JP4277280B2 - Crank angle measuring device and measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のクランク角を測定するためのクランク角測定装置および測定方法に関する。 The present invention relates to a crank angle measuring device and a measuring method for measuring a crank angle of an internal combustion engine.
一般に、各種内燃機関では、クランク角センサを用いて出力軸(クランクシャフト)のクランク角が検出され、当該クランク角は、内燃機関の回転数を求めたり、点火時期等を設定したりするために用いられる。かかるクランク角の検出に用いられるセンサは、クランクシャフトに固定されるロータプレート(シグナルプレート)等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、一般にディストリビュータに内蔵される。この場合、クランク角センサによるクランク角の検出精度は、ディストリビュータやロータプレートの加工精度や取付精度に大きく依存する。また、クランク角センサの出力信号には、点火プラグやインジェクタ等からの電磁ノイズや、内燃機関自体の振動ノイズが重畳し易い。このため、実際には、クランク角センサの検出値と実際のクランク角(真値)とがズレてしまうことが多い。 In general, in various internal combustion engines, a crank angle of an output shaft (crankshaft) is detected using a crank angle sensor, and the crank angle is used to determine the rotational speed of the internal combustion engine or to set an ignition timing or the like. Used. A sensor used for detecting the crank angle is a magnetic sensor or a photoelectric sensor including a rotor plate (signal plate) fixed to the crankshaft, and is generally built in a distributor. In this case, the detection accuracy of the crank angle by the crank angle sensor greatly depends on the processing accuracy and mounting accuracy of the distributor and the rotor plate. In addition, electromagnetic noise from ignition plugs, injectors, and vibration noise of the internal combustion engine itself are easily superimposed on the output signal of the crank angle sensor. Therefore, in practice, the detection value of the crank angle sensor and the actual crank angle (true value) often deviate.
クランク角の検出精度を向上させる技術としては、従来から、燃焼室(筒内)に対する燃料の供給を停止させた状態で検出される筒内圧力のピークに対応したクランク角を用いてクランク角センサの検出値を補正するものが知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。かかる手法のもとでは、燃料の供給を停止させた状態で検出される筒内圧力のピークに対応したクランク角が圧縮上死点に相当するものとみなされる。そして、当該クランク角と、圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値との偏差(補正量)が求められ、この偏差を用いて、クランク角センサの検出値が補正される。
Conventionally, as a technique for improving the detection accuracy of the crank angle, a crank angle sensor using a crank angle corresponding to a peak of in-cylinder pressure detected in a state where fuel supply to the combustion chamber (in-cylinder) is stopped. Is known (see, for example,
しかしながら、内燃機関の運転中に燃焼室に対する燃料の供給を停止させることができるタイミングは限られており、上述の従来の手法のもとでは、そのようなタイミングにならない限り、クランク角センサの検出値が補正されないことになる。このため、従来から、機関始動直後や燃焼室に対して燃料が供給されている時などにおいてもクランク角センサの検出値の補正を可能とする技術が求められている。 However, the timing at which the fuel supply to the combustion chamber can be stopped during the operation of the internal combustion engine is limited. Under the above-described conventional method, the detection of the crank angle sensor is not performed unless such timing is reached. The value will not be corrected. For this reason, there has been a demand for a technique that can correct the detection value of the crank angle sensor immediately after the engine is started or when fuel is supplied to the combustion chamber.
そこで、本発明は、所望のタイミングで内燃機関のクランク角の高精度な測定を可能とするクランク角測定装置および測定方法の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a crank angle measuring device and a measuring method that enable highly accurate measurement of the crank angle of an internal combustion engine at a desired timing.
本発明による第1のクランク角測定装置は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を測定するクランク角測定装置であって、燃焼室内の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、圧縮行程にある燃焼室を判別する判別手段と、判別手段によって圧縮行程にあると判別された燃焼室に関し、圧縮行程中の2点の仮クランク角に対応した筒内圧検出手段の検出値に基づいて、2点間における熱発生量の偏差を最小にするクランク角を圧縮行程中の2点の何れか一方における筒内圧力に対応した真のクランク角として算出する演算手段とを備えることを特徴とする。 A first crank angle measuring device according to the present invention is a crank angle measuring device that is applied to an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and measures the crank angle of the internal combustion engine. The in-cylinder pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber, the determining means for determining the combustion chamber in the compression stroke, and the combustion chamber determined to be in the compression stroke by the determining means Based on the detected value of the in-cylinder pressure detecting means corresponding to the temporary crank angle of the point, the crank angle that minimizes the deviation of the heat generation amount between the two points is set to the in-cylinder pressure at one of the two points during the compression stroke. And calculating means for calculating the corresponding true crank angle.
また、演算手段は、筒内圧検出手段の検出値と筒内容積を所定の指数で累乗した値との積を用いて、熱発生量の偏差を最小にするクランク角を算出すると好ましい。 Further, it is preferable that the calculating means calculates a crank angle that minimizes the deviation of the heat generation amount by using a product of a value detected by the in-cylinder pressure detecting means and a value obtained by raising the in-cylinder volume by a predetermined index.
更に、本発明による第1のクランク角測定装置は、内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサと、熱発生量の偏差を最小にするクランク角と仮のクランク角とに基づいてクランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、補正量算出手段により算出された補正量を内燃機関の温度に応じて補正する手段とを更に備えると好ましい。 Furthermore, a first crank angle measuring device according to the present invention includes a crank angle sensor that detects a crank angle of an internal combustion engine, and a crank angle sensor based on a crank angle that minimizes a deviation in heat generation and a temporary crank angle. It is preferable to further include a correction amount calculating means for calculating a correction amount for correcting the detected value, and a means for correcting the correction amount calculated by the correction amount calculating means according to the temperature of the internal combustion engine.
本発明による第1のクランク角測定方法は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を測定するクランク角測定方法であって、圧縮行程にある燃焼室を判別し、圧縮行程にあると判別された燃焼室に関し、圧縮行程中の2点の仮クランク角に対応した筒内圧力の実測値に基づいて、当該2点間における熱発生量の偏差を最小にするクランク角を圧縮行程中の2点の何れか一方における筒内圧力に対応した真のクランク角として算出することを特徴とする。 A first crank angle measuring method according to the present invention is a crank angle measuring method that is applied to an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and measures the crank angle of the internal combustion engine. The combustion chamber in the compression stroke is determined, and the combustion chamber determined to be in the compression stroke is determined based on the measured values of the in-cylinder pressure corresponding to the two temporary crank angles in the compression stroke. The crank angle that minimizes the deviation of the heat generation amount between the two is calculated as the true crank angle corresponding to the in-cylinder pressure at one of the two points during the compression stroke.
