JP4317842B2 - Abnormality judgment device for pressure state detection device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の気筒内の圧力状態を検出する圧力状態検出装置の異常を判定する圧力状態検出装置の異常判定装置に関する。   The present invention relates to an abnormality determination device for a pressure state detection device that determines an abnormality of a pressure state detection device that detects a pressure state in a cylinder of an internal combustion engine.

従来の筒内圧センサの異常判定装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この内燃機関は4気筒のガソリンエンジンであり、各気筒に筒内圧センサが設けられている。筒内圧センサは、点火プラグに取り付けられ、気筒内の圧力(以下「筒内圧」という)を検出する。この異常判定装置では、内燃機関のフューエルカット中に、筒内圧センサの異常判定が次のようにして行われる。まず、筒内圧センサで検出された筒内圧に基づいて、図示平均有効圧力を算出する。また、これと並行して、内燃機関の回転数に基づいて、得られるべき図示平均有効圧力を推定する。そして、以上のようにして求めた2つの図示平均有効圧力の偏差の絶対値が所定値を上回るときには、筒内圧センサに異常が生じていると判定する。   As a conventional abnormality determination device for an in-cylinder pressure sensor, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. This internal combustion engine is a 4-cylinder gasoline engine, and an in-cylinder pressure sensor is provided in each cylinder. The in-cylinder pressure sensor is attached to the spark plug and detects the pressure in the cylinder (hereinafter referred to as “in-cylinder pressure”). In this abnormality determination device, the abnormality determination of the in-cylinder pressure sensor is performed as follows during the fuel cut of the internal combustion engine. First, the indicated mean effective pressure is calculated based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor. In parallel with this, the indicated mean effective pressure to be obtained is estimated based on the rotational speed of the internal combustion engine. When the absolute value of the deviation between the two indicated mean effective pressures obtained as described above exceeds a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the in-cylinder pressure sensor.

しかし、従来の異常判定装置では、筒内圧センサの異常を適切に判定できない場合がある。例えば、筒内圧センサとして一般に用いられる圧電素子タイプの筒内圧センサでは、検出筒内圧は、実際の筒内圧が同一であっても、取付部への圧電素子の締め付け度合に応じて変化し、締め付け度合が低いほど、より小さくなる。このことが原因となって、検出筒内圧が実際の筒内圧に対して大きくずれた場合、従来の異常判定装置では、筒内圧に基づいて算出した図示平均有効圧力は過小または過大になり、推定した図示平均有効圧力との偏差が大きくなるため、筒内圧センサが正常であっても、異常であると誤判定してしまう。   However, the conventional abnormality determination device may not be able to appropriately determine abnormality of the in-cylinder pressure sensor. For example, in a piezoelectric element type in-cylinder pressure sensor generally used as an in-cylinder pressure sensor, even if the actual in-cylinder pressure is the same, the detected in-cylinder pressure changes according to the tightening degree of the piezoelectric element to the mounting portion, The lower the degree, the smaller. If the detected in-cylinder pressure greatly deviates from the actual in-cylinder pressure due to this, in the conventional abnormality determination device, the indicated mean effective pressure calculated based on the in-cylinder pressure is too small or too large, and is estimated. Since the deviation from the indicated mean effective pressure increases, even if the in-cylinder pressure sensor is normal, it is erroneously determined to be abnormal.

このような誤判定は、筒内圧センサにゲインの変化やドリフトなどが生じている場合にも発生する。すなわち、筒内圧センサの締め付け度合、個体差や経時劣化などによって、ゲインの変化やドリフトが発生した場合でも、波形が正常であれば、学習などの補正によって、その検出筒内圧の真値を求めることが可能であるため、必ずしも異常と判定する必要はない。しかし、従来の異常判定装置では、検出筒内圧に基づいて、図示平均有効圧力が過小または過大に算出されるため、異常と判定してしまう。また、波形に異常な乱れがある場合でも、図示平均有効圧力が正常時と変わらない値として算出されることがあり、その場合には、筒内圧センサが異常であるにもかかわらず、正常であると誤判定されてしまう。このような波形異常は、例えば、検出精度のより高い筒内圧センサを用いるとともに、その取付を適切に行うことによって回避できる可能性もあるが、そのようなセンサは一般に非常に高価であるため、製造コストを押し上げてしまう。   Such an erroneous determination also occurs when a gain change or drift occurs in the in-cylinder pressure sensor. That is, even if a gain change or drift occurs due to the degree of tightening of the in-cylinder pressure sensor, individual differences, deterioration over time, etc., if the waveform is normal, the true value of the detected in-cylinder pressure is obtained by correction such as learning. Therefore, it is not always necessary to determine that there is an abnormality. However, in the conventional abnormality determination device, the indicated average effective pressure is calculated to be excessively low or excessively based on the detected in-cylinder pressure, so that it is determined as abnormal. In addition, even if there is an abnormal disturbance in the waveform, the indicated mean effective pressure may be calculated as a value that is not different from that in the normal state. It is misjudged that there is. Such a waveform abnormality can be avoided by, for example, using a cylinder pressure sensor with higher detection accuracy and appropriately mounting it, but such a sensor is generally very expensive, Increases manufacturing costs.

さらに、従来の異常判定装置では、筒内圧センサの出力の位相が大きくずれる異常(以下「オフセット異常」という)が生じている場合でも、筒内圧に基づいて算出された図示平均有効圧力が、正常時のそれに対して大きくずれない限り、異常と判定されないので、やはり異常を適切に判定することができない。   Further, in the conventional abnormality determination device, the indicated mean effective pressure calculated based on the in-cylinder pressure is normal even when an abnormality in which the phase of the output of the in-cylinder pressure sensor is greatly shifted (hereinafter referred to as “offset abnormality”) occurs Unless it deviates greatly with respect to that of time, it is not determined to be abnormal, so that it is not possible to appropriately determine abnormality.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、圧力状態検出装置の波形異常を含む異常を適切に判定することができる圧力状態検出装置の異常判定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides an abnormality determination device for a pressure state detection device that can appropriately determine an abnormality including a waveform abnormality of the pressure state detection device. Objective.

特開平8−246941号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-246941

この目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関3の気筒3a内の圧力状態(実施形態における(以下、本項において同じ)筒内圧PCYL)を検出する圧力状態検出装置(筒内圧センサ10、ECU2)の異常判定装置1であって、内燃機関3の運転中に内燃機関3への燃料の供給を停止する燃料供給停止手段(インジェクタ6、ECU2)と、燃料供給停止手段により内燃機関3への燃料供給が停止されているときに検出された圧力状態に基づいて、圧縮行程から膨張行程までの間における圧力状態の増減方向および増減度合いをそれぞれ表す複数のベクトルθを連続的に算出するベクトル算出手段(ECU2、ステップ5)と、算出された複数のベクトルの今回値θ(n)と前回値θ(n−1)との差を表す複数のベクトル偏差dθを連続的に算出するベクトル偏差算出手段(ECU2、ステップ6)と、算出された複数のベクトルθおよびベクトル偏差dθの推移に基づいて、検出された圧力状態が第1および第2変曲点IP1,IP2に達したタイミングを算出する変曲点タイミング算出手段(ECU2、ステップ7,8,16,17)と、算出された第1および第2変曲点タイミングと所定の第1および第2タイミングをそれぞれ比較することによって、圧力状態検出装置の波形異常を判定する異常判定手段(ECU2、ステップ28〜30)と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is a pressure state detection device that detects a pressure state in the cylinder 3a of the internal combustion engine 3 (in-cylinder pressure PCYL in the embodiment (hereinafter, the same in this section)). In-cylinder pressure sensor 10, ECU 2) abnormality determination device 1, fuel supply stop means (injector 6, ECU 2) for stopping fuel supply to internal combustion engine 3 during operation of internal combustion engine 3, and fuel supply stop means Based on the pressure state detected when the fuel supply to the internal combustion engine 3 is stopped by the above, a plurality of vectors θ each representing the increase / decrease direction and the degree of increase / decrease of the pressure state between the compression stroke and the expansion stroke are continuously provided. a plurality of vectors representing the difference vector calculating means (ECU 2, step 5) and present value of the plurality of vectors calculated θ (n) and the previous value θ and (n-1) for calculating manner Vector deviation calculating means for continuously calculating the difference d [theta] (ECU 2, step 6) and, on the basis of transition of a plurality of vectors θ and vector deviation d [theta] calculated, the detected pressure state first and second inflection Inflection point timing calculating means (ECU2, steps 7, 8, 16, 17) for calculating the timing at which the points IP1 and IP2 are reached, the calculated first and second inflection point timings and predetermined first and first inflection points. An abnormality determining means (ECU2, steps 28 to 30 ) for determining a waveform abnormality of the pressure state detection device by comparing two timings, respectively .

