JP4507201B2 - Control device for multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は多気筒内燃機関の制御装置に係り、特に、機関始動時においてクランク角の特定を速やかに行えるようにした多気筒内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine, and more particularly to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that can quickly identify a crank angle when the engine is started.

一般に、多気筒内燃機関のクランク角はクランク角センサによって検出される。即ち、クランクシャフトには、等角度間隔で複数の歯が形成されたタイミングロータが取り付けられ、このタイミングロータに対向して配置されたクランク角センサが、歯の通過毎にパルス信号を出力する。コントロールユニットは、クランク角センサからのパルス信号を入力して、歯の間隔に相当するクランク角の進行を検知する。一方、タイミングロータにおいて、特定気筒の上死点に相当する、360°のうちの1箇所が欠歯とされている。またカムシャフトについてもタイミングロータとカム角センサとが設けられ、コントロールユニットは、カム角センサから出力される信号とクランク角センサから出力される欠歯信号とにより基準気筒となる1気筒の上死点を検知する。さらにコントロールユニットは、基準気筒の上死点をクランク角0°としてそこからクランクパルス信号数をカウントすることにより、4ストロークエンジンの1サイクルである0〜720°までのクランク角を検出すると共に、どの気筒がどの行程(吸気、圧縮、膨張、排気)にあるかの気筒判別を行う。   Generally, the crank angle of a multi-cylinder internal combustion engine is detected by a crank angle sensor. That is, a timing rotor having a plurality of teeth formed at equiangular intervals is attached to the crankshaft, and a crank angle sensor arranged facing the timing rotor outputs a pulse signal every time the teeth pass. The control unit receives a pulse signal from the crank angle sensor and detects the progress of the crank angle corresponding to the tooth interval. On the other hand, in the timing rotor, one of 360 ° corresponding to the top dead center of the specific cylinder is missing. The camshaft is also provided with a timing rotor and a cam angle sensor, and the control unit causes the top dead center of one cylinder as a reference cylinder based on a signal output from the cam angle sensor and a missing tooth signal output from the crank angle sensor. Detect points. Further, the control unit detects the crank angle from 0 to 720 ° which is one cycle of the 4-stroke engine by counting the number of crank pulse signals from the top dead center of the reference cylinder as 0 ° crank angle, Cylinder discrimination is performed as to which cylinder is in which stroke (intake, compression, expansion, exhaust).

このように、かかる構成においては、少なくともクランクシャフトのタイミングロータの欠歯が検出されるまではクランク角が特定できず、また気筒判別も行えない。従ってクランク角特定及び気筒判別までにクランクシャフトが約360°回転しなければならない場合がある。このことは機関の始動時間を短縮しようとする際に障害となる。特に近年では、筒内圧等の筒内情報に基づいて点火時期、燃料噴射量及び燃料噴射時期等を制御する内燃機関の制御装置も知られており、この制御装置では殆どがクランク角ベースの制御を採用するため、クランク角特定及び気筒判別の遅れはその性能に大きく影響する虞がある。   Thus, in such a configuration, the crank angle cannot be specified and the cylinder cannot be determined until at least the missing teeth of the timing rotor of the crankshaft are detected. Therefore, the crankshaft may have to rotate about 360 ° before the crank angle is specified and the cylinder is identified. This is an obstacle when trying to shorten the start-up time of the engine. Particularly in recent years, control devices for internal combustion engines that control ignition timing, fuel injection amount, fuel injection timing, and the like based on in-cylinder information such as in-cylinder pressure are also known. Most of these control devices are based on crank angle control. Therefore, the delay in specifying the crank angle and the cylinder discrimination may greatly affect the performance.

早期のクランク角特定及び気筒判別を行うため、クランクシャフトのタイミングロータの欠歯箇所を増やしたり、磁気抵抗素子を用いてクランク角を連続的に検知したりする方法もあるが、これらは現状のハード構成を変更するものであり、コスト増の要因となる。   In order to identify the crank angle and determine the cylinder at an early stage, there are methods of increasing the number of missing teeth on the timing rotor of the crankshaft or detecting the crank angle continuously using a magnetoresistive element. The hardware configuration is changed, which increases the cost.

一方、特許文献1には、ソフト的な手法を用いて機関始動時におけるクランク角を特定する方法が開示されている。この方法によれば、機関始動時において、クランキング開始直後に圧縮行程となっている気筒の筒内圧の上昇速度は、クランキングが開始されるときのクランク角が圧縮下死点に対し遅いタイミングであるほど、小さくなるとされている。そこでこの特性を利用して、そのような圧縮気筒の筒内圧の上昇速度に基づいてクランキング開始時のクランク角を特定するようにしている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a method of specifying a crank angle at the time of engine start using a soft method. According to this method, when the engine is started, the increase rate of the in-cylinder pressure of the cylinder that is in the compression stroke immediately after the start of cranking is the timing at which the crank angle when cranking is started is slower than the compression bottom dead center. The smaller it is, the smaller it is. Therefore, by using this characteristic, the crank angle at the start of cranking is specified based on the increasing speed of the in-cylinder pressure of the compression cylinder.

特開2005−120905号公報JP 2005-120905 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法によると、圧縮気筒の筒内圧の上昇速度に基づいてクランキング開始時のクランク角を特定するため、その筒内圧の上昇速度と、クランキング開始時のクランク角との関係が機関始動毎にバラつく可能性があることを考慮すると、必ずしも十分な精度でクランク角を特定できない可能性がある。   However, according to the method described in Patent Document 1, since the crank angle at the start of cranking is specified based on the rising speed of the in-cylinder pressure of the compression cylinder, the rising speed of the in-cylinder pressure and the crank angle at the start of cranking are determined. Therefore, there is a possibility that the crank angle cannot be specified with sufficient accuracy.