本発明による第2のクランク角測定装置は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を測定するクランク角測定装置であって、燃焼室内の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、圧縮行程中の1点における筒内圧検出手段の検出値に基づいて所定の複数点における筒内圧力を推定する筒内圧推定手段と、筒内圧推定手段により推定された複数点における筒内圧力に基づいて所定の基準点に対応したクランク角を近似的に算出する演算手段とを備えることを特徴とする。 A second crank angle measuring device according to the present invention is applied to an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and is a crank angle measuring device that measures the crank angle of the internal combustion engine. An in-cylinder pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber, and an in-cylinder pressure estimating means for estimating the in-cylinder pressure at a plurality of predetermined points based on a detection value of the in-cylinder pressure detecting means at one point during the compression stroke. And calculating means for approximately calculating a crank angle corresponding to a predetermined reference point based on the in-cylinder pressure at a plurality of points estimated by the in-cylinder pressure estimating means.
また、筒内圧推定手段は、圧縮行程中の1点における筒内圧力と当該圧縮行程中の1点における筒内容積を所定の指数で累乗した値との積を、複数点のそれぞれにおける筒内容積を所定の指数で累乗した値で除することに、複数点における筒内圧力を算出すると好ましい。 The in-cylinder pressure estimating means also calculates the product of the in-cylinder pressure at one point during the compression stroke and the value obtained by raising the in-cylinder volume at the one point during the compression stroke to a power of a predetermined index. The in-cylinder pressure at a plurality of points is preferably calculated by dividing the product by a value raised to a predetermined exponent.
更に、本発明による第2のクランク角測定装置は、内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサと、演算手段によって近似的に算出されたクランク角と基準点に対応したクランク角とに基づいてクランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、補正量算出手段により算出された補正量を内燃機関の温度に応じて補正する手段とを更に備えると好ましい。 Furthermore, a second crank angle measuring device according to the present invention is based on a crank angle sensor for detecting a crank angle of an internal combustion engine, a crank angle approximately calculated by a calculation means, and a crank angle corresponding to a reference point. It is preferable to further include a correction amount calculation unit that calculates a correction amount for correcting the detection value of the crank angle sensor, and a unit that corrects the correction amount calculated by the correction amount calculation unit according to the temperature of the internal combustion engine.
本発明による第2のクランク角測定方法は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を測定するクランク角測定方法であって、圧縮行程中の1点における筒内圧力の実測値に基づいて所定の複数点における筒内圧力を推定すると共に、複数点における筒内圧力の推定値に基づいて所定の基準点に対応したクランク角を近似的に算出することを特徴とする。 The second crank angle measuring method according to the present invention is applied to an internal combustion engine that generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber, and is a crank angle measuring method for measuring the crank angle of the internal combustion engine. The in-cylinder pressure at a plurality of predetermined points is estimated based on the actually measured value of the in-cylinder pressure at one point during the compression stroke, and the predetermined reference point is handled based on the estimated value of the in-cylinder pressure at the plurality of points. The crank angle is approximately calculated.
本発明によれば、所望のタイミングで内燃機関のクランク角の高精度な測定を可能とするクランク角測定装置および測定方法の実現が可能となる。 According to the present invention, it is possible to realize a crank angle measuring device and a measuring method that enable highly accurate measurement of the crank angle of an internal combustion engine at a desired timing.
本発明者は、内燃機関のクランク角の高精度な測定を可能とするために鋭意研究を行い、その過程で、まず、筒内圧検出手段によって検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積とに基づいて算出される制御パラメータに着目するに至った。より詳細には、本発明者は、クランク角がθである際に筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力をP(θ)とし、クランク角がθである際の筒内容積をV(θ)とし、比熱比をκとした場合に、筒内圧力P(θ)と、筒内容積V(θ)を比熱比(所定の指数)κで累乗した値Vκ(θ)との積として得られる制御パラメータP(θ)・Vκ(θ)(以下、適宜「PVκ」と記す)に着目した。そして、本発明者は、クランク角に対する内燃機関の燃焼室における熱発生量Qの変化パターンと、クランク角に対する制御パラメータPVκの変化パターンとは、図1に示されるような相関を有することを見出した。ただし、図1において、−360°,0°および360°は、上死点に、−180°および180°は、下死点に対応する。 The present inventor has conducted intensive research to enable highly accurate measurement of the crank angle of an internal combustion engine. In the process, first, the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means and the in-cylinder pressure are measured. Attention has been focused on control parameters calculated based on the cylinder volume at the time of detection. More specifically, the inventor sets P (θ) as the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means when the crank angle is θ, and the in-cylinder volume when the crank angle is θ as V ( θ), where the specific heat ratio is κ, the product of the in-cylinder pressure P (θ) and the value V κ (θ) obtained by raising the in-cylinder volume V (θ) by the specific heat ratio (predetermined index) κ. The control parameter P (θ) · V κ (θ) (hereinafter referred to as “PV κ ” as appropriate) obtained as follows. Then, the inventor has shown that the change pattern of the heat generation amount Q in the combustion chamber of the internal combustion engine with respect to the crank angle and the change pattern of the control parameter PV κ with respect to the crank angle have a correlation as shown in FIG. I found it. In FIG. 1, −360 °, 0 °, and 360 ° correspond to the top dead center, and −180 ° and 180 ° correspond to the bottom dead center.
図1において、実線は、所定のモデル気筒において所定の微小クランク角おきに検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の比熱比κで累乗した値との積である制御パラメータPVκをプロットしたものである。また、図1において、破線は、上記モデル気筒における熱発生量Qを、熱発生率の式:dQ/dθ={dP/dθ・V+κ・P・dV/dθ}/{κ−1}に基づき、Q=∫dQとして算出・プロットしたものである。なお、何れの場合も、簡単のために、κ=1.32とした。 In FIG. 1, the solid line shows the in-cylinder pressure detected at predetermined minute crank angles in a predetermined model cylinder and the value obtained by raising the in-cylinder volume at the time of detection of the in-cylinder pressure by a predetermined specific heat ratio κ. This is a plot of the control parameter PV κ which is the product. In FIG. 1, the broken line indicates the heat generation amount Q in the model cylinder based on the heat generation rate equation: dQ / dθ = {dP / dθ · V + κ · P · dV / dθ} / {κ-1}. , Q = ∫dQ. In either case, for simplicity, κ = 1.32.