この圧力状態検出装置の異常判定装置によれば、内燃機関への燃料の供給を停止した燃料カット中に圧力状態検出装置で検出された圧力状態に基づいて、圧縮行程から膨張行程までの間における圧力状態の増減方向および増減度合いをそれぞれ表す複数のベクトルを連続的に算出し、これらの複数のベクトルの今回値と前回値との差を表す複数のベクトル偏差を連続的に算出するまた、算出されたベクトルおよびベクトル偏差の推移に基づいて、検出された圧力状態が第1および第2変曲点に達したタイミングを算出する。そして、算出された第1および第2変曲点タイミングと所定の第1および第2タイミングをそれぞれ比較することによって、圧力状態検出装置の波形異常を判定する。 According to the abnormality determination device of the pressure condition detecting apparatus, based on the detected pressure conditions in a pressure state detection device in the fuel cut stopping the supply of fuel to the internal combustion engine, during the period from the compression stroke to the expansion stroke A plurality of vectors each representing the increase / decrease direction and the degree of increase / decrease of the pressure state in are continuously calculated , and a plurality of vector deviations representing the difference between the current value and the previous value of these vectors are continuously calculated . Further, the timing at which the detected pressure state reaches the first and second inflection points is calculated based on the calculated vector and vector deviation . Then, the waveform abnormality of the pressure state detection device is determined by comparing the calculated first and second inflection point timings with predetermined first and second timings, respectively .

燃料カット中には、燃焼が行われないので、そのときに検出される圧力状態から、燃焼に起因する圧力の変動の影響が排除される。また、上述したようにして算出されたベクトルおよびベクトル偏差の各々は、所定期間ごとの圧力状態の増減方向と増減度合を表し、したがって、連続的に算出された複数のベクトルおよびベクトル偏差の推移は圧力状態の波形を表す。 Since the combustion is not performed during the fuel cut, the influence of the pressure fluctuation caused by the combustion is excluded from the pressure state detected at that time. Further, each of the calculated vector and the vector deviation as described above, show the changes direction and decreasing rate of the pressure state for each predetermined period, therefore, the transition of the plurality of vectors and vector deviation is calculated continuously Represents the pressure state waveform.

このため、波形に異常な乱れがある場合には、ベクトルおよびベクトル偏差が正常に推移しないので、圧力状態検出装置が異常であると適切に判定することができる。また、ゲインの変化やドリフトが発生した場合には、圧力状態の値自体は変動するものの、波形が正常に保たれている限り、ベクトルおよびベクトル偏差は正常に推移するので、圧力状態検出装置が正常であると適切に判定することができる。 For this reason, when there is an abnormal disturbance in the waveform, the vector and the vector deviation do not change normally, so that it is possible to appropriately determine that the pressure state detection device is abnormal. Also, when a gain change or drift occurs, the value of the pressure state itself will fluctuate, but as long as the waveform is kept normal, the vector and vector deviation will change normally. Appropriately determined as normal.

前述したように、ベクトルおよびベクトル偏差は検出された圧力状態の増減方向および増減度合を表し、ベクトルおよびベクトル偏差の推移は圧力状態の波形を表す。このため、例えば、検出された圧力状態の最小値と最大値との間において、圧力状態が単調に増加または減少している状態で、ベクトルが最大値または最小値に達したタイミングを、第1または第2変曲点タイミングとして算出することができる。また、燃料カット中には、圧力状態の第1および第2変曲点が実際に現れるタイミングはおおよそ定まる。このため、例えばそのようなタイミングを所定の第1および第2タイミングとして設定するとともに、設定した所定の第1および第2タイミングに対して算出された第1および第2変曲点タイミングが大きくずれている場合には、圧力状態検出装置の波形に異常な乱れがあり、波形異常が発生していると判定することができる。このように、第1および第2変曲点タイミングを所定の第1および第2タイミングと比較することによって、圧力状態の最小値と最大値の間における推移の状況を定量的に把握でき、それにより、波形異常の判定を適切に行うことができる。 As described above, the vector and the vector deviation represent the increase / decrease direction and the degree of increase / decrease of the detected pressure state, and the transition of the vector and vector deviation represents the waveform of the pressure state. Therefore, for example, when the pressure state monotonously increases or decreases between the minimum value and the maximum value of the detected pressure state, the timing at which the vector reaches the maximum value or the minimum value is set to the first value . Alternatively, it can be calculated as the second inflection point timing. Further, during the fuel cut, the timing at which the first and second inflection points in the pressure state actually appear is roughly determined. Thus, for example, and sets such a time as the predetermined first and second timing, largely deviated the first and second inflection point timing calculated for a given first and second timing set In the case where there is an abnormality, the waveform of the pressure state detection device is abnormally disturbed, and it can be determined that the waveform abnormality has occurred. Thus, by comparing the first and second inflection point timings with the predetermined first and second timings, it is possible to quantitatively grasp the transition state between the minimum value and the maximum value of the pressure state. Thus, it is possible to appropriately determine the waveform abnormality.

請求項に係る発明は、請求項1に記載の圧力状態検出装置の異常判定装置1において、内燃機関3のピストン3bが上死点(TDC)に達した上死点タイミング(基準値CATDCES)を検出する上死点タイミング検出手段(ECU2)をさらに備え、異常判定手段は、ベクトルθおよびベクトル偏差dθの推移に基づいて、検出された圧力状態のピークが発生したピークタイミングを算出するピークタイミング算出手段(ECU2、ステップ11)を有し、検出された上死点タイミングと算出されたピークタイミングを比較することによって、圧力状態検出装置のオフセット異常を判定することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the abnormality determination device 1 of the pressure state detection device according to claim 1, wherein the top dead center timing (reference value CATDCES) at which the piston 3b of the internal combustion engine 3 reaches the top dead center (TDC). further comprising a dead center timing detecting means on detecting (ECU 2), and the abnormality determining means, on the basis of transition of the vector θ and vector deviation d [theta], peak timing a peak of the detected pressure states to calculate the peak timing generated Computation means (ECU2, step 11) is provided, and the offset abnormality of the pressure state detection device is determined by comparing the detected top dead center timing with the calculated peak timing.

この構成によれば、異常判定手段は、上死点タイミング検出手段によって検出された内燃機関のピストンが上死点に達したタイミングと、ピークタイミング算出手段によって算出された圧力状態のピークが発生したタイミングを比較することによって、オフセット異常を判定する。   According to this configuration, the abnormality determining means generates the timing at which the piston of the internal combustion engine detected by the top dead center timing detecting means reaches the top dead center and the peak of the pressure state calculated by the peak timing calculating means. By comparing the timing, an offset abnormality is determined.

