JP4251039B2 - Combustion state estimation device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の燃焼状態推定装置に関し、特に、クランクの回転に関わるパラメータから燃焼状態を推定する装置に適用して好適である。   The present invention relates to a combustion state estimation device for an internal combustion engine, and is particularly suitable for application to a device that estimates a combustion state from parameters related to crank rotation.

従来、クランク軸に配設されたクランク角センサの出力に基づいて、クランク軸の角加速度を求め、燃焼状態を制御する装置が知られている。特開平10−115248号公報には、クランク角センサによって検出されるローター(シグナルプレート)の加工誤差に起因して、角加速度の検出値にバラツキが生じてしまうことを抑えるため、複数のセンサを各気筒の上死点のクランク角位相差と等しい間隔で配設し、回転に同期して複数のセンサを適宜選択して使用することで、ローターの同じ部分を計測する方法が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that determines an angular acceleration of a crankshaft based on an output of a crank angle sensor disposed on the crankshaft and controls a combustion state. Japanese Patent Laid-Open No. 10-115248 discloses a plurality of sensors in order to prevent variations in detected values of angular acceleration due to processing errors of the rotor (signal plate) detected by the crank angle sensor. Disclosed is a method of measuring the same portion of the rotor by disposing the cylinders at intervals equal to the crank angle phase difference at the top dead center of each cylinder and appropriately selecting and using a plurality of sensors in synchronization with the rotation. .

特開平10−115248号公報JP-A-10-115248 特開平9−303243号公報JP-A-9-303243 特開平9−209814号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-209814 特開平11−324771号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-324771

しかしながら、特開平10−115248号公報に記載された方法では、ローターの加工誤差を排除するため、複数のセンサを設ける必要がある。そして、複数のセンサの取り付け位置には、相対的な配置誤差が含まれることになる。このため、取り付け位置の誤差に応じてクランク角の検出値に誤差が含まれてしまい、クランク角加速度を正確に求めることは困難である。   However, in the method described in JP-A-10-115248, it is necessary to provide a plurality of sensors in order to eliminate rotor processing errors. And the relative arrangement | positioning error is contained in the attachment position of a some sensor. For this reason, an error is included in the detected value of the crank angle in accordance with the error of the attachment position, and it is difficult to accurately obtain the crank angular acceleration.

更に、複数のセンサを設けた場合、個々のセンサの特性が異なるため、複数のセンサの特性の同一性を保証することはできない。従って、センサの検出値にはセンサ特性に応じた誤差が含まれることとなる。また、電磁ピックアップ式(MPU)のセンサでは、偏心等により各センサにおけるエアギャップが相違すると、個々のセンサの検出値が異なることになる。これらの理由から、複数のクランク角センサのそれぞれの検出値に基づいてクランク角加速度を正確に求めることは困難である。   Further, when a plurality of sensors are provided, the characteristics of the individual sensors are different, and therefore the identity of the characteristics of the plurality of sensors cannot be guaranteed. Therefore, the detection value of the sensor includes an error corresponding to the sensor characteristic. In addition, in the electromagnetic pickup type (MPU) sensor, if the air gap in each sensor is different due to eccentricity or the like, the detection value of each sensor is different. For these reasons, it is difficult to accurately obtain the crank angular acceleration based on the detection values of the plurality of crank angle sensors.

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、ローターの誤差による影響を排除した状態でクランク角を正確に検出し、内燃機関の燃焼状態を正確に推定することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and accurately detects the crank angle in a state where the influence of the rotor error is eliminated, and accurately estimates the combustion state of the internal combustion engine. Objective.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、クランク軸の回転と同期して回転するローターと、前記ローターのエッジを検出するセンサを含み、クランク角を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角に基づいて、各気筒の燃焼状態を表す燃焼状態量を取得する燃焼状態量取得手段と、クランク角360°間隔で爆発行程が行われる2気筒によりそれぞれ構成された2つの気筒群に内燃機関の全気筒を分類し、同一気筒群内の2気筒間、および前記2つの気筒群間で、前記燃焼状態量の定常的な偏差をそれぞれ取得する偏差取得手段と、同一気筒群内の2気筒間での前記偏差が所定値以下であり、かつ、前記2つの気筒群間での前記偏差が所定値以上であるか否かを判定するローター誤差判定手段と、前記ローター誤差判定手段による前記判定が成立する場合に、前記2つの気筒群間の前記偏差に基づいて各気筒の前記燃焼状態量を修正する燃焼状態量修正手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention includes a rotor that rotates in synchronization with rotation of a crankshaft, a sensor that detects an edge of the rotor, and a crank angle detection unit that detects a crank angle, based on the crank angle, a combustion state quantity obtaining means for obtaining the combustion state quantity representing the combustion state of each cylinder, the two cylinder groups, which are respectively made of two cylinders that explosion stroke is performed at crank angle 360 ° spacing Classifying all cylinders of the internal combustion engine, and a deviation obtaining means for obtaining a steady deviation of the combustion state quantity between two cylinders in the same cylinder group and between the two cylinder groups, and in the same cylinder group the deviation between the two cylinders is equal to or less than the predetermined value, and wherein the difference between the two cylinder groups and a rotor error determining means for determining whether a predetermined value or more, by the rotor error determining means If the serial determination is made, characterized by comprising a combustion state quantity correction means for correcting the combustion state of each cylinder on the basis of the deviation between the two cylinder groups.

第2の発明は、第1の発明において、特定の気筒についての前記燃焼状態量修正手段による修正後の前記燃焼状態量と、他の気筒についての前記燃焼状態量修正手段による修正後の前記燃焼状態量との差が所定値以上である場合に、前記特定の気筒の燃焼状態異常であると判定する異常判定手段と、前記異常判定手段によって燃焼状態が異常であると判定された場合に、前記特定の気筒の燃焼状態を回復させる燃焼回復手段と、を更に備えたことを特徴とする。
第3の発明は、第2の発明において、前記異常判定手段は、前記燃焼状態量修正手段による前記燃焼状態量の修正が未実施である場合には、前記異常判定を禁止することを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention, the combustion state quantity after correction by the combustion state quantity correction means for a specific cylinder and the combustion after correction by the combustion state quantity correction means for another cylinder When the difference from the state quantity is greater than or equal to a predetermined value, the abnormality determining means for determining that the combustion state of the specific cylinder is abnormal, and the case where the abnormality determining means determines that the combustion state is abnormal , wherein the combustion recovery means for recovering the combustion state of the specific cylinder, further comprising a.
A third invention is characterized in that, in the second invention, the abnormality determination means prohibits the abnormality determination when the combustion state quantity correction by the combustion state quantity correction means has not been performed. To do.

の発明は、第1〜第3の発明のいずれかにおいて、前記燃焼状態量取得手段は、各気筒で爆発行程が行われるクランク角の区間で前記燃焼状態量を取得することを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the combustion state quantity acquisition means acquires the combustion state quantity in a section of a crank angle where an explosion stroke is performed in each cylinder. To do.

の発明は、第2〜第4の発明のいずれかにおいて、前記燃焼回復手段は、前記特定の気筒の点火時期、燃料噴射量、又は燃料噴射時期を変更して燃焼状態を回復させることを特徴とする。 In a fifth aspect based on any one of the second to fourth aspects , the combustion recovery means recovers the combustion state by changing an ignition timing, a fuel injection amount, or a fuel injection timing of the specific cylinder. It is characterized by.

の発明は、第2〜第の発明のいずれかにおいて、前記燃焼回復手段により前記特定の気筒の燃焼状態を回復させることができない場合に警告を発する警告手段を更に備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the second to fifth aspects, the apparatus further comprises warning means for issuing a warning when the combustion recovery means cannot recover the combustion state of the specific cylinder. And

の発明は、第1〜第の発明のいずれかにおいて、前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段を備え、前記燃焼状態量取得手段は、前記燃焼状態量として前記クランク角加速度を取得することを特徴とする。 According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, there is provided angular acceleration calculating means for calculating crank angular acceleration based on the crank angle, wherein the combustion state quantity acquiring means is configured as the combustion state quantity. The crank angular acceleration is acquired.

の発明は、第1〜第の発明のいずれかにおいて、所定パラメータと機関のフリクショントルクとの関係を定めた標準フリクション特性を記憶した記憶手段と、前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段と、前記フリクショントルクと前記クランク角加速度とに基づいて推定図示トルクを算出する推定図示トルク算出手段と、を備え、前記燃焼状態量取得手段は、前記燃焼状態量として前記推定図示トルクを取得することを特徴とする。 According to an eighth invention, in any one of the first to sixth inventions, storage means for storing a standard friction characteristic defining a relationship between a predetermined parameter and an engine friction torque, and a crank angular acceleration based on the crank angle. And an estimated indicated torque calculating means for calculating an estimated indicated torque based on the friction torque and the crank angular acceleration, wherein the combustion state quantity acquiring means is used as the combustion state quantity. The estimated indicated torque is acquired.

の発明は、第又は第の発明において、前記角加速度算出手段は、往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間で前記クランク角加速度を算出することを特徴とする。 According to a ninth invention, in the seventh or eighth invention, the angular acceleration calculating means calculates the crank angular acceleration in a crank angle section in which an average value of inertia torque by a reciprocating inertia mass is substantially zero. Features.

第10の発明は、上記の目的を達成するため、クランク軸の回転と同期して回転するローターと、前記ローターのエッジを検出するセンサを含み、クランク角を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角に基づいて、各気筒の燃焼状態を表す第1の燃焼状態量を取得する第1の燃焼状態量取得手段と、クランク角360°間隔で爆発行程が行われる2気筒によりそれぞれ構成された2つの気筒群に内燃機関の全気筒を分類し、同一気筒群内の2気筒間、および前記2つの気筒群間で、前記第1の燃焼状態量の定常的な第1の偏差をそれぞれ取得する第1の偏差取得手段と、同一気筒群内の2気筒間での前記第1の偏差が所定値以下であり、かつ、前記2つの気筒群間での前記第1の偏差が所定値以上であるか否かを判定するローター誤差判定手段と、特定の気筒に設けられ、筒内圧を検出する筒内圧センサと、前記筒内圧センサにより検出された前記筒内圧に基づいて、前記特定の気筒の燃焼状態を表す第2の燃焼状態量を取得する第2の燃焼状態量取得手段と、前記2つの気筒群のそれぞれに対応する前記第1の燃焼状態量と前記第2の燃焼状態量との間に生じた定常的な第2の偏差を取得する第2の偏差取得手段と、前記ローター誤差判定手段による前記判定が成立する場合に、前記第2の偏差に基づいて前記第1の燃焼状態量を修正する燃焼状態量修正手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tenth aspect of the invention includes a rotor that rotates in synchronization with rotation of a crankshaft, a sensor that detects an edge of the rotor, a crank angle detection unit that detects a crank angle, The first combustion state quantity acquisition means for acquiring a first combustion state quantity representing the combustion state of each cylinder based on the crank angle, and two cylinders that perform explosion strokes at intervals of 360 ° crank angle , respectively. classifying all the cylinders of the internal combustion engine into two cylinder groups, between two cylinders of the same cylinder group, and the between the two cylinder groups, a steady first deviation of the first combustion state quantity respectively The first deviation acquisition means to acquire, the first deviation between two cylinders in the same cylinder group is less than or equal to a predetermined value, and the first deviation between the two cylinder groups is a predetermined value Rotor error to determine whether or not A second combustion state representing a combustion state of the specific cylinder based on the determination means, a cylinder pressure sensor provided in the cylinder and detecting the cylinder pressure, and the cylinder pressure detected by the cylinder pressure sensor; A second combustion state amount acquisition means for acquiring the amount, and a steady second state generated between the first combustion state amount and the second combustion state amount corresponding to each of the two cylinder groups. A second deviation acquisition unit that acquires the deviation of the first combustion state and a combustion state amount correction unit that corrects the first combustion state amount based on the second deviation when the determination by the rotor error determination unit is established. And.

11の発明は、上記の目的を達成するため、クランク軸の回転と同期して回転するローターと、前記ローターのエッジを検出するセンサを含み、クランク角を検出するクランク角検出手段と、前記ローターの設計値のエッジ位置に基づいて算出した前記クランク角速度に基づいて、各気筒の燃焼状態を表す第1の燃焼状態量を取得する第1の燃焼状態量取得手段と、連続して爆発行程が行われる(全気筒数/2)個の気筒に設けられ、筒内圧を検出する筒内圧センサと、前記筒内圧センサにより検出された前記筒内圧に基づいて、前記筒内圧センサが設けられた気筒の燃焼状態を表す第2の燃焼状態量を取得する第2の燃焼状態量取得手段と、連続して爆発行程が行われる(全気筒数/2)個の気筒分の、前記第1の燃焼状態量と前記第2の燃焼状態量とに基づいて、前記クランク角検出手段において前記クランク角を検出する際に含まれるクランク角の誤差を算出する誤差算出手段と、を備えたことを特徴とする。 Eleventh aspect of the present invention, for achieving the above object, includes a rotor that rotates in synchronization with rotation of the crankshaft, a sensor for detecting the edge of said rotor, and a crank angle detecting means for detecting the crank angle, the said calculated based on the edge position of the design value of the rotor based on the crank angle speed, the first combustion state quantity obtaining means for obtaining a first combustion state quantity representing the combustion state of each cylinder, explosion continuously stroke provided (total number of cylinders / 2) number of cylinders to be performed, the cylinder pressure sensor that detects the cylinder pressure, based on the cylinder pressure detected by the cylinder pressure sensor, the cylinder pressure sensor is provided Second combustion state amount acquisition means for acquiring a second combustion state amount representing the combustion state of the cylinders, and the first combustion portion corresponding to the number of cylinders (total number of cylinders / 2) in which an explosion stroke is continuously performed . Combustion state quantity and the second Based on the combustion state quantity, characterized by comprising a an error calculating means for calculating an error of the crank angle contained when detecting the crank angle in the crank angle detecting means.

12の発明は、第11の発明において、前記クランク角の誤差は、前記ローターのエッジの製造誤差に起因するものであることを特徴とする。 In a twelfth aspect based on the eleventh invention, the error of the previous SL crank angle, characterized in that due to the manufacturing error of the edge of the rotor.

13の発明は、第11又は第12の発明において、前記クランク角の誤差に基づいて前記第1の燃焼状態量を修正する燃焼状態量修正手段を備えたことを特徴とする。 A thirteenth aspect of the invention is characterized in that, in the eleventh or twelfth aspect of the invention, it is provided with combustion state amount correcting means for correcting the first combustion state amount based on the crank angle error.

14の発明は、第10〜第13の発明のいずれかにおいて、前記第1の燃焼状態量取得手段は、各気筒で爆発行程が行われるクランク角の区間で前記第1の燃焼状態量を取得することを特徴とする。 In a fourteenth aspect based on any one of the tenth to thirteenth aspects, the first combustion state quantity obtaining means obtains the first combustion state quantity in a section of a crank angle where an explosion stroke is performed in each cylinder. It is characterized by acquiring.

15の発明は、第10〜第14の発明のいずれかにおいて、前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段を備え、前記第1の燃焼状態量取得手段は、前記第1の燃焼状態量として前記クランク角加速度を取得することを特徴とする。 According to a fifteenth aspect , in any one of the tenth to fourteenth aspects, an angular acceleration calculation unit that calculates a crank angular acceleration based on the crank angle is provided, and the first combustion state quantity acquisition unit includes the first combustion state amount acquisition unit. The crank angular acceleration is acquired as one combustion state quantity.

16の発明は、第10〜第14の発明のいずれかにおいて、所定パラメータと機関のフリクショントルクとの関係を定めた標準フリクション特性を記憶した記憶手段と、前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段と、前記フリクショントルクと前記クランク角加速度とに基づいて推定図示トルクを算出する推定図示トルク算出手段と、を備え、前記第1の燃焼状態量取得手段は、前記第1の燃焼状態量として前記推定図示トルクを取得することを特徴とする。 According to a sixteenth aspect of the invention, in any one of the tenth to fourteenth aspects, storage means for storing a standard friction characteristic that defines a relationship between a predetermined parameter and an engine friction torque, and crank angular acceleration based on the crank angle And an estimated indicated torque calculating means for calculating an estimated indicated torque based on the friction torque and the crank angular acceleration, and the first combustion state quantity acquiring means includes the first combustion state quantity acquiring means. The estimated indicated torque is acquired as one combustion state quantity.

17の発明は、第15又は第16の発明において、前記角加速度算出手段は、往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間で前記クランク角加速度を算出することを特徴とする。 In a seventeenth aspect based on the fifteenth or sixteenth aspect , the angular acceleration calculating means calculates the crank angular acceleration in a crank angle section in which an average value of inertial torque due to reciprocating inertial mass is substantially zero. Features.

18の発明は、第10〜第17の発明のいずれかにおいて、前記筒内圧に基づいて、前記筒内圧取得手段が設けられた気筒の実測図示トルクを算出する実測図示トルク算出手段を備え、前記第2の燃焼状態量取得手段は、前記第2の燃焼状態量として前記実測図示トルクを取得することを特徴とする。 According to an eighteenth aspect of the invention, in any one of the tenth to seventeenth aspects, the present invention includes an actually measured indicated torque calculating means for calculating an actually indicated indicated torque of a cylinder provided with the in-cylinder pressure acquisition means based on the in-cylinder pressure. The second combustion state quantity acquisition means acquires the actually measured indicated torque as the second combustion state quantity.

第1の発明によれば、爆発行程の両端のクランク角位置が同じ2気筒によりそれぞれ構成された複数の気筒群に内燃機関の全気筒が分類され、各気筒群内の2気筒間、および各気筒群間で、燃焼状態量の定常的な偏差がそれぞれ取得される。そして、各気筒群内の2気筒間での当該偏差が所定値以下であり、かつ、各気筒群間での当該偏差が所定値以上である場合に、偏差に基づいて燃焼状態量修正され。このため、ローターの角度誤差(製造誤差など)に起因する偏差と他の要因による偏差とを正確に区別して、燃焼状態量を高い精度で求めることが可能となり、修正した燃焼状態量に基づいて燃焼状態を正確に推定することが可能となる。これにより、クランク軸と同期して回転するクランク角を検出するためのローターに製造誤差が生じていた場合であっても、燃焼状態を高精度に推定することが可能となる。 According to the first invention, all the cylinders of the internal combustion engine are classified into a plurality of cylinder groups each composed of two cylinders having the same crank angle position at both ends of the explosion stroke, and the two cylinders in each cylinder group, A steady deviation of the combustion state quantity is acquired between the cylinder groups. Then, the deviation between the two cylinders in the cylinder groups is equal to or less than the predetermined value, and when the deviation between the cylinder groups is a predetermined value or more, the amount of the combustion state is corrected based on the deviation that. Therefore, it is possible to accurately distinguish the deviation caused by the rotor angle error (manufacturing error, etc.) from the deviation caused by other factors, and to obtain the combustion state quantity with high accuracy, and based on the corrected combustion state quantity. It is possible to accurately estimate the combustion state. Thereby, even if a manufacturing error has occurred in the rotor for detecting the crank angle that rotates in synchronization with the crankshaft, it is possible to estimate the combustion state with high accuracy.

第2の発明によれば、特定の気筒についての上記燃焼状態量修正手段による修正後の燃焼状態量と、他の気筒についての上記燃焼状態量修正手段による修正後の燃焼状態量との差が所定値以上である場合に、当該特定の気筒の燃焼状態が異常であると判定することで、ローターの角度誤差(製造誤差など)による影響が正確に取り除かれた燃焼状態量を用いて、燃焼状態の異常判定を正確に行うことが可能となる。そして、異常判定された特定の気筒の燃焼状態を回復させることが可能となる。 According to the second invention, the difference between the combustion state quantity corrected by the combustion state quantity correcting means for a specific cylinder and the combustion state quantity corrected by the combustion state quantity correcting means for other cylinders is If the combustion state of the specific cylinder is determined to be abnormal when the value is greater than or equal to a predetermined value, combustion is performed using the combustion state amount that has been accurately removed from the effects of rotor angular errors (such as manufacturing errors). It is possible to accurately determine the abnormal state. Then, it becomes possible to recover the combustion state of the specific cylinder determined to be abnormal.

の発明によれば、各気筒で爆発行程が行われるクランク角の区間で燃焼状態量を取得するため、各気筒の爆発行程の燃焼状態に対応した燃焼状態量を正確に取得することが可能となる。 According to the fourth aspect of the invention, since the combustion state quantity is acquired in the section of the crank angle where the explosion stroke is performed in each cylinder, it is possible to accurately obtain the combustion state quantity corresponding to the combustion state in the explosion stroke of each cylinder. It becomes possible.

の発明によれば、異常判定された特定の気筒の点火時期、燃料噴射量、又は燃料噴射時期を変更することで、燃焼状態を回復させることが可能となる。 According to the fifth aspect , it is possible to recover the combustion state by changing the ignition timing, fuel injection amount, or fuel injection timing of the specific cylinder determined to be abnormal.

の発明によれば、特定の気筒の燃焼状態を回復させることができない場合に警告を発することで、ドライバーにおいて運転を停止する等の適切な対処が可能となる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to take appropriate measures such as stopping the operation of the driver by issuing a warning when the combustion state of the specific cylinder cannot be recovered.

の発明によれば、燃焼状態量としてクランク角加速度を取得することで、クランク角加速度に基づいて燃焼状態を推定することが可能となる。 According to the seventh aspect , by acquiring the crank angular acceleration as the combustion state quantity, it becomes possible to estimate the combustion state based on the crank angular acceleration.

の発明によれば、燃焼状態量として推定図示トルクを取得することで、推定図示トルクに基づいて燃焼状態を推定することが可能となる。 According to the eighth invention, it is possible to estimate the combustion state based on the estimated indicated torque by acquiring the estimated indicated torque as the combustion state quantity.

の発明によれば、往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間でクランク角加速度を算出することで、往復慣性質量による慣性トルクがクランク角加速度、推定図示トルクに与える影響を排除することができる。従って、クランク角加速度、推定図示トルクに基づいて燃焼状態を正確に推定することが可能となる。 According to the ninth aspect of the present invention, the crank angular acceleration is calculated in the crank angle section in which the average value of the inertia torque due to the reciprocating inertia mass is approximately zero, so that the inertia torque due to the reciprocating inertia mass becomes the crank angular acceleration and the estimated indicated torque. Can be eliminated. Therefore, it is possible to accurately estimate the combustion state based on the crank angular acceleration and the estimated indicated torque.

10の発明によれば、筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて特定の気筒の燃焼状態を表す第2の燃焼状態量を取得することができる。そして、爆発行程の両端のクランク角位置が同じ2気筒によりそれぞれ構成された複数の気筒群に内燃機関の全気筒が分類され、各気筒群内の2気筒間、および各気筒群間で、燃焼状態量の定常的な第1の偏差がそれぞれ取得される。そして、各気筒群内の2気筒間での当該第1の偏差が所定値以下であり、かつ、各気筒群間での当該第1の偏差が所定値以上である場合に、第2の燃焼状態量(第2の偏差)を基準として第1の燃焼状態量が修正される。このため、ローターの角度誤差(製造誤差など)に起因する偏差と他の要因による偏差とを正確に区別したうえで、当該ローターの角度誤差の影響を受けない第2の燃焼状態量に基づいて、第1の燃焼状態量を高い精度で求めることが可能となる。これにより、クランク軸と同期して回転するクランク角を検出するためのローターに製造誤差が生じていた場合であっても、燃焼状態を高精度に推定することが可能となる。 According to the tenth invention, the second combustion state quantity representing the combustion state of a specific cylinder can be acquired based on the in- cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor . All cylinders of the internal combustion engine are classified into a plurality of cylinder groups each composed of two cylinders having the same crank angle position at both ends of the explosion stroke, and combustion is performed between the two cylinders in each cylinder group and between each cylinder group. A steady first deviation of the state quantity is acquired. The second combustion is performed when the first deviation between the two cylinders in each cylinder group is equal to or smaller than a predetermined value and the first deviation between the cylinder groups is equal to or larger than the predetermined value. The first combustion state quantity is corrected based on the state quantity (second deviation). Therefore, based on the second combustion state quantity that is not affected by the angular error of the rotor after accurately distinguishing the deviation caused by the angular error (manufacturing error, etc.) of the rotor from the deviation caused by other factors. , it is possible to determine in the first combustion state quantity greater accuracy. Thereby, even if a manufacturing error has occurred in the rotor for detecting the crank angle that rotates in synchronization with the crankshaft, it is possible to estimate the combustion state with high accuracy.