そこで、本発明は、機関始動時に迅速に且つ精度良くクランク角を特定することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that can quickly and accurately specify a crank angle when the engine is started.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る多気筒内燃機関の制御装置は、気筒毎に設けられた筒内圧センサと、所定のクランク角間隔でパルス信号を出力するクランク角センサと、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて、始動開始後に最初に圧縮行程となる気筒を判別する判別手段と、該気筒の圧縮行程中、前記クランク角センサから前記パルス信号が出力される二つのタイミングにおいて、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧を取得すると共に、これら筒内圧と、圧縮行程中に筒内圧及び筒内容積の間に成立する所定の関係と、前記二つのタイミングの間のクランク角間隔と、クランク角及び筒内容積の間に成立する所定の関係とに基づき、前記二つのタイミングのうちの先のタイミングのクランク角の値を特定するクランク角特定手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to an aspect of the present invention includes an in-cylinder pressure sensor provided for each cylinder, a crank angle sensor that outputs a pulse signal at a predetermined crank angle interval, Based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor, a discriminating means for discriminating a cylinder that is initially in a compression stroke after the start of starting, and the pulse signal is output from the crank angle sensor during the compression stroke of the cylinder. At two timings, the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor is acquired, the in-cylinder pressure, a predetermined relationship established between the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume during the compression stroke, and the two timings Based on the crank angle interval between them and the predetermined relationship established between the crank angle and the in-cylinder volume, the crank angle value of the earlier timing of the two timings is specified. Characterized in that a crank angle specifying means for.

この本発明の一形態によれば、既存のハード構成を大幅に変更することなく、ソフト的な手法を用いて、機関始動時におけるクランク角の値を迅速に且つ精度良く特定することができる。そしてこのようにクランク角の値が特定されれば、所定の燃料噴射制御や点火制御が実行可能となり、従って最初の圧縮行程気筒から所定の始動制御を実行可能となり、機関始動時間を短縮化することができる。クランク角の特定に用いられる値や関係には機関始動毎にバラつくものが少なく、しかも特定されるクランク角は、クランク角センサからパルス信号が出力される予め定められた所定クランク角間隔毎のクランク角に限定される。このため、クランク角を高精度で、且つ安定して特定することが可能となる。   According to this aspect of the present invention, the value of the crank angle at the time of starting the engine can be quickly and accurately specified using a software method without significantly changing the existing hardware configuration. If the value of the crank angle is specified in this way, predetermined fuel injection control and ignition control can be executed, so that predetermined start control can be executed from the first compression stroke cylinder, and the engine start time is shortened. be able to. There are few values and relationships used for specifying the crank angle every time the engine is started, and the specified crank angle is determined at predetermined crank angle intervals at which a pulse signal is output from the crank angle sensor. Limited to crank angle. For this reason, it becomes possible to specify the crank angle with high accuracy and stably.

前記圧縮行程中に筒内圧及び筒内容積の間に成立する所定の関係は、筒内圧と、筒内容積を所定の指数で累乗した値との積が一定であるという関係であるのが好ましい。   The predetermined relationship established between the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume during the compression stroke is preferably a relationship in which the product of the in-cylinder pressure and the value obtained by raising the in-cylinder volume to a power of a predetermined index is constant. .

即ち、圧縮行程における圧縮が理想的な断熱圧縮であるとすると、圧縮行程中における筒内圧Pと筒内容積Vとの間にはPVκ=(一定)(但しκは所定の指数)の関係が成立することが判明している。従ってこの関係を利用することにより高精度でクランク角を特定可能となる。 That is, assuming that compression in the compression stroke is ideal adiabatic compression, a relationship of PV κ = (constant) (where κ is a predetermined index) between the in-cylinder pressure P and the in-cylinder volume V during the compression stroke. Is known to hold. Therefore, the crank angle can be specified with high accuracy by utilizing this relationship.

また、前記クランク角特定手段は、前記二つのタイミングにおける前記積の差を最もゼロに近づけさせるようなクランク角の値を前記先のタイミングのクランク角の値として特定するのが好ましい。   Further, it is preferable that the crank angle specifying means specifies a crank angle value that makes the difference between the products at the two timings closest to zero as the crank angle value at the previous timing.

圧縮気筒について、前記二つのタイミングのうちの先のタイミングの筒内圧をP1、筒内容積をV1、前記二つのタイミングのうちの後のタイミングにおける筒内圧をP2、筒内容積をV2とすると、前記PVκ=(一定)の関係によりP1・V1κ=P2・V2κが成り立つ。従って、P1・V1κ−P2・V2κを最もゼロに近づけさせるようなクランク角の値が、先のタイミングのクランク角の値として特定可能である。 For the compression cylinder, if the cylinder pressure at the earlier timing of the two timings is P1, the cylinder volume is V1, the cylinder pressure at the later timing of the two timings is P2, and the cylinder volume is V2, P1 · V1κ = P2 · V2κ holds according to the relationship of PVκ = (constant). Therefore, the crank angle value that makes P1 · V1 κ −P2 · V2 κ closest to zero can be specified as the crank angle value at the previous timing.