圧力状態がピークのときには、圧力状態が変化しなくなるため、ベクトルは値0になる。このため、ベクトルの推移に基づいて、その値が0で、かつ正値から負値に切り替わったタイミングを、検出された圧力状態のピークが発生したタイミングとして算出することができる。また、前述したように、燃料カット中には、燃焼に起因する圧力の変動の影響が排除されるので、実際の圧力状態は、内燃機関のピストンが上死点に達したときにピークになる。したがって、算出されたピークタイミングが上死点タイミングに対して大きくずれている場合には、圧力状態検出装置の出力の位相が大きくずれており、オフセット異常が発生していると判定することができる。このように、ピークタイミングを上死点タイミングと比較することによって、オフセット異常の判定を適切に行うことができる。 When the pressure state is at a peak, the pressure state does not change, so the vector has a value of zero. Therefore, based on the transition of the vector , the timing at which the value is 0 and the positive value is switched to the negative value can be calculated as the timing at which the detected pressure state peak occurs. Further, as described above, during the fuel cut, the influence of pressure fluctuation caused by combustion is eliminated, so the actual pressure state peaks when the piston of the internal combustion engine reaches top dead center. . Therefore, when the calculated peak timing is largely deviated from the top dead center timing, it can be determined that the phase of the output of the pressure state detection device is largely deviated and an offset abnormality has occurred. . Thus, by comparing the peak timing with the top dead center timing, it is possible to appropriately determine the offset abnormality.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態による異常判定装置1、およびこれを適用した内燃機関(以下「エンジン」という)3の概略構成を示している。エンジン3は、例えば車両(図示せず)に搭載されたディーゼルエンジンであり、4つの気筒3a(1つのみ図示)を有している。各気筒3aのピストン3bとシリンダヘッド3cとの間には、燃焼室3eが形成されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an abnormality determination device 1 according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 to which the abnormality determination device 1 is applied. The engine 3 is, for example, a diesel engine mounted on a vehicle (not shown), and has four cylinders 3a (only one is shown). A combustion chamber 3e is formed between the piston 3b and the cylinder head 3c of each cylinder 3a.

シリンダヘッド3cには、吸気管4および排気管5がそれぞれ接続され、吸気弁4aおよび排気弁5aが設けられるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6が、燃焼室3eに臨むように取り付けられている。インジェクタ6の燃料の噴射量およびタイミングは、後述するECU2からの駆動信号によって制御される。インジェクタ6には、筒内圧センサ10が一体に取り付けられている。筒内圧センサ10(圧力状態検出装置)は、圧電素子で構成されており、エンジン3の気筒3a内の圧力の変化量を表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、この検出信号に基づいて、気筒3a内の圧力(以下「筒内圧」という)PCYL(圧力状態)を算出する。   An intake pipe 4 and an exhaust pipe 5 are respectively connected to the cylinder head 3c, an intake valve 4a and an exhaust valve 5a are provided, and a fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 6 faces the combustion chamber 3e. It is attached. The fuel injection amount and timing of the injector 6 are controlled by a drive signal from the ECU 2 described later. An in-cylinder pressure sensor 10 is integrally attached to the injector 6. The in-cylinder pressure sensor 10 (pressure state detection device) is composed of a piezoelectric element, and outputs a detection signal indicating the amount of change in pressure in the cylinder 3a of the engine 3 to the ECU 2. The ECU 2 calculates a pressure (hereinafter referred to as “in-cylinder pressure”) PCYL (pressure state) in the cylinder 3a based on the detection signal.

エンジン3のクランクシャフト3dには、気筒判別センサ11およびクランク角センサ12が設けられている。これらのセンサ11,12はいずれもマグネットロータおよびMREピックアップで構成されており、それぞれの所定クランク角度位置でパルス信号を出力する。具体的には、気筒判別センサ11は、特定の気筒3aの所定のクランク角度位置で、気筒判別信号CYL(以下「CYL信号」という)を発生する。   The crankshaft 3 d of the engine 3 is provided with a cylinder discrimination sensor 11 and a crank angle sensor 12. Each of these sensors 11 and 12 includes a magnet rotor and an MRE pickup, and outputs a pulse signal at each predetermined crank angle position. Specifically, the cylinder discrimination sensor 11 generates a cylinder discrimination signal CYL (hereinafter referred to as “CYL signal”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder 3a.

クランク角センサ12は、クランクシャフト3dの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号を発生する。CRK信号は、所定のクランク角(例えば1°)ごとに出力され、ECU2は、このCRK信号に基づいて、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。TDC信号は、各気筒3aのピストン3bが吸気行程開始時のTDC付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒タイプの本例では、クランク角180°ごとに出力される。   The crank angle sensor 12 generates a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, as the crankshaft 3d rotates. The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 1 °), and the ECU 2 calculates the engine speed (hereinafter referred to as “engine speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3b of each cylinder 3a is at a predetermined crank angle position near the TDC at the start of the intake stroke, and is output at every crank angle of 180 ° in this example of the 4-cylinder type.

吸気管4には、吸入空気量を制御するための吸気絞り弁7が設けられている。吸気絞り弁7には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ7aが接続されている。吸気絞り弁7の開度は、アクチュエータ7aに供給される電流のデューティ比をECU2で制御することによって、制御される。   The intake pipe 4 is provided with an intake throttle valve 7 for controlling the intake air amount. The intake throttle valve 7 is connected to an actuator 7a made of, for example, a DC motor. The opening degree of the intake throttle valve 7 is controlled by the ECU 2 controlling the duty ratio of the current supplied to the actuator 7a.

また、吸気管4の吸気絞り弁7よりも下流側には、吸気温センサ13および吸気圧センサ14が設けられている。吸気温センサ13は吸入空気の温度(以下「吸気温」という)TAを検出し、吸気圧センサ14は吸気圧PBAを絶対圧として検出し、それらの検出信号はECU2に出力される。   An intake air temperature sensor 13 and an intake pressure sensor 14 are provided on the intake pipe 4 downstream of the intake throttle valve 7. The intake air temperature sensor 13 detects the temperature of the intake air (hereinafter referred to as “intake air temperature”) TA, the intake pressure sensor 14 detects the intake pressure PBA as an absolute pressure, and these detection signals are output to the ECU 2.

さらに、ECU2には、水温センサ15から、エンジン3のシリンダブロック(図示せず)内を循環する冷却水の温度(以下「エンジン水温」という)TWを表す検出信号が、アクセル開度センサ16から、アクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、それぞれ出力される。   Further, the ECU 2 receives from the accelerator opening sensor 16 a detection signal indicating the temperature TW (hereinafter referred to as “engine water temperature”) TW of the coolant circulating in the cylinder block (not shown) of the engine 3 from the water temperature sensor 15. , A detection signal representing an operation amount (hereinafter referred to as “accelerator opening degree”) AP of an accelerator pedal (not shown) is output.

ECU2は、本実施形態において、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ10〜16からの検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに出力される。なお、本実施形態では、ECU2が、圧力状態検出装置、燃料供給停止手段、ベクトル算出手段、ベクトル偏差算出手段、変曲点タイミング算出手段、異常判定手段、上死点タイミング検出手段およびピークタイミング算出手段に相当する。 In the present embodiment, the ECU 2 is constituted by a microcomputer including an I / O interface, a CPU, a RAM, a ROM, and the like. The detection signals from the various sensors 10 to 16 described above are output to the CPU after A / D conversion and shaping by the I / O interface. In this embodiment, the ECU 2 includes a pressure state detection device, a fuel supply stop unit, a vector calculation unit, a vector deviation calculation unit, an inflection point timing calculation unit, an abnormality determination unit , a top dead center timing detection unit, and a peak timing calculation. Corresponds to means.

CPUは、これらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、筒内圧センサ10の異常判定処理を実行する。この異常判定は、CYL信号に基づいて気筒3aごとに行われる。なお、以下の説明では、気筒3aごとに同じ処理を行うため、説明の便宜上、1つの気筒3aについて説明を行うものとする。   In accordance with these input signals, the CPU determines the operating state of the engine 3 according to a control program stored in the ROM and the like, and executes an abnormality determination process for the in-cylinder pressure sensor 10 according to the determined operating state. This abnormality determination is performed for each cylinder 3a based on the CYL signal. In the following description, the same processing is performed for each cylinder 3a, and therefore, for convenience of description, one cylinder 3a is described.