11の発明によれば、クランク角の誤差を含み得る第1の燃焼状態量と、筒内圧センサが設けられた気筒の燃焼状態を表す第2の燃焼状態量を取得することができる。クランク角を検出する際にクランク角の誤差が含まれたとしても、筒内圧から取得した第2の燃焼状態量は誤差の影響を受けないため、クランク角に基づいて取得した第1の燃焼状態量と筒内圧に基づいて算出した第2の燃焼状態量とからクランク角の誤差を算出することが可能となる。これにより、クランク軸と同期して回転するクランク角を検出するためのローターに製造誤差が生じていた場合であっても、燃焼状態を高精度に推定することが可能となる。また、本発明によれば、筒内圧センサを全気筒に備えていなくても連続して爆発行程が行われる(全気筒数/2)個の気筒に備えておけば、上記クランク角の誤差の算出が可能となる。 According to the eleventh aspect , it is possible to acquire the first combustion state quantity that may include an error in the crank angle and the second combustion state quantity that represents the combustion state of the cylinder provided with the in-cylinder pressure sensor . Even if an error in the crank angle is included when detecting the crank angle, the second combustion state quantity acquired from the in-cylinder pressure is not affected by the error, so the first combustion state acquired based on the crank angle The crank angle error can be calculated from the amount and the second combustion state amount calculated based on the in-cylinder pressure. Thereby, even if a manufacturing error has occurred in the rotor for detecting the crank angle that rotates in synchronization with the crankshaft, it is possible to estimate the combustion state with high accuracy. In addition, according to the present invention, if the cylinder pressure sensors are not provided in all the cylinders, but are provided in the number of cylinders in which the explosion stroke is continuously performed (total number of cylinders / 2), the above-described crank angle error can be reduced. Calculation is possible.

12の発明によれば、クランク角検出手段に含まれるローターのエッジの製造誤差に起因したクランク角の誤差を算出することが可能となる。 According to the twelfth aspect , it is possible to calculate the crank angle error resulting from the manufacturing error of the rotor edge included in the crank angle detecting means.

13の発明によれば、クランク角の誤差に基づいて第1の燃焼状態量を修正することで、第1の燃焼状態量を高い精度で求めることが可能となる。 According to the thirteenth aspect , it is possible to obtain the first combustion state quantity with high accuracy by correcting the first combustion state quantity based on the crank angle error.

14の発明によれば、各気筒で爆発行程が行われるクランク角の区間で第1の燃焼状態量を取得するため、各気筒の爆発行程の燃焼状態に対応した第1の燃焼状態量を正確に取得することが可能となる。 According to the fourteenth aspect of the invention, the first combustion state quantity corresponding to the combustion state in the explosion stroke of each cylinder is obtained in order to obtain the first combustion state quantity in the section of the crank angle where the explosion stroke is performed in each cylinder. It becomes possible to acquire accurately.

15の発明によれば、第1の燃焼状態量としてクランク角加速度を取得することで、クランク角加速度に基づいて燃焼状態を推定することが可能となる。 According to the fifteenth aspect , by obtaining the crank angular acceleration as the first combustion state quantity, it becomes possible to estimate the combustion state based on the crank angular acceleration.

16の発明によれば、第1の燃焼状態量として推定図示トルクを取得することで、推定図示トルクに基づいて燃焼状態を推定することが可能となる。 According to the sixteenth aspect , by acquiring the estimated indicated torque as the first combustion state quantity, it is possible to estimate the combustion state based on the estimated indicated torque.

17の発明によれば、往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間でクランク角加速度を算出することで、往復慣性質量による慣性トルクがクランク角加速度、推定図示トルクに与える影響を排除することができる。従って、クランク角加速度、推定図示トルクに基づいて燃焼状態を正確に推定することが可能となる。 According to the seventeenth aspect , by calculating the crank angular acceleration in a crank angle section in which the average value of the inertia torque due to the reciprocating inertia mass is substantially zero, the inertia torque due to the reciprocating inertia mass becomes the crank angular acceleration and the estimated indicated torque. Can be eliminated. Therefore, it is possible to accurately estimate the combustion state based on the crank angular acceleration and the estimated indicated torque.

18の発明によれば、第2の燃焼状態量として実測図示トルクを取得することができる。そして、筒内圧から取得した実測図示トルクはクランク角の誤差の影響を受けないため、第1の燃焼状態量にクランク角の誤差の要因が含まれる場合であっても、実測図示トルクに基づいて第1の燃焼状態量を修正することができ、また第1の燃焼状態量と実測図示トルクに基づいてクランク角の誤差を算出することが可能となる。 According to the eighteenth aspect , the actually measured torque can be acquired as the second combustion state quantity. Since the measured indicated torque obtained from the in-cylinder pressure is not affected by the crank angle error, even if the cause of the crank angle error is included in the first combustion state quantity, it is based on the actually measured indicated torque. The first combustion state quantity can be corrected, and the crank angle error can be calculated based on the first combustion state quantity and the actually measured indicated torque.

以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、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。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1〜5にかかる内燃機関の燃焼状態推定装置及びその周辺の構造を説明するための図である。以下の各実施形態では4気筒の内燃機関を例示する。内燃機関10には吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12は、上流側の端部にエアフィルタ16を備えている。エアフィルタ16には、吸気温THA(すなわち外気温)を検出する吸気温センサ18が組みつけられている。また、排気通路14には排気浄化触媒32が配置されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a combustion state estimation device for an internal combustion engine according to first to fifth embodiments of the present invention and a structure around it. In the following embodiments, a four-cylinder internal combustion engine is illustrated. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with the internal combustion engine 10. The intake passage 12 includes an air filter 16 at an upstream end. The air filter 16 is assembled with an intake air temperature sensor 18 for detecting the intake air temperature THA (that is, the outside air temperature). An exhaust purification catalyst 32 is disposed in the exhaust passage 14.

エアフィルタ16の下流には、エアフロメータ20が配置されている。エアフロメータ20の下流には、スロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ24と、スロットルバルブ22が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ26とが配置されている。   An air flow meter 20 is disposed downstream of the air filter 16. A throttle valve 22 is provided downstream of the air flow meter 20. A throttle sensor 24 that detects the throttle opening degree TA and an idle switch 26 that is turned on when the throttle valve 22 is fully closed are disposed in the vicinity of the throttle valve 22.

スロットルバルブ22の下流には、サージタンク28が設けられている。サージタンク28の近傍には、吸気通路12の圧力(吸気管圧力)を検出する吸気管圧センサ29が設けられている。また、サージタンク28の更に下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁30が配置されている。   A surge tank 28 is provided downstream of the throttle valve 22. In the vicinity of the surge tank 28, an intake pipe pressure sensor 29 for detecting the pressure in the intake passage 12 (intake pipe pressure) is provided. Further, a fuel injection valve 30 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine 10 is disposed further downstream of the surge tank 28.

内燃機関10の各気筒はピストン34を備えている。ピストン34には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸36が連結されている。車両駆動系と補機類(エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等)は、このクランク軸36の回転トルクによって駆動される。クランク軸36の近傍には、クランク軸36の回転角を検出するためのクランク角センサ38が取り付けられている。また、内燃機関10のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ42が取り付けられている。また、内燃機関10が有する4気筒のうちの所定の気筒には、筒内の圧力(筒内圧)を検出するための筒内圧センサ44が設けられている。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 includes a piston 34. A crankshaft 36 that is rotationally driven by the reciprocating motion is connected to the piston 34. The vehicle drive system and accessories (air conditioner compressor, alternator, torque converter, power steering pump, etc.) are driven by the rotational torque of the crankshaft 36. A crank angle sensor 38 for detecting the rotation angle of the crankshaft 36 is attached in the vicinity of the crankshaft 36. Further, a water temperature sensor 42 for detecting the cooling water temperature is attached to the cylinder block of the internal combustion engine 10. A predetermined cylinder among the four cylinders of the internal combustion engine 10 is provided with an in-cylinder pressure sensor 44 for detecting the in-cylinder pressure (in-cylinder pressure).

図1に示すように、本実施形態の燃焼状態推定装置はECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述した各種センサおよび燃料噴射弁30などが接続されている。   As shown in FIG. 1, the combustion state estimation device of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. The ECU 40 is connected to the various sensors described above, the fuel injection valve 30, and the like.

次に、図1のシステムにより内燃機関10の図示トルクTを推定する方法を具体的に説明する。最初に、図示トルクTの推定に用いる数式について説明する。本実施形態では、以下の(1)式、(2)式を用いて燃焼状態の推定を行う。 Next, specifically described a method for estimating the indicated torque T i of the internal combustion engine 10 by the system of FIG. First, mathematical formulas used for estimating the indicated torque T i will be described. In the present embodiment, the combustion state is estimated using the following equations (1) and (2).

Figure 0004251039
Figure 0004251039

(1)式、(2)式において、図示トルクT(推定図示トルクT)は、エンジンの燃焼によってクランク軸36に発生するトルクである。ここで、(2)式の右辺は図示トルクTを発生させるトルクを示しており、(1)式の右辺は図示トルクTを消費するトルクを示している。 In the expressions (1) and (2), the indicated torque T i (estimated indicated torque T i ) is a torque generated in the crankshaft 36 by the combustion of the engine. Here, (2) the right side shows the torque generated indicated torque T i, shows a torque consuming (1) is on the right side indicated torque T i.

(1)式の右辺において、Jは混合気の燃焼等によって駆動される駆動部材の慣性モーメント、dω/dtはクランク軸36の角加速度、Tは駆動部のフリクショントルク、Tは走行時に路面から受ける負荷トルク、を示している。ここで、J×(dω/dt)はクランク軸36の角加速度に起因する動的な損失トルク(=Tac)である。フリクショントルクTは、ピストン34とシリンダ内壁の摩擦など各嵌合部の機械的な摩擦によるトルクであって、補機類の機械的な摩擦によるトルクを含むものである。負荷トルクTは、走行時の路面状態などの外乱によるトルクである。本実施形態では、シフトギヤをニュートラルの状態にして燃焼状態を推定するため、以下の説明ではT=0とする。 (1) On the right side of the formula, J is the moment of inertia of the driven member driven by the combustion or the like of the mixture, d [omega / dt is the angular acceleration of the crankshaft 36, T f is the friction torque of the drive unit, T l is the time of running The load torque received from the road surface is shown. Here, J × (dω / dt) is a dynamic loss torque (= T ac ) caused by the angular acceleration of the crankshaft 36. The friction torque Tf is a torque due to mechanical friction of each fitting portion such as friction between the piston 34 and the inner wall of the cylinder, and includes torque due to mechanical friction of accessories. The load torque Tl is a torque due to a disturbance such as a road surface condition during traveling. In this embodiment, in order to estimate the combustion state with the shift gear in the neutral state, T l = 0 in the following description.

また、(2)式の右辺において、Tgasはシリンダ内の筒内ガス圧によるトルク、Tinertiaはピストン34などの往復慣性質量による慣性トルクを示している。筒内ガス圧によるトルクTgasは、シリンダ内の混合気の燃焼によって発生するトルクである。燃焼状態を正確に推定するためには、筒内ガス圧によるトルクTgasを求める必要がある。 Further, in (2) of the right side, T gas is the torque due to cylinder gas pressure in the cylinder, T inertia represents the inertial torque due to reciprocating inertia mass such as a piston 34. Torque T gas due to in-cylinder gas pressure is torque generated by combustion of the air-fuel mixture in the cylinder. In order to accurately estimate the combustion state, it is necessary to obtain the torque T gas by the cylinder gas pressure.

(1)式に示されるように、図示トルクTは、角加速度に起因する動的な損失トルクJ×(dω/dt)、フリクショントルクT、及び負荷トルクTの和として求めることができる。しかし、(2)式に示されるように、図示トルクTと筒内ガス圧によるトルクTgasは一致しないため、図示トルクTから燃焼状態を正確に推定することはできない。 As shown in the equation (1), the indicated torque T i can be obtained as the sum of dynamic loss torque J × (dω / dt) due to angular acceleration, friction torque T f , and load torque T l. it can. However, as shown in the equation (2), the indicated torque T i and the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure do not coincide with each other, so that the combustion state cannot be accurately estimated from the indicated torque T i .

図2は、(2)式の各トルクとクランク角との関係を示す特性図である。図2において、縦軸は各トルクの大きさを、横軸はクランク角を示しており、図2中の一点鎖線は図示トルクTを、実線は筒内ガス圧によるトルクTgasを、破線は往復慣性質量による慣性トルクTinertiaをそれぞれ示している。ここで、図2は4気筒の場合の特性を示したものであり、図2中のTDC、BDCは、4気筒のうちの1気筒のピストン34が上死点(TDC)、または下死点(BDC)の位置にある場合のクランク角(0°,180°)を示している。内燃機関10が4気筒の場合、クランク軸36が180°回転する度に1気筒づつ爆発(膨張)行程が行われ、1回の爆発毎に図2中のTDCからBDCまでのトルク特性が繰り返し現れる。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between each torque and crank angle in equation (2). In FIG. 2, the vertical axis of the torque magnitude, the horizontal axis represents the crank angle, the one-dot chain line indicated torque T i in FIG. 2, solid lines a torque T gas by the in-cylinder gas pressure, the broken lines Indicates the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass. Here, FIG. 2 shows the characteristics in the case of four cylinders. TDC and BDC in FIG. 2 are the top dead center (TDC) or the bottom dead center of the piston 34 of one of the four cylinders. The crank angle (0 °, 180 °) in the (BDC) position is shown. When the internal combustion engine 10 has four cylinders, each time the crankshaft 36 rotates 180 °, an explosion (expansion) stroke is performed for each cylinder, and the torque characteristics from TDC to BDC in FIG. 2 are repeated for each explosion. appear.

図2中の実線に示すように、筒内ガス圧によるトルクTgasは、TDCからBDCの間で急激に増加し、減少する。ここで、Tgasの急激な増加は、爆発工程で燃焼室内の混合気が爆発するためである。爆発後、Tgasは減少し、他の圧縮行程あるいは排気行程にある気筒の影響により、負の値を取る。そのクランク角がBDCに達するとシリンダの容積変化が0となり、これによってTgasは0の値を取る。 As shown by the solid line in FIG. 2, the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure rapidly increases and decreases between TDC and BDC. Here, the rapid increase in T gas is due to the explosion of the air-fuel mixture in the combustion chamber in the explosion process. After the explosion, T gas decreases and takes a negative value due to the influence of the cylinders in other compression strokes or exhaust strokes. When the crank angle reaches BDC, the change in the volume of the cylinder becomes zero, whereby T gas takes a value of zero.

一方、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaは、筒内ガス圧によるトルクTgasとはほとんどあるいは無視できるほど無関係に、ピストン34など往復運動する部材の慣性質量によって発生する慣性トルクである。往復運動する部材は加減速を繰り返しており、Tinertiaはクランクが回転していれば角速度一定の場合であっても常に発生する。図2中の破線に示すように、クランク角がTDCの位置では往復運動する部材は停止しており、Tinertia=0である。クランク角がTDCからBDCに向かって進むと、往復運動する部材が停止状態から運動し始める。この際、これらの部材の慣性によってTinertiaは負の方向に増加する。クランク角が90°近傍に達した時点では、往復運動する部材が所定の速度で運動しているため、これらの部材の慣性によってクランク軸36が回転する。従って、TinertiaはTDCとBDCの間で負の値から正の値へ変わる。その後、クランク角がBDCまで到達すると往復運動する部材は停止し、Tinertia=0となる。 On the other hand, the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is an inertia torque generated by the inertia mass of the reciprocating member such as the piston 34, irrespective of the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure. The reciprocating member repeats acceleration / deceleration, and T inertia always occurs as long as the crank rotates, even if the angular velocity is constant. As shown by the broken line in FIG. 2, the member that reciprocates is stopped at the position where the crank angle is TDC, and T inertia = 0. When the crank angle advances from TDC toward BDC, the reciprocating member starts to move from the stopped state. At this time, T inertia increases in a negative direction due to inertia of these members. When the crank angle reaches around 90 °, the reciprocating members are moving at a predetermined speed, so that the crankshaft 36 is rotated by the inertia of these members. Therefore, T interia changes from a negative value to a positive value between TDC and BDC. After that, when the crank angle reaches BDC, the reciprocating member stops and T inertia = 0.

(2)式に示されるように、図示トルクTは筒内ガス圧によるトルクTgasと往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの和である。このため、図2の一点鎖線に示されるように、TDCとBDCの間では、図示トルクTは混合気の爆発によるTgasの増加によって増加し、一旦減少した後、Tinertiaによって再び増加するという複雑な挙動を示している。 As shown in the equation (2), the indicated torque T i is the sum of the torque T gas caused by the in-cylinder gas pressure and the inertia torque T inertia caused by the reciprocating inertia mass. For this reason, as shown by the one-dot chain line in FIG. 2, between TDC and BDC, the indicated torque T i increases due to an increase in T gas due to the explosion of the air-fuel mixture, and once decreases, then increases again due to T inertia . It shows the complicated behavior.

しかし、TDCからBDCまでのクランク角180°の区間に着目すると、この区間での往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値は0となる。これは、往復慣性質量を有する部材が、クランク角0°〜90°近傍とクランク角90°近傍〜180°で反対の動きをするためである。従って、(1)式および(2)式の各トルクをTDCからBDCまでの平均値として算出すると、往復慣性質量による慣性トルクTinertia=0として計算することができる。これにより、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaが図示トルクTに与える影響を排除することができ、正確に図示トルクTを推定することが可能となる。従って、図示トルクTに基づいて正確な燃焼状態を簡単に推定することが可能となる。 However, paying attention to a section with a crank angle of 180 ° from TDC to BDC, the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass in this section is zero. This is because the member having the reciprocating inertia mass moves in the opposite direction at a crank angle of about 0 ° to 90 ° and a crank angle of about 90 ° to 180 °. Therefore, when the torques in the equations (1) and (2) are calculated as average values from TDC to BDC, the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass can be calculated as zero. As a result, it is possible to eliminate the influence of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass on the indicated torque T i, and it is possible to accurately estimate the indicated torque T i . Therefore, it is possible to easily estimate an accurate combustion state based on the indicated torque T i.

そして、TDCからBDCまでの区間において各トルクの平均値を求めると、Tinertiaの平均値が0となるため、(2)式から、図示トルクTの平均値と筒内ガス圧によるトルクTgasの平均値とが等しくなる。このため、図示トルクTに基づいて正確に燃焼状態を推定することができる。 When the average value of each torque in the interval from TDC to BDC, T the average value of inertia becomes zero, from equation (2), the torque T by the average value and the in-cylinder gas pressure indicated torque T i The average value of gas becomes equal. Therefore, it is possible to estimate accurately the combustion state based on the indicated torque T i.

更に、TDCからBDCまでの区間でクランク軸36の角加速度の平均値を求めると、この区間でのTinertiaの平均値は0であるため、往復慣性質量が角加速度に与える影響を排除して角加速度を求めることができる。従って、燃焼状態のみに起因する角加速度を算出することができ、角加速度に基づいて正確に燃焼状態を推定することが可能となる。 Further, when the average value of the angular acceleration of the crankshaft 36 is obtained in the section from TDC to BDC, the average value of T inertia in this section is 0, so the influence of the reciprocating inertia mass on the angular acceleration is eliminated. Angular acceleration can be obtained. Therefore, it is possible to calculate the angular acceleration caused only by the combustion state, and it is possible to accurately estimate the combustion state based on the angular acceleration.

次に、(1)式の右辺の各トルクを算出して、左辺の図示トルクTを求める方法を説明する。最初に、角加速度に起因する動的な損失トルクTac=J×(dω/dt)の算出方法を説明する。図3は、クランク軸36の角加速度を求める方法を示す模式図である。図3に示すように、本実施形態では、クランク軸36の回転の10°毎にクランク角センサ38からクランク角信号が検出される。 Then, (1) to calculate the respective torque of the right side of the equation, a method for obtaining the left-hand side indicated torque T i. First, a method of calculating dynamic loss torque T ac = J × (dω / dt) resulting from angular acceleration will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for obtaining the angular acceleration of the crankshaft 36. As shown in FIG. 3, in this embodiment, a crank angle signal is detected from the crank angle sensor 38 every 10 ° of rotation of the crankshaft 36.

本実施形態の燃焼状態推定装置は、角加速度に起因する動的な損失トルクTacを、TDCからBDCまでのクランク角180°の区間の平均値として算出する。このために、本実施形態の装置は、TDCとBDCの2ヶ所のクランク角位置で角速度ω(k),ω(k+1)をそれぞれ求め、同時にクランク軸36がTDCからBDCまで回転する時間Δt(k)を求める。 The combustion state estimation apparatus according to the present embodiment calculates the dynamic loss torque Tac caused by the angular acceleration as an average value in a section with a crank angle of 180 ° from TDC to BDC. For this purpose, the apparatus of the present embodiment obtains angular velocities ω 0 (k) and ω 0 (k + 1) at two crank angle positions of TDC and BDC, respectively, and at the same time, the crankshaft 36 rotates from TDC to BDC. Δt (k) is obtained.

角速度ω(k)を求める際には、例えば図3に示すように、クランク角がTDCの位置から前後10°づつ回転している間の時間Δt(k),Δt10(k)をクランク角センサ38から検出する。そして、時間Δt(k)+Δt10(k)の間にクランク軸36が20°回転しているため、ω(k)=(20/(Δt(k)+Δt10(k)))×(π/180)を演算することによってω(k)[rad/s]を算出できる。同様に、ω(k+1)を算出する際は、クランク角がBDCの位置から前後10°づつ回転している間の時間Δt(k+1),Δt10(k+1)を検出する。そして、ω(k+1)=(20/(Δt(k+1)+Δt10(k+1)))×(π/180)を演算することによってω(k+1)[rad/s]を算出できる。 When obtaining the angular velocity ω 0 (k), for example, as shown in FIG. 3, the time Δt 0 (k), Δt 10 (k) during which the crank angle is rotated by 10 ° forward and backward from the TDC position is calculated. It is detected from the crank angle sensor 38. Since the crankshaft 36 rotates 20 ° during the time Δt 0 (k) + Δt 10 (k), ω 0 (k) = (20 / (Δt 0 (k) + Δt 10 (k))) By calculating x (π / 180), ω 0 (k) [rad / s] can be calculated. Similarly, when calculating ω 0 (k + 1), the times Δt 0 (k + 1) and Δt 10 (k + 1) during which the crank angle rotates by 10 ° forward and backward from the BDC position are detected. Then, ω 0 (k + 1) = (20 / (Δt 0 (k + 1) + Δt 10 (k + 1))) × (π / 180) ω by computing 0 (k + 1) can be calculated [rad / s].

角速度ω(k),ω(k+1)を求めた後は、(ω(k+1)−ω(k))/Δt(k)を演算し、TDCからBDCまでクランク軸36が回転する間の角加速度の平均値を算出する。 After obtaining the angular velocities ω 0 (k), ω 0 (k + 1), (ω 0 (k + 1) −ω 0 (k)) / Δt (k) is calculated, and the crankshaft 36 rotates from TDC to BDC. The average value of the angular acceleration is calculated.