図1に示される結果からわかるように、クランク角に対する熱発生量Qの変化パターンと、クランク角に対する制御パラメータPVκの変化パターンとは、概ね一致(相似)しており、特に、筒内の混合気の燃焼開始(ガソリンエンジンでは火花点火時、ディーゼルエンジンでは圧縮着火時)の前後(例えば、図1における約−180°から約135°までの範囲)では、熱発生量Qの変化パターンと、制御パラメータPVκの変化パターンとは極めて良好に一致することがわかる。 As can be seen from the results shown in FIG. 1, the change pattern of the heat generation amount Q with respect to the crank angle and the change pattern of the control parameter PV κ with respect to the crank angle are almost the same (similar), and in particular, Before and after the start of combustion of the air-fuel mixture (at the time of spark ignition for a gasoline engine and at the time of compression ignition for a diesel engine) (for example, in the range from about −180 ° to about 135 ° in FIG. 1) It can be seen that the change pattern of the control parameter PV κ agrees very well.
一方、内燃機関の圧縮行程、すなわち、吸気弁が全閉とされてから圧縮上死点に達するまでの間は、実質的に断熱過程であるとみなすことができるが、断熱過程においては、内燃機関の燃焼室における熱発生量は理論的には一定となるので、圧縮行程中の所定の2点間における熱発生量Qの偏差は理論的にはゼロとなる。また、上述の熱発生量Qと制御パラメータPVκとの相関を利用すれば、圧縮行程中(吸気弁の全閉から圧縮上死点に達するまでの間)の所定の2点間(クランク角がx,x+Δxとなる2点間)における熱発生量Qの偏差(絶対値)をΔQPVとすると、 On the other hand, the compression stroke of the internal combustion engine, that is, the period from when the intake valve is fully closed until the compression top dead center is reached, can be regarded as a substantially adiabatic process. Since the heat generation amount in the combustion chamber of the engine is theoretically constant, the deviation of the heat generation amount Q between two predetermined points during the compression stroke is theoretically zero. Further, if the correlation between the heat generation amount Q and the control parameter PV κ described above is used, a predetermined two points (crank angle) during the compression stroke (from the time when the intake valve is fully closed until the compression top dead center is reached). When the deviation (absolute value) of the heat generation amount Q between two points where x becomes x, x + Δx) is ΔQ PV ,
として表すことができる。 Can be expressed as
ここで、一般には、クランク角センサの検出値と実際のクランク角(真値)との間には、少なからずズレが存在する。従って、上記(1)式におけるxおよびx+Δxが真値ではない仮の値(圧縮行程における仮のクランク角)であるとすると、当該仮のクランク角xおよびx+Δxに対応した筒内圧力の実測値P(x)およびP(x+Δx)並びに筒内容積V(x)およびV(x+Δx)を上記(1)式の右辺に代入しても、ΔQPVはゼロとはならない。これに対して、上記(1)式の右辺に、仮のクランク角xおよびx+Δxに対応した筒内圧力の実測値P(x)およびP(x+Δx)を代入すると共に、筒内容積をV(θ)およびV(θ+Δx)として代入し、吸気弁の全閉から圧縮上死点までの範囲においてθ(クランク角)を変化させていくと、θがある値になったときに、上記(1)式により示されるΔQPVが最小(理想的にはゼロ)となる。そして、上記ΔQPVを最小にするクランク角は、実測値P(x)に対応する真のクランク角とみなすことができる。 Here, in general, there is a slight deviation between the detected value of the crank angle sensor and the actual crank angle (true value). Therefore, if x and x + Δx in the above equation (1) are temporary values that are not true values (temporary crank angles in the compression stroke), the measured values of the in-cylinder pressure corresponding to the temporary crank angles x and x + Δx Even if P (x) and P (x + Δx) and in-cylinder volumes V (x) and V (x + Δx) are substituted into the right side of the above equation (1), ΔQ PV does not become zero. In contrast, the measured values P (x) and P (x + Δx) of the in-cylinder pressure corresponding to the temporary crank angle x and x + Δx are substituted into the right side of the above equation (1), and the in-cylinder volume is set to V ( Substituting as θ) and V (θ + Δx) and changing θ (crank angle) in the range from the fully closed intake valve to the compression top dead center, when θ reaches a certain value, (1 ) ΔQ PV shown by the equation is minimum (ideally zero). The crank angle that minimizes ΔQ PV can be regarded as a true crank angle corresponding to the actual measurement value P (x).
本発明による第1の形態は、このような新規な知見を利用するものである。すなわち、本発明の第1の形態のもとでは、圧縮行程にある燃焼室が判別され、圧縮行程にあると判別された燃焼室に関し、圧縮行程中の2点の仮クランク角(xおよびx+Δx)に対応した筒内圧力の実測値(P(x)およびP(x+Δx))に基づいて、当該2点間における熱発生量の偏差ΔQPVを最小にするクランク角が算出され、このクランク角が、圧縮行程中の2点の一方(クランク角x)における筒内圧力P(x)に対応した真のクランク角とされる。 The first embodiment according to the present invention utilizes such novel knowledge. That is, under the first mode of the present invention, the combustion chamber in the compression stroke is determined, and the combustion chamber determined to be in the compression stroke is related to the two temporary crank angles (x and x + Δx in the compression stroke). ) Is calculated based on the measured values (P (x) and P (x + Δx)) of the in-cylinder pressure to minimize the deviation ΔQ PV of the heat generation amount between the two points. Is the true crank angle corresponding to the in-cylinder pressure P (x) at one of the two points (crank angle x) during the compression stroke.