前記二つのタイミングの間のクランク角間隔は、前記クランク角センサから出力されるパルス信号の前記クランク角間隔の複数倍であるのが好ましい。   The crank angle interval between the two timings is preferably a multiple of the crank angle interval of the pulse signal output from the crank angle sensor.

本発明によれば、機関始動時に迅速に且つ精度良くクランク角を特定することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。   According to the present invention, it is possible to provide a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that can quickly and accurately specify a crank angle when the engine is started.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本実施形態における多気筒内燃機関の制御装置は、通常の制御装置と異なり、筒内情報検出手段により検出される筒内情報に基づいて機関の各種制御量(点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期等)を直接的に制御する。即ち、通常の制御装置では、エンジンの各運転状態について、最適と思われる制御量を予め実験等により求めてマップ化しておき、実際のエンジンの運転時に各マップ値を当てはめてエンジンの制御を行うマップ制御が一般的に行われる。これに対し、本実施形態の制御装置では、エンジン運転時における筒内の燃焼状態を直接検出し、この検出された燃焼状態を、予め定められた最適な燃焼状態に合わせ込むように各種制御量が制御される。この手法によれば、従来多大な時間と労力とが費やされていた各種マップの作成、即ち適合という作業を大幅に簡略化することができ、開発期間の大幅な短縮等を図れる利点がある。   The control device for a multi-cylinder internal combustion engine in the present embodiment is different from a normal control device in that various control amounts (ignition timing, fuel injection amount, fuel injection) of the engine based on in-cylinder information detected by the in-cylinder information detection means. Control the timing etc. directly. That is, in a normal control device, the control amount that seems to be optimal for each operating state of the engine is obtained by an experiment in advance and mapped, and the engine is controlled by applying each map value during actual engine operation. Map control is generally performed. In contrast, the control device of the present embodiment directly detects the combustion state in the cylinder at the time of engine operation, and various control amounts so as to match the detected combustion state with a predetermined optimum combustion state. Is controlled. According to this method, it is possible to greatly simplify the creation of various maps, that is, the adaptation, which has conventionally required a lot of time and labor, and there is an advantage that the development period can be greatly shortened. .

筒内燃焼状態を表す筒内情報としては筒内圧が代表的であり、本実施形態の制御装置においても筒内圧を検出するための筒内圧センサが気筒毎に設けられる。また制御される制御量としては、燃焼開始時期(ガソリンエンジンでは点火時期、ディーゼルエンジンでは着火時期)、燃料噴射量、燃料噴射時期等が代表的である。   In-cylinder information representative of the in-cylinder combustion state is typically in-cylinder pressure, and the in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure is also provided for each cylinder in the control device of this embodiment. The control amount to be controlled is typically combustion start timing (ignition timing for gasoline engines, ignition timing for diesel engines), fuel injection amount, fuel injection timing, and the like.

図1に、本実施形態に係る多気筒内燃機関の制御装置を示す。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。図には1気筒しか示されていないが、内燃機関1は多気筒エンジンとして構成され、本実施形態の場合4気筒エンジンとして構成されている。また本実施形態の内燃機関1は火花点火式内燃機関、より具体的にはガソリンエンジンである。   FIG. 1 shows a control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to this embodiment. The internal combustion engine 1 generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber 3 formed in a cylinder block 2 and reciprocating a piston 4 in the combustion chamber 3. Although only one cylinder is shown in the figure, the internal combustion engine 1 is configured as a multi-cylinder engine, and in the case of the present embodiment, is configured as a 4-cylinder engine. The internal combustion engine 1 of the present embodiment is a spark ignition internal combustion engine, more specifically a gasoline engine.

各燃焼室3の吸気ポートは、気筒毎の吸気枝管5に接続され、各燃焼室3の排気ポートは、気筒毎の排気枝管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とが気筒ごと即ち燃焼室3ごとに配設されている。更に、内燃機関1は、気筒毎に点火プラグ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。   An intake port of each combustion chamber 3 is connected to an intake branch pipe 5 for each cylinder, and an exhaust port of each combustion chamber 3 is connected to an exhaust branch pipe 6 for each cylinder. The cylinder head of the internal combustion engine 1 is provided with an intake valve Vi for opening and closing the intake port and an exhaust valve Ve for opening and closing the exhaust port for each cylinder, that is, for each combustion chamber 3. Further, the internal combustion engine 1 has a spark plug 7 for each cylinder, and the spark plug 7 is disposed in the cylinder head so as to face the corresponding combustion chamber 3.

各吸気枝管5の上流側には、集合通路としてのサージタンク8が接続されている。サージタンク8の上流側には、吸気管L1が接続されており、吸気管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、吸気管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が配設されている。一方、排気枝管6の下流側には、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。   A surge tank 8 as a collecting passage is connected to the upstream side of each intake branch pipe 5. An intake pipe L1 is connected to the upstream side of the surge tank 8, and the intake pipe L1 is connected to an air intake port (not shown) through an air cleaner 9. A throttle valve (in this embodiment, an electronically controlled throttle valve) 10 is disposed in the middle of the intake pipe L1 (between the surge tank 8 and the air cleaner 9). On the other hand, on the downstream side of the exhaust branch pipe 6, a front-stage catalyst device 11a including a three-way catalyst and a rear-stage catalyst device 11b including a NOx storage reduction catalyst are connected.