そして、角加速度の平均値を求めた後は、(1)式の右辺に従って、角加速度の平均値と慣性モーメントJを乗算する。これにより、クランク軸36がTDCからBDCまで回転する間の動的な損失トルクJ×(dω/dt)の平均値を算出できる。なお、駆動部の慣性モーメントJは、駆動部品の慣性質量から予め求めておく。   After the average value of angular acceleration is obtained, the average value of angular acceleration and the moment of inertia J are multiplied according to the right side of equation (1). As a result, an average value of dynamic loss torque J × (dω / dt) while the crankshaft 36 rotates from TDC to BDC can be calculated. The inertia moment J of the drive unit is obtained in advance from the inertia mass of the drive component.

なお、上述した例では、TDCとBDCにおける角速度から角加速度による動的な損失トルクTacを求めたが、TDCからBDCまでの区間を更に複数の区間に分割し、分割した各区間毎に角加速度による動的な損失トルクを求め、これらの損失トルクを平均して180°毎の損失トルクTacを求めても良い。例えば、TDCからBDCまでのクランク角を30°毎に6等分し、30°毎に動的な損失トルクを求めて平均化処理することで、TDC−BDC間の動的な損失トルクTacの平均値を求めても良い。これにより、クランク角速度の検出箇所をより多くすることができ、クランク角検出誤差を最小限に抑えることが可能となる。 In the above-described example, the dynamic loss torque Tac due to the angular acceleration is obtained from the angular velocities at the TDC and the BDC. However, the section from the TDC to the BDC is further divided into a plurality of sections. Dynamic loss torque due to acceleration may be obtained, and these loss torques may be averaged to obtain loss torque Tac every 180 °. For example, the crank angle from TDC to BDC is divided into 6 equal parts every 30 °, and the dynamic loss torque T ac between TDC and BDC is obtained by calculating and averaging the dynamic loss torque every 30 °. You may obtain | require the average value of. As a result, the number of crank angular velocity detection points can be increased, and the crank angle detection error can be minimized.

次にフリクショントルクTの算出方法を説明する。図4はフリクショントルクTと内燃機関10の機関回転数(Ne)、冷却水温(thw)との関係を表したマップである。図4において、フリクショントルクT、機関回転数(Ne)、冷却水温(thw)は、TDCからBDCまでクランク軸36が180°回転した場合の平均値である。また、冷却水温は、thw1→thw2→thw3の順に高温になる。図4に示すように、フリクショントルクTは機関回転数(Ne)が増えると増加し、また冷却水温(thw)が低くなると増加する傾向にある。図4のマップは、機関回転数(Ne)、冷却水温(thw)をパラメータとして可変し、TDCからBDCまでクランク軸36を回転させた際に発生するフリクショントルクTを測定し、その平均値を算出することで予め作成しておく。そして、燃焼状態を推定する際には、TDCからBDCまでの区間における冷却水温の平均値、機関回転数の平均値を図4のマップに当てはめて、フリクショントルクTの平均値を求める。この際、冷却水温は水温センサ42から、機関回転数はクランク角センサ38からそれぞれ検出する。 Next, a method for calculating the friction torque Tf will be described. FIG. 4 is a map showing the relationship between the friction torque Tf , the engine speed (Ne) of the internal combustion engine 10 and the coolant temperature (thw). In FIG. 4, the friction torque T f , the engine speed (Ne), and the cooling water temperature (thw) are average values when the crankshaft 36 is rotated 180 ° from TDC to BDC. Further, the cooling water temperature becomes higher in the order of thw1 → thw2 → thw3. As shown in FIG. 4, the friction torque Tf tends to increase as the engine speed (Ne) increases and increase as the cooling water temperature (thw) decreases. The map of FIG. 4 measures the friction torque Tf generated when the crankshaft 36 is rotated from TDC to BDC with the engine speed (Ne) and the cooling water temperature (thw) as parameters, and the average value thereof. It is created in advance by calculating. When estimating the combustion state, the average value of the cooling water temperature and the average value of the engine speed in the section from TDC to BDC are applied to the map of FIG. 4 to obtain the average value of the friction torque Tf . At this time, the coolant temperature is detected from the water temperature sensor 42, and the engine speed is detected from the crank angle sensor 38.

クランク角の変動に伴うフリクショントルクTの挙動は非常に複雑であり、バラツキも大きい。しかし、フリクショントルクTの挙動は主としてピストン34の速度に依存しているため、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となる区間毎のフリクショントルクTの平均値はほぼ一定している。従って、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となるクランク角180°の区間(TDC→BDC)毎にフリクショントルクTの平均値を求めることで、複雑な瞬時挙動を示すフリクショントルクTを精度良く求めることができる。また、フリクショントルクTをこの区間毎の平均値とすることで、図4に示すマップを正確に作成することができる。 The behavior of the friction torque Tf accompanying the variation of the crank angle is very complicated and has a large variation. However, since the behavior of the friction torque Tf mainly depends on the speed of the piston 34, the average value of the friction torque Tf for each section in which the average value of the inertia torque Tinertia due to the reciprocating inertial mass is 0 is substantially constant. ing. Therefore, by obtaining the average value of the friction torque Tf for each section (TDC → BDC) with a crank angle of 180 ° where the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is zero, the friction torque showing a complex instantaneous behavior is obtained. Tf can be obtained with high accuracy. Moreover, the map shown in FIG. 4 can be created accurately by setting the friction torque Tf to an average value for each section.

また、上述したようにフリクショントルクTには補機類の摩擦によるトルクが含まれる。ここで、補機類の摩擦によるトルクは、補機類が動作しているか否かによって値が異なる。例えば、補機の1つであるエアコンのコンプレッサには、エンジンの回転がベルト等によって伝達されており、エアコンが実際に動作していない状態であっても摩擦によるトルクが発生している。 Further, as described above, the friction torque Tf includes torque due to friction of auxiliary machinery. Here, the value of the torque due to the friction of the auxiliary machines varies depending on whether or not the auxiliary machines are operating. For example, the rotation of the engine is transmitted to a compressor of an air conditioner, which is one of the auxiliary machines, by a belt or the like, and torque due to friction is generated even when the air conditioner is not actually operating.

一方、補機類を動作させた場合、例えばエアコンのスイッチをオン(ON)した場合は、エアコンを動作させていない状態に比べてコンプレッサで消費されるトルクは大きくなる。このため、補機類の摩擦によるトルクが大きくなり、フリクショントルクTの値も増大する。従って、フリクショントルクTを正確に求めるためには、補機類の動作状態を検出し、補機類のスイッチがオン(ON)している場合には、図4のマップから求めたフリクショントルクTの値を補正することが望ましい。 On the other hand, when the auxiliary machinery is operated, for example, when the air conditioner switch is turned on, the torque consumed by the compressor is larger than when the air conditioner is not operated. For this reason, the torque due to the friction of the auxiliary machinery increases, and the value of the friction torque Tf also increases. Therefore, in order to accurately determine the friction torque Tf , the operating state of the auxiliary machinery is detected, and when the auxiliary machinery is switched on (ON), the friction torque obtained from the map of FIG. It is desirable to correct the value of Tf .

なお、極冷間始動時などにおいては、実際にフリクショントルクTが発生している部位の温度と冷却水温との差を考慮して、フリクショントルクTを補正することがより好適である。この場合、冷間始動後の機関始動時間、筒内流入燃料量等を考慮して補正を行うことが望ましい。 It is more preferable to correct the friction torque T f in consideration of the difference between the temperature of the portion where the friction torque T f is actually generated and the cooling water temperature at the time of extremely cold start. In this case, it is desirable to perform correction in consideration of the engine start time after the cold start, the in-cylinder inflow fuel amount and the like.

角加速度に起因する動的な損失トルクTacとフリクショントルクTを求めた後、TacとTを加算することで(1)式の左辺の図示トルクTを算出する。ここで算出された図示トルクTは、TDCからBDCまでのクランク角180°の区間の平均値として算出される。従って、この区間ではTinertiaの平均値が0であるため、(2)式からT=Tgasとなる。 After obtaining the dynamic loss torque T ac and the friction torque T f due to angular acceleration, by adding the T ac and T f (1) to calculate the left-hand side indicated torque T i in equation. The indicated torque T i calculated here is calculated as an average value of a section having a crank angle of 180 ° from TDC to BDC. Therefore, since the average value of T inert is 0 in this section, T i = T gas is obtained from the equation (2).

図5は、(1)式から算出した図示トルクT(k)(=Tgas(k))と各気筒の各行程との関係を示す模式図である。図5に示すように、内燃機関10が#1〜#4の4気筒で構成される場合、クランク軸36の180°回転毎に#1、#3、#4、#2の順で爆発行程が行われる。爆発行程毎、すなわちクランク角180°毎に図示トルクTを順次算出していくと、図5に示すように、図示トルクT(k)は#1の気筒の爆発に対応する。同様に、図示トルクT(k−2)は#4の気筒の爆発に、図示トルクT(k−1)は#2の気筒の爆発に、図示トルクT(k+1)は#3の気筒の爆発に、図示トルクT(k+2)は#4の気筒の爆発に、それぞれ対応する。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the indicated torque T i (k) (= T gas (k)) calculated from the equation (1) and each stroke of each cylinder. As shown in FIG. 5, when the internal combustion engine 10 is composed of four cylinders # 1 to # 4, the explosion stroke is performed in the order of # 1, # 3, # 4, and # 2 every 180 ° rotation of the crankshaft 36. Is done. When the indicated torque T i is sequentially calculated for each explosion stroke, that is, every crank angle of 180 °, the indicated torque T i (k) corresponds to the explosion of the cylinder # 1, as shown in FIG. Similarly, the indicated torque T i (k−2) is the explosion of cylinder # 4, the indicated torque T i (k−1) is the explosion of cylinder # 2, and the indicated torque T i (k + 1) is # 3. The indicated torque T i (k + 2) corresponds to the explosion of the cylinder # 4.

ここで、図示トルクT(k)が発生した行程に着目すると、#1は爆発行程、#3は圧縮行程、#4は吸気行程、#2は排気行程となっている。ここで、圧縮、吸気、排気行程のトルクは、爆発行程で発生する筒内ガス圧によるトルクに比べて非常に小さいため、図示トルクTは#1の爆発により発生した筒内ガス圧によるトルクTgasとみなすことができる。従って、図示トルクをT(k−2),T(k−1),T,T(k+1),T(k+2)の順に算出することで、#4、#2、#1、#3、#4の順に各気筒の爆発による筒内ガス圧によるトルクTgasを算出することができる。これにより、各気筒の燃焼状態を推定することができる。 Here, focusing on the stroke in which the indicated torque T i (k) is generated, # 1 is the explosion stroke, # 3 is the compression stroke, # 4 is the intake stroke, and # 2 is the exhaust stroke. Here, compression, intake, the torque of the exhaust stroke, since it is very small compared to the torque due to cylinder gas pressure generated by the explosion stroke, the indicated torque T i torque by the in-cylinder gas pressure generated by explosion # 1 It can be regarded as T gas . Accordingly, by calculating the indicated torque in the order of T i (k−2), T i (k−1), T i , T i (k + 1), and T i (k + 2), # 4, # 2, # 1 , # 3, # 4, the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure due to the explosion of each cylinder can be calculated. Thereby, the combustion state of each cylinder can be estimated.

次に、クランク軸36に取り付けられたローター39の角度誤差が図示トルクTの算出値に与える影響について説明する。クランク軸36には、クランク角センサ38がその角度位置を検出するためのローター39が取り付けられている。図6は、クランク軸36、クランク角センサ38、およびローター39の位置関係を示す模式図である。図6に示すように、ローター39の外周には複数の凹凸が設けられている。そして、クランク角センサ38によってローター39の凹凸のエッジを検出することにより、ローター39すなわち、クランク軸36の角度位置が検出される。 Will now be described effects of angular error of the rotor 39 attached to the crankshaft 36 has on the calculated value of the indicated torque T i. A rotor 39 is attached to the crankshaft 36 for the crank angle sensor 38 to detect its angular position. FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the crankshaft 36, the crank angle sensor 38, and the rotor 39. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, a plurality of irregularities are provided on the outer periphery of the rotor 39. Then, by detecting the uneven edge of the rotor 39 by the crank angle sensor 38, the angular position of the rotor 39, that is, the crankshaft 36 is detected.

上述したように、角加速度に起因する動的な損失トルクを求める際には、クランク角がTDC、またはBDCの位置から前後10°づつ回転している間の時間Δt(k),Δt10(k),Δt(k+1),Δt10(k+1)を、クランク角センサ38から得られる角度信号に基づいて検出する。そして、時間Δt(k),Δt10(k),Δt(k+1),Δt10(k+1)に基づいて角速度ω(k),ω(k+1)を求め、TDCからBDCまでクランク軸36が回転する間の角加速度の平均値を算出する。 As described above, when the dynamic loss torque due to the angular acceleration is obtained, the time Δt 0 (k), Δt 10 during which the crank angle rotates by 10 ° in the front-rear direction from the TDC or BDC position. (K), Δt 0 (k + 1), Δt 10 (k + 1) are detected based on the angle signal obtained from the crank angle sensor 38. Then, angular velocities ω 0 (k), ω 0 (k + 1) are obtained based on the times Δt 0 (k), Δt 10 (k), Δt 0 (k + 1), Δt 10 (k + 1), and the crankshaft from TDC to BDC The average value of the angular acceleration during the rotation of 36 is calculated.

時間Δt(k),Δt10(k),Δt(k+1),Δt10(k+1)を求める際に、ローター39のエッジの角度位置が設計値通りに形成されていれば、Δt(k),Δt10(k),Δt(k+1),Δt10(k+1)の正しい値を検出することができ、これに基づいてクランク軸36の角加速度を精度良く求めることができる。 When obtaining the time Δt 0 (k), Δt 10 (k), Δt 0 (k + 1), Δt 10 (k + 1), if the angular position of the edge of the rotor 39 is formed as designed, Δt 0 ( The correct values of k), Δt 10 (k), Δt 0 (k + 1), Δt 10 (k + 1) can be detected, and the angular acceleration of the crankshaft 36 can be accurately obtained based on this.

しかし、ローター39のエッジの角度位置に誤差が含まれている場合は、Δt(k),Δt10(k),Δt(k+1),Δt10(k+1)の値にその誤差分が含まれることとなり、この結果、算出したクランク軸36の角加速度に誤差が含まれることとなる。より詳細には、ローター39のエッジが設計値の公差内で形成されている場合であっても、設計値の中心から外れている場合は、算出した角加速度に誤差が含まれることとなる。 However, when an error is included in the angular position of the edge of the rotor 39, Δt 0 (k), Δt 10 (k), Δt 0 (k + 1), and Δt 10 (k + 1) include the error. As a result, the calculated angular acceleration of the crankshaft 36 includes an error. More specifically, even if the edge of the rotor 39 is formed within the tolerance of the design value, if it deviates from the center of the design value, an error is included in the calculated angular acceleration.

図7は、ローター39のエッジの角度位置に誤差が含まれる場合に、その誤差が角加速度に与える影響を説明するための模式図である。図7に示すように、ローター39のTDCの位置の前後10°で検出される2つのエッジの角度位置の間隔が設計値でθ(=20°)であり、実際の(出来栄えの)エッジの角度位置間隔がθ+Δeである場合を想定する。この場合に、ローター39が2つのエッジ間を回転している間の時間がΔtとして検出された場合、設計値のエッジの角度位置間隔がθであるため、設計値に基づいて算出した角速度ω’は以下の(3)式で示される。
ω’=(θ/Δt)・(π/180) ・・・(3)
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the influence of the error on the angular acceleration when the angular position of the edge of the rotor 39 includes the error. As shown in FIG. 7, the distance between the angular positions of two edges detected at 10 ° before and after the TDC position of the rotor 39 is θ (= 20 °) as a design value, and the actual (good) edge Assume that the angular position interval is θ + Δe. In this case, when the time during which the rotor 39 is rotating between the two edges is detected as Δt, the angular position interval of the edge of the design value is θ, so the angular velocity ω calculated based on the design value 0 ′ is expressed by the following equation (3).
ω 0 ′ = (θ / Δt) · (π / 180) (3)

一方、実際のローター39のエッジ位置間隔はθ+Δeであるため、クランク軸36の角速度の真の値ωは、以下の(4)式で示される。
ω=((θ+Δe)/Δt)・(π/180) ・・・(4)
実際のローター39のエッジ位置間隔(θ+Δe)は、ローター39の出来栄えを測定することにより求めることはできるが、個々のローター39、個々のエッジ毎に測定することは困難が伴う。
On the other hand, since the actual edge position interval of the rotor 39 is θ + Δe, the true value ω 0 of the angular velocity of the crankshaft 36 is expressed by the following equation (4).
ω 0 = ((θ + Δe) / Δt) · (π / 180) (4)
The actual edge position interval (θ + Δe) of the rotor 39 can be obtained by measuring the performance of the rotor 39, but it is difficult to measure each rotor 39 and each edge.

従って、設計値に基づいて算出した角速度ω’は誤差を含むものとなり、真の角速度ωとの差Δωは、以下の(5)式で示される。
Δω=ω−ω’=(Δe/Δt)・(π/180) ・・・(5)
そして、角速度ω’から求めた角加速度、図示トルクTにはΔωに起因する誤差が含まれることとなる。
Therefore, the angular velocity ω 0 ′ calculated based on the design value includes an error, and the difference Δω 0 from the true angular velocity ω 0 is expressed by the following equation (5).
Δω 0 = ω 0 −ω 0 ′ = (Δe / Δt) · (π / 180) (5)
The angular acceleration obtained from the angular velocity ω 0 ′ and the indicated torque T i include an error due to Δω 0 .

図5に示すように、#1気筒の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)で、クランク角センサ38によって検出されるローター39のエッジの角度誤差がΔe1であり、角速度ω(k)の算出値にΔe1による誤差分が含まれる場合、クランク軸36の180°回転毎に順次に爆発行程が行われるため、クランク軸36が1回転してΔe1の角度誤差が次に検出されるタイミングは、#4気筒の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)となる。従って、角速度ω(k+2)の算出値にもΔe1による誤差が含まれることとなる。 As shown in FIG. 5, at the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke of the # 1 cylinder starts, the angular error of the edge of the rotor 39 detected by the crank angle sensor 38 is Δe1, and the angular velocity ω 0 (k) When the calculated value of Δe1 includes an error due to Δe1, the explosion stroke is sequentially performed every 180 ° rotation of the crankshaft 36. Therefore, the crankshaft 36 rotates once and the angle error Δe1 is detected next. Is the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke of the # 4 cylinder starts. Therefore, the calculated value of the angular velocity ω 0 (k + 2) also includes an error due to Δe1.

同様に、#3気筒の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)で、クランク角センサ38によって検出されるローター39のエッジの角度誤差がΔe2であり、角速度ω(k+1)の算出値にΔe2による誤差分が含まれる場合、#2気筒の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)でのローター39の角度誤差もΔe2となり、角速度ω(k+3)の算出値にΔe2による誤差が含まれることとなる。 Similarly, at the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke of the # 3 cylinder starts, the angle error of the edge of the rotor 39 detected by the crank angle sensor 38 is Δe2, and the calculated value of the angular velocity ω 0 (k + 1) is obtained. When the error due to Δe2 is included, the angular error of the rotor 39 at the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke of the # 2 cylinder starts is also Δe2, and the calculated value of the angular velocity ω 0 (k + 3) includes the error due to Δe2. Will be.

本実施形態ではクランク角180°毎に図示トルクTを算出するため、#1気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k)は角加速度((ω(k+1)−ω(k))/Δt(k))から算出され、#4気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k+2)は角加速度((ω(k+3)−ω(k+2))/Δt(k+2))から算出される。ここで、それぞれの角加速度の分子の第1項、すなわちω(k+1),ω(k+3)にはΔe2による誤差が含まれ、第2項のω(k),ω(k+2)にはΔe1による誤差が含まれている。従って、T(k),T(k+2)は、ともにΔe2の誤差を含む角速度からΔe1の誤差を含む角速度を減算して得られた角加速度から算出されることになり、アイドリング時など定常運転時においてはT(k)とT(k+2)のバラツキは小さくなる。従って、#1気筒と#4気筒の爆発行程に対応した図示トルクTは近似した値となる。 In the present embodiment, since the indicated torque T i is calculated every crank angle of 180 °, the indicated torque T i (k) corresponding to the explosion stroke of the # 1 cylinder is the angular acceleration ((ω 0 (k + 1) −ω 0 (k )) / Δt (k)), and the indicated torque T i (k + 2) corresponding to the explosion stroke of the # 4 cylinder is the angular acceleration ((ω 0 (k + 3) −ω 0 (k + 2)) / Δt (k + 2) ). Here, the first term of each angular acceleration numerator, that is, ω 0 (k + 1), ω 0 (k + 3) includes an error due to Δe2, and the second term ω 0 (k), ω 0 (k + 2). Includes an error due to Δe1. Therefore, both T i (k) and T i (k + 2) are calculated from the angular acceleration obtained by subtracting the angular velocity including the error Δe1 from the angular velocity including the error Δe2, and are stationary such as during idling. During operation, variations in T i (k) and T i (k + 2) are reduced. Therefore, the indicated torque T i corresponding to the power stroke of cylinder # 1 and cylinder # 4 is a value obtained by approximation.

同様に、#3気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k+1)、#2気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k+3)は、ともにΔe1の誤差を含む角速度からΔe2の誤差を含む角速度を減算して得られた角加速度から算出されることになり、アイドリング時など定常運転時においてはT(k+1)とT(k+3)のバラツキは小さくなる。従って、#3気筒と#2気筒の爆発行程に対応した図示トルクTは近似した値となる。 Similarly, the indicated torque T i (k + 1) corresponding to the explosion stroke of the # 3 cylinder and the indicated torque T i (k + 3) corresponding to the explosion stroke of the # 2 cylinder both have an error of Δe2 from the angular velocity including the error of Δe1. The difference between T i (k + 1) and T i (k + 3) is reduced during steady operation such as idling. Therefore, the indicated torque T i corresponding to the expansion stroke of # 3 cylinder and # 2 cylinder is a value obtained by approximation.

一方、#1気筒と#3気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k)、図示トルクT(k+1)を比較すると、#1気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k)は、角加速度((ω(k+1)−ω(k))/Δt(k))から算出され、#3気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k+1)は、角加速度((ω(k+2)−ω(k+1))/Δt(k+1))から算出される。ここで、それぞれの角加速度の分子の第1項、すなわちω(k+1),ω(k+2)に含まれる誤差は、それぞれΔe2,Δe1であり、第2項のω(k),ω(k+1)に含まれる誤差は、それぞれΔe1,Δe2となる。従って、T(k)は、Δe2の誤差を含む角速度からΔe1の誤差を含む角速度を減算して得られた角加速度から算出されることになるが、T(k+1)はΔe1の誤差を含む角速度からΔe2の誤差を含む角速度を減算して得られた角加速度から算出されることになる。従って、ローター39に角度誤差Δe1,Δe2が生じている場合、図示トルクT(k)と図示トルクT(k+1)のバラツキは大きくなる。 On the other hand, when the indicated torque T i (k) corresponding to the explosion stroke of the # 1 cylinder and the # 3 cylinder is compared with the indicated torque T i (k + 1), the indicated torque T i (k) corresponding to the explosion stroke of the # 1 cylinder is compared. Is calculated from the angular acceleration ((ω 0 (k + 1) −ω 0 (k)) / Δt (k)), and the indicated torque T i (k + 1) corresponding to the explosion stroke of the # 3 cylinder is the angular acceleration (( ω 0 (k + 2) −ω 0 (k + 1)) / Δt (k + 1)). Here, errors included in the first term of each angular acceleration numerator, that is, ω 0 (k + 1) and ω 0 (k + 2) are Δe2 and Δe1, respectively, and ω 0 (k) and ω in the second term. The errors included in 0 (k + 1) are Δe1 and Δe2, respectively. Therefore, T i (k) is calculated from the angular acceleration obtained by subtracting the angular velocity including the error of Δe1 from the angular velocity including the error of Δe2, while T i (k + 1) represents the error of Δe1. It is calculated from the angular acceleration obtained by subtracting the angular velocity including the error of Δe2 from the angular velocity including. Accordingly, when the angle errors Δe1 and Δe2 are generated in the rotor 39, the variation between the illustrated torque T i (k) and the illustrated torque T i (k + 1) increases.