このように、本発明の第1の形態のもとでは、圧縮行程にある燃焼室が判別されれば、筒内圧力のピークを検出する前であっても、真値に近いクランク角を得ることができる。従って、本発明の第1の形態によれば、機関始動直後等の所望のタイミングでクランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を算出し、内燃機関のクランク角の高精度な測定を実行することが可能となる。 Thus, under the first embodiment of the present invention, if the combustion chamber in the compression stroke is determined, a crank angle close to the true value is obtained even before the peak of the in-cylinder pressure is detected. be able to. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the correction amount for favorably correcting the detected value of the crank angle sensor is calculated at a desired timing such as immediately after the engine is started, and the crank angle of the internal combustion engine is highly accurate. Measurement can be performed.
また、熱発生量の偏差ΔQPVを最小にするクランク角は、上述のように、筒内圧検出手段の検出値と筒内容積を所定の指数で累乗した値との積を用いて算出されると好ましい。更に、熱発生量の偏差ΔQPVを最小にするクランク角と仮のクランク角(=x)とに基づいてクランク角センサの検出値を補正するための補正量が算出されると好ましく、この補正量は、例えばエンジン冷却水温度等に代表される内燃機関の温度に応じて補正されると好ましい。これにより、クランク角センサの補正量をより一層真値に近づけることが可能となる。 Further, as described above, the crank angle that minimizes the deviation ΔQ PV of the heat generation amount is calculated using the product of the detected value of the in-cylinder pressure detecting means and the value obtained by raising the in-cylinder volume to a predetermined exponent. And preferred. Furthermore, it is preferable that a correction amount for correcting the detected value of the crank angle sensor is calculated based on the crank angle that minimizes the deviation ΔQ PV in the heat generation amount and the temporary crank angle (= x). The amount is preferably corrected according to the temperature of the internal combustion engine represented by, for example, the engine coolant temperature. Thereby, the correction amount of the crank angle sensor can be made closer to the true value.
ところで、内燃機関の吸気弁が全閉とされた後、排気弁が開くまでの間の圧縮行程および膨張行程は、実質的に断熱過程であるとみなすことができる。そして、吸気弁が全閉とされた後、点火が実行されるまで(燃焼が開始されるまで)の間の圧縮行程中の1点(クランク角=θ0)における筒内圧力の実測値をP(θ0)とし、当該圧縮行程中の1点における筒内容積をV(θ0)とし、吸気弁の全閉後、排気弁の開弁までの間(圧縮行程および膨張行程)の複数点における筒内圧力および筒内容積をP(θ1),P(θ2),P(θ3),V(θ1),V(θ2),V(θ3)とすれば、次の(2)式に示される関係が成立する。ただし、P(θ1),P(θ2)およびP(θ3)は、基本的に、いわゆるモータリング時(クランキング時や減速時)の圧縮圧力に相当するものであり、燃焼による影響分(燃焼圧)を含まないもの(燃焼中の筒内圧力であれば、燃焼による影響分を補正したもの)とする。 By the way, the compression stroke and the expansion stroke after the intake valve of the internal combustion engine is fully closed until the exhaust valve is opened can be regarded as a substantially adiabatic process. Then, after the intake valve is fully closed, the measured value of the in-cylinder pressure at one point (crank angle = θ 0 ) during the compression stroke until ignition is performed (combustion is started) is obtained. P (θ 0 ), the in-cylinder volume at one point during the compression stroke is V (θ 0 ), and there are a plurality of intervals from the fully closing of the intake valve to the opening of the exhaust valve (compression stroke and expansion stroke). If the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume at the point are P (θ 1 ), P (θ 2 ), P (θ 3 ), V (θ 1 ), V (θ 2 ), V (θ 3 ), The relationship shown in equation (2) is established. However, P (θ 1 ), P (θ 2 ), and P (θ 3 ) basically correspond to the compression pressure during so-called motoring (during cranking or deceleration) and are affected by combustion. Minute (combustion pressure) is not included (if in-cylinder pressure during combustion, the effect due to combustion is corrected).
そして、上記(2)式の関係を利用すれば、吸気弁の全閉後、排気弁の開弁までの間の圧縮行程および膨張行程における複数点(クランク角=θ1,θ2,θ3)における筒内圧力は、次の(3)〜(5)式に示されるように表わされる。 If the relationship of the above equation (2) is used, a plurality of points (crank angles = θ 1 , θ 2 , θ 3) in the compression stroke and the expansion stroke after the intake valve is fully closed until the exhaust valve is opened. ) In-cylinder pressure is expressed as shown in the following equations (3) to (5).
本発明の第2の形態は、このような知見を利用するものである。すなわち、本発明の第2の形態のもとでは、圧縮行程中の1点における筒内圧力の実測値P(θ0)に基づいて所定の複数点(クランク角=θ1,θ2,θ3)における筒内圧力が推定され、これらの複数点における筒内圧力の推定値P(θ1),P(θ2),P(θ3)に基づいて例えば圧縮上死点等の所定の基準点に対応したクランク角が例えばガウス近似処理等により近似的に算出される。 The second aspect of the present invention utilizes such knowledge. That is, under the second embodiment of the present invention, a predetermined number of points (crank angles = θ 1 , θ 2 , θ) are based on the actually measured value P (θ 0 ) of the in-cylinder pressure at one point during the compression stroke. 3 ), the in-cylinder pressure is estimated. Based on the estimated values P (θ 1 ), P (θ 2 ), and P (θ 3 ) of the in-cylinder pressure at the plurality of points, a predetermined top dead center or the like is determined. The crank angle corresponding to the reference point is approximately calculated by, for example, Gaussian approximation processing.
このような本発明の第2の形態のもとでは、圧縮行程の1点における筒内圧力の実測値P(θ0)が得られれば、筒内圧力のピークを検出する前であっても、真値に近いクランク角を得ることができる。従って、本発明の第2の形態によっても、所望のタイミングでクランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を算出し、内燃機関のクランク角の高精度な測定を実行することが可能となる。 Under such a second embodiment of the present invention, if the measured value P (θ 0 ) of the in-cylinder pressure at one point in the compression stroke is obtained, even before the peak of the in-cylinder pressure is detected. A crank angle close to the true value can be obtained. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to calculate a correction amount for satisfactorily correcting the detection value of the crank angle sensor at a desired timing and to perform highly accurate measurement of the crank angle of the internal combustion engine. It becomes possible.