更に、内燃機関1は、気筒毎にインジェクタ12を有し、インジェクタ12は吸気枝管5に配設されて吸気ポート内に向けて燃料噴射するようになっている。なお内燃機関1はこのような吸気通路(特に吸気ポート)噴射式に限らず、直噴式などであっても構わない。   Furthermore, the internal combustion engine 1 has an injector 12 for each cylinder, and the injector 12 is disposed in the intake branch pipe 5 so as to inject fuel into the intake port. The internal combustion engine 1 is not limited to such an intake passage (particularly intake port) injection type, and may be a direct injection type.

上述の各点火プラグ7、スロットルバルブ10及び各インジェクタ12は、制御手段としての電子制御ユニット(以下ECUと称す)20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、クランク角センサ14を始めとし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、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等を制御する。   Each of the spark plugs 7, the throttle valve 10 and the injectors 12 described above are electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 as a control means. The ECU 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, and the like, all not shown. Various sensors including the crank angle sensor 14 are electrically connected to the ECU 20 via an A / D converter or the like (not shown). The ECU 20 controls the spark plug 7, the throttle valve 10, the injector 12, and the like so as to obtain a desired output based on detection values of various sensors.

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15を気筒毎に有している。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、対応する燃焼室3における筒内圧に相当する信号をECU20に出力する。なお筒内圧センサ15によって検出される筒内圧は大気圧に対する相対圧である。更に、内燃機関1は、サージタンク8内の吸入空気の圧力(吸気圧)を絶対圧として検出する吸気圧センサ16を有している。吸気圧センサ16は、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おり、サージタンク8内の吸入空気の絶対圧を示す信号をECU20に与える。クランク角センサ14、各筒内圧センサ15および吸気圧センサ16の検出値は、微小時間おきにECU20の所定の記憶領域(バッファ)に所定量ずつ更新記憶される。   The internal combustion engine 1 has an in-cylinder pressure sensor 15 including a semiconductor element, a piezoelectric element, an optical fiber detection element, or the like for each cylinder. Each in-cylinder pressure sensor 15 is disposed on the cylinder head so that the pressure receiving surface faces the corresponding combustion chamber 3, and is electrically connected to the ECU 20 via an A / D converter (not shown). Each in-cylinder pressure sensor 15 outputs a signal corresponding to the in-cylinder pressure in the corresponding combustion chamber 3 to the ECU 20. The in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 15 is a relative pressure with respect to the atmospheric pressure. Further, the internal combustion engine 1 has an intake pressure sensor 16 that detects the pressure (intake pressure) of intake air in the surge tank 8 as an absolute pressure. The intake pressure sensor 16 is electrically connected to the ECU 20 via an A / D converter or the like (not shown), and gives a signal indicating the absolute pressure of the intake air in the surge tank 8 to the ECU 20. The detected values of the crank angle sensor 14, each in-cylinder pressure sensor 15 and the intake pressure sensor 16 are updated and stored in predetermined storage areas (buffers) of the ECU 20 by predetermined amounts every minute time.

ここで、クランク角センサ14によるクランク角の検出に関して説明すると、内燃機関1のクランクシャフトには図2(A)に示されるようなロータ(タイミングロータ)26が固定されており、このロータ26には例えば2歯だけ欠歯した70個の歯26aが所定角度Δθ(本実施形態ではΔθ=5°)間隔で且つ等角度間隔で形成されている。これら歯26aに対向して、例えば電磁ピックアップからなるクランク角センサ14が配置される。このクランク角センサ14はロータ26の歯26aがクランク角センサ14を通過する毎にパルス信号を出力する。   Here, the crank angle detection by the crank angle sensor 14 will be described. A rotor (timing rotor) 26 as shown in FIG. 2A is fixed to the crankshaft of the internal combustion engine 1. For example, 70 teeth 26a lacking only two teeth are formed at a predetermined angle Δθ (in this embodiment, Δθ = 5 °) and at equal angular intervals. A crank angle sensor 14 made of, for example, an electromagnetic pickup is disposed facing these teeth 26a. The crank angle sensor 14 outputs a pulse signal each time the teeth 26a of the rotor 26 pass through the crank angle sensor 14.

即ち、ロータ26の歯26aがクランク角センサ14に近づくとき及びクランク角センサ14から離れるときに、クランク角センサ14は図4(B)にXで示されるように電位が互いに逆向きの出力電圧(センサ出力)Vを発生する。このセンサ出力Vが、一定電圧を基準としてAD変換器により波形整形され、その結果図4(B)にYで示されるようなロータ26の歯26bに対応した矩形波であるパルス信号(クランクパルス)が発生され、ECU20に入力される。こうしてECU20は、入力されたパルス信号から角度Δθ(=5°)毎にクランク角を認識可能である。   That is, when the teeth 26a of the rotor 26 approach the crank angle sensor 14 and leave the crank angle sensor 14, the crank angle sensor 14 outputs an output voltage whose potentials are opposite to each other as indicated by X in FIG. (Sensor output) V is generated. This sensor output V is waveform-shaped by an AD converter with a constant voltage as a reference, and as a result, a pulse signal (crank pulse) which is a rectangular wave corresponding to the tooth 26b of the rotor 26 as indicated by Y in FIG. ) Is generated and input to the ECU 20. Thus, the ECU 20 can recognize the crank angle for each angle Δθ (= 5 °) from the input pulse signal.

本実施形態では図4(B)に示すパルス信号が立ち上がった時がそのパルス信号の基準時とされる。つまりECU20は、そのパルス信号が立ち上がった瞬間毎に、Δθのクランク角度の進行を検出することになる。なお、パルス信号が立ち下がった時をパルス信号の基準時としてもよい。   In the present embodiment, when the pulse signal shown in FIG. 4B rises, the reference time of the pulse signal is set. That is, the ECU 20 detects the progress of the crank angle Δθ at every moment when the pulse signal rises. The time when the pulse signal falls may be used as the reference time of the pulse signal.