このように、ローター39に角度誤差Δe1,Δe2が生じている場合、#1,#4気筒の爆発行程に対応した図示トルクT(k),図示トルクT(k+2)は近似した値となり、また、図示トルクT(k+1),図示トルクT(k+3)も近似した値となる。一方、図示トルクT(k),T(k+2)と図示トルクT(k+1),T(k+3)のバラツキは大きくなる。 As described above, when the angle errors Δe1 and Δe2 are generated in the rotor 39, the indicated torque T i (k) and the indicated torque T i (k + 2) corresponding to the explosion strokes of the # 1 and # 4 cylinders are approximate values. The indicated torque T i (k + 1) and the indicated torque T i (k + 3) are also approximate values. On the other hand, the variations in the indicated torques T i (k), T i (k + 2) and the indicated torques T i (k + 1), T i (k + 3) increase.

図8は、ローター39に上述した角度誤差Δe1,Δe2が生じている場合に、上述した方法で算出した図示トルクTを示す特性図である。図8は、各気筒の爆発行程に対応して算出した図示トルクTを、各気筒毎に複数のサイクルに渡って示したものである。図8に示すように、#1気筒の爆発行程に対応した図示トルクTi_#1と#4気筒の爆発行程に対応した図示トルクTi_#4は近似した値となり、#3気筒の爆発行程に対応した図示トルクTi_#3と#2気筒の爆発行程に対応した図示トルクTi_#2も近似した値となる。そして、Ti_#1およびTi_#4の平均値Ti_#14(平均値)と、Ti_#3およびTi_#2の平均値Ti_#23(平均値)とは、ΔTだけ相違している。 8, the angle error Δe1 described above the rotor 39, when the Δe2 occurs, is a characteristic diagram showing the indicated torque T i calculated in the manner described above. FIG. 8 shows the indicated torque T i calculated corresponding to the explosion stroke of each cylinder over a plurality of cycles for each cylinder. As shown in FIG. 8, the indicated torque T i — # 1 corresponding to the explosion stroke of the # 1 cylinder and the indicated torque T i — # 4 corresponding to the explosion stroke of the # 4 cylinder are approximate values, and the explosion stroke of the # 3 cylinder The indicated torque T i_ # 3 corresponding to the above and the indicated torque T i_ # 2 corresponding to the explosion stroke of the # 2 cylinder are also approximate values. The average value T i — # 14 (average value) of T i — # 1 and T i — # 4 is different from the average value T i — # 23 (average value) of T i — # 3 and T i — # 2 by ΔT. is doing.

本実施形態の装置は、ローター39の角度誤差に起因した図示トルクTの変動を排除するため、ΔT/2=(Ti_#14(平均値)−Ti_#23(平均値))/2の演算から補正値ΔT/2を算出し、補正値ΔT/2を用いて#1〜#4の各気筒の図示トルクTを補正する。具体的には、Ti_#1,Ti_#4からΔT/2を減算し、Ti_#2,Ti_#3にΔT/2を加算する。すなわち、(1)式でT=0とし、補正値ΔT/2の項を追加した以下の(1)’式から補正した図示トルクTを算出する。これにより、ローター39の角度誤差Δe1,Δe2が図示トルクTの算出値に与える影響を排除することができ、図示トルクTを高精度に算出することが可能となる。 In order to eliminate the fluctuation of the indicated torque T i caused by the angular error of the rotor 39, the apparatus of this embodiment is ΔT / 2 = (T i — # 14 (average value) −T i — # 23 (average value) ) / calculates a correction value [Delta] T / 2 from the second computing to correct the indicated torque T i of each cylinder # 1 to # 4 by using the correction value [Delta] T / 2. Specifically, ΔT / 2 is subtracted from T i — # 1 and T i — # 4, and ΔT / 2 is added to T i — # 2 and T i — # 3 . That is, the corrected torque T i is calculated from the following equation (1) ′ in which T 1 = 0 in the equation (1) and the term of the correction value ΔT / 2 is added. Thus, the angle error Δe1 of the rotor 39, can Δe2 to eliminate the influence on the calculated value of the indicated torque T i, it is possible to calculate the indicated torque T i with high accuracy.

Figure 0004251039
Figure 0004251039

この際、機関回転数に応じて図示トルクTは変動し、ΔT/2の値も機関回転数に応じて変動する。従って、機関回転数毎に補正値ΔT/2を取得しておき、機関回転数に対応した補正値ΔT/2を用いて図示トルクTiを補正することが望ましい。また、同一の機関回転数で補正値ΔT/2を複数回算出し、その平均値を補正値としてもよい。 At this time, varies indicated torque T i in accordance with the engine speed, the value of [Delta] T / 2 also varies depending on the engine speed. Therefore, it is desirable to obtain the correction value ΔT / 2 for each engine speed and correct the indicated torque Ti using the correction value ΔT / 2 corresponding to the engine speed. Alternatively, the correction value ΔT / 2 may be calculated a plurality of times at the same engine speed, and the average value may be used as the correction value.

なお、内燃機関10が4気筒の機関の場合、クランク角180°毎に爆発行程が行われるため、角加速度の算出値に影響を与える角度誤差は、上述したようにクランク角180°毎に検出されるΔe1とΔe2となる。従って、上述したようにTi_#1(平均値)とTi_#4(平均値)の値が近似し、またTi_#2(平均値)とTi_#3(平均値)の値が近似する。このように、4気筒の機関ではローター39の角度誤差に起因して変動した図示トルクTの値は大きく2つに分類され、補正値ΔT/2を用いてTi_#14(平均値)とTi_#23(平均値)の中間の値となるように図示トルクTが補正することが好適である。一方、例えば6気筒の機関では、クランク角120°毎に爆発行程が行われるため、角加速度の算出値に影響を与える角度誤差は、クランク角120°毎に検出される3つの値(Δe3、Δe4、及びΔe5)となる。従って、6気筒の機関では、ローター39の角度誤差に起因して変動した図示トルクTの値は大きく3つに分類され、爆発行程の両端のクランク角位置が同じ2気筒の図示トルクT同士が近似した値となる。この場合は、3つに分類されたそれぞれの図示トルクTの平均値を求め、以降に算出した図示トルクTがこの平均値と等しくなるように補正することが好適である。 When the internal combustion engine 10 is a four-cylinder engine, an explosion stroke is performed every crank angle of 180 °. Therefore, an angular error that affects the calculated value of the angular acceleration is detected every crank angle of 180 ° as described above. Δe1 and Δe2 are obtained. Therefore, as described above, the values of T i — # 1 (average value) and T i — # 4 (average value) are approximated, and the values of T i — # 2 (average value) and T i — # 3 (average value) are Approximate. As described above, in the four-cylinder engine, the value of the indicated torque T i that has fluctuated due to the angular error of the rotor 39 is roughly classified into two, and T i — # 14 (average value) using the correction value ΔT / 2. And the indicated torque T i is preferably corrected so as to be an intermediate value between T i and T i — # 23 (average value) . On the other hand, for example, in a 6-cylinder engine, an explosion stroke is performed at every crank angle of 120 °. Therefore, an angular error that affects the calculated value of angular acceleration has three values (Δe3, Δe4 and Δe5). Thus, 6 in the cylinders of the engine, the value of the indicated torque T i which varies due to the angle error of the rotor 39 is roughly classified into three types, indicated torque T i of the crank angle position of both ends of the explosion stroke is the same 2-cylinder The values are close to each other. In this case, it is preferable to obtain an average value of the indicated torques T i classified into the three, and correct the indicated torque T i calculated thereafter to be equal to the average value.

次に、本実施形態の燃焼状態推定装置における処理の手順について、図9及び図10のフローチャートに基づいて説明する。最初に、補正値ΔT/2を取得する処理について図9のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップS1では、補正値ΔT/2を取得する運転条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、運転条件が定常状態であり、かつ無負荷の状態であるか否かを判別する。運転条件が成立している場合はステップS2へ進む。運転条件が成立していない場合は終了する(END)。   Next, a processing procedure in the combustion state estimation device of the present embodiment will be described based on the flowcharts of FIGS. 9 and 10. First, the process of acquiring the correction value ΔT / 2 will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S1, it is determined whether or not an operating condition for acquiring the correction value ΔT / 2 is satisfied. Here, it is determined whether or not the operating condition is a steady state and a no-load state. If the operating condition is satisfied, the process proceeds to step S2. If the operating conditions are not satisfied, the process ends (END).

次のステップS2では、(1)式から爆発行程毎、すなわちクランク角180°毎に図示トルクT(k)を算出し、各気筒毎にn回(nサイクル)の爆発行程に対応した図示トルクTを算出する。 In the next step S2, the indicated torque T i (k) is calculated for each explosion stroke, that is, every crank angle of 180 °, from the equation (1), and the corresponding illustration is shown n times (n cycles) for each cylinder. Torque Ti is calculated.

次のステップS3では、ステップS2で求めたnサイクルの図示トルクTを各気筒毎に平均して平均値(Ti_#1(平均値),Ti_#2(平均値),Ti_#3(平均値),Ti_#4(平均値))を算出する。次のステップS4では、補正値ΔT/2を算出する条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、Ti_#1(平均値)〜Ti_#4(平均値)に基づいてローター39の角度誤差の大小を判定し、角度誤差が大きい場合は補正値算出条件が成立しているものとして以降のステップで補正値ΔT/2を算出する。一方、補正値算出条件が成立していない場合は終了する。 In the next step S3, the indicated torques Ti of n cycles obtained in step S2 are averaged for each cylinder, and average values (T i — # 1 (average value) , T i — # 2 (average value) , T i — # 3 (average value) , T i — # 4 (average value) ). In the next step S4, it is determined whether a condition for calculating the correction value ΔT / 2 is satisfied. Here, the magnitude of the angle error of the rotor 39 is determined based on T i — # 1 (average value) to T i — # 4 (average value). If the angle error is large, the correction value calculation condition is satisfied. In the following steps, the correction value ΔT / 2 is calculated. On the other hand, if the correction value calculation condition is not satisfied, the process ends.

上述したように、内燃機関10が4気筒の場合、ローター39に角度誤差が生じていても、#1気筒と#4気筒の図示トルクTの値は近似し、#3,#2気筒の図示トルクTの値も近似する。ステップS4では、#1〜#4気筒の図示トルクを比較して、角度誤差に起因したバラツキが各図示トルクに発生しているか否かを判定する。そして、角度誤差に起因したバラツキが各図示トルクに発生している場合は、補正値ΔT/2を算出する条件が成立していると判定する。 As described above, when the internal combustion engine 10 is a four-cylinder, even if the angular error occurs in the rotor 39, the value of the indicated torque T i of cylinder # 1 and cylinder # 4 are approximated, # 3, and # 2 cylinder The value of the indicated torque Ti is also approximated. In step S4, the indicated torques of cylinders # 1 to # 4 are compared, and it is determined whether or not a variation due to an angle error has occurred in each indicated torque. And when the variation resulting from an angle error has generate | occur | produced in each illustration torque, it determines with the conditions for calculating correction value (DELTA) T / 2 being satisfied.

具体的には、ステップS4では、以下(A)〜(D)の全ての条件が成立するか否かを判定する。
(A)図示トルクTを算出したnサイクルの区間で定常状態での運転が成されたこと。
(B)|Ti_#1(平均値)−Ti_#4(平均値)|≦ea
(C)|Ti_#2(平均値)−Ti_#3(平均値)|≦ea
(D)|Ti_#14(平均値)−Ti_#23(平均値)|=ΔT≧eb
ここで、ea,ebは所定のしきい値である。しきい値ea,ebは、予め実験等により求めておく。
Specifically, in step S4, it is determined whether or not all of the following conditions (A) to (D) are satisfied.
(A) The operation in the steady state was performed in the n-cycle section in which the indicated torque Ti was calculated.
(B) | T i — # 1 (average value) −T i — # 4 (average value) | ≦ ea
(C) | T i — # 2 (average value) −T i — # 3 (average value) | ≦ ea
(D) | T i — # 14 (average value) −T i — # 23 (average value) | = ΔT ≧ eb
Here, ea and eb are predetermined threshold values. The threshold values ea and eb are obtained in advance by experiments or the like.

(A)の条件が満たされていない場合は、運転状態に応じて図示トルクTが変動してしまうため補正値を算出することができない。従って、この場合は、ステップS4における補正値算出条件が成立していないと判定し、処理を終了する(END)。 When the condition (A) is not satisfied, the indicated torque T i varies depending on the operating state, so that the correction value cannot be calculated. Therefore, in this case, it is determined that the correction value calculation condition in step S4 is not satisfied, and the process ends (END).

ローター39の角度誤差に起因して図示トルクTが変動する場合は、Ti_#1とTi_#4の間に大きな差は生じない。また、Ti_#2とTi_#3の間にも大きな差は生じない。従って、上記(B)、(C)の判定により、|Ti_#1−Ti_#4|>ea、または、|Ti_#2−Ti_#3|>eaが成立する場合は、ローター39の角度誤差以外の要因で図示トルクTが変動していると判断できる。従って、この場合は、ステップS4における補正値算出条件が成立していないと判定し、処理を終了する(END)。 When the indicated torque T i varies due to the angular error of the rotor 39, there is no significant difference between T i — # 1 and T i — # 4 . In addition, there is no significant difference between T i — # 2 and T i — # 3 . Therefore, if | T i — # 1 −T i — # 4 |> ea or | T i — # 2 −T i — # 3 |> ea is satisfied according to the determinations (B) and (C) above, the rotor a factor other than the angle error of 39 can be determined that the indicated torque T i is fluctuating. Therefore, in this case, it is determined that the correction value calculation condition in step S4 is not satisfied, and the process ends (END).

また、(B)、(C)の条件が成立している場合であっても、(D)の条件が成立していない場合、すなわち、|Ti_#14−Ti_#23|<ebの場合は、ローター39の角度誤差が図示トルクTの算出値に影響を及ぼすほど大きな値ではないと判断できる。従って、この場合もステップS4で補正値ΔT/2の算出条件が成立していないと判定し、処理を終了する(END)。ステップS4で補正値ΔT/2の算出条件が成立している場合は、ステップS5へ進み、ΔT/2=(Ti_#14−Ti_#23)/2の演算によって得られた補正値ΔT/2をメモリに格納する。 Further, even when the conditions (B) and (C) are satisfied, the condition (D) is not satisfied, that is, | T i — # 14 −T i — # 23 | <eb. If, it can be determined that the angular error of the rotor 39 is not a large value as to affect the calculated value of the indicated torque T i. Accordingly, also in this case, it is determined in step S4 that the calculation condition for the correction value ΔT / 2 is not satisfied, and the processing is ended (END). If the calculation condition of the correction value ΔT / 2 is satisfied in step S4, the process proceeds to step S5, and the correction value ΔT obtained by the calculation of ΔT / 2 = (T i — # 14− T i — # 23 ) / 2. / 2 is stored in the memory.

図10は、(1)式に基づいて、各気筒の爆発行程毎、すなわちクランク角180°毎に図示トルクT(k)を算出する処理を示すフローチャートである。図9の処理によって補正値ΔT/2を取得した後は、図10の処理によって算出した図示トルクTを上記(1)’式によって補正する。また、図9のステップS2においても、図10の処理によって図示トルクTを算出する。以下、図10のフローチャートに基づいて、図示トルクT(k)を算出する処理について説明する。先ず、ステップS11では、図示トルクT(k)を算出する運転条件が成立しているか否かを判別する。ここでは、運転条件が定常状態であり、かつ無負荷の状態であるか否かを判別する。運転条件が成立している場合はステップS12へ進み、成立していない場合は終了する(END)。 FIG. 10 is a flowchart showing a process for calculating the indicated torque T i (k) for each explosion stroke of each cylinder, that is, for each crank angle of 180 °, based on the equation (1). After acquiring the correction value [Delta] T / 2 by the process of FIG. 9, the indicated torque T i calculated by the processing of FIG. 10 is corrected by the above (1) 'type. Also in step S2 of FIG. 9, the indicated torque Ti is calculated by the process of FIG. Hereinafter, a process of calculating the indicated torque T i (k) will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S11, it is determined whether or not an operating condition for calculating the indicated torque T i (k) is satisfied. Here, it is determined whether or not the operating condition is a steady state and a no-load state. If the operating condition is satisfied, the process proceeds to step S12, and if not satisfied, the process ends (END).

次のステップS12では、クランク角位置がトルク算出タイミングであるか否かを判定する。トルク算出タイミングである場合はステップS13へ進み、トルク算出タイミングでない場合は終了する(END)。   In the next step S12, it is determined whether or not the crank angle position is the torque calculation timing. If it is time to calculate the torque, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、トルク算出に必要なパラメータを取得する。具体的には、機関回転数(Ne(k)),冷却水温(thw(k)),角速度(ω(k),ω(k+1))、時間(Δt(k))などの各パラメータを取得する。 In step S13, parameters necessary for torque calculation are acquired. Specifically, parameters such as engine speed (Ne (k)), cooling water temperature (thw (k)), angular velocity (ω 0 (k), ω 0 (k + 1)), time (Δt (k)), etc. To get.

次のステップS14では、フリクショントルクT(k)を算出する。上述のように、フリクショントルクT(k)は機関回転数(Ne(k))と冷却水温(thw(k))の関数であり、図4のマップからTDCからBDCまでの区間における平均値を求める。 In the next step S14, the friction torque T f (k) is calculated. As described above, the friction torque T f (k) is a function of the engine speed (Ne (k)) and the cooling water temperature (thw (k)), and is an average value in the section from TDC to BDC from the map of FIG. Ask for.

次の、ステップS15では、補機類のスイッチがオン(ON)しているか否かを判定する。スイッチがオン(ON)している場合はステップS16へ進み、ステップS14で求めたフリクショントルクT(k)を補正する。具体的には、T(k)に所定の補正係数を乗算したり、T(k)に所定の補正値を加算するなどの方法で補正を行う。ステップS15でスイッチがオフ(OFF)の場合はステップS17へ進む。 In the next step S15, it is determined whether or not the auxiliary equipment is switched on. When the switch is on (ON), the process proceeds to step S16, and the friction torque T f (k) obtained in step S14 is corrected. Specifically, the correction is performed by a method such as multiplying T f (k) by a predetermined correction coefficient or adding a predetermined correction value to T f (k). If the switch is off in step S15, the process proceeds to step S17.

ステップS17では、角加速度に起因する動的な損失トルクTac(k)を算出する。ここでは、Tac(k)=J×((ω(k+1)−ω(k))/Δt(k))を演算して、TDCからBDCまでの区間における動的な損失トルクの平均値Tac(k)を算出する。 In step S17, a dynamic loss torque T ac (k) due to angular acceleration is calculated. Here, T ac (k) = J × ((ω 0 (k + 1) −ω 0 (k)) / Δt (k)) is calculated, and the average of the dynamic loss torque in the section from TDC to BDC A value T ac (k) is calculated.

次のステップS18では、図示トルクT(k)を算出する。ここでは、T(k)=Tac(k)+T(k)を演算してT(k)を算出する。なお、ステップS16でT(k)を補正している場合は、補正後のT(k)を用いて演算を行う。ここで得られた図示トルクT(k)は、TDCからBDCまでの区間の平均値である。 In the next step S18, the indicated torque T i (k) is calculated. Here, T i (k) = T ac (k) + T f (k) is calculated to calculate T i (k). If T f (k) is corrected in step S16, the calculation is performed using the corrected T f (k). The indicated torque T i (k) obtained here is an average value in a section from TDC to BDC.

そして、TDCからBDCまでの区間では、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値=0であるため、(2)式より、求めた図示トルクT(k)は筒内ガス圧によるトルクTgas(k)となる。 In the section from TDC to BDC, the average value of inertia torque T inertia due to reciprocating inertia mass = 0, and therefore, the indicated torque T i (k) obtained from the equation (2) is the torque T due to in-cylinder gas pressure. gas (k).

以上説明したように実施の形態1によれば、各気筒の図示トルクTの算出値に基づいて補正値ΔT/2を算出することができるため、ローター39の角度誤差に起因して図示トルクTの値が変動している場合は、補正値ΔT/2を用いて図示トルクTを補正することが可能となる。従って、図示トルクTを高い精度で算出することが可能となり、図示トルクTに基づいた冷間ヘジテーション(始動時のもたつき)に対応した制御、または失火検出における誤判定、誤検出を防止することが可能となる。 According to the first embodiment as described above, it is possible to calculate the correction value [Delta] T / 2 based on the calculated value of the indicated torque T i of each cylinder, indicated torque due to the angle error of the rotor 39 When the value of T i varies, the indicated torque T i can be corrected using the correction value ΔT / 2. Therefore, it is possible to calculate the indicated torque T i with high accuracy, to prevent erroneous determination, erroneous detection in the corresponding control, or misfire detection for cold hesitation (slowness at the start) based on indicated torque T i It becomes possible.

また、本実施形態の燃焼状態推定装置によれば、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となる区間でクランク軸36の角加速度の平均値を算出するようにしたため、Tinertiaが角加速度に与える影響を排除することができ、燃焼状態に対応した情報のみから角加速度、及び角加速度による動的な損失トルクTacを求めることができる。また、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となる区間においてフリクショントルクの平均値を求めるようにしたため、瞬間的なフリクション挙動に影響を受けることなく、正確にフリクショントルクTを求めることができる。従って、燃焼状態に対応した図示トルクTの絶対値を高い精度で求めることができ、図示トルクTに基づいて燃焼状態を正確に推定することが可能となる。 Further, according to the combustion state estimation device of the present embodiment, since the average value of the angular acceleration of the crankshaft 36 is calculated in a section where the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is 0, T internal is calculated as follows. The influence on the angular acceleration can be eliminated, and the angular acceleration and the dynamic loss torque T ac due to the angular acceleration can be obtained only from the information corresponding to the combustion state. Further, since the average value of the friction torque is obtained in the section where the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is 0, the friction torque T f is accurately obtained without being affected by the instantaneous friction behavior. be able to. Therefore, it is possible to determine the absolute value of the indicated torque T i that corresponds to the combustion state at high accuracy, it becomes possible to accurately estimate the combustion state based on the indicated torque T i.

なお、上述した例では、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となる区間を180°に設定したが、Tinertiaの平均値が0となる区間をより広く設定しても良い。4気筒の内燃機関の場合、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となる区間の最少単位が180°であるため、180°の整数倍でTinertiaの平均値が0となる区間を設定することができる。例えば推定したトルクによってトルク制御を行う場合など、図示トルクTを推定する頻度が低くても構わない場合には、360°、720°などの、より広い角度範囲に設定しても構わない。 In the example described above, the section where the average value of inertia torque T inertia due to reciprocating inertia mass is 0 is set to 180 °, but the section where the average value of T inertia is 0 may be set wider. In the case of a four-cylinder internal combustion engine, since the minimum unit of the section where the average value of inertia torque T inertia due to reciprocating inertia mass is 0 is 180 °, the interval where the average value of T inert is 0 at an integral multiple of 180 ° Can be set. For example, when the frequency of estimating the indicated torque T i may be low, such as when torque control is performed using the estimated torque, a wider angle range such as 360 ° or 720 ° may be set.

なお、上述した例では、4気筒の内燃機関に本発明を適用したが、4気筒以外の内燃機関であっても往復慣性質量によるトルクTinertiaの平均値が0となる区間を求めることで、4気筒の場合と同様に燃焼状態を推定することができる。図11は、4気筒以外の内燃機関におけるトルク特性を示す図であって、図2と同様に(2)式の各トルクとクランク角との関係を示す特性図である。ここで、図11(A)は単気筒の場合を、図11(B)は6気筒の場合をそれぞれ示している。 In the above-described example, the present invention is applied to a four-cylinder internal combustion engine, but even in an internal combustion engine other than the four-cylinder engine, by obtaining a section where the average value of torque T inertia due to reciprocating inertia mass is zero, The combustion state can be estimated as in the case of four cylinders. FIG. 11 is a diagram showing torque characteristics in an internal combustion engine other than the four-cylinder engine, and is a characteristic diagram showing the relationship between each torque and crank angle in equation (2), as in FIG. Here, FIG. 11A shows a case of a single cylinder, and FIG. 11B shows a case of 6 cylinders.