また、複数点における筒内圧力P(θ1),P(θ2),P(θ3)は、圧縮行程中の1点における筒内圧力P(θ0)と当該圧縮行程中の1点における筒内容積V(θ0)を所定の指数κで累乗した値との積を、筒内容積V(θ1),V(θ2)またはV(θ3)を所定の指数κで累乗した値で除することにより算出されると好ましい。更に、近似的に算出されたクランク角と基準点に対応したクランク角とに基づいてクランク角センサの検出値を補正するための補正量が算出されると好ましく、この補正量は、例えばエンジン冷却水温度等に代表される内燃機関の温度に応じて補正されると好ましい。これにより、クランク角センサの補正量をより一層真値に近づけることが可能となる。 The in-cylinder pressures P (θ 1 ), P (θ 2 ), and P (θ 3 ) at a plurality of points are the in-cylinder pressure P (θ 0 ) at one point during the compression stroke and one point during the compression stroke. Is the product of the in-cylinder volume V (θ 0 ) raised to the power of the predetermined index κ, and the in-cylinder volume V (θ 1 ), V (θ 2 ) or V (θ 3 ) is raised to the power of the predetermined index κ Preferably, it is calculated by dividing by the value obtained. Further, it is preferable that a correction amount for correcting the detected value of the crank angle sensor is calculated based on the approximately calculated crank angle and the crank angle corresponding to the reference point. It is preferable that the correction is made according to the temperature of the internal combustion engine represented by the water temperature or the like. Thereby, the correction amount of the crank angle sensor can be made closer to the true value.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図2は、本発明によるクランク角測定装置を備えた内燃機関を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関1は、シリンダブロック2に形成された燃焼室3の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室3内でピストン4を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図2には1気筒のみが示されるが、内燃機関1は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関1は、例えば4気筒エンジンとして構成される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine equipped with a crank angle measuring device according to the present invention. The
各燃焼室3の吸気ポートは、吸気マニホールドを介して吸気管5に接続され、各燃焼室3の排気ポートは、排気マニホールドを介して排気管6に接続されている。また、内燃機関1のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Viと、排気ポートを開閉する排気弁Veとが燃焼室3ごとに配設されている。各吸気弁Viおよび各排気弁Veは、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構(図示省略)によって開閉させられる。更に、内燃機関1は、気筒数に応じた数の点火プラグ7を有し、点火プラグ7は、対応する燃焼室3内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。
The intake port of each combustion chamber 3 is connected to the intake pipe 5 via an intake manifold, and the exhaust port of each combustion chamber 3 is connected to the
吸気管5は、図2に示されるように、サージタンク8に接続されている。サージタンク8には、給気管L1が接続されており、給気管L1は、エアクリーナ9を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、給気管L1の中途(サージタンク8とエアクリーナ9との間)には、スロットルバルブ(本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ)10が組み込まれている。一方、排気管6には、図2に示されるように、三元触媒を含む前段触媒装置11aおよびNOx吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置11bが接続されている。
The intake pipe 5 is connected to a surge tank 8 as shown in FIG. An air supply pipe L1 is connected to the surge tank 8, and the air supply pipe L1 is connected to an air intake port (not shown) via an air cleaner 9. A throttle valve (electronically controlled throttle valve in this embodiment) 10 is incorporated in the middle of the supply pipe L1 (between the surge tank 8 and the air cleaner 9). On the other hand, as shown in FIG. 2, a front-
更に、内燃機関1は、図2に示されるように、複数のインジェクタ12を有し、インジェクタ12は、対応する燃焼室3内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。また、内燃機関1の各ピストン4は、いわゆる深皿頂面型に構成されており、その上面には、凹部4aが形成されている。そして、内燃機関1では、各燃焼室3内に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ12から各燃焼室3内のピストン4の凹部4aに向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。これにより、内燃機関1では、点火プラグ7の近傍に燃料と空気との混合気の層が周囲の空気層と分離された状態で形成(成層化)されるので、極めて希薄な混合気を用いて安定した成層燃焼を実行することが可能となる。なお、本実施形態の内燃機関1は、いわゆる直噴エンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明が吸気管(吸気ポート)噴射式の内燃機関に適用され得ることはいうまでもない。
Further, as shown in FIG. 2, the
上述の各点火プラグ7、スロットルバルブ10、各インジェクタ12および動弁機構等は、内燃機関1の制御装置として機能するECU20に電気的に接続されている。ECU20は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。ECU20には、吸入空気量を検出するエアフローメータAFMや、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ13といった各種センサが図示されないA/D変換器等を介して電気的に接続されている。ECU20は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ7、スロットルバルブ10、インジェクタ12、動弁機構等を制御する。
Each of the spark plugs 7, the
図2に示されるように、ECU20に接続されるセンサ類には、更にクランク角センサ14が含まれる。クランク角センサ14は、クランクシャフトに固定されるロータプレート(シグナルプレート)等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、クランクシャフトの回転角度を示すパルス信号をECU20に与える。また、内燃機関1は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ(筒内圧検出手段)15を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ15は、対応する燃焼室3内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、図示されないA/D変換器等を介してECU20に電気的に接続されている。各筒内圧センサ15は、燃焼室3内でその受圧面に加わる圧力(筒内圧力)に応じた電圧信号(検出値を示す信号)をECU20に与える。クランク角センサ14や各筒内圧センサ15の検出値は、微小時間おきにECU20に順次与えられ、ECU20の所定の記憶領域(バッファ)に所定量ずつ格納保持される。そして、クランク角センサ14や各筒内圧センサ15から信号を受け取ったECU20は、各センサの検出値を内燃機関1の制御に用いる。
As shown in FIG. 2, the sensors connected to the
