燃比素性を表している。従って、図13に示す関係は、各気筒の空燃比素性の相対的な関係として把握することができる。 When the MFBax calculated for each cylinder (◯, □, ☆, Δ) is applied to the relationship shown in FIG. 12, the relationship shown in FIG. 13 can be specified. If the relationship shown in FIG. 13 is known, the air-fuel ratios realized in the respective cylinders with respect to the same target air-fuel ratio can be grasped from the air-fuel ratios indicated by ◯, □, ☆, and Δ. These air-fuel ratios represent the air-fuel ratio features of each cylinder. Therefore, the relationship shown in FIG. 13 can be grasped as a relative relationship of the air-fuel ratio feature of each cylinder.
図14は、図13の関係を、噴射補正量とMFBaxとの関係に置き換えて表した図である。図14に示すように、図13に示す空燃比素性の関係は、全ての気筒12を同じ空燃比に揃えるために、各気筒(○、□、☆、△)に与えるべき噴射補正量の相対的な関係に置き換えることができる。
FIG. 14 is a diagram in which the relationship in FIG. 13 is replaced with the relationship between the injection correction amount and MFBax. As shown in FIG. 14, the relationship of the air-fuel ratio feature shown in FIG. 13 is that the injection correction amount to be given to each cylinder (◯, □, ☆, Δ) in order to make all the
例えば、図13は、(☆)気筒に比して、(○)気筒の空燃比素性がリッチであることを示している。つまり、同じ燃料噴射量が双方に指令されれば、(○)気筒の空燃比は(☆)気筒の空燃比よりリッチになることを示している。この場合、両者の空燃比を一致させるためには、(○)気筒に与える噴射補正量を、(☆)気筒に与える噴射補正量より少なくすることが必要である。 For example, FIG. 13 shows that the air-fuel ratio feature of the (◯) cylinder is richer than that of the (☆) cylinder. In other words, if the same fuel injection amount is commanded to both, the air-fuel ratio of the (◯) cylinder becomes richer than the air-fuel ratio of the (☆) cylinder. In this case, in order to make the air-fuel ratios coincide, it is necessary to make the injection correction amount given to the (◯) cylinder smaller than the injection correction amount given to the (☆) cylinder.
(□)気筒は、(☆)気筒より空燃比素性がリッチである。従って、両者の空燃比を揃えるためには、やはり、(□)気筒に与える噴射補正量を(☆)気筒に与える噴射補正量より少なくすることが必要である。但し、(□)気筒は(○)気筒より空燃比素性がリーンであるから、(□)気筒に与える噴射補正量は、(○)気筒に与える噴射補正量よりは大きくなければならない。 The (□) cylinder has a richer air-fuel ratio feature than the (☆) cylinder. Therefore, in order to make the air-fuel ratios of both the same, it is necessary to make the injection correction amount given to the (□) cylinder smaller than the injection correction amount given to the (☆) cylinder. However, since the air-fuel ratio feature of the (□) cylinder is leaner than that of the (◯) cylinder, the injection correction amount given to the (□) cylinder must be larger than the injection correction amount given to the (◯) cylinder.
これらの相対的な関係は、図14に示す関係に正しく現れている。このように、図13に示す空燃比素性の相対的な関係は、図14に示す噴射補正量の相対的関係に置き換えることができる。そして、図14に示す関係を予め準備しておけば、少なくとも1つの気筒について噴射補正量が決定できた段階で、その噴射補正量に基づいて、他の全ての気筒に対する噴射補正量を決めることができる。 These relative relationships appear correctly in the relationship shown in FIG. Thus, the relative relationship of the air-fuel ratio feature shown in FIG. 13 can be replaced with the relative relationship of the injection correction amount shown in FIG. If the relationship shown in FIG. 14 is prepared in advance, the injection correction amounts for all the other cylinders are determined based on the injection correction amount when the injection correction amount has been determined for at least one cylinder. Can do.
図15は、(☆)気筒の噴射補正量を基準として、図14に示す関係を整理した図である。この図において、横軸は(☆)気筒のMFBaxと他の気筒(○、□、△)のMFBaxとの差ΔMFBaxを示しており、縦軸は(☆)気筒に与える噴射補正量と他の気筒に与えるべき噴射補正量との差Δ噴射補正量を示している。 FIG. 15 is a diagram in which the relationship shown in FIG. 14 is organized with reference to the injection correction amount of the (☆) cylinder. In this figure, the horizontal axis indicates the difference ΔMFBax between the MFBax of the (☆) cylinder and the MFBax of the other cylinders (○, □, △), and the vertical axis indicates the injection correction amount given to the (☆) cylinder and other A difference Δ injection correction amount from the injection correction amount to be given to the cylinder is shown.