図11(A)に示すように、単気筒の場合はクランク角720°毎に1回の爆発行程が行われ、筒内ガス圧によるトルクTgasは1回の爆発毎に増加、減少を繰り返す。そして、クランク角360°〜540°の区間で往復慣性質量によるトルクTinertia(点線)の平均値は0となる。従って、この区間毎に角加速度、図示トルクを求めることで、燃焼状態を正確に推定することができる。 As shown in FIG. 11A, in the case of a single cylinder, one explosion stroke is performed every crank angle of 720 °, and the torque T gas due to in-cylinder gas pressure repeatedly increases and decreases with each explosion. . Then, the average value of the torque T inertia caused by the reciprocating inertia mass in the interval of the crank angle 360 ° to 540 ° (dotted line) is zero. Therefore, the combustion state can be accurately estimated by obtaining the angular acceleration and the indicated torque for each section.

図11(B)に示す6気筒の場合も同様である。6気筒の場合は、クランク角720°毎に6回の爆発行程が行われるため、筒内ガス圧によるトルクTgasはクランク角120°毎に増加、減少を繰り返す。そして、クランク角0°〜120°の区間で往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値は0となる。従って、クランク角120°毎に角加速度、図示トルクを求めることで往復慣性質量による影響を排除することができ、燃焼状態を正確に推定することができる。1サイクルのクランク回転角は720°であるため、特に多気筒の内燃機関の場合、(720°/気筒数)を演算して得られた角度範囲をTinertiaの平均値が0となる区間の最少単位とすることができる。 The same applies to the case of the six cylinders shown in FIG. In the case of six cylinders, six explosion strokes are performed at every crank angle of 720 °, so that the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure repeatedly increases and decreases every 120 ° of the crank angle. And the average value of the inertia torque Tinertia by a reciprocating inertia mass becomes 0 in the area of a crank angle 0 degree-120 degrees. Therefore, by determining the angular acceleration and the indicated torque every crank angle of 120 °, the influence of the reciprocating inertial mass can be eliminated, and the combustion state can be accurately estimated. Since the crank rotation angle of one cycle is 720 °, particularly in the case of a multi-cylinder internal combustion engine, the angle range obtained by calculating (720 ° / number of cylinders) is the range where the average value of T inert is 0. The minimum unit can be used.

なお、上述した例では、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値が0となる区間で、クランク角加速度、損失トルク、フリクショントルクの平均値を算出したが、平均値以外の情報、例えばトルクの積算値をこの区間で算出しても良い。この区間ではTinertiaの影響が排除されているため、積算値などの他のパラメータを用いても燃焼状態を正確に推定することができる。 In the above-described example, the average values of the crank angular acceleration, the loss torque, and the friction torque are calculated in a section where the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is 0. However, information other than the average value, for example, torque May be calculated in this interval. Since the influence of Tinteria is excluded in this section, it is possible to accurately estimate the combustion state using other parameters such as an integrated value.

また、上述した例では、負荷トルクTl=0として燃焼状態を推定したが、傾きセンサなどの情報に基づいて負荷トルクTを求め、図示トルクTの推定に用いることで、車両走行時の全運転領域で図示トルクTを求めることが可能となる。これにより、例えば冷間始動時に負荷変化に起因する冷間ヘジテーションが発生した場合であっても、燃焼状態を確実に推定することが可能となる。 Further, in the above example, to estimate the combustion state as the load torque Tl = 0, determine the load torque T l on the basis of information such as tilt sensors, by using the estimation of the indicated torque T i, while the vehicle running The indicated torque T i can be obtained in the entire operation range. This makes it possible to reliably estimate the combustion state even when, for example, cold hesitation due to load changes occurs during cold start.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2は、筒内圧センサ44の検出値から実測図示トルクTi_cpsを算出し、実測図示トルクTi_cpsを用いて推定図示トルクTを補正するものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Embodiment 2 is to calculate the actual indicated torque T I_cps from the detection value of the cylinder pressure sensor 44, and corrects the estimated indicated torque T i with the measured indicated torque T i_cps.

図1に示すように内燃機関10が筒内圧センサ44を備えている場合、筒内圧センサ44の検出値から実測図示トルクTi_cpsを算出することができる。例えば#1気筒が筒内圧センサ44を備えている場合、#1気筒の実測図示トルクTi_cpsは、以下の(6)式から算出することができる。 As shown in FIG. 1, when the internal combustion engine 10 includes the in-cylinder pressure sensor 44, the actually measured indicated torque T i_cps can be calculated from the detection value of the in-cylinder pressure sensor 44. For example, when the # 1 cylinder is provided with the in-cylinder pressure sensor 44, the actually measured indicated torque Ti_cps of the # 1 cylinder can be calculated from the following equation (6).

Figure 0004251039
Figure 0004251039

(6)式において、Ti_cpsは1サイクル(クランク角720°)で平均した実測図示トルク(実測平均図示トルク)を720°CA/気筒数の区間で換算したものである。また、P#1(θ)はクランク角θ毎に算出される#1気筒の筒内圧であって、筒内圧センサ44の検出値から得られる。V#1(θ)はクランク角θ毎に算出される#1気筒の筒内容積であって、内燃機関の諸元(ボア×ストローク、燃焼室容積など)とクランク角センサ38から検出したクランク角から求められる。 In the equation (6), Ti_cps is a value obtained by converting measured actual indicated torque (actual average indicated torque) averaged in one cycle (crank angle 720 °) in a section of 720 ° CA / number of cylinders. P # 1 (θ) is the in-cylinder pressure of the # 1 cylinder calculated for each crank angle θ, and is obtained from the detection value of the in-cylinder pressure sensor 44. V # 1 (θ) is the in-cylinder volume of the # 1 cylinder calculated for each crank angle θ, and the crankshaft detected from the specifications (bore × stroke, combustion chamber volume, etc.) of the internal combustion engine and the crank angle sensor 38. It is calculated from the corner.

実測平均図示トルクTi_cpsは、1サイクルにおける筒内ガスの仕事(720°CA/気筒数の区間で換算したもの)として求められ、(6)式に示されるように、クランク角θ毎にP#1(θ)とdV#1(θ)/dθの積を求め、1サイクルの区間でその平均値(Average)を算出し、気筒数Nを乗算することで求められる。 The measured average indicated torque T i — cps is obtained as the work of the in-cylinder gas in one cycle (converted in a section of 720 ° CA / cylinder number), and, as shown in the equation (6), P for each crank angle θ. It is obtained by calculating the product of # 1 (θ) and dV # 1 (θ) / dθ, calculating the average value (Average) in the section of one cycle, and multiplying by the number N of cylinders.

図12は、算出した推定図示トルクT(k)(=Tgas(k))および実測図示トルクTi_cpsと、各気筒の各行程との関係を示す模式図である。図5と同様に、内燃機関10が#1〜#4の4気筒で構成される場合、クランク軸36の180°回転毎に#1、#3、#4、#2の順で爆発行程が行われ、爆発行程毎、すなわちクランク角180°毎に(1)式から推定図示トルクTを順次算出することができる。 FIG. 12 is a schematic diagram showing the relationship between the calculated estimated indicated torque T i (k) (= T gas (k)) and the actually measured indicated torque T i_cps and each stroke of each cylinder. Similarly to FIG. 5, when the internal combustion engine 10 is composed of four cylinders # 1 to # 4, the explosion stroke is performed in the order of # 1, # 3, # 4, and # 2 every 180 ° rotation of the crankshaft 36. The estimated indicated torque T i can be sequentially calculated from the equation (1) every explosion stroke, that is, every crank angle of 180 °.

筒内圧センサ44を#1の気筒に取り付けた場合、#1の吸気、圧縮、爆発、排気の4行程(1サイクル)から実測図示トルクTi_cpsが求まる。図12では、推定図示トルクT(k)を算出した行程を破線で囲んだ領域Aとして示し、実測図示トルクTi_cpsを算出した行程を一点鎖線で囲んだ領域Bとして示している。定常運転時においては、領域Aの吸気行程で発生するトルクと、領域Bの吸気行程で発生するトルクは略同一とみなすことができる。同様に、領域Aの圧縮、排気行程で発生するトルクと、領域Bの圧縮、排気行程で発生するトルクもそれぞれ略同一とみなすことができる。更に、領域Aの爆発行程と領域Bの爆発行程は共通である。 When the in-cylinder pressure sensor 44 is attached to the # 1 cylinder, the actually measured indicated torque Ti_cps is obtained from the four strokes (1 cycle) of intake, compression, explosion, and exhaust of # 1. In FIG. 12, the stroke in which the estimated indicated torque T i (k) is calculated is indicated as a region A surrounded by a broken line, and the stroke in which the actually measured indicated torque T i_cps is calculated is indicated as a region B surrounded by a one-dot chain line. During steady operation, the torque generated during the intake stroke in the region A and the torque generated during the intake stroke in the region B can be regarded as substantially the same. Similarly, the torque generated in the compression / exhaust stroke in the region A and the torque generated in the compression / exhaust stroke in the region B can be regarded as substantially the same. Further, the explosion stroke in the area A and the explosion stroke in the area B are common.

従って、運転状態が定常状態の場合、推定図示トルクT(k)及び実測図示トルクTi_cpsが正確に求められていれば、推定図示トルクTと実測図示トルクTi_cpsとは略等しい値となる。そして、推定図示トルクT(k)と実測図示トルクTi_cpsの算出値が相違する場合には、いずれかの算出値に誤差が含まれているものと想定できるが、実測図示トルクTi_cpsは筒内圧センサ44から検出した実際の筒内圧を用いて算出された値であるため、その誤差要因は小さいと考えられる。 Therefore, when the operation state is a steady state, if the estimated indicated torque T i (k) and the actually measured indicated torque T i_cps are accurately obtained, the estimated indicated torque T i and the actually indicated indicated torque T i_cps are substantially equal to each other. Become. When the calculated values of the estimated indicated torque T i (k) and the actually measured indicated torque T i_cps are different, it can be assumed that one of the calculated values includes an error, but the actually indicated indicated torque T i_cps is Since this is a value calculated using the actual in-cylinder pressure detected from the in-cylinder pressure sensor 44, the error factor is considered to be small.

本実施形態では、実測図示トルクTi_cpsと推定図示トルクT(k)を比較し、両トルクの値が相違する場合は、ローター39の角度誤差に起因した誤差が推定図示トルクT(k)の算出値に含まれているか否かを判定する。そして、ローター39の角度誤差による誤差が推定図示トルクT(k)の算出値に含まれている場合は、推定図示トルクT(k)の算出値を補正するようにしている。 In the present embodiment, the actually measured indicated torque T i_cps is compared with the estimated indicated torque T i (k). If the values of the two torques are different, the error caused by the angular error of the rotor 39 is estimated to be the estimated indicated torque T i (k ) Is included in the calculated value. Then, if the error due to angular error of the rotor 39 is included in the calculated value of the estimated indicated torque T i (k), and corrects the calculated value of the estimated indicated torque T i (k).

図13は、実施の形態1で説明した角度誤差Δe1,Δe2がローター39に生じている場合に、(1)式から算出した推定図示トルクTと、(3)式から算出した#1気筒の実測図示トルクTi_cpsを共に示す特性図である。図13において、各気筒#1〜#4の爆発行程に対応した推定図示トルクTi_#1〜Ti_#4は、図8と同様に各気筒毎に複数サイクルに渡って算出したものである。実施の形態1で説明したように、ローター39に角度誤差Δe1,Δe2が生じている場合、#1気筒と#4気筒の推定図示トルクTは近似した値となり、#3気筒、#2気筒の推定図示トルクTも近似した値となる。 13, the angular error Δe1 described in the first embodiment, when the Δe2 occurs in the rotor 39, (1) the estimated and indicated torque T i calculated from equation # 1 cylinder is calculated from equation (3) It is a characteristic view which shows both actual measurement illustration torque T i_cps . In FIG. 13, the estimated indicated torques T i — # 1 to T i — # 4 corresponding to the explosion strokes of the cylinders # 1 to # 4 are calculated over a plurality of cycles for each cylinder as in FIG. . As described in the first embodiment, the angle error Δe1 to the rotor 39, if the Δe2 occurs, estimated indicated torque T i of cylinder # 1 and cylinder # 4 becomes a value approximating, # 3 cylinder, # 2 cylinder The estimated indicated torque T i is also an approximate value.

ここで、各気筒の推定図示トルクTの平均値(Ti_#1(平均値),Ti_#2(平均値),Ti_#3(平均値),Ti_#4(平均値))において、図9のステップS4の条件が成立する場合は、角度誤差Δe1、Δe2に起因した誤差が各気筒の推定図示トルクTに含まれているものと判断できる。一方、実測図示トルクTi_cpsは、クランク角720°(2回転)の区間で算出されるため、実測図示トルクTi_cpsの算出値にローター39の角度誤差による変動が含まれることはない。従って、実測図示トルクTi_cpsに基づいて推定図示トルクTを補正することができる。 Here, the average values (T i — # 1 (average value) , T i — # 2 (average value) , T i — # 3 (average value) , and T i — # 4 (average value) of the estimated indicated torques T i of the respective cylinders. in), when the condition of step S4 of FIG. 9 is satisfied, the angle error .DELTA.E1, it can be determined that the error due to Δe2 is included in the estimated indicated torque T i of each cylinder. On the other hand, the actually measured indicated torque T i_cps is calculated in the section of the crank angle of 720 ° (two rotations), and therefore, the calculated value of the actually measured indicated torque T i_cps does not include fluctuation due to the angle error of the rotor 39. Therefore, it is possible to correct the estimated indicated torque T i based on the measured indicated torque T i_cps.

図13の例では、Ti_#1(平均値)とTi_#4(平均値)の平均値Ti_#14(平均値)と、実測図示トルクTi_cpsとはΔTaだけ相違している。また、Ti_#2(平均値)とTi_#3(平均値)の平均値Ti_#23(平均値)と、実測図示トルクTi_cpsとはΔTbだけ相違している。従って、ΔTa,ΔTbを補正値として記憶しておくことで、ΔTa,ΔTbを用いて推定図示トルクTを補正することが可能となる。 In the example of FIG. 13, the average value T i — # 14 (average value) of T i — # 1 (average value) and T i — # 4 (average value) is different from the actually measured indicated torque T i — cps by ΔTa. Further, the average value T i — # 23 (average value) of T i — # 2 (average value) and T i — # 3 (average value) is different from the actually measured indicated torque T i — cps by ΔTb. Therefore, .DELTA.Ta, by storing a correction value .DELTA.Tb, it is possible to correct the estimated indicated torque T i using .DELTA.Ta, the .DELTA.Tb.

なお、内燃機関10が4気筒の機関の場合、クランク角180°毎に爆発行程が行われるため、角加速度の算出値に影響を与える角度誤差は、上述したようにクランク角180°毎に検出されるΔe1とΔe2となる。従って、上述したようにTi_#1(平均値)とTi_#4(平均値)の値が近似し、またTi_#2(平均値)とTi_#3(平均値)の値が近似する。このように、4気筒の機関ではローター39の角度誤差に起因して変動した図示トルクTの値は大きく2つに分類され、実測図示トルクTi_cpsとの差から2つの補正値ΔTa,ΔTbが得られる。一方、例えば6気筒の機関では、クランク角120°毎に爆発行程が行われるため、角加速度の算出値に影響を与える角度誤差は、クランク角120°毎に検出される3つの値(Δe3、Δe4、及びΔe5)となる。従って、6気筒の機関では、ローター39の角度誤差に起因して変動した図示トルクTの値は大きく3つに分類され、実測図示トルクTi_cpsとの差から3つの補正値が得られる。同様に、N気筒の機関ではN/2個の補正値が得られる。本実施形態によれば、内燃機関が4気筒以外の機関であっても、N/2個(Nは気筒数)の補正値を得ることができ、補正値に基づいて推定図示トルクTの気筒間バラツキを補正することで、図示トルクTの算出精度を高めることが可能となる。 When the internal combustion engine 10 is a four-cylinder engine, an explosion stroke is performed every crank angle of 180 °. Therefore, an angular error that affects the calculated value of the angular acceleration is detected every crank angle of 180 ° as described above. Δe1 and Δe2 are obtained. Therefore, as described above, the values of T i — # 1 (average value) and T i — # 4 (average value) are approximated, and the values of T i — # 2 (average value) and T i — # 3 (average value) are Approximate. Thus, 4 in the engine cylinders value of the indicated torque T i which varies due to the angle error of the rotor 39 are classified into two large, two from the difference between the measured indicated torque T I_cps correction value .DELTA.Ta, .DELTA.Tb Is obtained. On the other hand, for example, in a 6-cylinder engine, an explosion stroke is performed at every crank angle of 120 °. Therefore, an angular error that affects the calculated value of angular acceleration has three values (Δe3, Δe4 and Δe5). Thus, the engine 6 cylinders, the value of the indicated torque T i which varies due to the angle error of the rotor 39 is roughly classified into three types, three correction values from the difference between the measured indicated torque T I_cps is obtained. Similarly, N / 2 correction values are obtained in an N-cylinder engine. According to the present embodiment, even if the internal combustion engine is an engine other than four cylinders, N / 2 correction values (N is the number of cylinders) can be obtained, and the estimated indicated torque T i can be calculated based on the correction values. by correcting the variations between the cylinders, it is possible to improve the calculation accuracy of the indicated torque T i.

次に、本実施形態の燃焼状態推定装置における処理の手順について、図14のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップS21では、運転条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、運転条件が定常状態であり、かつ無負荷の状態であるか否かを判別する。運転条件が成立している場合はステップS22へ進む。一方、運転条件が成立していない場合は終了する(END)。   Next, a processing procedure in the combustion state estimation apparatus of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S21, it is determined whether or not an operating condition is established. Here, it is determined whether or not the operating condition is a steady state and a no-load state. If the operating condition is satisfied, the process proceeds to step S22. On the other hand, if the operating conditions are not satisfied, the process ends (END).

次のステップS22では、(1)式から爆発行程毎、すなわちクランク角180°毎に図示トルクT(k)を算出し、各気筒毎にn回(nサイクル)の爆発行程に対応した推定図示トルクTを算出する。 In the next step S22, the indicated torque T i (k) is calculated for each explosion stroke, that is, every crank angle of 180 °, from equation (1), and estimated corresponding to the explosion stroke n times (n cycles) for each cylinder. The indicated torque Ti is calculated.

次のステップS23では、ステップS22で求めたnサイクルの推定図示トルクTを各気筒毎に平均し、Ti_#1(平均値),Ti_#2(平均値),Ti_#3(平均値),Ti_#4(平均値)を算出する。次のステップS24では、(6)式から#1気筒における実測図示トルクTi_cpsをnサイクルに渡って算出し、ステップS25ではnサイクルの実測図示トルクTi_cpsの平均値Ti_cps(平均値)を算出する。 In the next step S23, the averaged estimated indicated torque T i of n cycles calculated in step S22 for each cylinder, T i_ # 1 (average value), T i_ # 2 (average value), T i_ # 3 ( Average value) , T i — # 4 (average value) is calculated. In the next step S24, the actually measured indicated torque T I_cps in (6) from equation # 1 cylinder is calculated over n cycles, the average value T I_cps of the measured indicated torque T I_cps of n cycle step S25 (average value) calculate.

次のステップS26では、補正値ΔTa,ΔTbを算出する条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、図9のステップS4と同様の方法で判定を行う。ステップS26で補正値ΔTa,ΔTbを算出する条件が成立している場合は、ステップS27で補正値ΔTa,ΔTbを算出する。ここでは、ΔTa=Ti_cps(平均値)−Ti_#14(平均値)、ΔTb=Ti_cps(平均値)−Ti_#23(平均値)の演算を行って補正値ΔTa,ΔTbを算出し、メモリに格納する。一方、ステップS26で補正値算出条件が成立していない場合は、処理を終了する(END)。 In the next step S26, it is determined whether or not a condition for calculating the correction values ΔTa and ΔTb is satisfied. Here, the determination is performed in the same manner as in step S4 of FIG. If the conditions for calculating the correction values ΔTa and ΔTb are satisfied in step S26, the correction values ΔTa and ΔTb are calculated in step S27. Here, ΔTa = Ti_cps (average value) −Ti_ # 14 (average value) and ΔTb = Ti_cps (average value) −Ti_ # 23 (average value) are calculated to calculate correction values ΔTa and ΔTb. And store it in memory. On the other hand, if the correction value calculation condition is not satisfied in step S26, the process ends (END).

図14の処理により補正値ΔTa,ΔTbを求めた後は、補正値ΔTa,ΔTbを用いて以降に算出した推定図示トルクTを補正する。具体的には、以下の演算を行って推定図示トルクTを補正する。
i_#1(補正後)=Ti_#1+ΔTa
i_#2(補正後)=Ti_#2+ΔTb
i_#3(補正後)=Ti_#3+ΔTb
i_#4(補正後)=Ti_#4+ΔTa
After calculating the correction value .DELTA.Ta, the .DELTA.Tb by the processing of FIG. 14, the correction value .DELTA.Ta, corrects the estimated indicated torque T i calculated after using .DELTA.Tb. Specifically, the estimated indicated torque Ti is corrected by performing the following calculation.
T i — # 1 (after correction) = T i — # 1 + ΔTa
T i — # 2 (after correction) = T i — # 2 + ΔTb
T i — # 3 (after correction) = T i — # 3 + ΔTb
T i — # 4 (after correction) = T i — # 4 + ΔTa

これにより、ローター39の角度誤差が推定図示トルクTの算出値に与える影響を排除することができ、推定図示トルクTを高精度に算出することが可能となる。 This makes it possible to eliminate the influence of the angle error of the rotor 39 has on the calculated value of the estimated indicated torque T i, it is possible to calculate the estimated indicated torque T i with high accuracy.

以上説明したように実施の形態2によれば、実測図示トルクTi_cpsに基づいて、推定図示トルクTを補正するようにしたため、ローター39の角度誤差が推定図示トルクTの算出値に与える影響を排除することができる。従って、推定図示トルクTを高い精度で算出することが可能となる。 According to the second embodiment as described above, based on the measured indicated torque T I_cps, due to so as to correct the estimated indicated torque T i, the angle error of the rotor 39 has on the calculated value of the estimated indicated torque T i The influence can be eliminated. Therefore, it is possible to calculate the estimated indicated torque T i with high accuracy.

実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態1,2で説明したように、クランク角180°の区間で角加速度の平均値を算出した場合に、クランク角180°毎にローター39に角度誤差Δe1,Δe2が含まれると、角速度ω(k+1)にはΔe2による誤差が含まれ、角速度ω(k)にはΔe1による誤差が含まれる。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As described in the first and second embodiments, when the average value of the angular acceleration is calculated in the section of the crank angle of 180 °, if the rotor 39 includes the angular errors Δe1 and Δe2 for each crank angle of 180 °, the angular velocity ω 0 (k + 1) includes an error due to Δe2, and angular velocity ω 0 (k) includes an error due to Δe1.

一方、クランク角360°の区間でクランク軸36の角加速度を算出する場合、この区間ではクランク軸36が1回転するため、クランク角360°の区間の両端で算出された角速度には、ともに同一の角度誤差Δeによる誤差が含まれる。角加速度は、クランク角360°の区間の両端での角速度の差分から算出され、クランク角360°の区間の両端で算出された角速度に含まれる角度誤差Δeは、差分をとることにより消去されるため、クランク角360°の区間で算出された角加速度には、角度誤差Δeによる誤差分は含まれない。   On the other hand, when calculating the angular acceleration of the crankshaft 36 in the section of the crank angle 360 °, since the crankshaft 36 makes one rotation in this section, the angular velocities calculated at both ends of the section of the crank angle 360 ° are the same. The error due to the angle error Δe is included. The angular acceleration is calculated from the difference between the angular velocities at both ends of the crank angle 360 ° section, and the angular error Δe included in the angular velocities calculated at both ends of the crank angle 360 ° section is eliminated by taking the difference. Therefore, the angular acceleration calculated in the section of the crank angle 360 ° does not include an error due to the angle error Δe.