ここで、クランク角センサ14によるクランク角の検出精度は、ロータプレート等の加工精度や取付精度に大きく依存し、しかも、クランク角センサの出力信号には、点火プラグ7やインジェクタ12等からの電磁ノイズや、内燃機関1自体の振動ノイズが重畳し易い。このため、実際には、クランク角センサ14の検出値と実際のクランク角(真値)とがズレてしまうことが多い。この点に鑑みて、本発明では、各筒内圧センサ15やECU20等により、クランク角センサ14の検出値を補正して内燃機関1のクランク角の高精度な測定を可能とするクランク角測定装置が構成される。
Here, the detection accuracy of the crank angle by the
次に、図3を参照しながら、上述の内燃機関1においてクランク角センサ14の検出値を補正するための補正量を算出する手法について説明する。
Next, a method for calculating a correction amount for correcting the detection value of the
図3のルーチンに従ってクランク角センサ14の検出値を補正するための補正量を算出する場合、ECU20は、まず、各筒内圧センサ15から所定時間おきに発せられる信号に基づいて、当該所定時間の間における筒内圧力の変動量ΔPを燃焼室3ごとに、
ΔP=Pk+1−Pk
として算出する(S10,S12)。ただし、Pkは、あるタイミングで何れかの筒内圧センサ15からECU20に与えられる信号が示す筒内圧力の値を示し、kは、1以上の整数である。そして、変動量ΔPを求めると、ECU20は、変動量ΔPが予め定められた閾値Prを上回っているか否か判定する(S14)。
When calculating the correction amount for correcting the detection value of the
ΔP = P k + 1 −P k
(S10, S12). However, P k indicates a value of the in-cylinder pressure indicated by a signal given from any of the in-
ECU20は、S12およびS14の処理を繰り返し実行し、何れかの燃焼室3において変動量ΔPが閾値Prを上回っていると判断すると(S14)、ECU20は、変動量ΔPが閾値Prを上回っている燃焼室3が圧縮行程にあると判断し、当該燃焼室3について、所定の記憶領域から、予め定められた仮のクランク角xおよびx+Δxに対応した筒内圧力の実測値P(x)およびP(x+Δx)を読み出す(S16)。本実施形態において、仮のクランク角xは、吸気弁の全閉から圧縮上死点までの間から選択され、例えば20°とされる。また、Δxは、例えば各筒内圧センサ15のサンプリング周期と同一の10°とされ、S16では、対象となる燃焼室3のP(20°)およびP(30°)の値が所定の記憶領域から読み出される。
When the
仮のクランク角xおよびx+Δxに対応した筒内圧力の実測値P(x)およびP(x+Δx)を読み出すと、ECU20は、上記(1)式の右辺に筒内圧力の実測値P(x=20°)およびP(x+Δx=30°)を代入すると共に、筒内容積をV(θ)およびV(θ+Δx)として代入し、吸気弁の全閉から圧縮上死点までの範囲においてθを変化させることにより、熱発生量の偏差ΔQPVを最小にするクランク角を実測値P(x)に対応する真のクランク角として算出する(S18)。本実施形態では、Vκ(θ)およびVκ(θ+Δx)の値が予め算出された上で記憶装置に記憶されており、S18において、ECU20は、記憶装置からVκ(θ)およびVκ(θ+Δx)の値を順次読み出して上記(1)式の右辺に代入する繰り返し計算を実行することにより、ΔQPVを最小にする真のクランク角を算出する。
When the measured values P (x) and P (x + Δx) of the in-cylinder pressure corresponding to the temporary crank angle x and x + Δx are read, the
実測値P(x)に対応する真のクランク角を算出すると、ECU20は、当該真のクランク角と、仮のクランク角xとの偏差をとることにより、クランク角センサ14の検出値に対する補正量αを算出する(S20)。このように、所望のタイミングで図3のルーチンを実行することにより、クランク角センサ14の検出値を良好に補正するための補正量を算出し、内燃機関1のクランク角の高精度な測定を実行することが可能となる。そして、図3のルーチンによれば、圧縮行程にある燃焼室3が判別されれば、筒内圧力のピークを検出する前であっても真値に近いクランク角を得ることができることから、図3のルーチンは、特に、各燃焼室3におけるピストン4の位置(クランク角)が不明となる内燃機関1の始動時に実行されると有効である。これにより、内燃機関1の始動直後から、クランク角を精度よく測定することが可能となる。
When the true crank angle corresponding to the actual measurement value P (x) is calculated, the
更に、図3のルーチンにおいては、S20にて算出されたクランク角センサ14の補正量αが更に水温センサ13によって検出されるエンジン冷却水の温度に応じて補正される(S22)。すなわち、クランク角の真値とクランク角センサ14により検出されるクランク角との偏差(ズレ量)は、冷却水温度等に代表される内燃機関1の温度にも依存するものであり、内燃機関1の温度(冷却水温度)と、上記偏差(ズレ量)の温度依存分δとの間には、図4に示されるような相関が存在する。
Further, in the routine of FIG. 3, the correction amount α of the
このため、本実施形態では、冷却水温度と上記ズレ量δとの関係を規定するマップが予め記憶装置に記憶されており、ECU20は、S20の処理の後、水温センサ13の検出値に基づいてエンジン冷却水の温度を取得すると共に、取得したエンジン冷却水の温度に対応するズレ量δを上記マップから読み出す。そして、ECU20は、読み出したズレ量δを用いて、S20にて算出した補正量αを補正した上で所定の記憶領域に記憶させ、図3のルーチンを終了させる。このように、クランク角センサ14の補正量αをエンジン冷却水の温度に応じて補正することにより、クランク角センサ14の補正量αをより一層真値に近づけることが可能となる。
For this reason, in the present embodiment, a map that defines the relationship between the coolant temperature and the deviation amount δ is stored in advance in the storage device, and the
図5は、上述の内燃機関1においてクランク角センサ14の補正量を算出する他の手法を説明するためのフローチャートである。図5のルーチンは、図3のルーチンと択一的に実行されるものであり、所定の条件が成立した場合に、図5のルーチンが実行されることになる。図5のルーチンに従ってクランク角センサ14の検出値を補正するための補正量を算出する場合、ECU20は、まず、所定の1つの燃焼室3について、所定の記憶領域から、吸気弁Viが全閉とされた後、点火が実行されるまで(燃焼が開始されるまで)の間の圧縮行程中の1点(クランク角=θ0)における筒内圧力の実測値P(θ0)を読み出す(S30)。この筒内圧力の実測値P(θ0)は、以下の処理において基準となる筒内圧力であり、本実施形態において、θ0は、例えば−60°とされる。
FIG. 5 is a flowchart for explaining another method for calculating the correction amount of the
S30にて基準となる筒内圧力P(θ0)を読み出すと、ECU20は、上記(3)〜(5)式の関係を用いて、上記所定の燃焼室3について、吸気弁Viの全閉後、排気弁Veの開弁までの間の圧縮行程および膨張行程における複数点(クランク角=θ1,θ2,θ3)における筒内圧力P(θ1),P(θ2),P(θ3)を算出(推定)する(S32)。本実施形態では、S32において、例えばθ1=−10°,θ2=0°,θ3=10°となる時の筒内圧力P(−10°),P(0°),P(10°)が算出される。なお、本実施形態では、クランク角がθ3=10°となる時点では燃焼室3において燃焼が実行されていることになるので、S32にて推定される筒内圧力P(θ3)は、燃焼による影響分(燃焼圧)を除いた(補正した)ものとなる。また、クランク角θ1,θ2およびθ3は、基準点としての圧縮上死点に対応した値が含まれるであろう角度範囲から選択される任意の複数点とすることができる。
When the in-cylinder pressure P (θ 0 ) as a reference is read in S30, the
ここで、θ1=−10°および筒内圧力の推定値P(−10°)を(θ1,P1)と表し、θ2=0°および筒内圧力P(0°)を(θ2,P2)と表し、θ=10°および筒内圧力P(10°)を(θ3,P3)と表すと、これらの(θ1,P1),(θ2,P2)および(θ3,P3)を用いてガウス近似処理を実行することにより、基準点としての圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めることができる(S34)。 Here, θ 1 = −10 ° and the estimated value P (−10 °) of the in-cylinder pressure are represented as (θ 1 , P 1 ), and θ 2 = 0 ° and the in-cylinder pressure P (0 °) are represented by (θ 2 , P 2 ), and θ = 10 ° and in-cylinder pressure P (10 °) are expressed as (θ 3 , P 3 ), these (θ 1 , P 1 ), (θ 2 , P 2 ) By executing Gaussian approximation using (θ 3 , P 3 ), an approximate value of the crank angle corresponding to the compression top dead center as the reference point can be obtained (S34).