新品の内燃機関10(☆)が運転を開始した後、(☆)気筒が最初に安定気筒として認められた場合、本実施形態では、その(☆)気筒が「代表気筒」と定義される。代表気筒(☆)では、筒内圧センサ20が既に安定後出力を発している。このため、代表気筒(☆)に関しては、そこに搭載されている筒内圧センサ20の出力に基づいてSA-CA10を演算し、そのSA-CA10が目標値に近づくように噴射補正量を決めることができる。
After the new internal combustion engine 10 (☆) starts operation, when the (☆) cylinder is first recognized as a stable cylinder, in the present embodiment, the (☆) cylinder is defined as a “representative cylinder”. In the representative cylinder (☆), the in-
図15に示す関係から、代表気筒(☆)に与える噴射補正量と、他の気筒(○、□、△)に与える噴射補正量との差Δ噴射補正量は演算することができる。そして、その演算により得られたΔ噴射補正量を代表気筒(☆)の噴射補正量に加えれば、他の気筒(○、□、△)に与えるべき噴射補正量を得ることができる。 From the relationship shown in FIG. 15, the difference Δ injection correction amount between the injection correction amount given to the representative cylinder (☆) and the injection correction amount given to the other cylinders (◯, □, Δ) can be calculated. If the Δ injection correction amount obtained by the calculation is added to the injection correction amount of the representative cylinder (☆), the injection correction amount to be given to the other cylinders (◯, □, Δ) can be obtained.
図16は、上記の手法により得られる効果を模式的に表した図である。本実施形態において、ECU40は、上記の手法を用いて空燃比フィードバック制御を開始する。このため、本実施形態では、最も収束の速い気筒が安定気筒に至った時点t1stで、全ての気筒について筒内圧センサ20の出力に基づく空燃比フィードバック制御を開始することができる。このように、本実施形態によれば、実施の形態1の場合に比して、熱歪特性の安定前変化の影響で空燃比フィードバック制御の実行が禁止される時期を短縮化することができる。
FIG. 16 is a diagram schematically showing the effect obtained by the above method. In the present embodiment, the
[実施の形態2の動作]
図17及び図18は、本実施形態においてECU40が実行するルーチンの一例のフローチャートである。このルーチンは、内燃機関10の1サイクル毎に実行される。このルーチンが起動されると、先ず、内燃機関10が新品であるか否かが判定される(ステップ120)。ECU40は、例えば、内燃機関10が初始動した時点からの時間を計数するカウンタを有しており、その計数値が判定値に達するまでの間、内燃機関10が新品であると判定する。内燃機関10が新品であると判定される期間は、初始動の後極短い期間に限られている。より具体的には、その期間は、最も収束の速い気筒が安定気筒に収束するのに要する時間に比して十分に短く、例えば、数時間、1時間、数分、或いは内燃機関10が数十サイクル運転する程度の期間に設定されている。
[Operation of Embodiment 2]
17 and 18 are flowcharts of an example of a routine executed by the
内燃機関10が新品であると判定された場合は、以後、各気筒の空燃比素性を把握するため、ステップ122〜126の処理が順次実行される。一方、内燃機関10が新品ではないと判定された場合は、全ての気筒12が既に安定気筒に収束していると判断できる。この場合は、もはや各気筒の空燃比素性を把握する必要がないため、ステップ122〜126の処理がジャンプされる。
When it is determined that the
各気筒の空燃比素性を把握するための処理としては、先ず、気筒毎に、筒内圧センサ20の安定前出力に基づく質量燃焼割合MFBが1サイクルに渡って演算される(ステップ122)。各気筒のMFBは、図5に示すステップ100の場合と同様の手法で演算される。
As processing for grasping the air-fuel ratio feature of each cylinder, first, for each cylinder, the mass combustion ratio MFB based on the pre-stabilization output of the in-
次に、安定前出力に基づくMFBの演算値の中から、夫々の気筒(♯1気筒から♯4気筒の夫々)について、特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxが読み出される(ステップ124)。 Next, the mass combustion ratio MFBax of the specific crank angle ax is read out for each cylinder (# 1 cylinder to # 4 cylinder) from the calculated value of MFB based on the pre-stabilization output (step 124).
次いで、安定前出力に基づく各気筒のMFBaxに基づいて、各気筒の空燃比素性が把握される(ステップ126)。本実施形態において、ECU40は、図12に示す関係、つまり、内燃機関10において成立するMFBaxと空燃比の関係を記憶している。本ステップ126では、具体的には、その図12に示す関係に各気筒のMFBaxを当てはめることにより、各気筒で実現されている空燃比の相対的な関係が推定される。
Next, the air-fuel ratio feature of each cylinder is grasped based on the MFBax of each cylinder based on the output before stabilization (step 126). In the present embodiment, the
尚、図12に示す関係は、特定の運転状態の下で成立する関係である。従って、この関係に基づいて各気筒の空燃比素性を把握するためには、そこに当てはめるMFBaxも、その特定の運転状態の下で得られたものでなければならない。本ルーチンにおいて、そのMFBaxは、上記ステップ122において演算されたMFBから読み出される。このため、本実施形態では、上記ステップ122の処理を、上述した特定の運転状態の下で実行することとしている。
The relationship shown in FIG. 12 is a relationship that is established under a specific operating state. Therefore, in order to grasp the air-fuel ratio feature of each cylinder based on this relationship, the MFBax applied thereto must also be obtained under the specific operating condition. In this routine, the MFBax is read from the MFB calculated in
上記の処理が終わると、次に、図18に示す処理が実行される。図18に示す処理は、何れの気筒が安定気筒であり、何れの気筒が未安定気筒であるかを判定するための処理である。 When the above process is completed, the process shown in FIG. 18 is executed. The process shown in FIG. 18 is a process for determining which cylinder is a stable cylinder and which cylinder is an unstable cylinder.