ロータ26の欠歯部分26bがクランク角センサ14を通過すると図4(B)にZで示されるようにパルス同士の間隔が大きくなる。この欠歯部分26bに相当する信号と、カムシャフトのタイミングロータに対向して設けられたカム角センサ(いずれも図示せず)の信号とから、ECU20は、予め定められた基準気筒の上死点を検出し、さらに気筒判別を行う。さらにECU20はこの基準気筒の上死点からクランクパルス数をカウントして内燃機関1のクランク角を検出する。ECU20はさらに、所定時間の間に発生されるクランクパルス数をカウントして機関回転速度NEを算出する。   When the missing tooth portion 26b of the rotor 26 passes through the crank angle sensor 14, the interval between pulses increases as indicated by Z in FIG. From the signal corresponding to the missing tooth portion 26b and the signal of the cam angle sensor (none of which is shown) provided facing the timing rotor of the camshaft, the ECU 20 causes the top dead center of a predetermined reference cylinder. A point is detected, and further cylinder discrimination is performed. Further, the ECU 20 detects the crank angle of the internal combustion engine 1 by counting the number of crank pulses from the top dead center of the reference cylinder. The ECU 20 further calculates the engine speed NE by counting the number of crank pulses generated during a predetermined time.

ところで、この構成のみだと、少なくともクランクシャフトのタイミングロータの欠歯部分26bが検出されるまではクランク角の値を特定できず、また気筒判別も行えない。従って、機関の始動開始直後、最長の場合でクランクシャフトが約360°回転するまで、クランク角の特定及び気筒判別が行えず、クランク角に基づいた燃料噴射制御及び点火制御を実行することができない。このことは、機関の始動時間を短縮する上で問題となる。   By the way, with this configuration alone, the crank angle value cannot be specified and the cylinder cannot be discriminated until at least the missing part 26b of the timing rotor of the crankshaft is detected. Accordingly, immediately after the start of the engine, until the crankshaft rotates about 360 ° in the longest case, the crank angle cannot be specified and the cylinder cannot be determined, and the fuel injection control and the ignition control based on the crank angle cannot be executed. . This is a problem in shortening the start time of the engine.

そこで、本実施形態の多気筒内燃機関の制御装置は、この問題を解決するために、機関始動時において次のような処理を実行し、早期のクランク角特定及び気筒判別を可能としている。   Therefore, in order to solve this problem, the control device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present embodiment executes the following processing when starting the engine, and enables early crank angle specification and cylinder discrimination.

以下、本実施形態における機関始動時の処理を説明する。ここで、本実施形態の内燃機関は4気筒であり、クランク軸方向の一端側から順に第1気筒(#1)、第2気筒(#2)、第3気筒(#3)、第4気筒(#4)を有するものとする。図3を参照して、点火順序ないし燃焼順序は図に上から示すような順序、即ち第1気筒、第3気筒、第4気筒、第2気筒の順である。また図3には、クランク角の進行に伴った各気筒の各行程(吸気、圧縮、膨張、排気)を示す。各行程は180°のクランク角期間を有し、全気筒が全行程を終える内燃機関の1サイクルは720°のクランク角期間である。   Hereinafter, processing at the time of engine start in the present embodiment will be described. Here, the internal combustion engine of the present embodiment has four cylinders, and the first cylinder (# 1), the second cylinder (# 2), the third cylinder (# 3), and the fourth cylinder in order from one end side in the crankshaft direction. (# 4). Referring to FIG. 3, the ignition order or combustion order is the order as shown in the figure, that is, the order of the first cylinder, the third cylinder, the fourth cylinder, and the second cylinder. FIG. 3 shows each stroke (intake, compression, expansion, exhaust) of each cylinder as the crank angle progresses. Each stroke has a crank angle period of 180 °, and one cycle of the internal combustion engine in which all cylinders complete the entire stroke is a crank angle period of 720 °.

図4に、本実施形態において実行される機関始動時の処理を示す。また図5には、機関始動開始後に最初に圧縮行程となっている気筒(以下、圧縮気筒という)の筒内圧Pの変化の様子と、クランクパルスYの発生状態とを示すので適宜参照されたい。まず、運転手によりイグニッションスイッチがオンされる(S101)。このときはまだ内燃機関のクランキング即ち始動は開始されておらず、ECU20及びセンサ類への通電のみが実行される。従って、サージタンク8内は大気圧Paとなっており、この大気圧Paが絶対圧として吸気圧センサ16により検出され、ECU20に取得される。この大気圧の検出値Paは後に筒内圧の検出値を絶対圧に補正するときに使用される。こうして大気圧Paの取得を終えた後、内燃機関のクランキング即ち始動が開始される(S102)。このクランキングが開始された時点におけるクランク角をθsとする。   FIG. 4 shows processing at the time of engine start executed in the present embodiment. FIG. 5 shows the state of the change in the cylinder pressure P of the cylinder that is initially in the compression stroke after the start of the engine (hereinafter referred to as the compression cylinder) and the generation state of the crank pulse Y. . First, the ignition switch is turned on by the driver (S101). At this time, cranking or starting of the internal combustion engine has not yet started, and only energization of the ECU 20 and the sensors is executed. Accordingly, the inside of the surge tank 8 is at the atmospheric pressure Pa, and the atmospheric pressure Pa is detected as an absolute pressure by the intake pressure sensor 16 and acquired by the ECU 20. This detected value Pa of atmospheric pressure is used later when correcting the detected value of in-cylinder pressure to an absolute pressure. After the acquisition of the atmospheric pressure Pa is thus completed, cranking, that is, starting of the internal combustion engine is started (S102). The crank angle at the time when the cranking is started is defined as θs.