図2〜図4は、この筒内圧センサ10の異常判定処理を示すフローチャートである。本処理は、CRK信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、異常判定の実行条件が成立しているか否かを判別する。この実行条件は、検出されたエンジン回転数NE、吸気温TA、エンジン水温TWおよび吸気圧PBAがいずれも、それぞれの所定の範囲内にあるときに、成立していると判別される。この判別結果がNOで、実行条件が成立していないときには、本処理を終了する。   2 to 4 are flowcharts showing an abnormality determination process of the in-cylinder pressure sensor 10. This process is executed in synchronization with the generation of the CRK signal. In this process, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), it is determined whether or not an abnormality determination execution condition is satisfied. It is determined that this execution condition is satisfied when the detected engine speed NE, intake air temperature TA, engine water temperature TW, and intake air pressure PBA are all within predetermined ranges. If the determination result is NO and the execution condition is not satisfied, the present process is terminated.

一方、ステップ1の判別結果がYESで、異常判定の実行条件が成立しているときには、エンジン3の減速時の燃料カット中であるか否かを判別する(ステップ2)。この判別結果がNOのときには、異常判定を実行することなく、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ2の判別結果がYESで、減速時燃料カット中のときには、現在のクランク角CAが180°以上でかつ540°以下であるか否かを判別する(ステップ3)。   On the other hand, if the determination result in step 1 is YES and the abnormality determination execution condition is satisfied, it is determined whether or not the fuel is being cut during deceleration of the engine 3 (step 2). When the determination result is NO, the present process is terminated as it is without executing the abnormality determination. On the other hand, if the determination result in step 2 is YES and the fuel cut during deceleration is being performed, it is determined whether or not the current crank angle CA is 180 ° or more and 540 ° or less (step 3).

このクランク角CAは、図5に示す算出処理によって算出される。本処理もまた、CRK信号の発生に同期して実行される。まずステップ51では、TDC信号が発生したか否かを判別する。この判別結果がYESで、TDC信号が発生したときには、クランク角CAを0にリセットし(ステップ52)、本処理を終了する。一方、ステップ51の判別結果がNOのときには、前回までのクランク角CAに1を加算した値を今回のクランク角CAとして算出し(ステップ53)、本処理を終了する。前述したように、CRK信号は1°ごとに出力される。このため、その発生に同期し、上述のようにして算出されるクランク角CAは、TDC信号の発生時、すなわち吸気行程開始時のTDC位置を基準とするクランク角を表し、このTDC位置で0°、圧縮行程開始時のBDC位置で180°、膨張行程開始時のTDC位置で360°、排気行程開始時のBDC位置で540°になる(図6参照)。   The crank angle CA is calculated by the calculation process shown in FIG. This process is also executed in synchronization with the generation of the CRK signal. First, in step 51, it is determined whether or not a TDC signal has been generated. If the determination result is YES and a TDC signal is generated, the crank angle CA is reset to 0 (step 52), and this process is terminated. On the other hand, when the determination result in step 51 is NO, a value obtained by adding 1 to the previous crank angle CA is calculated as the current crank angle CA (step 53), and this process is terminated. As described above, the CRK signal is output every 1 °. For this reason, the crank angle CA calculated as described above in synchronism with the occurrence thereof represents the crank angle based on the TDC position at the time of generation of the TDC signal, that is, at the start of the intake stroke, and 0 at this TDC position. °, 180 ° at the BDC position at the start of the compression stroke, 360 ° at the TDC position at the start of the expansion stroke, and 540 ° at the BDC position at the start of the exhaust stroke (see FIG. 6).

図2に戻り、前記ステップ3の判別結果がNOで、クランク角CAが180°未満または540°よりも大きいとき、すなわちエンジン3が排気行程から吸気行程にあるときには、本処理を終了する。一方、ステップ3の判別結果がYESで、180°≦CA≦540°のとき、すなわちエンジン3が圧縮行程から膨張行程にあるときには、筒内圧センサ10の出力から筒内圧PCYLを読み込む(ステップ4)。次に、筒内圧PCYLの変化状態パラメータであるベクトルθを次式(1)によって算出する(ステップ5)。
θ=tan-1[(PCYL(n)-PCYL(n-1))/(CA(n)-CA(n-1))] ・・・(1)
Returning to FIG. 2, when the determination result of step 3 is NO and the crank angle CA is less than 180 ° or larger than 540 °, that is, when the engine 3 is in the intake stroke to the intake stroke, this processing is terminated. On the other hand, when the determination result of step 3 is YES and 180 ° ≦ CA ≦ 540 °, that is, when the engine 3 is in the compression stroke to the expansion stroke, the cylinder pressure PCYL is read from the output of the cylinder pressure sensor 10 (step 4). . Next, a vector θ which is a change state parameter of the in-cylinder pressure PCYL is calculated by the following equation (1) (step 5).
θ = tan -1 [(PCYL (n) -PCYL (n-1)) / (CA (n) -CA (n-1))] (1)

この式(1)および図7から明らかなように、ベクトルθは、今回と前回との間のクランク角CAの差(=CA(n)−CA(n−1)=1°)、すなわち単位クランク角度を底辺とし、その間の筒内圧PCYLの変化量(=PCYL(n)−PCYL(n−1))を対辺とする直角三角形の斜辺の傾き(傾斜角)、すなわち筒内圧PCYLの前回値と今回値とをむすぶ線分の傾きを表す。したがって、ベクトルθの正負は、当該単位クランク角度における筒内圧PCYLの増減方向を表し、絶対値は、筒内圧PCYLの増減度合を表す。
As is apparent from this equation (1) and FIG. 7, the vector θ is the difference in the crank angle CA between the current time and the previous time (= CA (n) −CA (n−1) = 1 °), that is, the unit. The inclination (inclination angle) of the hypotenuse of a right triangle with the crank angle as the base and the amount of change in the in-cylinder pressure PCYL (= PCYL (n) -PCYL (n-1)) between them, that is, the previous value of the in-cylinder pressure PCYL Represents the slope of the line segment that connects the current value. Therefore, the sign of the vector θ represents the increase / decrease direction of the in-cylinder pressure PCYL at the unit crank angle, and the absolute value represents the degree of increase / decrease of the in-cylinder pressure PCYL.

次に、ベクトルθの今回値θ(n)と前回値θ(n−1)との偏差(=θ(n)−θ(n−1))を、ベクトル偏差dθとして算出する(ステップ6)。   Next, a deviation (= θ (n) −θ (n−1)) between the current value θ (n) and the previous value θ (n−1) of the vector θ is calculated as a vector deviation dθ (step 6). .

図6は、筒内圧センサ10が正常である場合の燃料カット中における筒内圧PCYL、ベクトルθおよびベクトル偏差dθの推移を表す。すなわち、180°≦クランク角CA≦540°のとき(圧縮行程〜膨張行程)には、吸気弁4aおよび排気弁5aがいずれも閉じているため、筒内圧PCYLは、ピストン3bの位置に応じて変化し、圧縮行程開始時のBDC位置((CA=180°)以下「第1BDC1」という)から膨張行程開始時のTDC位置((CA=360°)までの間、増加し、このTDC位置から排気行程開始時のBDC位置((CA=540°)以下「第2BDC2」という)までの間、減少する。このため、ベクトルθは、第1BDC1〜TDC間では正値になり、TDC〜第2BDC2間では負値になる。また、TDC位置では筒内圧PCYLがピークになり、ベクトルθは0になる。   FIG. 6 shows changes in in-cylinder pressure PCYL, vector θ, and vector deviation dθ during fuel cut when the in-cylinder pressure sensor 10 is normal. That is, when 180 ° ≦ crank angle CA ≦ 540 ° (compression stroke to expansion stroke), since both the intake valve 4a and the exhaust valve 5a are closed, the in-cylinder pressure PCYL depends on the position of the piston 3b. And increases from the BDC position at the start of the compression stroke (hereinafter referred to as “first BDC1” below (CA = 180 °)) to the TDC position at the start of the expansion stroke ((CA = 360 °)). This decreases until the BDC position at the start of the exhaust stroke (hereinafter referred to as “second BDC2” ((CA = 540 °) or less)), so that the vector θ becomes a positive value between the first BDC1 and TDC, and TDC to second BDC2 In-cylinder pressure PCYL peaks at the TDC position, and the vector θ becomes zero.