ここでは、先ず、気筒毎に特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxがモニタされる(ステップ128)。具体的には、ここでは、1サイクルに渡るMFBの演算と、そこからMFBaxを読み出す処理とが気筒毎に実行される。 Here, first, the mass combustion ratio MFBax of the specific crank angle ax is monitored for each cylinder (step 128). Specifically, the calculation of MFB over one cycle and the process of reading MFBax therefrom are executed for each cylinder.
次に、機関回転速度NEと機関負荷KLとに基づいて、基準の質量燃焼割合MFBax0が演算される(ステップ130)。基準の質量燃焼割合MFBax0とは、実施の形態1の場合と同様に、特定クランク角axにおいて本来生ずるべき質量燃焼割合である。本ステップの処理は、具体的には、図5に示すステップ104の場合と同様に行うことができる。
Next, a reference mass combustion ratio MFBax0 is calculated based on the engine speed NE and the engine load KL (step 130). The reference mass combustion rate MFBax0 is a mass combustion rate that should be originally generated at the specific crank angle ax, as in the first embodiment. Specifically, the processing in this step can be performed in the same manner as in
ECU40は、次に、♯1気筒について演算された質量燃焼割合MFBaxが、基準の質量燃焼割合MFBax0に十分に近づいているかが判別される。具体的には、次式の関係が成立するか否かが判定される(ステップ132)。
MFBax0−MFBax(1)≦判定値 ・・・(4式)
尚、上記(4式)中左辺に含まれる(1)は、本ステップが処理の対象としている気筒の番号である。同様に、図18中ステップ136、140、144の表示に含まれる数字もそれぞれのステップが処理の対象としている気筒の番号である。
Next, the
MFBax0−MFBax (1) ≦ judgment value (4 formulas)
Note that (1) included in the left side of the above (Expression 4) is the number of the cylinder that is processed in this step. Similarly, the numbers included in the displays of
上記ステップ132の判定は、実質的に図5に示すステップ106の処理と同様に行われる。この判定が肯定された場合、ECU40は、♯1気筒が安定気筒になったと判定する(ステップ134)。一方、上記の判定が否定された場合は、ステップ134の処理がジャンプされ、♯1気筒が未安定気筒に分類されたまま、以後の処理が進められる。
The determination at
以後、ステップ132及び134と同様の処理が、♯2気筒、♯3気筒、及び♯4気筒についてそれぞれ実行される(ステップ136〜146)。以上の処理により、4つの気筒12のそれぞれが、安定気筒又は未安定気筒の何れかに分類される。これらの処理が終わると、図17に戻って、空燃比フィードバック制御のための処理が開始される。
Thereafter, the same processing as in
ここでは、先ず、4つの気筒の中に安定気筒が存在するか否かが判定される(ステップ148)。安定気筒が存在しないと判定された場合は、空燃比フィードバック制御を開始することなく、今回のルーチンが終了される。その結果、筒内圧センサ20の安定前出力に基づく空燃比フィードバック制御の実行が禁止され、安定前出力が不適切に内燃機関10の運転状態に反映されてしまうのを防ぐことができる。
Here, it is first determined whether or not there is a stable cylinder among the four cylinders (step 148). If it is determined that there is no stable cylinder, the current routine is terminated without starting the air-fuel ratio feedback control. As a result, the execution of the air-fuel ratio feedback control based on the pre-stable output of the in-
一方、安定気筒が存在すると判定された場合は、安定気筒に対する噴射補正量の演算等が行われる(ステップ150)。ここでは、具体的には、下記の処理が順次実行される。
1.最初に安定気筒と判定された気筒を代表気筒として記憶。
2.安定気筒の夫々についてSA-CA10を演算。この演算は、個々の安定気筒に配置されている筒内圧センサ20の出力に基づいて行う。
3.安定気筒の夫々について、SA-CA10が目標値に近づくように噴射補正量を演算。
On the other hand, when it is determined that a stable cylinder exists, an injection correction amount for the stable cylinder is calculated (step 150). Here, specifically, the following processes are sequentially executed.