すなわち、図5のルーチンのもとでは、クランク角が−10°から10°の範囲で、筒内圧力は、その特性を良好に反映した次の(6)式(ガウス関数)により表されると仮定される。この場合、(6)式のPすなわち筒内圧力が最大となるのは、θ=mのときであるから、Pを最大にするmは、圧縮上死点に対応したクランク角(の近似値)に相当する。また、(θ1,P1),(θ2,P2)および(θ3,P3)を(6)式にそれぞれ代入して両辺の対数をとると、次の(7)式が得られ、(7)式を解くことにより、圧縮上死点に対応したクランク角の近似値(=m)を求めことができる。なお、(7)式において、dは時定数を、Kはゲインを示す。 That is, under the routine of FIG. 5, the in-cylinder pressure is expressed by the following equation (6) (Gaussian function) that well reflects the characteristics when the crank angle is in the range of -10 ° to 10 °. Is assumed. In this case, P in Equation (6), that is, the in-cylinder pressure, becomes maximum when θ = m. Therefore, m that maximizes P is an approximate value of the crank angle corresponding to the compression top dead center. ). Further, when (θ 1 , P 1 ), (θ 2 , P 2 ) and (θ 3 , P 3 ) are respectively substituted into the equation (6) and the logarithm of both sides is taken, the following equation (7) is obtained. Thus, by solving the equation (7), an approximate value (= m) of the crank angle corresponding to the compression top dead center can be obtained. In Equation (7), d is a time constant, and K is a gain.
S34の処理により、対象となる燃焼室3について、圧縮上死点に対応したクランク角の近似値(=m)を求めると、ECU20は、求めた近似値(=m)と、圧縮上死点に対応するクランク角(本実施形態では、0°)との偏差をとることにより、クランク角センサ14の検出値に対する補正量αを算出する(S36)。更に、図5のルーチンにおいても、S36にて算出されたクランク角センサ14の補正量αは、より一層真値に近づくように、上述のS22と同様にして水温センサ13によって検出されるエンジン冷却水の温度に応じて補正される(S38)。ECU20は、S38にてエンジン冷却水の温度に応じて補正した補正量αを所定の記憶領域に記憶させると、図5のルーチンを終了させる。
When the approximate value (= m) of the crank angle corresponding to the compression top dead center is obtained for the target combustion chamber 3 by the process of S34, the
このように、図5のルーチンによれば、圧縮行程の1点における筒内圧力の実測値P(θ0)が得られれば、筒内圧力のピークを検出する前であっても、真値に近いクランク角を得ることができる。従って、図5のルーチンが実行されても、クランク角センサ14の検出値を良好に補正するための補正量を算出し、内燃機関1のクランク角の高精度な測定を実行することが可能となる。なお、S30では、すべての燃焼室3について筒内圧力P(θ0)を読み出して平均値を求め、求めた平均値を用いてS32以降の処理を実行してもよい。また、S30にて、すべての燃焼室3について筒内圧力P(θ0)を読み出し、燃焼室3ごとにS32以降の処理を実行して燃焼室3ごとに補正量αを求めてもよい。
As described above, according to the routine of FIG. 5, if the measured value P (θ 0 ) of the in-cylinder pressure at one point in the compression stroke is obtained, the true value is obtained even before the peak of the in-cylinder pressure is detected. A crank angle close to can be obtained. Therefore, even when the routine of FIG. 5 is executed, it is possible to calculate a correction amount for satisfactorily correcting the detection value of the
1 内燃機関
3 燃焼室
4 ピストン
5 吸気管
6 排気管
7 点火プラグ
8 サージタンク
10 スロットルバルブ
11a,11b 触媒装置
12 インジェクタ
13 水温センサ
14 クランク角センサ
15 筒内圧センサ
AFM エアフローメータ
Ve 排気弁
Vi 吸気弁
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記燃焼室内の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、
圧縮行程にある燃焼室を判別する判別手段と、
前記判別手段によって圧縮行程にあると判別された燃焼室に関し、圧縮行程中の所定のクランク角(Δx)だけ離れた2点の仮クランク角(x,x+Δx)に対応した前記筒内圧検出手段により検出される筒内圧力の実測値(P(x),P(x+Δx))と、所定のクランク角(Δx)だけ離れた2点の筒内容積(V(θ),V(θ+Δx))を用いて、前記2点間における熱発生量の偏差(ΔQ)を算出すると共に、前記2つの筒内容積(V(θ),V(θ+Δx))のクランク角(θ)を吸気弁の全閉から圧縮上死点までの範囲において変化させて前記熱発生量の偏差(ΔQ)の絶対値を最小にするクランク角(θ又はθ+Δx)を求め、このクランク角を前記圧縮行程中の2点の何れか一方における筒内圧力に対応した真のクランク角として算出する演算手段とを備えることを特徴とするクランク角測定装置。 A crank angle measuring device that is applied to an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and measures a crank angle of the internal combustion engine,
In-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure in the combustion chamber;
A discriminating means for discriminating the combustion chamber in the compression stroke;
With respect to the combustion chamber determined to be in the compression stroke by the determination means, the in- cylinder pressure detection means corresponding to two temporary crank angles (x, x + Δx) separated by a predetermined crank angle (Δx) during the compression stroke. The actually measured values (P (x), P (x + Δx)) of the detected in-cylinder pressure and the in-cylinder volumes (V (θ), V (θ + Δx)) at two points separated by a predetermined crank angle (Δx) are obtained. And calculating the deviation (ΔQ) of the heat generation amount between the two points, and the crank angle (θ) of the two in-cylinder volumes (V (θ), V (θ + Δx)) is fully closed. The crank angle (θ or θ + Δx) that minimizes the absolute value of the deviation (ΔQ) of the heat generation amount by changing in the range from the top dead center to the compression top dead center is obtained, and this crank angle is calculated at two points in the compression stroke. Calculated as the true crank angle corresponding to the cylinder pressure at either one Crank angle measurement apparatus comprising: a calculation means that.