また、第1BDC1〜TDC間には、筒内圧PCYLの変曲点が現れ(以下「第1変曲点IP1」という)、筒内圧PCYLの増加度合は、第1変曲点IP1までは徐々に大きくなり、第1変曲点IP1以後は徐々に小さくなる。したがって、第1変曲点IP1では、ベクトルθが最大値になり、ベクトル偏差dθは0になる。一方、TDC〜第2BDC2間には、筒内圧PCYLの変曲点が現れ(以下「第2変曲点IP2」という)、筒内圧PCYLの減少度合は、第2変曲点IP2までは徐々に大きくなり、第2変曲点IP2以後は徐々に小さくなる。したがって、第2変曲点IP2では、ベクトルθが最小値になり、ベクトル偏差dθは0になる。   Further, an inflection point of the in-cylinder pressure PCYL appears between the first BDC1 and the TDC (hereinafter referred to as “first inflection point IP1”), and the increase degree of the in-cylinder pressure PCYL gradually increases to the first inflection point IP1. It becomes larger and gradually becomes smaller after the first inflection point IP1. Therefore, at the first inflection point IP1, the vector θ becomes the maximum value, and the vector deviation dθ becomes zero. On the other hand, an inflection point of the in-cylinder pressure PCYL appears between the TDC and the second BDC2 (hereinafter referred to as “second inflection point IP2”), and the degree of decrease in the in-cylinder pressure PCYL gradually increases to the second inflection point IP2. It becomes larger and gradually becomes smaller after the second inflection point IP2. Therefore, at the second inflection point IP2, the vector θ is the minimum value, and the vector deviation dθ is 0.

図2に戻り、前記ステップ6に続くステップ7では、ベクトルθの今回値θ(n)が0よりも大きく、ベクトル偏差dθの前回値dθ(n−1)が0以上で、かつ今回値dθ(n)が0以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのとき、すなわち筒内圧PCYLが増加している状態で、前回と今回との間でベクトル偏差dθが正値から負値に切り替わったときには、筒内圧PCYLが第1変曲点IP1に達したタイミングであるとして、そのときのクランク角CAを第1変曲点角CAIP1としてセットする(ステップ8)。次に、第1変曲点角CAIP1から180(度)を減算した値を、第1角度区間CAbtdc+として算出する(ステップ9)。この定義から明らかなように、第1角度区間CAbtdc+は、第1BDC1から第1変曲点IP1までの間のクランク角度区間に相当する(図6参照)。次に、算出した第1角度区間CAbtdc+を、前回までの第1角度区間積算値ΣCAbtdc+に加算することによって、今回の第1角度区間積算値ΣCAbtdc+を求め(ステップ10)、本処理を終了する。 Returning to FIG. 2, in step 7 following step 6, the current value θ (n) of the vector θ is larger than 0, the previous value dθ (n−1) of the vector deviation dθ is 0 or more, and the current value dθ. It is determined whether (n) is 0 or less. When the determination result is YES, that is, when the in-cylinder pressure PCYL is increasing and the vector deviation dθ is switched from the positive value to the negative value between the previous time and the current time, the in-cylinder pressure PCYL is the first inflection point. Assuming that the timing has reached IP1, the crank angle CA at that time is set as the first inflection point angle CAIP1 (step 8). Next, a value obtained by subtracting 180 (degrees) from the first inflection point angle CAIP1 is calculated as a first angle section CAbtdc + (step 9). As is clear from this definition, the first angle section CAbtdc + corresponds to the crank angle section from the first BDC1 to the first inflection point IP1 (see FIG. 6). Next, by adding the calculated first angle section CAbtdc + to the first angle section integrated value ΣCAbtdc + up to the previous time, the current first angle section integrated value ΣCAbtdc + is obtained (step 10), and this processing is performed. finish.

一方、前記ステップ7の判別結果がNOのときには、ベクトルの前回値θ(n−1)が0以上、今回値θ(n)が0以下で、かつベクトル偏差の今回値dθ(n)が0よりも小さいか否かを判別する(ステップ11)。この判別結果がYESのときには、筒内圧PCYLがピークに達したタイミングであるとして、そのときのクランク角CAをピーク角CAPEAKとしてセットする(ステップ12)。次に、ピーク角CAPEAKから第1変曲点角CAIP1を減算した値を、第2角度区間CAbtdc-として算出する(ステップ13)。この第2角度区間CAbtdc-は、第1変曲点IP1からピーク角CAPEAKまでの間のクランク角度区間に相当する(図6参照)。次に、算出した第2角度区間CAbtdc-を、前回までの第2角度区間積算値ΣCAbtdc-に加算することによって、今回の第2角度区間積算値ΣCAbtdc-を求める(ステップ14)。 On the other hand, when the determination result of step 7 is NO, the previous value θ (n−1) of the vector is 0 or more, the current value θ (n) is 0 or less, and the current value dθ (n) of the vector deviation is 0. It is discriminated whether or not it is smaller (step 11). If the determination result is YES, it is determined that the in-cylinder pressure PCYL has reached the peak, and the crank angle CA at that time is set as the peak angle CAPEAK (step 12). Next, a value obtained by subtracting the first inflection point angle CAIP1 from the peak angle CAPEAK is calculated as a second angle section CAbtdc (step 13). The second angle section CAbtdc - corresponds to the crank angle interval between the first inflection point IP1 to the peak angle CAPEAK (see FIG. 6). Then, the calculated second angle section CAbtdc - the previous to the second angular interval integration value ShigumaCAbtdc - by adding to, this second angle interval integration value ShigumaCAbtdc - the obtaining (step 14).

次いで、ピーク角CAPEAKを、前回までのピーク角積算値ΣCAPEAKに加算することによって、今回のピーク角積算値ΣCAPEAKを求め(ステップ15)、本処理を終了する。   Next, the current peak angle integrated value ΣCAPEAK is obtained by adding the peak angle CAPEAK to the previous peak angle integrated value ΣCAPEAK (step 15), and this process is terminated.

一方、前記ステップ11の判別結果がNOのときには、ベクトルの今回値θ(n)が0よりも小さく、ベクトル偏差の前回値dθ(n−1)が0以下で、かつ今回値dθ(n)が0以上であるか否かを判別する(ステップ16)。この判別結果がYESのとき、すなわち筒内圧PCYLが減少している状態で、前回と今回との間でベクトル偏差dθが負値から正値に切り替わったときには、筒内圧PCYLが第2変曲点IP2に達したタイミングであるとして、そのときのクランク角CAを第2変曲点角CAIP2としてセットする(ステップ17)。次に、第2変曲点角CAIP2からピーク角CAPEAKを減算した値を、第3角度区間CAatdc-として算出する(ステップ18)。この第3角度区間CAatdc-は、ピーク角CAPEAKから第2変曲点IP2までの間のクランク角度区間に相当する。次に、算出した第3角度区間CActdc-を、前回までの第3角度区間積算値ΣCAatdc-に加算することによって、今回の第3角度区間積算値ΣCAatdc-を求め(ステップ19)、本処理を終了する。 On the other hand, when the determination result of step 11 is NO, the current value θ (n) of the vector is smaller than 0, the previous value dθ (n−1) of the vector deviation is 0 or less, and the current value dθ (n). Whether or not is greater than or equal to 0 is determined (step 16). When the determination result is YES, that is, when the in-cylinder pressure PCYL is decreasing and the vector deviation dθ is switched from a negative value to a positive value between the previous time and the current time, the in-cylinder pressure PCYL is the second inflection point. Assuming that the timing has reached IP2, the crank angle CA at that time is set as the second inflection point angle CAIP2 (step 17). Next, a value obtained by subtracting the peak angle CAPEAK from the second inflection point angle CAIP2 is calculated as a third angle section CAatdc (step 18). The third angle section CAatdc corresponds to a crank angle section between the peak angle CAPEAK and the second inflection point IP2. Then, the calculated third angular section CActdc - the previous to the third angle interval integrated value ShigumaCAatdc - by adding to, this third angular interval integrated value ShigumaCAatdc - the calculated (step 19), the present process finish.