この観点から、実施の形態3では、クランク角360°の区間で角加速度の平均値を算出し、この角加速度に基づいてクランク角360°の区間における推定図示トルクTを算出する。クランク角360°の区間で推定図示トルクTを算出する場合、角加速度算出区間の両端でローター39の同一のエッジ部分が検出されることとなるため、この部分に角度誤差が生じていた場合であっても、角度誤差が推定図示トルクの算出値に与える影響を排除することができる。従って、高い精度で推定図示トルクTを算出することが可能となる。 In this respect, in the third embodiment, calculates the average value of the angular acceleration in the interval of the crank angle 360 °, calculates the estimated indicated torque T i in the interval of the crank angle 360 ° on the basis of the angular acceleration. When the estimated indicated torque T i is calculated in the section of the crank angle 360 °, the same edge portion of the rotor 39 is detected at both ends of the angular acceleration calculation section, and therefore an angular error occurs in this portion. Even so, the influence of the angle error on the calculated value of the estimated indicated torque can be eliminated. Therefore, it is possible to calculate the estimated indicated torque T i with high accuracy.

また、実施の形態1で説明したように、クランク角360°の区間においても、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値は0となる。従って、Tinertiaが推定図示トルクTに与える影響を排除することができ、推定図示トルクTに基づいて燃焼状態を正確に推定することができる。 Further, as described in the first embodiment, the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is 0 even in the section of the crank angle of 360 °. Therefore, the influence of T inertia on the estimated indicated torque T i can be eliminated, and the combustion state can be accurately estimated based on the estimated indicated torque T i .

図15は、推定図示トルクTを算出するタイミングを示す模式図である。図15に示すように、本実施形態では、クランク角360°の区間毎に推定図示トルクTia(m)、Tia(m+1)、Tia(m+2)・・・を順次算出する。また、クランク角360°の区間毎に推定図示トルクTib(m)、Tib(m+1)、Tib(m+2)・・・を順次算出する。ここで、推定図示トルクTia(m)は、角速度ω(k),ω(k+2)から算出されるトルクであり、推定図示トルクTib(m)は、角速度ω(k+1),ω(k+3)から算出されるトルクである。同様に、Tia(m+1)・・・,Tib(m+1)・・・はクランク角360°の区間の両端で検出された各角速度から算出されるトルクである。 Figure 15 is a schematic diagram illustrating the timing for calculating the estimated indicated torque T i. As shown in FIG. 15, in the present embodiment, estimated indicated torques T ia (m), T ia (m + 1), T ia (m + 2),... Are sequentially calculated for each section having a crank angle of 360 °. Further, the estimated indicated torques T ib (m), T ib (m + 1), T ib (m + 2),... Are sequentially calculated for each section having a crank angle of 360 °. Here, the estimated indicated torque T ia (m) is a torque calculated from the angular velocities ω 0 (k), ω 0 (k + 2), and the estimated indicated torque T ib (m) is the angular velocities ω 0 (k + 1), This is a torque calculated from ω 0 (k + 3). Similarly, T ia (m + 1)..., T ib (m + 1)... Are torques calculated from the respective angular velocities detected at both ends of the crank angle 360 ° section.

図15に示すように、推定図示トルクTia(m)、Tia(m+2)・・・の算出区間と推定図示トルクTib(m)、Tib(m+1)・・・の算出区間はクランク角180°だけ位相が相違している。このように、推定図示トルクTiaと推定図示トルクTibの算出タイミングの位相をクランク角180°だけ相違させることで、推定図示トルクTia,Tibをクランク角180°毎に算出することが可能となる。従って、推定図示トルクTia,Tibをクランク角360°毎に算出した場合であっても、クランク角180°毎に推定図示トルクTの値を更新することが可能となる。これにより、短時間で推定図示トルクTの値を更新することができ、冷間ヘジテーションに対応した制御等、最新の推定図示トルクTを逐次算出する必要がある場合においても、最適な制御を行うことが可能となる。 As shown in FIG. 15, the calculation interval of estimated indicated torques T ia (m), T ia (m + 2)... And the calculation interval of estimated indicated torques T ib (m), T ib (m + 1). The phase is different by an angle of 180 °. Thus, the phase of the calculation timing of the estimated indicated torque T ia estimated indicated torque T ib be to differ by 180 ° crank angle, estimated indicated torque T ia, is possible to calculate the T ib for each crank angle 180 ° It becomes possible. Therefore, even when the estimated indicated torques T ia and T ib are calculated every crank angle 360 °, the value of the estimated indicated torque T i can be updated every crank angle 180 °. As a result, the value of the estimated indicated torque T i can be updated in a short time, and even when the latest estimated indicated torque T i needs to be sequentially calculated, such as control corresponding to cold hesitation, optimal control is achieved. Can be performed.

内燃機関10が4気筒の場合はクランク角180°毎に爆発行程が行われるため、推定図示トルクTia,Tibのそれぞれをクランク角360°毎に算出した場合であっても、TiaとTibの算出区間をクランク角180°だけ相違させることで、クランク角180°毎にTia,Tibを算出することができる。同様に、N気筒の内燃機関ではクランク角720°/N毎に爆発行程が行われるため、推定図示トルクTiaと推定図示トルクTibの算出区間をクランク角720°/Nだけ相違させることが好適である。これにより、推定図示トルクTia,Tibをクランク角720°/N毎に算出することができ、ローター39の角度誤差による影響を排除した状態で推定図示トルクTの算出頻度を高めることができる。特に、気筒数の多い内燃機関10では、720°/Nの値が小さくなるため、推定図示トルクTia,Tibの算出タイミングが短くなり、冷間ヘジテーション等に対応した最適な制御が可能となる。 When the internal combustion engine 10 has four cylinders, an explosion stroke is performed at every crank angle of 180 °. Therefore, even when the estimated indicated torques T ia and T ib are calculated at every crank angle of 360 °, T ia T ia and T ib can be calculated for each crank angle of 180 ° by making the calculation interval of T ib different by a crank angle of 180 °. Similarly, in an N-cylinder internal combustion engine, an explosion stroke is performed at every crank angle of 720 ° / N. Therefore, the calculation interval of the estimated indicated torque T ia and the estimated indicated torque T ib may be different by a crank angle of 720 ° / N. Is preferred. As a result, the estimated indicated torques T ia and T ib can be calculated for each crank angle of 720 ° / N, and the estimated indicated torque T i can be calculated more frequently in a state where the influence of the angular error of the rotor 39 is eliminated. it can. In particular, in the internal combustion engine 10 having a large number of cylinders, since the value of 720 ° / N is small, the calculation timing of the estimated indicated torques T ia and T ib is shortened, and optimum control corresponding to cold hesitation or the like is possible. Become.

次に、図16に基づいて、本実施形態の装置における処理の手順を説明する。図16は、クランク角360°の区間で推定図示トルクTを算出する処理を示すフローチャートであって、図15のTia(m)を算出する処理を示している。 Next, a processing procedure in the apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a process for calculating the estimated indicated torque T i in the section of the crank angle 360 °, and shows the process for calculating T ia (m) in FIG.

先ず、ステップS31では運転条件が成立しているか否かを判別する。ここでは、運転条件が定常状態であり、かつ無負荷の状態であるか否かを判別する。運転条件が成立している場合はステップS32へ進み、成立していない場合は終了する(END)。   First, in step S31, it is determined whether or not an operating condition is established. Here, it is determined whether or not the operating condition is a steady state and a no-load state. If the operating condition is satisfied, the process proceeds to step S32, and if not satisfied, the process ends (END).

次のステップS32では、クランク角位置がトルク算出タイミングであるか否かを判定する。具体的には、クランク角がΔt(k),Δt10(k),Δt(k+2),Δt10(k+2)を検出する位置であるか否かを判定する。ここで、Δt(k),Δt10(k)は、#1の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)から前後10°づつクランク角が回転している間の時間である。また、Δt(k+2),Δt10(k+2)は、#3の爆発行程が完了したクランク角位置(BDC)から前後10°づつクランク角が回転している間の時間である。トルク算出タイミングである場合はステップS33へ進み、トルク算出タイミングでない場合は終了する(END)。 In the next step S32, it is determined whether or not the crank angle position is the torque calculation timing. Specifically, it is determined whether or not the crank angle is a position for detecting Δt 0 (k), Δt 10 (k), Δt 0 (k + 2), Δt 10 (k + 2). Here, Δt 0 (k) and Δt 10 (k) are times during which the crank angle is rotated 10 ° forward and backward from the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke # 1 starts. Further, Δt 0 (k + 2) and Δt 10 (k + 2) are times during which the crank angle is rotated by 10 ° forward and backward from the crank angle position (BDC) at which the explosion stroke of # 3 is completed. If it is time to calculate torque, the process proceeds to step S33, and if it is not time to calculate torque, the process ends (END).

次のステップS33では、トルク算出に必要なパラメータを取得する。具体的には、機関回転数(Ne(k)),冷却水温(thw(k)),角速度(ω(k),ω(k+2))、時間t(k)+t(k+1))などの各パラメータを取得する。ここで、ω(k)は#1の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)での角速度、ω(k+2)は#3の爆発行程が完了したクランク角位置(BDC)での角速度、t(k)+t(k+1)は、#1の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)から#3の爆発行程が完了したクランク角位置(BDC)までクランク軸36が回転する際に要した時間である。 In the next step S33, parameters necessary for torque calculation are acquired. Specifically, engine speed (Ne (k)), cooling water temperature (thw (k)), angular velocity (ω 0 (k), ω 0 (k + 2)), time t (k) + t (k + 1)), etc. Get each parameter of. Here, ω 0 (k) is the angular velocity at the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke # 1 starts, and ω 0 (k + 2) is the angular velocity at the crank angle position (BDC) at which the explosion stroke # 3 is completed. , T (k) + t (k + 1) is necessary when the crankshaft 36 rotates from the crank angle position (TDC) where the explosion stroke # 1 starts to the crank angle position (BDC) where the explosion stroke # 3 is completed. It was time.

次のステップS34では、フリクショントルクT(m)を算出する。フリクショントルクT(m)は機関回転数(Ne(k))と冷却水温(thw(k))の関数であり、図4のマップからクランク角180°(TDCからBDCまで)の区間における平均値を求める。なお、実施の形態3ではクランク角360°毎に推定図示トルクTを算出するため、図4のマップを作成する際に、クランク軸36が360°回転する際の機関回転数Neの平均値、冷却水温thwの平均値、およびフリクショントルクTの平均値(測定値)とからマップを作成してもよい。この場合、クランク軸36が360°回転する際の機関回転数Neの平均値、冷却水温thwの平均値をマップに当てはめて、クランク角360°区間におけるフリクショントルクTの平均値を算出する。 In the next step S34, the friction torque T f (m) is calculated. The friction torque T f (m) is a function of the engine speed (Ne (k)) and the cooling water temperature (thw (k)), and is an average in a section of a crank angle of 180 ° (from TDC to BDC) from the map of FIG. Find the value. In the third embodiment, the estimated indicated torque Ti is calculated every 360 ° of the crank angle. Therefore, when the map of FIG. 4 is created, the average value of the engine speed Ne when the crankshaft 36 rotates 360 °. A map may be created from the average value of the cooling water temperature thw and the average value (measured value) of the friction torque Tf . In this case, the average value of the engine speed Ne when the crankshaft 36 rotates 360 ° and the average value of the cooling water temperature thw are applied to the map, and the average value of the friction torque Tf in the section of the crank angle 360 ° is calculated.

次の、ステップS35では、補機類のスイッチがオン(ON)しているか否かを判定する。スイッチがオン(ON)している場合はステップS36へ進み、ステップS34で求めたフリクショントルクT(m)を補正する。具体的には、T(m)に所定の補正係数を乗算したり、T(m)に所定の補正値を加算するなどの方法で補正を行う。ステップS35でスイッチがオフ(OFF)の場合はステップS37へ進む。 In the next step S35, it is determined whether or not the auxiliary equipment is switched on. When the switch is on (ON), the process proceeds to step S36, and the friction torque T f (m) obtained in step S34 is corrected. Specifically, the correction is performed by a method such as multiplying T f (m) by a predetermined correction coefficient or adding a predetermined correction value to T f (m). If the switch is off in step S35, the process proceeds to step S37.

ステップS37では、推定図示トルクTia(m)に対応した、角加速度に起因する動的な損失トルクTac(m)を算出する。ここでは、Tac(m)=J×((ω(k+2)−ω(k))/t(k)+t(k+1))を演算して、クランク角360°の区間における動的な損失トルクの平均値Tac(m)を算出する。なお、実施の形態1と同様に、ω(k)はΔt(k),Δt10(k)から算出し、ω(k+2)はΔt(k+2),Δt10(k+2)から算出する。 In step S37, a dynamic loss torque T ac (m) caused by the angular acceleration corresponding to the estimated indicated torque T ia (m) is calculated. Here, T ac (m) = J × ((ω 0 (k + 2) −ω 0 (k)) / t (k) + t (k + 1)) is calculated, and the dynamic in the section of the crank angle of 360 ° is calculated. The average value T ac (m) of the loss torque is calculated. As in the first embodiment, ω 0 (k) is calculated from Δt 0 (k) and Δt 10 (k), and ω 0 (k + 2) is calculated from Δt 0 (k + 2) and Δt 10 (k + 2). To do.

次のステップS38では、クランク角360°の区間における推定図示トルクTia(m)を算出する。ここでは、Tia(m)=Tac(m)+T(m)を演算してTia(m)を算出する。なお、ステップS36でT(m)を補正している場合は、補正後のT(m)を用いて演算を行う。ここで得られた推定図示トルクTia(m)は、クランク角360°の区間の平均値である。クランク角360°の区間では、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値=0であるため、式(2)より、求めた推定図示トルクTia(m)は筒内ガス圧によるトルクと等しくなる。 In the next step S38, an estimated indicated torque T ia (m) in a section with a crank angle of 360 ° is calculated. Here, T ia (m) = T ac (m) + T f (m) is calculated to calculate T ia (m). If T f (m) is corrected in step S36, the calculation is performed using the corrected T f (m). The estimated indicated torque T ia (m) obtained here is an average value in a section having a crank angle of 360 °. In the section of the crank angle of 360 °, since the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass = 0, the estimated indicated torque T ia (m) obtained from the equation (2) is equal to the torque due to the in-cylinder gas pressure. Become.

以上説明したように実施の形態3によれば、クランク角360°の区間で推定図示トルクTia,Tibを算出するようにしたため、クランク角速度を求める際にクランク角センサ44で検出されるローター39のエッジ位置は常に同じエッジ位置となる。従って、ローター39の角度誤差が、クランク角加速度、または推定図示トルクTの算出値に与える影響を排除することができ、推定図示トルクTを高精度に算出することが可能となる。 As described above, according to the third embodiment, since the estimated indicated torques T ia and T ib are calculated in the section of the crank angle 360 °, the rotor detected by the crank angle sensor 44 when the crank angular speed is obtained. The edge position 39 is always the same edge position. Therefore, the angle error of the rotor 39, the crank angular acceleration or estimated give the calculated value of the indicated torque T i influence can be eliminated, it is possible to calculate the estimated indicated torque T i with high accuracy.

なお、実施の形態3では、クランク軸36が1回転する区間で推定図示トルクTia,Tibを算出することにより、ローター39のエッジの角度誤差が推定図示トルクTia,Tibの算出値に与える誤差を排除することとしたが、クランク軸36がn(nは自然数)回転する区間で推定図示トルクTia,Tibを算出するようにしても良い。クランク角センサ38によって検出されるローター39のエッジは、クランク軸36がn回転する区間の両端では同一のエッジであるため、この両端のエッジに基づいて角加速度の平均値を算出することで、エッジの角度誤差の要因を排除して推定図示トルクTia,Tibを算出することができる。 In the third embodiment, the estimated illustrated torques T ia and T ib are calculated in the section in which the crankshaft 36 makes one rotation, whereby the angle error of the edge of the rotor 39 is calculated from the estimated illustrated torques T ia and T ib . However, the estimated indicated torques T ia and T ib may be calculated in a section in which the crankshaft 36 rotates n (n is a natural number). Since the edge of the rotor 39 detected by the crank angle sensor 38 is the same edge at both ends of the section in which the crankshaft 36 rotates n times, by calculating the average value of the angular acceleration based on the edges at both ends, The estimated indicated torques T ia and T ib can be calculated by eliminating the cause of the edge angle error.

実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4について説明する。実施の形態4では、実施の形態1と同様の方法で推定図示トルクTを算出し、いずれか1つの気筒の推定図示トルクが他の気筒の推定図示トルクに対して大きく相違している場合は、その気筒が異常であると判定し、異常気筒の燃焼状態を回復させる処理を行う。また、異常気筒の燃焼回復が困難な場合は警告を発する。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the estimated indicated torque Ti is calculated by the same method as in the first embodiment, and the estimated indicated torque of any one cylinder is greatly different from the estimated indicated torque of the other cylinders. Determines that the cylinder is abnormal, and performs processing to recover the combustion state of the abnormal cylinder. A warning is issued when it is difficult to recover the combustion of the abnormal cylinder.

図17は、図10の方法で算出した各気筒の推定図示トルクTを示す特性図である。図17は、図8と同様に各気筒毎に複数サイクルに渡って推定図示トルクTを算出した結果を示している。なお、以下の説明では、ローター39のエッジ位置に角度誤差が生じていない場合に算出された推定図示トルクTに基づいて燃焼に異常が生じている気筒を判定することとするが、実施の形態1,2の方法でローター39の角度誤差による変動を補正した推定図示トルクTを用いて異常気筒を判定することも勿論可能である。 Figure 17 is a characteristic diagram showing the estimated indicated torque T i of each cylinder calculated by the method of FIG. 10. Figure 17 shows the result of calculating the estimated indicated torque T i over a plurality of cycles for each similar cylinder as in FIG. In the following description, and determining the cylinder there is an abnormality in the combustion based on the estimated indicated torque T i to the angle error in the edge position is calculated when generating no rotor 39, the embodiment Of course, it is also possible to determine an abnormal cylinder using the estimated indicated torque T i obtained by correcting the variation due to the angle error of the rotor 39 by the method of the first and second embodiments.

図17の例では、#3気筒の推定図示トルクTが#1、#2、#4の推定図示トルクTに比べて低下しており、#3気筒に何らかの異常が生じていると想定できる。このような異常は、例えば燃料噴射弁30の不良に起因して生じる。また、可変動弁機構を有する機関では、小バルブリフト時にバルブデポ付着が筒内への空気、燃料の流入量に与える影響によって異常が生じる場合もある。実施の形態4では、このような場合に異常が発生している気筒の推定図示トルクTが正常な値となるように燃焼状態を回復させる処理を行う。なお、定常運転時に図17の図示トルク特性を求めることで、異常気筒を精度良く検出することができ、各気筒の燃焼バラツキを抑制するための燃焼状態回復処理の精度を向上させることができる。 In the example of FIG. 17, # estimated indicated torque T i of 3 cylinder # 1, # 2, has been reduced compared to the estimated indicated torque T i of # 4, assume that something is wrong in the # 3 cylinder has occurred it can. Such an abnormality occurs due to, for example, a failure of the fuel injection valve 30. Further, in an engine having a variable valve mechanism, an abnormality may occur due to the influence of valve deposit attachment on the inflow amount of air and fuel into the cylinder during small valve lift. In the fourth embodiment, processing is performed estimated indicated torque T i of the cylinders an abnormality has occurred in such a case is to restore the combustion state so that the normal value. It should be noted that by obtaining the torque characteristics shown in FIG. 17 during steady operation, abnormal cylinders can be detected with high accuracy, and the accuracy of the combustion state recovery process for suppressing the combustion variation of each cylinder can be improved.

具体的には、点火時期の変更、燃料噴射量の変更、燃料噴射時期の変更等の方法により、異常気筒の燃焼状態を回復させる処理を行う。これにより、異常気筒の燃焼劣化の程度が低い場合は、燃焼状態を回復させることができる。一方、燃焼状態が回復できない場合は、警告を発してドライバーへ異常が発生していることを伝える。これにより、ドライバーは運転を停止するなどの適切な処理を行うことができる。   Specifically, a process for recovering the combustion state of the abnormal cylinder is performed by a method such as a change in ignition timing, a change in fuel injection amount, or a change in fuel injection timing. Thereby, when the degree of combustion deterioration of the abnormal cylinder is low, the combustion state can be recovered. On the other hand, if the combustion state cannot be recovered, a warning is issued to inform the driver that an abnormality has occurred. Thereby, the driver can perform appropriate processing such as stopping driving.

図18は、実施の形態4にかかる燃焼状態推定装置の処理手順を示すフローチャートである。先ず、ステップS41では、(1)式から各気筒の爆発行程毎に推定図示トルクT(k)を算出し、各気筒毎にnサイクルの推定図示トルクTi_#1〜Ti_#4を算出する。実施の形態1,2で説明した方法でローター39の角度誤差による変動を補正する場合は、この時点で算出された推定図示トルクTを補正しておくことが好適である。次のステップS42では、ステップS41で求めたnサイクルの推定図示トルクTi_#1〜Ti_#4を各気筒毎に平均してTi_#1(平均値),Ti_#2(平均値),Ti_#3(平均値),Ti_#4(平均値)を算出する。 FIG. 18 is a flowchart of a process procedure of the combustion state estimation apparatus according to the fourth embodiment. First, in step S41, the estimated indicated torque T i (k) is calculated for each explosion stroke of each cylinder from the equation (1), and the estimated indicated torques T i — # 1 to T i# 4 of n cycles are calculated for each cylinder. calculate. When correcting the variation due to the angle error of the rotor 39 in the manner described in the first and second embodiments, it is preferable to keep correct the estimated indicated torque T i calculated at this point. In the next step S42, the estimated indicated torques T i — # 1 to T i — # 4 of n cycles obtained in step S41 are averaged for each cylinder to obtain T i — # 1 (average value) and T i — # 2 (average value). ) , T i — # 3 (average value) and T i — # 4 (average value) .

次のステップS43では、運転条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、運転条件が定常状態であり、かつ無負荷の状態(アイドリング状態)であるか否かを判別する。運転条件が成立している場合はステップS44へ進む。運転条件が成立していない場合は終了する(END)。   In the next step S43, it is determined whether or not the operating condition is satisfied. Here, it is determined whether or not the operating condition is a steady state and an unloaded state (idling state). If the operating condition is satisfied, the process proceeds to step S44. If the operating conditions are not satisfied, the process ends (END).