前記熱発生量の偏差を最小にするクランク角と前記仮のクランク角とに基づいて前記クランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された前記補正量を前記内燃機関の温度に応じて補正する手段とを更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載のクランク角測定装置。 A crank angle sensor for detecting a crank angle of the internal combustion engine;
A correction amount calculating means for calculating a correction amount for correcting the detected value of the crank angle sensor based on the crank angle that minimizes the deviation of the heat generation amount and the temporary crank angle;
The crank angle measuring device according to claim 1 or 2, further comprising means for correcting the correction amount calculated by the correction amount calculating means according to the temperature of the internal combustion engine.
圧縮行程にある燃焼室を判別し、圧縮行程にあると判別された燃焼室に関し、圧縮行程中の所定のクランク角(Δx)だけ離れた2点の仮クランク角(x,x+Δx)に対応した前記筒内圧検出手段により検出される筒内圧力の実測値(P(x),P(x+Δx))と、所定のクランク角(Δx)だけ離れた2点の筒内容積(V(θ),V(θ+Δx))を用いて、前記2点間における熱発生量の偏差(ΔQ)を算出すると共に、前記2つの筒内容積(V(θ),V(θ+Δx))のクランク角(θ)を吸気弁の全閉から圧縮上死点までの範囲において変化させて前期熱発生量の偏差(ΔQ)の絶対値を最小にするクランク角(θ又はθ+Δx)を求め、このクランク角を前記圧縮行程中の2点の何れか一方における筒内圧力に対応した真のクランク角として算出することを特徴とするクランク角測定方法。 A crank angle measuring method applied to an internal combustion engine that generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber, and measuring a crank angle of the internal combustion engine,
The combustion chamber in the compression stroke is determined, and the combustion chamber determined to be in the compression stroke corresponds to two temporary crank angles (x, x + Δx) separated by a predetermined crank angle (Δx) during the compression stroke. The measured value (P (x), P (x + Δx)) of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means and the in-cylinder volume (V (θ), V (θ + Δx)) is used to calculate the deviation (ΔQ) of the heat generation amount between the two points, and the crank angle (θ) of the two in-cylinder volumes (V (θ), V (θ + Δx)) Is changed in the range from the fully closed state of the intake valve to the compression top dead center to obtain the crank angle (θ or θ + Δx) that minimizes the absolute value of the deviation (ΔQ) of the previous heat generation amount, and the crank angle is compressed as described above. True crank angle corresponding to in-cylinder pressure at one of the two points in the stroke Crank angle measurement method and calculating by.
前記燃焼室内の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、
圧縮行程中の1点における前記筒内圧検出手段の検出値に基づいて所定の複数点における筒内圧力を推定する筒内圧推定手段と、
前記筒内圧推定手段により推定された前記複数点における筒内圧力に基づいて所定の基準点に対応したクランク角をガウス近似処理を実行することにより近似的に算出する演算手段とを備えることを特徴とするクランク角測定装置。 A crank angle measuring device that is applied to an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and measures a crank angle of the internal combustion engine,
In-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure in the combustion chamber;
In-cylinder pressure estimating means for estimating in-cylinder pressure at a plurality of predetermined points based on a detection value of the in-cylinder pressure detecting means at one point during the compression stroke;
Computational means for approximately calculating a crank angle corresponding to a predetermined reference point by executing Gaussian approximation processing based on in-cylinder pressure at the plurality of points estimated by the in-cylinder pressure estimating means. Crank angle measuring device.
前記演算手段によって近似的に算出されたクランク角と前記基準点に対応したクランク角とに基づいて前記クランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された前記補正量を前記内燃機関の温度に応じて補正する手段とを更に備えることを特徴とする請求項5または6に記載のクランク角測定装置。 A crank angle sensor for detecting a crank angle of the internal combustion engine;
Correction amount calculation means for calculating a correction amount for correcting the detected value of the crank angle sensor based on the crank angle approximately calculated by the calculation means and the crank angle corresponding to the reference point;
The crank angle measuring device according to claim 5 or 6, further comprising means for correcting the correction amount calculated by the correction amount calculating means according to the temperature of the internal combustion engine.
圧縮行程中の1点における筒内圧力の実測値に基づいて所定の複数点における筒内圧力を推定すると共に、前記複数点における筒内圧力の推定値に基づいて所定の基準点に対応したクランク角をガウス近似処理を実行することにより近似的に算出することを特徴とするクランク角測定方法。 A crank angle measuring method applied to an internal combustion engine that generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber, and measuring a crank angle of the internal combustion engine,
A crank corresponding to a predetermined reference point based on an estimated value of the in-cylinder pressure at the plurality of points based on an actually measured value of the in-cylinder pressure at one point during the compression stroke. A method of measuring a crank angle, wherein the angle is approximately calculated by executing a Gaussian approximation process .
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