1. The cylinder first determined as a stable cylinder is stored as a representative cylinder.
2. SA-CA10 is calculated for each stable cylinder. This calculation is performed based on the output of the in-
3. The injection correction amount is calculated so that SA-CA10 approaches the target value for each stable cylinder.
次に、未安定気筒に対する噴射補正量が演算される(ステップ152)。ここでは、具体的には、下記の処理が順次実行される。
1.ステップ126で把握した気筒毎の空燃比素性の読み出し(図13の○、□、☆、△が示す空燃比の相対的関係を読み出し)。
2.代表気筒の空燃比素性と、個々の未安定気筒の空燃比素性との差を演算(図13の☆が示す空燃比と、○、□又は△が示す空燃比の差を演算)。
3.代表気筒の空燃比素性と個々の未安定気筒の空燃比素性との差を噴射補正量の差、即ちΔ噴射補正量に換算(図15の○、□、△が示すΔ噴射補正量に換算)。
4.代表気筒に対する噴射補正量にΔ噴射補正量を加えて、個々の未安定気筒に対する噴射補正量を演算。
Next, the injection correction amount for the unstable cylinder is calculated (step 152). Here, specifically, the following processes are sequentially executed.
1. Read out the air-fuel ratio features for each cylinder ascertained in step 126 (read out the relative relationship of the air-fuel ratios indicated by ◯, □, ☆, and Δ in FIG. 13).
2. The difference between the air-fuel ratio feature of the representative cylinder and the air-fuel ratio feature of each unstable cylinder is calculated (the difference between the air-fuel ratio indicated by ☆ and the air-fuel ratio indicated by ○, □, or Δ in FIG. 13 is calculated).
3. The difference between the air-fuel ratio feature of the representative cylinder and the air-fuel ratio feature of each unstable cylinder is converted into a difference in injection correction amount, that is, Δ injection correction amount (converted into Δ injection correction amounts indicated by ○, □, and Δ in FIG. 15) ).
4). Add the Δ injection correction amount to the injection correction amount for the representative cylinder to calculate the injection correction amount for each of the unstable cylinders.
以上の処理が終わると、筒内圧センサ20の出力に基づく空燃比フィードバック制御の実施が許可される(ステップ154)。以上の処理によれば、1つの気筒が安定気筒に至ると、その気筒を代表気筒として、全ての気筒の空燃比フィードバック制御が開始される。そして、未安定気筒が安定気筒に移行すると、その気筒のフィードバック制御が、代表気筒に従属する制御から独自のフィードバック制御に移行する。このため、本実施形態によれば、内燃機関10が初始動した後、全ての気筒が安定気筒に至るまでの期間中、実施の形態1の場合に比して更に精度の高い空燃比フィードバック制御を提供することができる。
When the above processing ends, execution of air-fuel ratio feedback control based on the output of the in-
[実施の形態2の変形例]
ところで、実施の形態2は、下記の変形が適用できる点において実施の形態1の場合と同様である。
1.個々の気筒が安定気筒に移行したか否かを、前回値MFBax1と今回値MFBaxの差に基づいて判定することができる点。
2.全ての気筒が未安定気筒である場合の処理として、制御の禁止に代えて、フィードバックゲインの低減が用い得る点。
3.個々の気筒が安定気筒に移行したか否かを、質量燃焼割合MFBaxに代えて筒内圧センサ20の出力そのものから判定し得る点。
4.特定クランク角axはATDC90°CAに限定されるものではなく、最大筒内圧の発生クランク角から排気弁32が開弁するクランク角までの領域に属していれば良く、排気弁32の開弁クランク角に近いほど好適である点。
[Modification of Embodiment 2]
Incidentally, the second embodiment is the same as the first embodiment in that the following modifications can be applied.
1. It is possible to determine whether or not each cylinder has shifted to a stable cylinder based on the difference between the previous value MFBax1 and the current value MFBax.
2. As a process when all cylinders are unstable cylinders, feedback gain reduction can be used instead of control inhibition.
3. Whether or not each cylinder has shifted to a stable cylinder can be determined from the output itself of the in-
4). The specific crank angle ax is not limited to
また、上述した実施の形態2は、気筒12の空燃比素性を把握する処理を内燃機関10の新品時に限って実行することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内燃機関10においては、デポジットの洗浄処理により、安定気筒に移行していた全ての気筒が未安定気筒に戻ることがある。個々の気筒12の経時変化を考慮すると、このような状況下では改めて空燃比素性を気筒毎に把握することが望ましい。このため、空燃比素性を把握する処理は、全ての気筒が安定気筒から未安定気筒に戻った後即座に実行することとしてもよい。
Further, in the second embodiment described above, the process for grasping the air-fuel ratio feature of the
また、上述した実施の形態2では、図13に示す関係から特定される各気筒の空燃比を空燃比素性として把握し(ステップ126参照)、これをΔ噴射補正量に換算(ステップ152参照)している。しかしながら、各気筒の空燃比素性はこれに限定されるものではない。即ち、図14に示す関係から特定される各気筒に対する噴射補正量を空燃比素性として把握し、これをΔ噴射補正量に換算することとしてもよい。 In the second embodiment described above, the air-fuel ratio of each cylinder specified from the relationship shown in FIG. 13 is grasped as the air-fuel ratio feature (see step 126), and this is converted into a Δ injection correction amount (see step 152). doing. However, the air-fuel ratio feature of each cylinder is not limited to this. That is, the injection correction amount for each cylinder specified from the relationship shown in FIG. 14 may be grasped as an air-fuel ratio feature and converted to a Δ injection correction amount.