次のステップS44では、ステップS42で求めた推定図示トルクTi_#1(平均値)〜Ti_#4(平均値)の平均値に基づいて、燃焼に異常が生じている気筒の有無を判定する。具体的には、ステップS44では、以下の(E),(F)の全ての条件が成立するか否かを判定する。
(E)Ti_#a(平均値)>Ti_#b(平均値)>Ti_#c(平均値)>Ti_#d(平均値)
ここで、Ti_#a(平均値)〜Ti_#d(平均値)は、Ti_#1(平均値)〜Ti_#4(平均値)のいずれかである。すなわち、ここでは、Ti_#1(平均値)〜Ti_#4(平均値)を大きい順に並べる処理を行う。
(F)Ti_#c(平均値)−Ti_#d(平均値)=ΔTth>ec
ここで、Ti_#c(平均値)は、上記(E)で大きい順に並べたトルクのうち3番目に大きいトルクであり、Ti_#d(平均値)は、最も小さいトルクである。すなわち、ここではTi_#1(平均値)〜Ti_#4(平均値)のうち、3番目に大きいトルクと最も小さいトルクとの差が所定のしきい値ecより大きいか否かを判定する。
In the next step S44, based on the average value of the estimated indicated torques T i — # 1 (average value) to T i — # 4 (average value) obtained in step S42, it is determined whether there is a cylinder having an abnormality in combustion. To do. Specifically, in step S44, it is determined whether or not all the following conditions (E) and (F) are satisfied.
(E) T i — #a (average value) > T i — #b (average value) > T i — #c (average value) > T i — #d (average value)
Here, T i#a (average value) to T i#d (average value) is any of T i — # 1 (average value) to T i — # 4 (average value) . That is, here, a process of arranging Ti_ # 1 (average value) to Ti_ # 4 (average value) in descending order is performed.
(F) T i — #c (average value) −T i — #d (average value) = ΔT th > ec
Here, T i — #c (average value) is the third largest torque among the torques arranged in descending order in (E), and T i — #d (average value) is the smallest torque. That is, here, it is determined whether or not the difference between the third largest torque and the smallest torque among T i — # 1 (average value) to T i — # 4 (average value) is greater than a predetermined threshold value ec. To do.

上記(E),(F)の条件が共に成立する場合は、最も推定図示トルクが小さい気筒の燃焼状態が悪化していると判断できる。従って、この場合はステップS44からステップS45へ進む。一方、上記(E),(F)の条件が共に成立していない場合は、燃焼に異常が生じている気筒がないと判断し、処理を終了する(END)。   When the conditions (E) and (F) are both satisfied, it can be determined that the combustion state of the cylinder having the smallest estimated torque is deteriorated. Accordingly, in this case, the process proceeds from step S44 to step S45. On the other hand, if the conditions (E) and (F) are not both satisfied, it is determined that there is no cylinder in which the combustion is abnormal, and the process ends (END).

次のステップS45では、現時点における異常気筒判定のカウンタCの値が予め定められたしきい値Cth未満であるか否かを判定する。なお、カウンタCの値はイグニッションスイッチをオフにした時に初期化(C=1)される。 In the next step S45, it is determined whether or not the value of the abnormal cylinder determination counter C at the present time is less than a predetermined threshold value Cth . The value of the counter C is initialized (C = 1) when the ignition switch is turned off.

ステップS45でカウンタCの値がしきい値Cth未満の場合は、ステップS46へ進み、異常気筒の燃焼を回復させる手段を実施する。上述したように、ここでは点火時期の変更、燃料噴射量の変更、燃料噴射時期の変更等の方法により燃焼状態を回復させる。次のステップS47では、現時点におけるカウンタCの値に1を加算する。 The value of the counter C at step S45 if there is less than the threshold value C th, the process proceeds to step S46, to implement the means for recovering the combustion of the abnormal cylinder. As described above, the combustion state is recovered by a method such as changing the ignition timing, changing the fuel injection amount, changing the fuel injection timing. In the next step S47, 1 is added to the current value of the counter C.

ステップS45でカウンタCの値がしきい値Cth以上の場合は、ステップS48へ進む。この場合、既にカウンタCの回数だけステップS46の燃焼回復手段を実施したにも関わらず、燃焼状態が回復していないと判断できる。従って、ステップS48ではフェイルモードに移行し、警告ランプ(MIL)を点灯する。これにより、ドライバーは運転を停止するなど適切な処置を行うことが可能となる。 The value of the counter C at step S45 is equal to or larger than the threshold value C th, the process proceeds to step S48. In this case, it can be determined that the combustion state has not been recovered even though the combustion recovery means of step S46 has already been performed by the number of counters C. Accordingly, in step S48, the mode is shifted to the fail mode and the warning lamp (MIL) is turned on. As a result, the driver can take appropriate measures such as stopping driving.

なお、図18の処理において、nサイクルの推定図示トルクTの平均値を算出する際に、各気筒毎に最小値を除いた状態で平均値を算出することで、偶発的な失火等に起因した推定図示トルクTの変動を抑えることができ、異常気筒の誤判定を防止することができる。 In the process of FIG. 18, when calculating the average value of the estimated indicated torque T i of n cycles, by calculating the average value in a state other than the minimum value for each cylinder, the accidental misfire it is possible to suppress the fluctuation in due to the estimated indicated torque T i, it is possible to prevent erroneous determination of the abnormal cylinder.

以上説明したように実施の形態4によれば、推定図示トルクTに基づいて燃焼に異常が生じている気筒を特定することができる。そして、異常気筒に燃焼を回復させるための処置を施すことにより、異常気筒の燃焼状態を回復させることができ、各気筒の推定図示トルクTを均一にすることが可能となる。また、異常気筒の燃焼状態を回復させることが困難な場合は、警告を発することにより、ドライバーに対し運転を停止するなど適切な処置をとらせることが可能となる。更に、推定図示トルクTに基づいて異常気筒を特定することができるため、内燃機関10に筒内圧センサを実装する必要がなく、製造コストを低減させることができる。 According to the fourth embodiment described above, it is possible to identify the cylinder that abnormal combustion based on the estimated indicated torque T i is generated. Then, by applying a treatment for recovering the combustion abnormal cylinder, it is possible to restore the combustion state of the abnormal cylinder, it is possible to equalize the estimated indicated torque T i of each cylinder. Further, when it is difficult to recover the combustion state of the abnormal cylinder, it is possible to cause the driver to take appropriate measures such as stopping the operation by issuing a warning. Furthermore, since the abnormal cylinder can be specified based on the estimated indicated torque Ti , it is not necessary to mount an in-cylinder pressure sensor on the internal combustion engine 10, and the manufacturing cost can be reduced.

なお、実施の形態4において、推定図示トルクTの精度が保証されていない場合、例えばローター39の角度誤差の補正が未実施である場合等は、異常気筒の判定を禁止するように処理を行ってもよい。 Incidentally, in the fourth embodiment, if the accuracy of the estimated indicated torque T i is not guaranteed, for example, or when the correction of the angle error of the rotor 39 is not yet performed, the process to prohibit the determination of the abnormal cylinder You may go.

実施の形態5.
次に、本発明の実施の形態5について説明する。実施の形態5は、ローター39に角度誤差が生じている場合に、角度誤差を求めてその値を記憶し、以降に算出した推定図示トルクTを角度誤差に応じて補正するものである。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Embodiment 5, if the angle error in the rotor 39 has occurred, and stores that value in search of angular error, is corrected according to the estimated indicated torque T i calculated since the angular error.

実施の形態5では、筒内圧センサ44を複数の気筒に設けている。具体的には、爆発行程が連続して行われる#1気筒と#3気筒に筒内圧センサ44を設けている。従って、#1気筒と#3気筒において、実測図示トルクTi_cpsを算出できる。 In the fifth embodiment, the in-cylinder pressure sensor 44 is provided in a plurality of cylinders. Specifically, in-cylinder pressure sensors 44 are provided in the # 1 cylinder and the # 3 cylinder where the explosion strokes are continuously performed. Accordingly, the actually measured indicated torque Ti_cps can be calculated for the # 1 cylinder and the # 3 cylinder.

図19は、算出した推定図示トルクT(k)(=Tgas(k))および実測図示トルクTi_cpsと、各気筒の各行程との関係を示す模式図である。図5と同様に、内燃機関10が#1〜#4の4気筒で構成される場合、クランク軸36の180°回転毎に#1、#3、#4、#2の順で爆発行程が行われ、爆発行程毎、すなわちクランク角180°毎に推定図示トルクTを順次算出することができる。 FIG. 19 is a schematic diagram showing the relationship between the calculated estimated indicated torque T i (k) (= T gas (k)) and actually measured indicated torque T i_cps and each stroke of each cylinder. Similarly to FIG. 5, when the internal combustion engine 10 is composed of four cylinders # 1 to # 4, the explosion stroke is performed in the order of # 1, # 3, # 4, and # 2 every 180 ° rotation of the crankshaft 36. The estimated indicated torque T i can be sequentially calculated every explosion stroke, that is, every crank angle of 180 °.

図19に示すように、筒内圧センサ44を#1および#3の気筒に取り付けた場合、#1の吸気、圧縮、爆発、排気の4行程(1サイクル)から実測図示トルクTi_cps(k)が求まり、また#3の吸気、圧縮、爆発、排気の4行程(1サイクル)から実測図示トルクTi_cps(k+1)が求まる。図19では、実測図示トルクTi_cps(k)を算出した行程を破線で囲んだ領域Cとして示し、実測図示トルクTi_cps(k+1)を算出した行程を破線で囲んだ領域Dとして示している。また、推定図示トルクT(k)を算出した行程を一点鎖線で囲んだ領域Eとして示し、推定図示トルクT(k)を算出した行程を一点鎖線で囲んだ領域Fとして示している。ここで、実測図示トルクTi_cps(k)は推定図示トルクT(k)に対応したトルクであって、双方のトルクの爆発行程は共通である。また、実測図示トルクTi_cps(k+1)は推定図示トルクT(k+1)に対応したトルクであって、双方のトルクの爆発行程は共通である。 As shown in FIG. 19, when the in-cylinder pressure sensor 44 is attached to the # 1 and # 3 cylinders, the actually measured indicated torque T i_cps (k) from the four strokes (1 cycle) of intake, compression, explosion, and exhaust of # 1. Further, the actually measured indicated torque T i_cps (k + 1) is obtained from the four strokes (1 cycle) of intake, compression, explosion, and exhaust of # 3. In Figure 19, it shows a process of calculating the actual indicated torque T i_cps (k) as an area C surrounded by a broken line, is shown as region D surrounding the process of calculating the actual indicated torque T i_cps (k + 1) by a broken line. Also shows process of calculating the estimated indicated torque T i (k) as the enclosed area E by the one-dot chain line indicates the stroke of calculating the estimated indicated torque T i (k) as an area F surrounded by a chain line. Here, the actually measured indicated torque T i — cps (k) is a torque corresponding to the estimated indicated torque T i (k), and the explosion strokes of both torques are common. The actually measured indicated torque T i — cps (k + 1) is a torque corresponding to the estimated indicated torque T i (k + 1), and the explosion strokes of both torques are common.

実測図示トルクTi_cps(k)は、ローター39の角度誤差による影響を受けることはない。従って、ローター39に角度誤差が生じていない場合、爆発行程を共通にするTi_cps(k)とT(k)の値は略等しくなる。同様に、ローター39に角度誤差が生じていない場合、爆発行程を共通にするTi_cps(k+1)とT(k+1)の値も略等しくなる。ローター39に角度誤差が生じていない場合、Ti_cps(k),Ti_cps(k+1)とT(k),T(k+1)の爆発行程をそれぞれ共通とすることで、爆発行程毎の燃焼にバラツキが生じている場合であっても、Ti_cps(k)とT(k)は略等しくなり、またTi_cps(k+1)とT(k+1)も略等しくなる。 The actually measured indicated torque T i — cps (k) is not affected by the angular error of the rotor 39. Therefore, when there is no angular error in the rotor 39, the values of T i — cps (k) and T i (k) that share the explosion stroke are substantially equal. Similarly, when there is no angular error in the rotor 39, the values of T i — cps (k + 1) and T i (k + 1) that share the explosion stroke are also substantially equal. If the angle error in the rotor 39 does not occur, T i_cps (k), T i_cps (k + 1) and T i (k), by a common respective power stroke of the T i (k + 1), the combustion of each explosion stroke in even when variation occurs, T i_cps (k) and T i (k) becomes approximately equal, and T i_cps (k + 1) and T i (k + 1) is also approximately equal.

また、ローター39に角度誤差Δe1,Δe2が含まれる場合であっても、Δe1,Δe2による変動を考慮した上で推定図示トルクT(k),T(k+1)を算出すれば、Ti_cps(k)とT(k)は略等しくなり、Ti_cps(k+1)とT(k+1)も略等しくなる。従って、Δe1,Δe2による変動を考慮して、Δe1,Δe2の項を含む状態で推定図示トルクT(k),T(k+1)を算出すれば、推定図示トルクT(k),T(k+1)と実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)のそれぞれを等しいとおくことができ、実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)の値に基づいてΔe1,Δe2を算出することができる。 Even if the rotor 39 includes angular errors Δe1 and Δe2, if the estimated indicated torques T i (k) and T i (k + 1) are calculated in consideration of fluctuations due to Δe1 and Δe2, T i — cps (K) and T i (k) are substantially equal, and T i_cps (k + 1) and T i (k + 1) are also substantially equal. Therefore, if the estimated indicated torques T i (k) and T i (k + 1) are calculated in a state including the terms Δe1 and Δe2 in consideration of fluctuations due to Δe1 and Δe2, the estimated indicated torques T i (k), T i (k + 1) and measured indicated torques Ti_cps (k), Ti_cps (k + 1) can be set equal to each other, and Δe1, based on the values of actually measured indicated torques Ti_cps (k), Ti_cps (k + 1) Δe2 can be calculated.

以下、Δe1,Δe2の算出方法を詳細に説明する。ローター39にΔe1,Δe2のエッジ角度位置誤差が生じている場合、#1の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)でローター39の設計値のエッジ位置に基づいて算出される角速度ω’(k)は(3)式と同様にして算出され、Δe1による誤差分を含むものとなる。同様に、#3の爆発行程が開始するクランク角位置(TDC)でローター39の設計値のエッジ位置に基づいて算出される角速度ω’(k+1)もΔe2による誤差分を含むものとなる。また、#3気筒の爆発行程が完了したクランク角位置(BDC)でローター39の設計値のエッジ位置に基づいて算出される角速度ω’(k+2)はΔe1による誤差分を含むものとなる。 Hereinafter, a method for calculating Δe1 and Δe2 will be described in detail. When the edge angle position error of Δe1 and Δe2 is generated in the rotor 39, the angular velocity ω 0 ′ calculated based on the edge position of the design value of the rotor 39 at the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke of # 1 starts. (K) is calculated in the same manner as equation (3) and includes an error due to Δe1. Similarly, the angular velocity ω 0 ′ (k + 1) calculated based on the edge position of the design value of the rotor 39 at the crank angle position (TDC) at which the explosion stroke # 3 starts also includes an error due to Δe2. Further, the angular velocity ω 0 ′ (k + 2) calculated based on the edge position of the design value of the rotor 39 at the crank angle position (BDC) at which the explosion stroke of the # 3 cylinder is completed includes an error due to Δe1.

#1の爆発行程によるクランク角180°区間の推定図示トルクT(k)は、角速度ω’(k+1)及び角速度ω’(k)に基づいて以下の(7)式から算出される。また、#3の爆発行程によるクランク角180°区間の推定図示トルクT(k+1)は、角速度ω’(k+2)及び角速度ω’(k+1)に基づいて以下の(8)式から算出される。(7)式、(8)式において、ω’(k),ω’(k+1),ω’(k+2)は、ローター39の設計値のエッジ位置に基づいて算出されているため、角度誤差Δe1,Δe2による誤差分が含まれている。 The estimated indicated torque T i (k) in the section of the crank angle of 180 ° due to the explosion stroke of # 1 is calculated from the following equation (7) based on the angular velocity ω 0 ′ (k + 1) and the angular velocity ω 0 ′ (k). . In addition, the estimated indicated torque T i (k + 1) in the section of the crank angle 180 ° due to the explosion stroke of # 3 is calculated from the following equation (8) based on the angular velocity ω 0 ′ (k + 2) and the angular velocity ω 0 ′ (k + 1). Is done. In the equations (7) and (8), ω 0 ′ (k), ω 0 ′ (k + 1), and ω 0 ′ (k + 2) are calculated based on the edge position of the design value of the rotor 39. The error due to the angle errors Δe1 and Δe2 is included.

Figure 0004251039
Figure 0004251039

一方、実施の形態3で説明したように、実測図示トルクTi_cpsは(6)式から算出することができ、角度誤差Δe1,Δe2による影響を受けることなく算出される。従って、実測図示トルクTi_cps(k)は、角度誤差Δe1,Δe2を考慮して算出した場合の推定図示トルクT(k)と等しくなるため、以下の(9)式の関係が成立する。同様に、実測図示トルクTi_cps(k+1)は、角度誤差Δe1,Δe2を考慮して算出した推定図示トルクT(k+1)と等しくなるため、以下の(10)式の関係が成立する。(9)式、(10)式の右辺は、角度誤差Δe1,Δe2を考慮して算出した場合の推定図示トルクT(k),T(k+1)をそれぞれ示しており、ω(k),ω(k+1),ω(k+2)は、角度誤差Δe1,Δe2を考慮して算出した場合の角速度である。これらの角速度は、(4)式と同様にして算出される。 On the other hand, as described in the third embodiment, the actually measured indicated torque Ti_cps can be calculated from the equation (6), and is calculated without being affected by the angle errors Δe1 and Δe2. Accordingly, the actually measured indicated torque T i — cps (k) is equal to the estimated indicated torque T i (k) calculated in consideration of the angle errors Δe1 and Δe2, and therefore the relationship of the following expression (9) is established. Similarly, the actually measured indicated torque T i — cps (k + 1) is equal to the estimated indicated torque T i (k + 1) calculated in consideration of the angle errors Δe1 and Δe2, and therefore the relationship of the following expression (10) is established. The right sides of the equations (9) and (10) indicate estimated indicated torques T i (k) and T i (k + 1) calculated in consideration of the angle errors Δe1 and Δe2, respectively, and ω 0 (k ), Ω 0 (k + 1), ω 0 (k + 2) are angular velocities when calculated in consideration of the angle errors Δe1 and Δe2. These angular velocities are calculated in the same manner as equation (4).

Figure 0004251039
Figure 0004251039

(7)式、(8)式において、t’(k),t’(k+1)は、ローター39のエッジ位置が設計値で形成されているとした場合に、ローター39が180°回転する際に要する時間である。また、(9)式、(10)式において、t(k),t(k+1)は、角度誤差Δe1,Δe2が生じているローター39が180°回転する際に要する時間である。ここで、角度誤差Δe1,Δe2に起因するt(k),t(k+1)の変動は微小であるため、(7)式、(8)式において、t’(k)=t(k)、t’(k+1)=t(k+1)することができる。   In equations (7) and (8), t ′ (k) and t ′ (k + 1) are the values when the rotor 39 rotates 180 ° when the edge position of the rotor 39 is formed with the design value. It takes time to complete. In the equations (9) and (10), t (k) and t (k + 1) are times required for the rotor 39 in which the angle errors Δe1 and Δe2 are generated to rotate 180 °. Here, since fluctuations in t (k) and t (k + 1) due to the angle errors Δe1 and Δe2 are minute, in the expressions (7) and (8), t ′ (k) = t (k), t ′ (k + 1) = t (k + 1).

そして、(9)式から(7)式を辺々減算すると、T(k)が消去されて以下の(11)式が得られる。同様に、(10)式から(8)式を辺々減算すると、T(k+1)が消去されて以下の(12)式が得られる。 Then, when the equation (7) is subtracted from the equation (9), T f (k) is deleted and the following equation (11) is obtained. Similarly, when the equation (8) is subtracted side by side from the equation (10), T f (k + 1) is deleted and the following equation (12) is obtained.

Figure 0004251039
Figure 0004251039

(11)式、(12)式の右辺におけるω(k+1)−ω’(k+1)をΔω(k+1)とおくと、#1がTDCの位置にあるときのローター39の誤差はΔe1であり、#1がBDCの位置にあるときのローター39の誤差はΔe2であるため、(5)式と同様の演算によりΔω(k+1)は以下の(13)式で表すことができる。同様に、(11)式の右辺におけるω(k)−ω’(k)をΔω(k)とおくと、Δω(k)は以下の(14)式で表すことができ、(12)式の右辺におけるω(k+2)−ω’(k+2)をΔω(k+2)とおくと、Δω(k+2)は以下の(15)式で表すことができる。 When ω 0 (k + 1) −ω 0 ′ (k + 1) on the right side of the equations (11) and (12) is Δω 0 (k + 1), the error of the rotor 39 when # 1 is at the TDC position is Δe1 Since the error of the rotor 39 when # 1 is at the BDC position is Δe2, Δω 0 (k + 1) can be expressed by the following equation (13) by the same calculation as equation (5). Similarly, if ω 0 (k) −ω 0 ′ (k) on the right side of the equation (11) is Δω 0 (k), Δω 0 (k) can be expressed by the following equation (14): When ω 0 (k + 2) −ω 0 ′ (k + 2) on the right side of the equation (12) is Δω 0 (k + 2), Δω 0 (k + 2) can be expressed by the following equation (15).

Figure 0004251039
Figure 0004251039

(13)式において、Δt(k+1)は、ローターが角度θ、またはθ+Δe2だけ回転する際に要する時間である。Δe1,Δe2に起因するΔt(k+1)の変動は微小であるため、(13)式において、ローターが角度θ、またはθ+Δe2だけ回転する際に要する時間は同じΔt(k+1)とおくことができる。同様に、(14)式、(15)式において、Δt(k)、Δt(k+2)は、ローターが角度θ、またはθ+Δe1だけ回転する際に要する時間であり、ローターが角度θ、またはθ+Δe1だけ回転する際に要する時間は同じΔt(k)またはΔt(k+2)とおくことができる。   In the equation (13), Δt (k + 1) is a time required for the rotor to rotate by the angle θ or θ + Δe2. Since Δt (k + 1) varies due to Δe1 and Δe2, the time required for the rotor to rotate by the angle θ or θ + Δe2 in equation (13) can be set to the same Δt (k + 1). Similarly, in the equations (14) and (15), Δt (k) and Δt (k + 2) are times required for the rotor to rotate by the angle θ or θ + Δe1, and the rotor is only the angle θ or θ + Δe1. The time required for rotation can be set to the same Δt (k) or Δt (k + 2).

(11)式、(12)式に(13)式〜(15)式を代入すると、以下の(16)式、(17)式が得られる。   By substituting the equations (13) to (15) into the equations (11) and (12), the following equations (16) and (17) are obtained.

Figure 0004251039
Figure 0004251039

(16)式、(17)式において、推定図示トルクT(k),T(k+1)は(1)式から算出することができ、実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)は(6)式から算出することができる。また、t(k),t(k+1),Δt(k),Δt(k+1),Δt(k+2)はクランク角センサ44から検出できる。従って、(16)式、(17)式を連立方程式として解くことで、ローター39の角度誤差Δe1,Δe2を算出することが可能となる。そして、以降に算出される推定図示トルクをΔe1,Δe2を用いて補正することで、以後の図示トルクTiの算出精度を格段に向上させることが可能となる。 In the equations (16) and (17), the estimated indicated torques T i (k) and T i (k + 1) can be calculated from the equation (1), and the actually measured indicated torques T i_cps (k) and T i_cps (k + 1). ) Can be calculated from equation (6). Further, t (k), t (k + 1), Δt (k), Δt (k + 1), and Δt (k + 2) can be detected from the crank angle sensor 44. Therefore, it is possible to calculate the angle errors Δe1 and Δe2 of the rotor 39 by solving the equations (16) and (17) as simultaneous equations. Then, by correcting the estimated indicated torque calculated thereafter using Δe1 and Δe2, it becomes possible to significantly improve the calculation accuracy of the indicated torque Ti thereafter.

次に、図20のフローチャートに基づいて、実施の形態5にかかる燃焼状態推定装置における処理の手順を説明する。先ず、ステップS51では、推定図示トルクTを補正する運転条件が成立しているか否かを判定する。運転条件が成立している場合はステップS52へ進み、運転条件が成立していない場合は終了する(END)。 Next, based on the flowchart of FIG. 20, the procedure of the process in the combustion state estimation apparatus according to the fifth embodiment will be described. First, in step S51, whether the operating condition of correcting the estimated indicated torque T i is satisfied or not. If the operating condition is satisfied, the process proceeds to step S52, and if the operating condition is not satisfied, the process ends (END).