一方、前記ステップ16の判別結果がNOのときには、ベクトルの今回値θ(n)およびベクトル偏差の今回値dθ(n)がいずれもほぼ0であるか否かを判別する(ステップ20)。この判別結果がNOのときには、本処理を終了する。一方、ステップ20の判別結果がYESのときには、筒内圧PCYLがほぼ0に復帰したタイミングであるとして、そのときのクランク角CAを0点復帰角CAREとしてセットする(ステップ21)。次に、0点復帰角CAREから第2変曲点角CAIP2を減算した値を、第4角度区間CAatdc+として算出する(ステップ22)。この第4角度区間CAatdc+は、第2変曲点IP2から0点復帰角CAREまでの間のクランク角度区間に相当する(図6参照)。次に、算出した第4角度区間CAatdc+を、前回までの第4角度区間積算値ΣCAatdc+に加算することによって、今回の第4角度区間積算値ΣCAatdc+を求める(ステップ23)。そして、前記ステップ10,14,19および23における第1角度区間積算値ΣCAbtdc+などの算出回数をカウントするカウンタのカウンタ値CSCNTをインクリメントする(ステップ24)。 On the other hand, when the determination result in step 16 is NO, it is determined whether or not both the current value θ (n) of the vector and the current value dθ (n) of the vector deviation are substantially 0 (step 20). When the determination result is NO, this process is terminated. On the other hand, when the determination result in step 20 is YES, it is determined that the in-cylinder pressure PCYL has returned to almost zero, and the crank angle CA at that time is set as the zero point return angle CARE (step 21). Next, a value obtained by subtracting the second inflection point angle CAIP2 from the 0-point return angle CARE is calculated as a fourth angle section CAatdc + (step 22). The fourth angle section CAatdc + corresponds to a crank angle section between the second inflection point IP2 and the zero point return angle CARE (see FIG. 6). Next, the fourth angle section integrated value ΣCAatdc + of this time is obtained by adding the calculated fourth angle section CAatdc + to the previous fourth angle section integrated value ΣCAatdc + (step 23). Then, the counter value CSCNT of the counter that counts the number of times of calculation such as the first angle interval integrated value ΣCAbtdc + in the steps 10, 14, 19, and 23 is incremented (step 24).

次に、このカウンタ値CSCNTが所定値CSJUD(例えば50)に達したか否かを判別する(ステップ25)。この判別結果がNOのときには、本処理を終了する。一方、ステップ25の判別結果がYESで、算出回数が所定値CSJUDに達したときには、それまでに算出された第1〜第4角度区間積算値ΣCAbtdc+、ΣCAbtdc-、ΣCAatdc-、ΣCAatdc+を所定値CSJUDでそれぞれ除算することによって、第1〜第4角度区間の平均値CAbtdc+avr、CAbtdc-avr、CAatdc-avr、CAatdc+avrを算出する(ステップ26)。 Next, it is determined whether or not the counter value CSCNT has reached a predetermined value CSJUD (for example, 50) (step 25). When the determination result is NO, this process is terminated. On the other hand, if the determination result in step 25 is YES and the number of calculations reaches a predetermined value CSJUD, the first to fourth angle interval integrated values ΣCAbtdc + , ΣCAbtdc , ΣCAatdc , and ΣCAatdc + calculated so far are predetermined. By dividing each by the value CSJUD, the average values CAbtdc + avr, CAbtdc - avr, CAatdc - avr, CAatdc + avr of the first to fourth angle intervals are calculated (step 26).

次いで、第1〜第4角度区間CAbtdc+、CAbtdc-、CAatdc-、CAatdc+の基準値CAES1〜CAES4をそれぞれ算出する(ステップ27)。これらの基準値CAES1〜CAES4は、例えばエンジン回転数NEに応じて、それぞれの所定のテーブル(図示せず)を検索することによって、算出される。 Next, reference values CAES1 to CAES4 of the first to fourth angle sections CAbtdc + , CAbtdc , CAatdc , and CAatdc + are calculated (step 27). These reference values CAES1 to CAES4 are calculated, for example, by searching respective predetermined tables (not shown) according to the engine speed NE.

次に、ステップ26で算出した第1〜第4平均値CAbtdc+avr、CAbtdc-avr、CAatdc-avr、CAatdc+avrと、それらに対応する、ステップ27で算出した基準値CAES1〜CAES4との差の絶対値がいずれも、所定角度CALMT(例えば3°〜10°)以下であるか否かを判別する(ステップ28)。 Next, the difference between the first to fourth average values CAbtdc + avr, CAbtdc - avr, CAatdc - avr, CAatdc + avr calculated in step 26 and the corresponding reference values CAES1-CAES4 calculated in step 27 It is determined whether or not each of the absolute values of these is equal to or smaller than a predetermined angle CALMT (for example, 3 ° to 10 °) (step 28).

この判別結果がNOのときには、第1〜第4平均値CAbtdc+avr、CAbtdc-avr、CAatdc-avr、CAatdc+avrの少なくとも1つが、その基準値CAES1〜CAES4に対して大きくずれているため、筒内圧PCYLの波形異常が発生していると判定し、そのことを表すために、波形異常フラグF_SHAPENGを「1」にセットする(ステップ30)。そして、第1〜第4角度区間積算値ΣCAbtdc+、ΣCAbtdc-、ΣCAatdc-、ΣCAatdc+、およびピーク角積算値ΣCAPEAKをいずれも0にリセットする(ステップ36)とともに、カウンタのカウンタ値CSCNTを0にリセットした(ステップ37)後、本処理を終了する。なお、筒内圧センサ10が波形異常と判定した場合には、警告灯(図示せず)を点灯させるとともに、それ以後、筒内圧PCYLを用いた制御を禁止する。 When this determination result is NO, since at least one of the first to fourth average values CAbtdc + avr, CAbtdc - avr, CAatdc - avr, CAatdc + avr is largely deviated from the reference values CAES1-CAES4, It is determined that the waveform abnormality of the in-cylinder pressure PCYL has occurred, and in order to express this, the waveform abnormality flag F_SHAPENG is set to “1” (step 30). The first to fourth angle interval integrated values ΣCAbtdc + , ΣCAbtdc , ΣCAatdc , ΣCAatdc + , and the peak angle integrated value ΣCAPEAK are all reset to 0 (step 36), and the counter value CSCNT of the counter is set to 0. After resetting (step 37), this process is terminated. If the in-cylinder pressure sensor 10 determines that the waveform is abnormal, a warning lamp (not shown) is turned on, and thereafter, control using the in-cylinder pressure PCYL is prohibited.

一方、前記ステップ28の判別結果がYESのときには、筒内圧センサ10の波形が正常であると判定し、波形異常フラグF_SHAPENGを「0」にセットした(ステップ29)後、ステップ31に進む。   On the other hand, when the determination result in step 28 is YES, it is determined that the waveform of the in-cylinder pressure sensor 10 is normal, the waveform abnormality flag F_SHAPENG is set to “0” (step 29), and then the process proceeds to step 31.

このステップ31では、ステップ15で算出したピーク角積算値ΣCAPEAKを所定値CSJUDで除算することによって、ピーク角の平均値CAPEAKavrを算出する。次に、ピーク角CAPEAKの基準値CATDCESを算出する(ステップ32)。この基準値CATDCESは、例えばTDC(=360°)を基準とし、使用する筒内圧センサの型式に応じた出力の遅延時間に応じて補正することによって、算出される。   In step 31, the peak angle average value CAPEAKavr is calculated by dividing the peak angle integrated value ΣCAPEAK calculated in step 15 by the predetermined value CSJUD. Next, a reference value CATDCES for the peak angle CAPEAK is calculated (step 32). The reference value CATDCES is calculated by correcting the output value according to the model of the in-cylinder pressure sensor to be used, for example, based on TDC (= 360 °).