また、上述した実施の形態2では、個々の気筒が安定気筒に達したか否かを、筒内圧センサ20の出力(質量燃焼割合MFBax)に基づいて判定している。しかしながら、その判定の手法はこれに限定されるものではなく、以下に説明する実施の形態3の手法(デポジット堆積量に基づく手法)に置き換えることも可能である。
In the second embodiment described above, whether or not each cylinder has reached a stable cylinder is determined based on the output (mass combustion ratio MFBax) of the in-
実施の形態3.
次に、図19から図23を参照して本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェアを用いて実現することができる。
Next,
[実施の形態3の特徴]
上述した実施の形態1及び2では、特定クランク角axの質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したか否かに基づいて、感圧部22の熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを判定することとしている。ところで、熱歪特性の安定前変化は、上述した通り、感圧部22に十分なデポジットが堆積することにより収束する。このため、その変化が収まったか否かは、感圧部22へのデポジット付着量に基づいて判定することも可能である。本実施形態は、質量燃焼割合MFBaxに代えて、デポジットの付着量に基づいてその判定を行う点に特徴を有している。
[Features of Embodiment 3]
In the first and second embodiments described above, it is determined whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic of the pressure-
[デポジット付着量と出力ドリフト]
図19の上段は、フューエルカットからの復帰に伴って、時間t1において、内燃機関10の負荷が急増した状態を示している。一方、図19の下段は、負荷の急増に伴って筒内圧センサ20の出力にドリフトが生じた様子を示している。また、図20は、図19下段の波形から、出力ドリフトによる変化だけを抽出した結果を示している。
[Deposit amount and output drift]
The upper part of FIG. 19 shows a state in which the load of the
フューエルカットからの復帰時には、気筒12内に大きな温度変化が生ずる。同様に、フューエルカットの実行時にも気筒12内に大きな温度変化が生ずる。このような温度変化があると、筒内圧センサ20の出力には、図20に示すようなドリフトが生ずる。ECU40は、フューエルカットからの復帰の前後、又はフューエルカットの実行前後に筒内圧センサ20の出力をモニタすることにより、最大ドリフト量ΔP1を検知することができる。
When the fuel cut is restored, a large temperature change occurs in the
最大ドリフト量ΔP1は、気筒12内の温度変化が感圧部22に伝わり易いほど大きくなる。上述した通り、感圧部22に付着するデポジットは、熱を遮断する働きを有している。このため、筒内圧センサ20の出力に現れる最大ドリフト量ΔP1は、デポジットの付着量が増えるに従って小さくなる。
The maximum drift amount ΔP1 increases as the temperature change in the
図21は、内燃機関10の運転状態と筒内圧センサ20の出力ドリフト量との関係を示している。図中にΔPαを付して示す直線は、デポジットが付着していない状況下で発生する最大ドリフト量(以下、「基準ドリフト量」と称す)を表している。一方、ΔP1は、デポジットの影響でΔPαより小さくなった現実の最大ドリフト量である。
FIG. 21 shows the relationship between the operating state of the
図21に示すように、最大ドリフト量ΔPα、ΔP1は、負荷が急変した際の内燃機関10の運転状態に応じて異なった値となる。具体的には、フューエルカットからの復帰後の運転状態、或いはフューエルカット開始前の運転状態が高負荷であるほど大きくなる。
As shown in FIG. 21, the maximum drift amounts ΔPα and ΔP1 have different values depending on the operating state of the
本実施形態において、ECU40は、図21に示すΔPαのマップ、即ち、内燃機関10の運転状態との関係で基準ドリフト量ΔPαを定めたマップを記憶している。このマップによれば、負荷の急変が生じた場合に、その際の運転状態に応じた基準ドリフト量ΔPαを特定することができる。そして、負荷の急変に伴って現実に生じた最大ドリフト量ΔP1を用いると、次式が示すドリフト低減率を求めることができる。
ドリフト低減率=(ΔPα−ΔP1)/ΔPα ・・・(5式)
In the present embodiment, the
Drift reduction rate = (ΔPα−ΔP1) / ΔPα (Expression 5)
このドリフト低減率は、内燃機関10の運転状態によらず、現実の最大ドリフト量ΔP1が基準ドリフト量に対してどれだけの割合で減少しているかを正しく表すこととなる。そして、最大ドリフト量ΔP1は、デポジットの付着量に応じた減衰を示すため、ドリフト低減率とデポジット付着量との間には、図22に示すような相関が認められる。このため、上記(5式)が示すドリフト低減率は、デポジット付着量の特性値として扱うことができる。
This drift reduction rate correctly represents how much the actual maximum drift amount ΔP1 is decreasing with respect to the reference drift amount regardless of the operating state of the
[実施の形態3の動作]
上述した通り、本実施形態のシステムは、感圧部22の熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを、デポジットの付着量に基づいて判定する。より具体的には、このシステムは、デポジット付着量の特性値として扱うことのできるドリフト低減率に基づいて上記の判定を行う。
[Operation of Embodiment 3]
As described above, the system according to the present embodiment determines whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic of the pressure-
図23は、本実施形態においてECU40が実行するルーチンの一例のフローチャートである。図23に示すルーチンは、内燃機関10の負荷が急変した際に起動される。より具体的には、このルーチンは、フューエルカットの開始時、及びフューエルカットからの復帰時に起動される。
FIG. 23 is a flowchart of an example of a routine executed by the
このルーチンが起動されると、先ず、筒内圧センサ20の出力に基づいて、最大ドリフト量ΔP1が演算される(ステップ156)。 When this routine is started, first, the maximum drift amount ΔP1 is calculated based on the output of the in-cylinder pressure sensor 20 (step 156).