次のステップS52では、推定図示トルクT(k),T(k+1)が算出済みであるか否かを判定する。推定図示トルクT(k),T(k+1)が算出されている場合はステップS55へ進み、算出されていない場合はステップS53へ進む。 In the next step S52, it is determined whether or not the estimated indicated torques T i (k), T i (k + 1) have been calculated. If the estimated indicated torques T i (k), T i (k + 1) are calculated, the process proceeds to step S55, and if not, the process proceeds to step S53.

ステップS53では、推定図示トルクT(k),T(k+1)の算出タイミングであるか否かを判定する。推定図示トルクT(k),T(k+1)の算出タイミングの場合は、ステップS54へ進み、推定図示トルクT(k),T(k+1)を算出する。一方、推定図示トルクT(k),T(k+1)の算出タイミングでない場合は終了する(END)。 In step S53, it is determined whether or not it is the calculation timing of the estimated indicated torques T i (k), T i (k + 1). Estimated indicated torque T i (k), in the case of calculating the timing of T i (k + 1), the process proceeds to step S54, calculates an estimated indicated torque T i (k), T i (k + 1). On the other hand, when it is not the calculation timing of the estimated indicated torques T i (k) and T i (k + 1), the process ends (END).

ステップS54では、実施の形態1で説明した図10と同様の処理を行い、推定図示トルクT(k),T(k+1)を算出する。次のステップS55では、実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)の算出タイミングであるか否かを判定する。実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)の算出タイミングである場合は、ステップS56へ進み、(6)式から実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)を算出する。一方、ステップS55で実測図示トルクTi_cps(k),Ti_cps(k+1)の算出タイミングでない場合は、処理を終了する(END)。 In step S54, processing similar to that shown in FIG. 10 described in the first embodiment is performed to calculate estimated indicated torques T i (k) and T i (k + 1). In the next step S55, it is determined whether or not it is the calculation timing of the actually measured indicated torques Ti_cps (k), Ti_cps (k + 1). When it is the calculation timing of the actually measured indicated torques Ti_cps (k), Ti_cps (k + 1), the process proceeds to step S56, and the actually measured indicated torques Ti_cps (k), Ti_cps (k + 1) are calculated from the equation (6). On the other hand, if it is not the calculation timing of the actually measured indicated torques T i_cps (k), T i_cps (k + 1) in step S55, the process ends (END).

ステップS56の後、ステップS57では、(16)式、(17)式に基づいてローター39の角度誤差Δe1,Δe2を算出する。次のステップS58は、ステップS57で算出した角度誤差Δe1,Δe2をメモリに格納する。   After step S56, in step S57, angle errors Δe1 and Δe2 of the rotor 39 are calculated based on the equations (16) and (17). In the next step S58, the angle errors Δe1 and Δe2 calculated in step S57 are stored in the memory.

図20の処理によれば、(16)式、(17)式からローター39の角度誤差Δe1,Δe2を算出することができるため、Δe1,Δe2を用いて以後に算出した推定図示トルクTを補正することが可能となる。 20, the angle errors Δe1 and Δe2 of the rotor 39 can be calculated from the equations (16) and (17). Therefore, the estimated indicated torque T i calculated thereafter using Δe1 and Δe2 can be calculated. It becomes possible to correct.

この際、クランク軸36の角速度の真の値ω(k),ω(k+1)は、(4)式と同様に以下の式から算出できる。
ω(k)=((θ+Δe1)/Δt(k))・(π/180)
ω(k+1)=((θ+Δe2)/Δt(k+1))・(π/180)
従って、上式に図20の処理から算出したΔe1,Δe2を代入して真の角速度ω(k),ω(k+1)を算出し、ω(k),ω(k+1)を用いて推定図示トルクTを算出することで、角度誤差Δe1,Δe2により補正された推定図示トルクTを算出することができる。
At this time, the true values ω 0 (k), ω 0 (k + 1) of the angular velocity of the crankshaft 36 can be calculated from the following equations, similarly to the equation (4).
ω 0 (k) = ((θ + Δe1) / Δt (k)) · (π / 180)
ω 0 (k + 1) = ((θ + Δe2) / Δt (k + 1)) · (π / 180)
Therefore, the true angular velocities ω 0 (k) and ω 0 (k + 1) are calculated by substituting Δe1 and Δe2 calculated from the processing of FIG. 20 into the above equation, and ω 0 (k) and ω 0 (k + 1) are used. by calculating the estimated indicated torque T i Te, angular error .DELTA.E1, it is possible to calculate the estimated indicated torque T i corrected by .DELTA.e2.

以上説明したように実施の形態5によれば、推定図示トルクTと実測図示トルクTi_cpsの算出値とに基づいて、ローター39の角度誤差Δe1,Δe2を算出することが可能となる。従って、Δe1,Δe2を用いて推定図示トルクTを補正することが可能となり、ローター39の角度誤差Δe1,Δe2による影響を排除して推定図示トルクTを正確に算出することが可能となる。 According to the fifth embodiment as described above, on the basis of the calculated value of the estimated indicated torque T i measured indicated torque T I_cps, angular error Δe1 of the rotor 39, it is possible to calculate the .DELTA.e2. Therefore, it is possible to correct the estimated indicated torque T i using Δe1 and Δe2, and it is possible to accurately calculate the estimated indicated torque T i by eliminating the influence of the angular errors Δe1 and Δe2 of the rotor 39. .

なお、4気筒以外の内燃機関を含めたN気筒の内燃機関を考えた場合、推定図示トルクTの算出区間、すなわち爆発行程が行われるクランク角の区間は720°/Nとなる。この場合、720°/Nの区間の両端でローター39の角度誤差が検出されるため、4気筒よりも多気筒の機関ではより多くの角度誤差Δe1,Δe2,Δe3・・・を算出する必要がある。この場合、クランク軸が1回転する間にはN/2回の爆発行程が行われるため、筒内圧センサ44を連続して爆発行程が行われるN/2個の気筒に設けることにより、クランク軸が1回転する間にN/2回の実測図示トルクTi_cpsを算出することができる。そして、上述した方法と同様に、爆発行程を共通にする実測図示トルクTi_cpsと推定図示トルクTとを対応させ、N/2個の式を連立方程式として解くことにより、角度誤差Δe1,Δe2,Δe3・・・を算出することができる。 When an N-cylinder internal combustion engine including an internal combustion engine other than the four-cylinder engine is considered, the estimated illustrated torque T i is calculated as 720 ° / N during the explosion stroke. In this case, since the angular error of the rotor 39 is detected at both ends of the section of 720 ° / N, it is necessary to calculate more angular errors Δe1, Δe2, Δe3... In a multi-cylinder engine than four cylinders. is there. In this case, since the explosion stroke is performed N / 2 times during one rotation of the crankshaft, the cylinder shaft is provided with the in-cylinder pressure sensor 44 in N / 2 cylinders in which the explosion stroke is continuously performed. N / 2 times of measured indicated torque T i_cps can be calculated during one rotation of. Similarly to the above-described method, the measured indicated torque T i_cps that makes the explosion stroke common and the estimated indicated torque T i are made to correspond to each other, and N / 2 equations are solved as simultaneous equations, whereby the angle errors Δe1, Δe2 , Δe3... Can be calculated.

また、実施の形態5では、(16)式、(17)式の演算から角度誤差Δe1,Δe2を算出しているが、角度誤差Δe1,Δe2の算出を複数回行って、その平均値を求めてもよい。これにより、角度誤差Δe1,Δe2の算出精度を高めることが可能となる。   In the fifth embodiment, the angle errors Δe1 and Δe2 are calculated from the calculations of the equations (16) and (17), but the angle errors Δe1 and Δe2 are calculated a plurality of times to obtain the average value. May be. Thereby, it is possible to increase the calculation accuracy of the angle errors Δe1 and Δe2.

また、クランキング時など燃焼によるトルクが発生していない状態で推定図示トルクTi、実測図示トルクTi_cpsを算出しても良い。この場合、筒内で燃焼が発生していないため、Ti(k)とTi_cps(k+1)の爆発行程を共通に設定しなくてもよい。 In addition, the estimated indicated torque Ti and the actually measured indicated torque Ti_cps may be calculated in a state where no torque is generated due to combustion, such as during cranking. In this case, since combustion does not occur in the cylinder, the explosion strokes of Ti (k) and T i_cps (k + 1) need not be set in common.

本発明の実施の形態1〜5にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a control device for an internal combustion engine according to first to fifth embodiments of the present invention and a structure around the control device. 図示トルク、筒内ガス圧によるトルク及び往復慣性質量による慣性トルクと、クランク角との関係を示す特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the indicated torque, the torque due to in-cylinder gas pressure, the inertial torque due to reciprocating inertial mass, and the crank angle. クランク軸の角加速度を求める方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of calculating | requiring the angular acceleration of a crankshaft. フリクショントルクと機関回転数及び冷却水温との関係を表すマップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the map showing the relationship between friction torque, engine speed, and cooling water temperature. 推定図示トルクと各気筒の各行程との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the estimated indicated torque and each stroke of each cylinder. クランク軸、クランク角センサ、およびローターの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of a crankshaft, a crank angle sensor, and a rotor. ローターのエッジの角度誤差が角加速度に与える影響を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the influence which the angle error of the edge of a rotor has on angular acceleration. ローターに角度誤差Δe1,Δe2が生じている場合に算出された各気筒の推定図示トルクTを示す特性図である。Angle error Δe1 to the rotor, it is a characteristic diagram showing the estimated indicated torque T i of the respective cylinders calculated when Δe2 occurs. 推定図示トルクの補正値ΔT/2を取得する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which acquires correction value (DELTA) T / 2 of presumed illustration torque. 推定図示トルクを算出する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which calculates presumed illustration torque. 単気筒、6気筒の場合のトルク特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the torque characteristic in the case of a single cylinder and 6 cylinders. 推定図示トルクおよび実測図示トルクと、各気筒の各行程との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the estimated indicated torque and the actually measured indicated torque, and each stroke of each cylinder. ローターに角度誤差Δe1,Δe2が生じている場合に算出された各気筒の推定図示トルクと、#1気筒の実測図示トルクを示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing estimated indicated torque of each cylinder calculated when angular errors Δe1 and Δe2 are generated in the rotor and actually measured indicated torque of the # 1 cylinder. 実施の形態2における処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a processing procedure in the second embodiment. クランク角360°の区間毎に推定図示トルクを算出する場合の算出タイミングを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the calculation timing in the case of calculating an estimated indicated torque for every section of a crank angle of 360 °. 実施の形態3における処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing procedure in the third embodiment. 燃焼状態に異常が生じている気筒が存在する場合の各気筒の推定図示トルクを示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing estimated indicated torque of each cylinder when there is a cylinder having an abnormality in a combustion state. 実施の形態4における処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing procedure in the fourth embodiment. 実施の形態5において、推定図示トルクおよび実測図示トルクと、各気筒の各行程との関係を示す模式図である。In Embodiment 5, it is a schematic diagram which shows the relationship between the estimated indicated torque and the actually measured indicated torque, and each stroke of each cylinder. 実施の形態5における処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing procedure in the fifth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

36 クランク軸
38 クランク角センサ
39 ローター
44 筒内圧センサ
40 ECU
36 Crankshaft 38 Crank angle sensor 39 Rotor 44 In-cylinder pressure sensor 40 ECU

Claims (18)

クランク軸の回転と同期して回転するローターと、前記ローターのエッジを検出するセンサを含み、クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角に基づいて、各気筒の燃焼状態を表す燃焼状態量を取得する燃焼状態量取得手段と、
クランク角360°間隔で爆発行程が行われる2気筒によりそれぞれ構成された2つの気筒群に内燃機関の全気筒を分類し、同一気筒群内の2気筒間、および前記2つの気筒群間で、前記燃焼状態量の定常的な偏差をそれぞれ取得する偏差取得手段と、
同一気筒群内の2気筒間での前記偏差が所定値以下であり、かつ、前記2つの気筒群間での前記偏差が所定値以上であるか否かを判定するローター誤差判定手段と、
前記ローター誤差判定手段による前記判定が成立する場合に、前記2つの気筒群間の前記偏差に基づいて各気筒の前記燃焼状態量を修正する燃焼状態量修正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態推定装置。
A rotor that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft; a sensor that detects an edge of the rotor; and a crank angle detection means that detects a crank angle;
Combustion state quantity acquisition means for acquiring a combustion state quantity representing a combustion state of each cylinder based on the crank angle;
All cylinders of the internal combustion engine are classified into two cylinder groups each composed of two cylinders that perform an explosion stroke at intervals of 360 ° crank angle , and between two cylinders in the same cylinder group and between the two cylinder groups. Deviation obtaining means for obtaining each steady deviation of the combustion state quantity;
Rotor error determination means for determining whether the deviation between two cylinders in the same cylinder group is equal to or less than a predetermined value and whether the deviation between the two cylinder groups is equal to or greater than a predetermined value;
Combustion state quantity correcting means for correcting the combustion state quantity of each cylinder based on the deviation between the two cylinder groups when the determination by the rotor error determining means is established;
A combustion state estimation device for an internal combustion engine, comprising:
特定の気筒についての前記燃焼状態量修正手段による修正後の前記燃焼状態量と、他の気筒についての前記燃焼状態量修正手段による修正後の前記燃焼状態量との差が所定値以上である場合に、前記特定の気筒の燃焼状態異常であると判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段によって燃焼状態が異常であると判定された場合に、前記特定の気筒の燃焼状態を回復させる燃焼回復手段と、
更に備えたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。
When the difference between the combustion state quantity after correction by the combustion state quantity correction means for a specific cylinder and the combustion state quantity after correction by the combustion state quantity correction means for another cylinder is greater than or equal to a predetermined value in the abnormality determining means that the combustion state of the specific cylinder is determined to be abnormal,
Combustion recovery means for recovering the combustion state of the specific cylinder when the abnormality determination means determines that the combustion state is abnormal ;
The combustion state estimating device for an internal combustion engine according to claim 1 , further comprising:
前記異常判定手段は、前記燃焼状態量修正手段による前記燃焼状態量の修正が未実施である場合には、前記異常判定を禁止することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。3. The combustion state estimation for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the abnormality determination unit prohibits the abnormality determination when the combustion state amount correction by the combustion state amount correction unit has not been performed. apparatus. 前記燃焼状態量取得手段は、各気筒で爆発行程が行われるクランク角の区間で前記燃焼状態量を取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 The combustion state estimation of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion state quantity acquisition means acquires the combustion state quantity in a crank angle section in which an explosion stroke is performed in each cylinder. apparatus. 前記燃焼回復手段は、前記特定の気筒の点火時期、燃料噴射量、又は燃料噴射時期を変更して燃焼状態を回復させることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 5. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the combustion recovery means recovers a combustion state by changing an ignition timing, a fuel injection amount, or a fuel injection timing of the specific cylinder. Combustion state estimation device. 前記燃焼回復手段により前記特定の気筒の燃焼状態を回復させることができない場合に警告を発する警告手段を更に備えたことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 6. The combustion state of the internal combustion engine according to claim 2, further comprising warning means for issuing a warning when the combustion state of the specific cylinder cannot be recovered by the combustion recovery means. Estimating device. 前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段を備え、
前記燃焼状態量取得手段は、前記燃焼状態量として前記クランク角加速度を取得することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。
Angular acceleration calculating means for calculating crank angular acceleration based on the crank angle;
The combustion state estimation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the combustion state quantity acquisition means acquires the crank angular acceleration as the combustion state quantity.
所定パラメータと機関のフリクショントルクとの関係を定めた標準フリクション特性を記憶した記憶手段と、
前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段と、
前記フリクショントルクと前記クランク角加速度とに基づいて推定図示トルクを算出する推定図示トルク算出手段と、を備え、
前記燃焼状態量取得手段は、前記燃焼状態量として前記推定図示トルクを取得することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。
Storage means for storing a standard friction characteristic that defines a relationship between the predetermined parameter and the engine friction torque;
Angular acceleration calculating means for calculating crank angular acceleration based on the crank angle;
Estimated estimated torque calculating means for calculating an estimated indicated torque based on the friction torque and the crank angular acceleration,
The combustion state estimation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion state quantity acquisition unit acquires the estimated indicated torque as the combustion state quantity.
前記角加速度算出手段は、往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間で前記クランク角加速度を算出することを特徴とする請求項7又は8記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 The combustion state of the internal combustion engine according to claim 7 or 8, wherein the angular acceleration calculation means calculates the crank angular acceleration in a crank angle section where an average value of inertia torque due to reciprocating inertial mass is substantially zero. Estimating device. クランク軸の回転と同期して回転するローターと、前記ローターのエッジを検出するセンサを含み、クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角に基づいて、各気筒の燃焼状態を表す第1の燃焼状態量を取得する第1の燃焼状態量取得手段と、
クランク角360°間隔で爆発行程が行われる2気筒によりそれぞれ構成された2つの気筒群に内燃機関の全気筒を分類し、同一気筒群内の2気筒間、および前記2つの気筒群間で、前記第1の燃焼状態量の定常的な第1の偏差をそれぞれ取得する第1の偏差取得手段と、
同一気筒群内の2気筒間での前記第1の偏差が所定値以下であり、かつ、前記2つの気筒群間での前記第1の偏差が所定値以上であるか否かを判定するローター誤差判定手段と、
特定の気筒に設けられ、筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサにより検出された前記筒内圧に基づいて、前記特定の気筒の燃焼状態を表す第2の燃焼状態量を取得する第2の燃焼状態量取得手段と、
前記2つの気筒群のそれぞれに対応する前記第1の燃焼状態量と前記第2の燃焼状態量との間に生じた定常的な第2の偏差を取得する第2の偏差取得手段と、
前記ローター誤差判定手段による前記判定が成立する場合に、前記第2の偏差に基づいて前記第1の燃焼状態量を修正する燃焼状態量修正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態推定装置。
A rotor that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft; a sensor that detects an edge of the rotor; and a crank angle detection means that detects a crank angle;
First combustion state quantity acquisition means for acquiring a first combustion state quantity representing a combustion state of each cylinder based on the crank angle;
All cylinders of the internal combustion engine are classified into two cylinder groups each composed of two cylinders that perform an explosion stroke at intervals of 360 ° crank angle , and between two cylinders in the same cylinder group and between the two cylinder groups. First deviation acquisition means for respectively acquiring a steady first deviation of the first combustion state quantity;
A rotor for determining whether or not the first deviation between two cylinders in the same cylinder group is equal to or smaller than a predetermined value and whether the first deviation between the two cylinder groups is equal to or larger than a predetermined value. Error determination means;
An in-cylinder pressure sensor that is provided in a specific cylinder and detects an in-cylinder pressure;
Based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor, second combustion state quantity acquisition means for acquiring a second combustion state quantity representing the combustion state of the specific cylinder;
Second deviation acquisition means for acquiring a steady second deviation generated between the first combustion state quantity and the second combustion state quantity corresponding to each of the two cylinder groups;
Combustion state quantity correcting means for correcting the first combustion state quantity based on the second deviation when the determination by the rotor error determining means is established;
A combustion state estimation device for an internal combustion engine, comprising:
クランク軸の回転と同期して回転するローターと、前記ローターのエッジを検出するセンサを含み、クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記ローターの設計値のエッジ位置に基づいて算出した前記クランク角速度に基づいて、各気筒の燃焼状態を表す第1の燃焼状態量を取得する第1の燃焼状態量取得手段と、
連続して爆発行程が行われる(全気筒数/2)個の気筒に設けられ、筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサにより検出された前記筒内圧に基づいて、前記筒内圧センサが設けられた気筒の燃焼状態を表す第2の燃焼状態量を取得する第2の燃焼状態量取得手段と、
連続して爆発行程が行われる(全気筒数/2)個の気筒分の、前記第1の燃焼状態量と前記第2の燃焼状態量とに基づいて、前記クランク角検出手段において前記クランク角を検出する際に含まれるクランク角の誤差を算出する誤差算出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態推定装置。
A rotor that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft; a sensor that detects an edge of the rotor; and a crank angle detection means that detects a crank angle;
On the basis of the crank angle speed calculated based on the edge position of the design value of the rotor, a first combustion state quantity obtaining means for obtaining a first combustion state quantity representing the combustion state of each cylinder,
An in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure , which is provided in a number of cylinders (total number of cylinders / 2) in which an explosion stroke is continuously performed ;
Based on the in-cylinder pressure detected by the in- cylinder pressure sensor, second combustion state quantity acquisition means for acquiring a second combustion state quantity representing a combustion state of a cylinder provided with the in-cylinder pressure sensor ;
Based on the first combustion state quantity and the second combustion state quantity for the number of cylinders (total number of cylinders / 2) in which an explosion stroke is continuously performed , the crank angle detection unit performs the crank angle detection. An error calculating means for calculating an error of a crank angle included when detecting
A combustion state estimation device for an internal combustion engine, comprising:
前記クランク角の誤差は、前記ローターのエッジの製造誤差に起因するものであることを特徴とする請求項11記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 12. The combustion state estimating apparatus for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the crank angle error is caused by a manufacturing error of an edge of the rotor. 前記クランク角の誤差に基づいて前記第1の燃焼状態量を修正する燃焼状態量修正手段を備えたことを特徴とする請求項11又は12記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 The combustion state estimation device for an internal combustion engine according to claim 11 or 12, further comprising combustion state amount correcting means for correcting the first combustion state amount based on an error in the crank angle. 前記第1の燃焼状態量取得手段は、各気筒で爆発行程が行われるクランク角の区間で前記第1の燃焼状態量を取得することを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 Said first combustion state quantity acquisition means, according to claim 10, characterized in that for acquiring the first combustion state quantity in the interval of the crank angle at which the explosion stroke is performed in each cylinder A combustion state estimation device for an internal combustion engine. 前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段を備え、
前記第1の燃焼状態量取得手段は、前記第1の燃焼状態量として前記クランク角加速度を取得することを特徴とする請求項10〜14のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。
Angular acceleration calculating means for calculating crank angular acceleration based on the crank angle;
The combustion state estimation device for an internal combustion engine according to any one of claims 10 to 14 , wherein the first combustion state amount acquisition means acquires the crank angular acceleration as the first combustion state amount.
所定パラメータと機関のフリクショントルクとの関係を定めた標準フリクション特性を記憶した記憶手段と、
前記クランク角に基づいてクランク角加速度を算出する角加速度算出手段と、
前記フリクショントルクと前記クランク角加速度とに基づいて推定図示トルクを算出する推定図示トルク算出手段と、を備え、
前記第1の燃焼状態量取得手段は、前記第1の燃焼状態量として前記推定図示トルクを取得することを特徴とする請求項10〜14のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。
Storage means for storing a standard friction characteristic that defines a relationship between the predetermined parameter and the engine friction torque;
Angular acceleration calculating means for calculating crank angular acceleration based on the crank angle;
Estimated estimated torque calculating means for calculating an estimated indicated torque based on the friction torque and the crank angular acceleration,
The combustion state estimation device for an internal combustion engine according to any one of claims 10 to 14 , wherein the first combustion state quantity acquisition means acquires the estimated indicated torque as the first combustion state quantity.
前記角加速度算出手段は、往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間で前記クランク角加速度を算出することを特徴とする請求項15又は16記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。 The combustion state of the internal combustion engine according to claim 15 or 16, wherein the angular acceleration calculation means calculates the crank angular acceleration in a crank angle section where an average value of inertia torque due to reciprocating inertial mass is substantially zero. Estimating device. 前記筒内圧に基づいて、前記筒内圧取得手段が設けられた気筒の実測図示トルクを算出する実測図示トルク算出手段を備え、
前記第2の燃焼状態量取得手段は、前記第2の燃焼状態量として前記実測図示トルクを取得することを特徴とする請求項10〜17のいずれかに記載の内燃機関の燃焼状態推定装置。
Based on the in-cylinder pressure, the illustrated in-cylinder pressure obtaining means includes an actually-illustrated indicated torque calculating means for calculating the actually-illustrated indicated torque of the cylinder,
The combustion state estimation device for an internal combustion engine according to any one of claims 10 to 17 , wherein the second combustion state quantity acquisition means acquires the actually measured indicated torque as the second combustion state quantity.
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