上述したようにして算出した平均値CAPEAKavrと基準値CATDCESとの差の絶対値(=|CAPEAKavr−CATDCES|)が所定角度CATDCLMT(例えば3°〜10°)以下であるか否かを判別する(ステップ33)。この判別結果がNOのときには、平均値CAPEAKavrが基準値CATDCESに対して大きくずれており、筒内圧センサ10の出力の位相が大きくずれるオフセット異常が発生していると判定し、そのことを表すために、オフセット異常フラグF_OFFSETNGを「1」にセットした(ステップ35)後、前述したステップ36以降に進み、本処理を終了する。なお、筒内圧センサ10がオフセット異常と判定されたときには、その位相のずれの度合に応じて、燃料噴射タイミングを補正してもよく、それにより、筒内圧PCYLの位相のずれを補償しながら燃焼噴射タイミングを適切に制御できる。   It is determined whether or not the absolute value (= | CAPEAKAvr−CATDCES |) of the difference between the average value CAPEAKAvr calculated as described above and the reference value CATDCES is equal to or less than a predetermined angle CATDLMMT (for example, 3 ° to 10 °) ( Step 33). When this determination result is NO, the average value CAPEAKavr is greatly deviated from the reference value CATDCES, and it is determined that an offset abnormality in which the phase of the output of the in-cylinder pressure sensor 10 is largely shifted has occurred, and this is indicated. In addition, after the offset abnormality flag F_OFFSETNG is set to “1” (step 35), the process proceeds to step 36 and the subsequent steps, and this process is terminated. When it is determined that the in-cylinder pressure sensor 10 is abnormal in offset, the fuel injection timing may be corrected in accordance with the degree of the phase shift, thereby burning while compensating for the phase shift of the in-cylinder pressure PCYL. The injection timing can be appropriately controlled.

一方、前記ステップ33の判別結果がYESのときには、オフセット異常が発生していないと判定し、オフセット異常フラグF_OFFSETNGを「0」にセットした(ステップ34)後、前記ステップ36以降に進み、本処理を終了する。   On the other hand, when the determination result in step 33 is YES, it is determined that no offset abnormality has occurred, and the offset abnormality flag F_OFFSETNG is set to “0” (step 34), and then the process proceeds to step 36 and subsequent steps. Exit.

以上のように、本実施形態によれば、減速時の燃料カット中に検出された筒内圧PCYLに基づいて、単位クランク角度における筒内圧PCYLのベクトルθとそのベクトル偏差dθを連続的に算出する。また、これらのベクトルθおよびベクトル偏差dθに基づいて、第1変曲点IP1、ピーク角CAPEAK、第2変曲点IP2および0点復帰角CAREを算出し、第1BDC1〜IP1〜CAPEAK〜IP2〜CAREのそれぞれの角度区間である第1〜第4角度区間の平均値CAbtdc+avr、CAbtdc-avr、CAatdc-avr、CAatdc+avrを算出する。そして、算出した平均値CAbtdc+avr、CAbtdc-avr、CAatdc-avr、CAatdc+avrとそれらの基準値CAES1〜CAES4の偏差の絶対値のいずれもが、所定角度CALMT以下であるか否かを判別する(ステップ28)ことによって、筒内圧センサ10の波形異常を判定する。 As described above, according to the present embodiment, the vector θ of the in-cylinder pressure PCYL at the unit crank angle and its vector deviation dθ are continuously calculated based on the in-cylinder pressure PCYL detected during the fuel cut during deceleration. . Further, based on the vector θ and the vector deviation dθ, the first inflection point IP1, the peak angle CAPEAK, the second inflection point IP2, and the zero point return angle CARE are calculated, and the first BDC1 to IP1 to CAPEAK to IP2 are calculated. Average values CAbtdc + avr, CAbtdc - avr, CAatdc - avr, and CAatdc + avr of the first to fourth angle sections that are the respective angle sections of CARE are calculated. Then, it is determined whether or not any of the calculated average values CAbtdc + avr, CAbtdc avr, CAatdc avr, CAatdc + avr and the absolute value of the deviation between the reference values CAES1 to CAES4 is equal to or smaller than the predetermined angle CALMT. By doing (step 28), the waveform abnormality of the in-cylinder pressure sensor 10 is determined.

波形に図7(a)に示すような異常な乱れがある場合には、第1または第2変曲点IP1,IP2の発生タイミングがずれ、第1〜第4角度区間CAbtdc+、CAbtdc-、CAatdc-、CAatdc+の少なくとも1つが、対応する基準値CAES1〜CAES4に対して大きくずれるため、ステップ28の判別結果がNOになることによって、波形異常が発生していると適切に判定することができる。また、ゲインの変化やドリフトが発生していて、筒内圧PCYLの値自体が変動している場合でも、波形が正常に推移している限り、第1および第2変曲点IP1,IP2の発生タイミングはずれないので、ステップ28の判別結果がYESになることによって、筒内圧センサ10が正常であると適切に判定することができる。 When the waveform has an abnormal disturbance as shown in FIG. 7A, the generation timing of the first or second inflection point IP1, IP2 is shifted, and the first to fourth angle sections CAbtdc + , CAbtdc , Since at least one of CAatdc and CAatdc + deviates greatly from the corresponding reference values CAES1 to CAES4, it is possible to appropriately determine that a waveform abnormality has occurred when the determination result in step 28 is NO. it can. Further, even when the gain change or drift occurs and the value of the in-cylinder pressure PCYL itself fluctuates, the first and second inflection points IP1 and IP2 are generated as long as the waveform changes normally. Since the timing does not change, it is possible to appropriately determine that the in-cylinder pressure sensor 10 is normal when the determination result in step 28 is YES.

以上のように、ベクトルθおよびベクトル偏差dθに基づいて、第1および第2変曲点IP1,IP2を求め、それに基づいて異常判定を行うので、筒内圧PCYLのピーク角CAPEAKまでおよびピーク角CAPEAKからの推移の状況を定量的に把握しながら、波形異常の判定を適切に行うことができる。   As described above, the first and second inflection points IP1 and IP2 are obtained based on the vector θ and the vector deviation dθ, and abnormality determination is performed based on the first and second inflection points IP1 and IP2, and therefore, the peak angle CAPEAK and the peak angle CAPEAK of the in-cylinder pressure PCYL are determined. It is possible to appropriately determine the waveform abnormality while quantitatively grasping the state of transition from.

また、ベクトルθおよびベクトル偏差dθに基づいて算出したピーク角CAPEAKと、TDCタイミングに基づいて算出した基準値CATDCESとを比較することによって、筒内圧センサ10のオフセット異常を適切に判定することができる。   Further, by comparing the peak angle CAPEAK calculated based on the vector θ and the vector deviation dθ with the reference value CATDCES calculated based on the TDC timing, it is possible to appropriately determine the offset abnormality of the in-cylinder pressure sensor 10. .