次いで、図21に示すようなΔPαのマップに従って、現在の運転状態に対応する基準ドリフト量ΔPαが演算される(ステップ158)。 Next, a reference drift amount ΔPα corresponding to the current operating state is calculated according to a map of ΔPα as shown in FIG. 21 (step 158).
次に、ドリフト低減率に基づく判定処理が実行される(ステップ160)。具体的には、下記の2つの処理が実行される。
1.最大ドリフト量ΔP1と基準ドリフト量ΔPαを上記(5式)に当てはめることにより、ドリフト低減率を演算。
2.そのドリフト低減率が判定値以上であるかを判定。
Next, determination processing based on the drift reduction rate is executed (step 160). Specifically, the following two processes are executed.
1. The drift reduction rate is calculated by applying the maximum drift amount ΔP1 and the reference drift amount ΔPα to the above equation (5).
2. Determine if the drift reduction rate is greater than or equal to the criterion value.
ドリフト低減率は、筒内圧センサ20へのデポジット堆積量が増えるに連れて大きくなる。一方、感圧部22の熱歪特性の安定前変化もデポジット堆積量が増えるに連れて収束に向かう。上記ステップ160の判定値は、その安定前変化を収束させるに足るデポジットが筒内圧センサ20に堆積した段階で発生するドリフト低減率を基準に設定した値である。
The drift reduction rate increases as the deposit amount on the in-
このため、上記ステップ160の判定が否定された場合は、熱歪特性の安定間変化が未だ収まっていないと判断できる。この場合、今回のルーチンは速やかに終了される。その結果、筒内圧センサ20の出力を基礎とする制御の実施が禁止された状態が維持される。
For this reason, if the determination in
一方、上記ステップ160の判定が肯定された場合は、熱歪特性の安定前変化が収まったと判断できる。この場合、ECU40は、ステップ108及び110の処理により、筒内圧センサ20の出力を基礎とする制御の実施を許可する。
On the other hand, if the determination in
以上の処理によれば、実施の形態1の場合と同様に、筒内圧センサ20の出力が安定する前に、その出力が不適切に、内燃機関10の運転状態に反映されてしまうのを防ぐことができる。このように、本実施形態のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の効果を達成することができる。
According to the above processing, as in the case of the first embodiment, before the output of the in-
[実施の形態3の変形例]
ところで、実施の形態3は、全ての気筒が未安定気筒である場合の処理として、制御の禁止に代えて、フィードバックゲインの低減が用い得る点において、実施の形態1の場合と同様である。
[Modification of Embodiment 3]
Incidentally, the third embodiment is similar to the first embodiment in that feedback gain reduction can be used in place of prohibiting control as a process when all cylinders are unstable cylinders.
また、上述した実施の形態3では、筒内圧センサ20の出力に現れる最大ドリフト量ΔP1に基づいて、デポジットの堆積状態を判断することとしている。しかしながら、デポジットの堆積状態を判断する手法はこれに限定されるものではない。この手法は、例えば、特開2014−95368号公報に開示されるような公知の手法に置き換えることが可能である。
In the above-described third embodiment, the deposit accumulation state is determined based on the maximum drift amount ΔP1 appearing in the output of the in-
10 内燃機関
12 気筒
16 点火プラグ
18 燃料噴射弁
20 筒内圧センサ
22 感圧部
32 排気弁
40 制御ユニット
ax 特定クランク角
MFB 質量燃焼割合
MFBax 特定クランク角の質量燃焼割合
MFBax0 基準の質量燃焼割合
Pc 筒内圧
Pc0 筒内圧の真値
Pcax 特定クランク角の出力
MFBax1 特定クランク角の質量燃焼割合の前回値
ΔP1 最大ドリフト量
ΔPα 基準ドリフト量
DESCRIPTION OF
ax Specific crank angle
MFB mass combustion rate
MFBax Mass combustion ratio of specific crank angle
Mass combustion rate based on MFBax0
Pc In-cylinder pressure
Pc0 True value of in-cylinder pressure
Pcax specific crank angle output
MFBax1 Previous value of mass combustion ratio at specified crank angle ΔP1 Maximum drift amount ΔPα Standard drift amount
Claims (12)
前記筒内圧センサの出力に基づいて内燃機関のアクチュエータを制御する制御ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、
前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記感圧部の熱歪特性の安定前変化が収まったか否かを判定し、
前記判定が肯定されるまで、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An in-cylinder pressure sensor having a pressure-sensitive portion located in a cylinder of the internal combustion engine;
A control unit for controlling the actuator of the internal combustion engine based on the output of the in-cylinder pressure sensor,
The control unit is
Based on the output of the in-cylinder pressure sensor, it is determined whether or not the pre-stabilization change of the thermal strain characteristics of the pressure sensitive part has been settled,
Until the determination is affirmed, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control is suppressed to be lower than the degree of reflection used after the determination is affirmed. .