内燃機関の始動が開始されると、各気筒の筒内圧センサ15によって検出される各気筒の筒内圧Pが、クランクパルスが出力されるタイミングで、ECU20によって取得され、絶対圧に換算された後、ECU20のバッファに記憶される。ECU20はまず、機関始動開始後、最初にクランクパルスが出力されたタイミング(以下、「第1のタイミング」という)θ1で、各気筒の筒内圧の検出値を取得し、これら筒内圧の検出値をS101で取得した大気圧Paを用いて絶対圧に換算した後、各気筒の筒内圧P1(i)(iは気筒番号を意味し、i=1,2,3,4)としてバッファに記憶する(S103)。次に、ECU20は、第1のタイミングθ1から、クランク角間隔Δθの所定数倍に等しいクランク角間隔α(本実施形態ではα=4Δθ=20°CA)だけ遅れたクランクパルス出力タイミング(以下、「第2のタイミング」という)θ5で、各気筒の筒内圧の検出値を取得し、これら筒内圧の検出値をS101で取得した大気圧Paを用いて絶対圧に換算した後、各気筒の筒内圧P5(i)としてバッファに記憶する(S104)。   When starting of the internal combustion engine is started, the cylinder pressure P of each cylinder detected by the cylinder pressure sensor 15 of each cylinder is acquired by the ECU 20 at the timing when the crank pulse is output, and converted into absolute pressure. , Stored in the buffer of the ECU 20. The ECU 20 first acquires the detected values of the in-cylinder pressure of each cylinder at the timing (hereinafter referred to as “first timing”) θ1 when the crank pulse is first output after the engine start is started, and these detected values of the in-cylinder pressure. Is converted into an absolute pressure using the atmospheric pressure Pa acquired in S101, and then stored in the buffer as in-cylinder pressure P1 (i) of each cylinder (i means a cylinder number, i = 1, 2, 3, 4). (S103). Next, the ECU 20 determines a crank pulse output timing (hereinafter referred to as “crank pulse output timing”) that is delayed from the first timing θ1 by a crank angle interval α (α = 4Δθ = 20 ° CA in this embodiment) equal to a predetermined multiple of the crank angle interval Δθ. At θ5 (referred to as “second timing”), in-cylinder pressure detection values of each cylinder are acquired, and these in-cylinder pressure detection values are converted into absolute pressures using the atmospheric pressure Pa acquired in S101. The in-cylinder pressure P5 (i) is stored in the buffer (S104).

次にECU20は、これら各気筒の筒内圧P1(i)、P5(i)を用いて、機関始動開始後に最初に圧縮行程となっている気筒(圧縮気筒)を判別する(S105)。即ち、図6に示すように、クランキングが開始される前(θsより前)はすべての気筒の筒内圧P(i)がほぼ大気圧Paに維持されている。次いで、クランキングが開始されると(θsの後)、圧縮行程の途中にあった気筒(図示例では第1気筒)の筒内圧P(1)が次第に上昇する。これに対し、残りの気筒(図示例では第2気筒、第3気筒、第4気筒)の筒内圧P(2),P(3),P(4)はほとんど変化しない。   Next, the ECU 20 uses the in-cylinder pressures P1 (i) and P5 (i) of these cylinders to determine the cylinder (compression cylinder) that is initially in the compression stroke after the start of the engine (S105). That is, as shown in FIG. 6, before the cranking is started (before θs), the in-cylinder pressures P (i) of all the cylinders are maintained at substantially the atmospheric pressure Pa. Next, when cranking is started (after θs), the in-cylinder pressure P (1) of the cylinder (first cylinder in the illustrated example) that was in the middle of the compression stroke gradually increases. On the other hand, the in-cylinder pressures P (2), P (3), and P (4) of the remaining cylinders (second cylinder, third cylinder, and fourth cylinder in the illustrated example) hardly change.

そこで、ECU20は、第1のタイミングθ1における各気筒の筒内圧P1(i)と、第2のタイミングθ5における各気筒の筒内圧P5(i)との差ないし変化量ΔP(i)(=P5(i)−P1(i))を算出し、この筒内圧変化量ΔP(i)が正値又は最大である気筒を圧縮気筒であると判別する。なお、この圧縮気筒の特定により、図3に示したような各気筒の行程状態が同時に特定されることとなる。   Therefore, the ECU 20 determines the difference or change ΔP (i) (= P5) between the in-cylinder pressure P1 (i) of each cylinder at the first timing θ1 and the in-cylinder pressure P5 (i) of each cylinder at the second timing θ5. (I) −P1 (i)) is calculated, and a cylinder having the in-cylinder pressure change ΔP (i) having a positive value or the maximum value is determined to be a compression cylinder. By specifying the compression cylinder, the stroke state of each cylinder as shown in FIG. 3 is specified at the same time.