さらに、基準値CAES1〜CAES4と比較する第1〜第4角度区間として、所定回数の平均値CAbtdc+avr、CAbtdc-avr、CAatdc-avr、CAatdc+avrを用いるので、筒内圧センサ10が正常である場合に、第1または第2変曲点IP1,IP2の発生タイミングが一時的にずれたようなときでも、その影響を排除しながら波形異常と誤判定するのを確実に回避することができ、判定の信頼性を向上させることができる。このことは、オフセット異常の判定についても同様である。 Further, since the average values CAbtdc + avr, CAbtdc - avr, CAatdc - avr, CAatdc + avr of a predetermined number of times are used as the first to fourth angle sections to be compared with the reference values CAES1 to CAES4, the in-cylinder pressure sensor 10 is normal. In some cases, even when the generation timing of the first or second inflection point IP1 or IP2 is temporarily shifted, it is possible to reliably avoid erroneously determining that the waveform is abnormal while eliminating the influence. The reliability of determination can be improved. The same applies to the determination of the offset abnormality.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、筒内圧PCYLの変化状態パラメータとして、ベクトルθを用いているが、これに限らず、例えば筒内圧PCYLの今回値と前回値との偏差を用いてもよい。また、実施形態では、筒内圧センサ10の波形異常を判定するための第1角度区間の平均値CAbtdc+avrなどと、基準値CAES1などとの比較を、両者の偏差を用いて行っているが、これに限らず、例えば両者の比を用いて行ってもよい。このことは、オフセット異常を判定する際のピーク角の平均値CAPEAKavrと基準値CATDCESの比較についても同様である。さらに、実施形態では、変曲点タイミングを表すパラメータとして、第1角度区間CAbtdc+などを含む4つの角度区間を用いているが、ステップ8およびステップ17で算出される第1および第2変曲点角CAIP1,CAIP2を用いてもよく、その場合には、これらの値と、第1および第2変曲点に相当する所定のクランク角が比較される。 In addition, this invention can be implemented in a various aspect, without being limited to embodiment described. For example, in the embodiment, the vector θ is used as the change state parameter of the in-cylinder pressure PCYL. However, the present invention is not limited to this. For example, a deviation between the current value and the previous value of the in-cylinder pressure PCYL may be used. In the embodiment, the average value CAbtdc + avr of the first angle section for determining the waveform abnormality of the in-cylinder pressure sensor 10 is compared with the reference value CAES1, etc. using the deviation between the two. For example, the ratio between the two may be used. The same applies to the comparison between the average value CAPEAKavr of the peak angle and the reference value CATDCES when determining the offset abnormality. Furthermore, in the embodiment, four angle sections including the first angle section CAbtdc + are used as parameters representing the inflection point timing. However, the first and second inflections calculated in Step 8 and Step 17 are used. Point angles CAIP1 and CAIP2 may be used. In this case, these values are compared with predetermined crank angles corresponding to the first and second inflection points.

また、実施形態におけるベクトルθの算出間隔(=1°)や第1角度区間CAbtdc+などの積算回数(=50)は、あくまで例示であり、任意に変更可能である。 Further, the calculation interval (= 1 °) of the vector θ and the number of integrations (= 50) such as the first angle section CAbtdc + in the embodiment are merely examples, and can be arbitrarily changed.

さらに、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の各種のエンジン、例えば、ガソリンエンジンやクランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   Furthermore, although embodiment is an example which applied this invention to the diesel engine, this invention is not limited to this, Various engines other than a diesel engine, for example, the ship which arrange | positioned the gasoline engine and the crankshaft in the perpendicular direction It can be applied to an engine for a marine propulsion device such as an external unit. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

本発明の異常判定装置、およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an abnormality determination device of the present invention and an internal combustion engine to which the abnormality determination device is applied. 筒内圧センサの異常判定処理のメインフローの一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of main flow of the abnormality determination process of a cylinder pressure sensor. 図2の残りを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the remainder of FIG. 図2のさらに残りを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the remainder of FIG. クランク角の算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the calculation process of a crank angle. 筒内圧センサが正常である場合の筒内圧、ベクトルおよびベクトル偏差の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of a cylinder pressure, a vector, and a vector deviation when a cylinder pressure sensor is normal. (a)筒内圧センサの波形の一例、および(b)(a)の矢印A部分を拡大して示すとともに、ベクトルθの定義を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating the definition of vector (theta) while showing an example of the waveform of a cylinder pressure sensor, and expanding and showing the arrow A part of (b) and (a).

符号の説明Explanation of symbols

1 異常判定装置
2 ECU(圧力状態検出装置、燃料供給停止手段、ベクトル算出手段、
クトル偏差算出手段、変曲点タイミング算出手段、異常判定手段、上
点タイミング検出手段およびピークタイミング算出手段)
3 エンジン
3a 気筒
3b ピストン
6 インジェクタ(燃料供給停止手段)
10 筒内圧センサ(圧力状態検出装置)
IP1 第1変曲点
IP2 第2変曲点
PCYL 筒内圧(圧力状態)
θ ベクトル
dθ ベクトル偏差
θ(n) ベクトルの今回値
θ(n−1) ベクトルの前回値
CATDCES 基準値(上死点タイミング)
1 Abnormality judgment device
2 ECU (pressure-state detecting device, a fuel supply stopping means, vector calculating means, base
Couttle deviation calculating means, inflection point timing calculating means, abnormality determining means , top dead
Point timing detection means and peak timing calculation means)
3 Engine
3a cylinder
3b piston
6 Injector (fuel supply stop means)
10 In-cylinder pressure sensor (pressure state detection device)
IP1 1st inflection point IP2 2nd inflection point PCYL In-cylinder pressure (pressure state)
θ vector
dθ vector deviation
The current value of θ (n) vector
θ (n−1) vector previous value CATDCES reference value (top dead center timing)

Claims (2)

内燃機関の気筒内の圧力状態を検出する圧力状態検出装置の異常判定装置であって、
前記内燃機関の運転中に当該内燃機関への燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、
当該燃料供給停止手段により前記内燃機関への燃料供給が停止されているときに検出された前記圧力状態に基づいて、圧縮行程から膨張行程までの間における前記圧力状態の増減方向および増減度合いをそれぞれ表す複数のベクトルを連続的に算出するベクトル算出手段と、
当該算出された複数のベクトルの今回値と前回値との差を表す複数のベクトル偏差を連続的に算出するベクトル偏差算出手段と、
前記算出された複数のベクトルおよびベクトル偏差の推移に基づいて、前記検出された圧力状態が第1および第2変曲点に達したタイミングを算出する変曲点タイミング算出手段と、
当該算出された第1および第2変曲点タイミングと所定の第1および第2タイミングをそれぞれ比較することによって、当該圧力状態検出装置の波形異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする圧力状態検出装置の異常判定装置。
An abnormality determination device for a pressure state detection device for detecting a pressure state in a cylinder of an internal combustion engine,
Fuel supply stop means for stopping the supply of fuel to the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine;
Based on the pressure state detected when the fuel supply to the internal combustion engine is stopped by the fuel supply stop means, the increasing / decreasing direction and the increasing / decreasing degree of the pressure state between the compression stroke and the expansion stroke are respectively determined. Vector calculating means for continuously calculating a plurality of vectors to be represented;
A vector deviation calculating means for continuously calculating a plurality of vector deviations representing a difference between the current value and the previous value of the calculated vectors;
On the basis of transition of a plurality of vectors and vector deviation the calculated, and the detected pressure states first and second inflection point timing calculating means for calculating the timing of reaching the inflection point,
An abnormality determination means for determining a waveform abnormality of the pressure state detection device by comparing the calculated first and second inflection point timings with predetermined first and second timings, respectively ;
An abnormality determination device for a pressure state detection device, comprising:
前記内燃機関のピストンが上死点に達した上死点タイミングを検出する上死点タイミング検出手段をさらに備え、
前記異常判定手段は、
前記ベクトルおよび前記ベクトル偏差の推移に基づいて、前記検出された圧力状態のピークが発生したピークタイミングを算出するピークタイミング算出手段を有し、
前記検出された上死点タイミングと前記算出されたピークタイミングを比較することによって、当該圧力状態検出装置のオフセット異常を判定することを特徴とする、請求項1に記載の圧力状態検出装置の異常判定装置。
A top dead center timing detection means for detecting a top dead center timing at which the piston of the internal combustion engine has reached top dead center;
The abnormality determining means includes
Peak timing calculation means for calculating a peak timing at which a peak of the detected pressure state occurs based on the transition of the vector and the vector deviation ,
2. The abnormality of the pressure state detection device according to claim 1 , wherein an offset abnormality of the pressure state detection device is determined by comparing the detected top dead center timing with the calculated peak timing. Judgment device.
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