前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記気筒について、最大筒内圧発生クランク角から排気弁開弁クランク角までの領域に属する特定クランク角axにおける質量燃焼割合MFBaxを演算し、
前記質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したか否かを判定し、
当該質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したと判定された場合に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The control unit is
Based on the output of the in-cylinder pressure sensor, the mass combustion ratio MFBax at a specific crank angle ax belonging to the region from the maximum in-cylinder pressure generation crank angle to the exhaust valve opening crank angle is calculated for the cylinder,
Determine whether the mass combustion rate MFBax has reached a stable value,
2. The control device according to claim 1, wherein when it is determined that the mass combustion ratio MFBax has reached a stable value, it is determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristics has been settled.
前記気筒について、最大筒内圧発生クランク角から排気弁開弁クランク角までの領域に属する特定クランク角axにおける前記筒内圧センサの出力Pcaxが、安定値に達したか否かを判定し、
当該出力Pcaxが安定値に達したと判定された場合に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The control unit is
For the cylinder, it is determined whether or not the output Pcax of the in-cylinder pressure sensor at a specific crank angle ax belonging to the region from the maximum in-cylinder pressure generation crank angle to the exhaust valve opening crank angle has reached a stable value,
2. The control device according to claim 1, wherein when it is determined that the output Pcax has reached a stable value, it is determined that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic has subsided.
前記特定クランク角axにおいて生ずるべき基準の質量燃焼割合MFBax0と、前記質量燃焼割合MFBaxとの差が判定値以下である場合に、前記質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したと判定することを特徴とする請求項2から4の何れか1項に記載の制御装置。 The control unit is
When the difference between the reference mass combustion rate MFBax0 to be generated at the specific crank angle ax and the mass combustion rate MFBax is equal to or less than a determination value, it is determined that the mass combustion rate MFBax has reached a stable value. The control device according to any one of claims 2 to 4.
前記気筒で得られた過去の質量燃焼割合MFBax1と、前記質量燃焼割合MFBaxとの差が判定値以下である場合に、前記質量燃焼割合MFBaxが安定値に達したと判定し、
前記過去の質量燃焼割合MFBax1は、前記質量燃焼割合MFBaxが演算された際の前記気筒の条件と比較して、前記特定クランク角axにおいて同じ質量燃焼割合が発生すると見なし得る条件下で演算された過去最新の値であることを特徴とする請求項2から4の何れか1項に記載の制御装置。 The control unit is
When the difference between the past mass combustion ratio MFBax1 obtained in the cylinder and the mass combustion ratio MFBax is equal to or less than a determination value, it is determined that the mass combustion ratio MFBax has reached a stable value,
The past mass combustion rate MFBax1 was calculated under conditions where it can be considered that the same mass combustion rate occurs at the specific crank angle ax as compared to the condition of the cylinder when the mass combustion rate MFBax was calculated. The control device according to any one of claims 2 to 4, wherein the control device is a latest latest value.
フューエルカットのオンオフ切り替えに伴って前記筒内圧センサの出力に現れるドリフト量を演算し、
前記ドリフト量が生じた条件下で前記感圧部にデポジットが付着していない場合に生ずるべき基準ドリフト量と、前記ドリフト量との差が判定値以上である場合に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The control unit is
Calculate the amount of drift that appears in the output of the in-cylinder pressure sensor with the on / off switching of the fuel cut,
When the difference between the reference drift amount and the drift amount to be generated when no deposit is attached to the pressure-sensitive part under the condition in which the drift amount has occurred and the thermal strain characteristic is stable The control device according to claim 1, wherein it is determined that the previous change has subsided.
前記筒内圧センサの出力に基づく状態判定と、
前記アクチュエータに対する指令値の演算手法を、前記状態判定の結果に応じて切り替える処理と、
前記アクチュエータに対して前記指令値を供給する処理と、を含み、
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が肯定されるまでは、前記状態判定の実施を禁止することにより、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の制御装置。 The control of the actuator is
State determination based on the output of the in-cylinder pressure sensor;
A process for switching a command value calculation method for the actuator according to a result of the state determination;
Supplying the command value to the actuator, and
The control unit is
Until the determination that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been affirmed, by prohibiting the execution of the state determination, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control is determined. The control device according to claim 1, wherein the control device is suppressed to be lower than a degree of reflection used after affirmation.