圧縮気筒の判別方法については他の方法も考えられる。例えば、単に第2のタイミングθ5の各気筒の筒内圧P5(i)を大気圧Pa又は所定のしきい値と比較し、大気圧Pa又は所定のしきい値より高くなっている気筒を圧縮気筒と特定してもよい。   Other methods for determining the compression cylinder are also conceivable. For example, the in-cylinder pressure P5 (i) of each cylinder at the second timing θ5 is simply compared with the atmospheric pressure Pa or a predetermined threshold value, and the cylinder having the atmospheric pressure Pa or higher than the predetermined threshold value is compressed. May be specified.

次に、ECU20は、特定された圧縮気筒(便宜上第1気筒とする)に関して、S103,104で取得した筒内圧P1(1)、P5(1)(以下単にP1,P5とする)を用い、以下に述べるような所定の演算処理を実行して、第1及び第2のタイミングにおけるクランク角θ1,θ5の値(即ち、クランク角θ1,θ5が何度であるか)を特定する(S106)。   Next, the ECU 20 uses the in-cylinder pressures P1 (1) and P5 (1) (hereinafter simply referred to as P1 and P5) acquired in S103 and 104 for the specified compression cylinder (referred to as the first cylinder for convenience), Predetermined arithmetic processing as described below is executed to specify the values of the crank angles θ1 and θ5 at the first and second timings (ie, how many are the crank angles θ1 and θ5) (S106). .

即ち、圧縮行程における圧縮が理想的な断熱圧縮であるとすると、圧縮行程中における筒内圧P(絶対圧)と筒内容積Vとの間にはPVκ=(一定)の関係が成立することが判明している。ここでκは所定の指数であり、例えばκ=1.32である。言い換えれば、圧縮行程中では、筒内圧Pと、筒内容積Vを所定の指数κで累乗した値Vκとの積PVκは一定に保たれる。よって、S105で特定された圧縮気筒については、第1のタイミングθ1における筒内容積をV1、第2のタイミングθ5における筒内容積をV5とすると、次の関係が成立する。
P1・V1κ=P5・V5κ ・・・(1)
ここで次のような関数G(θ)を考える。
G(θ)=P1・V1κ−P5・V5κ ・・・(2)
この場合、G(θ)をゼロとするような筒内容積V1、V5の値、ひいてはそれら筒内容積V1、V5に対応するクランク角の値を求めれば、その求められたクランク角の値が第1及び第2のタイミングにおけるクランク角の値ということになる。
That is, if compression in the compression stroke is ideal adiabatic compression, a relationship of PV κ = (constant) is established between the in-cylinder pressure P (absolute pressure) and the in-cylinder volume V during the compression stroke. Is known. Here, κ is a predetermined index, for example, κ = 1.32. In other words, during the compression stroke, the product PV κ of the in-cylinder pressure P and the value V κ obtained by raising the in-cylinder volume V by the predetermined index κ is kept constant. Therefore, for the compression cylinder specified in S105, the following relationship is established when the cylinder volume at the first timing θ1 is V1 and the cylinder volume at the second timing θ5 is V5.
P1 · V1 κ = P5 · V5 κ (1)
Here, the following function G (θ) is considered.
G (θ) = P1 · V1 κ -P5 · V5 κ ··· (2)
In this case, if the values of the in-cylinder volumes V1, V5 such that G (θ) is zero, and thus the crank angle values corresponding to these in-cylinder volumes V1, V5, are obtained, the obtained crank angle value is obtained. This is the value of the crank angle at the first and second timings.

ところで、クランク角θと筒内容積Vとの間には幾何学的に決定される一定の関係があり、本実施形態ではこの関係がECU20に図7に示すようなマップの形式(関数の形式でもよい)で記憶されている。   Incidentally, there is a certain geometrically determined relationship between the crank angle θ and the in-cylinder volume V. In this embodiment, this relationship is shown in the ECU 20 as a map format (function format) as shown in FIG. It may be).

また、筒内容積V1に対応するクランク角θ1と、筒内容積V5に対応するクランク角θ5との間にはα(=4Δθ=20°)のクランク角間隔があり、両者の間にはθ5=θ1+αの関係がある。   Further, there is a crank angle interval of α (= 4Δθ = 20 °) between the crank angle θ1 corresponding to the cylinder volume V1 and the crank angle θ5 corresponding to the cylinder volume V5, and θ5 between the two. = Θ1 + α.

図8は、図7のマップ中のクランク角θと筒内容積Vとの関係をグラフ化して示したものである。図示するように、圧縮行程では、クランク角θの増加につれ筒内容積Vが減少する傾向がある。図8を参照して、ECU20は、図7のマップから、G(θ)を最もゼロに近づけさせるような、或いはほぼゼロにするような、αのクランク角間隔を有する二つの筒内容積V1、V5、ひいてはこれら筒内容積V1、V5に対応する二つのクランク角θ1、θ5を、算出ないし検索する。ここで、算出されるクランク角θ1、θ5は、クランク角センサ14からパルス信号が出力される予め定められた所定クランク角間隔Δθ毎のクランク角に限定されることとなる。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the crank angle θ and the cylinder volume V in the map of FIG. As shown in the figure, in the compression stroke, the in-cylinder volume V tends to decrease as the crank angle θ increases. Referring to FIG. 8, the ECU 20 has two in-cylinder volumes V1 having a crank angle interval of α such that G (θ) is made to be closest to zero or almost zero from the map of FIG. , V5, and thus the two crank angles θ1, θ5 corresponding to the in-cylinder volumes V1, V5 are calculated or searched. Here, the calculated crank angles θ1 and θ5 are limited to crank angles at predetermined predetermined crank angle intervals Δθ at which pulse signals are output from the crank angle sensor 14.