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が肯定されるまでは、前記補正量のフィードバックゲインを、当該判定の肯定後に用いられるゲインに比して小さくすることにより、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の制御装置。 The control of the actuator includes feedback control that reflects a correction amount based on the output of the in-cylinder pressure sensor in a command value for the actuator,
The control unit is
Until the determination that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been affirmed, the feedback gain of the correction amount is made smaller than the gain used after the determination is affirmed, so that the in-cylinder pressure sensor 9. The control device according to claim 1, wherein a degree to which an output is reflected in the control is suppressed to be lower than a degree of reflection used after affirmation of the determination.
前記制御ユニットは、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が肯定されるまでは、前記フィードバック制御の実行を禁止することにより、前記筒内圧センサの出力が前記制御に反映される度合いを、前記判定の肯定後に用いられる反映の度合いに比して低く抑えることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の制御装置。 The control of the actuator includes feedback control that reflects a correction amount based on the output of the in-cylinder pressure sensor in a command value for the actuator,
The control unit is
Until the determination that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has settled is affirmed, by prohibiting the execution of the feedback control, the degree to which the output of the in-cylinder pressure sensor is reflected in the control is determined. The control device according to claim 1, wherein the control device is suppressed to be lower than a degree of reflection used after affirmation.
前記筒内圧センサは気筒毎に配置されており、
前記アクチュエータは気筒毎に配置された燃料噴射弁を含み、
前記フィードバック制御は、前記筒内圧センサの出力がフィードバックされた燃料噴射量を前記燃料噴射弁に噴射させる空燃比フィードバック制御を含み、
前記制御ユニットは、
気筒毎に、前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定される前の筒内圧センサの出力に基づいて、当該気筒の空燃比素性を把握し、
少なくとも1の気筒で前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定される場合に、
当該判定がなされた安定気筒の筒内圧センサの出力に基づいて、当該安定気筒の噴射補正量を演算し、
前記熱歪特性の安定前変化が収まったと判定されていない未安定気筒の空燃比素性と前記安定気筒の空燃比素性との相対的関係から、両気筒の噴射補正量の相対的関係を特定し、
当該噴射補正量の相対的関係を前記安定気筒の噴射補正量に当てはめることにより前記未安定気筒の噴射補正量を演算し、
前記安定気筒の噴射補正量を当該安定気筒の燃料噴射量に反映させ、かつ、前記未安定気筒の噴射補正量を当該未安定気筒の燃料噴射量に反映させることにより、前記空燃比フィードバック制御を実行することを特徴とする請求項9又は10に記載の制御装置。 The internal combustion engine is an internal combustion engine having a plurality of cylinders;
The in-cylinder pressure sensor is arranged for each cylinder,
The actuator includes a fuel injection valve arranged for each cylinder,
The feedback control includes air-fuel ratio feedback control that causes the fuel injection valve to inject a fuel injection amount to which an output of the in-cylinder pressure sensor is fed back,
The control unit is
For each cylinder, based on the output of the in-cylinder pressure sensor before it is determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been settled, the air-fuel ratio feature of the cylinder is grasped,
When it is determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has been settled in at least one cylinder,
Based on the output of the in-cylinder pressure sensor of the stable cylinder for which the determination has been made, the injection correction amount of the stable cylinder is calculated,
From the relative relationship between the air-fuel ratio feature of an unstable cylinder that has not been determined that the pre-stability change of the thermal strain characteristic has subsided and the air-fuel ratio feature of the stable cylinder, the relative relationship between the injection correction amounts of both cylinders is specified. ,
By calculating the injection correction amount of the unstable cylinder by applying the relative relationship of the injection correction amount to the injection correction amount of the stable cylinder,
The air-fuel ratio feedback control is performed by reflecting the injection correction amount of the stable cylinder in the fuel injection amount of the stable cylinder and reflecting the injection correction amount of the unstable cylinder in the fuel injection amount of the unstable cylinder. The control device according to claim 9, wherein the control device is executed.
前記熱歪特性の安定前変化が収まったとの判定が全ての気筒について否定された場合、その後即座に全気筒の空燃比素性を把握し、
複数の気筒が前記安定気筒と判定される場合には、最も早く安定気筒と判定された気筒の噴射補正量を前記未安定気筒の噴射補正量の基礎として用いることを特徴とする請求項11に記載の制御装置。
The control unit is
If the determination that the pre-stabilization change of the thermal strain characteristic has been settled is denied for all the cylinders, then immediately grasp the air-fuel ratio features of all the cylinders,
12. The method according to claim 11, wherein when a plurality of cylinders are determined to be the stable cylinders, an injection correction amount of the cylinder determined to be the stable cylinder earliest is used as a basis for the injection correction amount of the unstable cylinder. The control device described.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020037889A (en) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | マツダ株式会社 | Failure diagnosis device for cylinder internal pressure sensor |
-
2014
- 2014-12-26 JP JP2014264064A patent/JP2016125356A/en active Pending
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JP2020037889A (en) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | マツダ株式会社 | Failure diagnosis device for cylinder internal pressure sensor |
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