この後ECU20は、算出された二つのクランク角θ1、θ5のうち先のタイミングの方のクランク角θ1を、第1のタイミングにおけるクランク角の値として特定ないし確定し(S107)、処理を終える。   Thereafter, the ECU 20 specifies or confirms the crank angle θ1 of the earlier timing of the calculated two crank angles θ1 and θ5 as the value of the crank angle at the first timing (S107), and ends the process.

なお、図9には、第1のタイミングのクランク角θと関数G(θ)の値との一般的な関係が示されており、図示するように、第1のタイミングのクランク角θが圧縮上死点(0°)に近づくにつれ、関数G(θ)の値は減少する傾向にある。G(θ)=0とするようなクランク角が、特定されるべき第1のタイミングのクランク角である。   FIG. 9 shows a general relationship between the crank angle θ at the first timing and the value of the function G (θ). As shown in FIG. 9, the crank angle θ at the first timing is compressed. The value of the function G (θ) tends to decrease as it approaches the top dead center (0 °). The crank angle at which G (θ) = 0 is the crank angle at the first timing to be specified.

このように本実施形態によれば、既存のハード構成を大幅に変更することなく、ソフト的な手法を用いて、機関始動時におけるクランク角の値を迅速に且つ精度良く特定することができる。特に本実施形態によれば、機関始動開始後25°CA未満という非常に早期の段階でクランク角が特定される。このようにクランク角が特定されれば、クランク角に基づく所定の燃料噴射制御や点火制御が実行可能となり、従って最初の圧縮行程気筒から所定の始動制御を実行可能となり、機関始動時間を短縮化することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to quickly and accurately specify the value of the crank angle at the time of starting the engine using a software method without significantly changing the existing hardware configuration. In particular, according to the present embodiment, the crank angle is specified at a very early stage of less than 25 ° CA after the engine start is started. If the crank angle is specified in this way, predetermined fuel injection control and ignition control based on the crank angle can be executed, and therefore, predetermined start control can be executed from the first compression stroke cylinder, and the engine start time is shortened. can do.

また、本実施形態によるクランク角の特定に用いられる値や関係式には機関始動毎にバラつくものが非常に少なく、しかも特定されるクランク角は、クランク角センサからパルス信号が出力される予め定められた所定クランク角間隔Δθ毎のクランク角に限定される。このため、真の値であるクランク角を高精度で、且つ安定して特定することができる。   In addition, the values and relational expressions used for specifying the crank angle according to the present embodiment have very few variations each time the engine is started, and the specified crank angle is determined in advance by outputting a pulse signal from the crank angle sensor. The crank angle is limited to a predetermined predetermined crank angle interval Δθ. For this reason, the crank angle which is a true value can be specified with high accuracy and stability.

なお、このようにして第1のタイミングのクランク角θ1を特定した後は、以降のクランク角もクランクパルスをカウントすることによって特定可能であり、従って、クランクシャフトやカムシャフトのタイミングロータから上死点検出箇所(欠歯部分等)を省略できる可能性もある。しかしながら、そのような上死点検出箇所は上死点に対応するクランク角を直接的且つ正確に検出できるものであるため、必要に応じて、その上死点検出箇所によって特定されるクランク角を用いて、前記処理から得られるクランク角を補正してもよい。   After the crank angle θ1 at the first timing is specified in this way, the subsequent crank angle can also be specified by counting the crank pulses, and therefore the top dead center is reached from the timing rotor of the crankshaft or camshaft. There is a possibility that a point detection location (such as a missing tooth portion) can be omitted. However, since such a top dead center detection location can directly and accurately detect the crank angle corresponding to the top dead center, the crank angle specified by the top dead center detection location is set as necessary. It may be used to correct the crank angle obtained from the processing.

第1のタイミングθ1と第2のタイミングθ5とのクランク角間隔αは、精度の良いクランク角特定のために十分な筒内圧差を得られ且つセンサノイズ等の影響を無視できる値であって、且つ、クランク角特定を速やかに行えるような値であるのが好ましい。この観点から本実施形態では、第1のタイミングθ1と第2のタイミングθ5との間のクランク角間隔αを、クランクパルス間隔Δθの複数倍、特に4倍とした。しかしながら、上記のような目的が達成できるならば、第1のタイミングθ1と第2のタイミングθ5との間のクランク角間隔αをクランクパルス間隔Δθに等しくする(つまりクランクパルス間隔Δθの1倍にする)ことも可能である。この場合、第2のタイミングは図5に示すθ2となり、さらに迅速にクランク角を特定可能となる。また、第1及び第2タイミング間のクランク角間隔αはクランクパルス間隔Δθの4倍に限らず、例えば3倍、5倍等、他の複数倍にすることも可能である。   The crank angle interval α between the first timing θ1 and the second timing θ5 is a value that can obtain a sufficient in-cylinder pressure difference for accurate crank angle specification and can ignore the influence of sensor noise and the like. In addition, the value is preferably such that the crank angle can be identified quickly. From this point of view, in the present embodiment, the crank angle interval α between the first timing θ1 and the second timing θ5 is set to a multiple of the crank pulse interval Δθ, particularly four times. However, if the above-described object can be achieved, the crank angle interval α between the first timing θ1 and the second timing θ5 is made equal to the crank pulse interval Δθ (that is, to be equal to one time the crank pulse interval Δθ). It is also possible to In this case, the second timing is θ2 shown in FIG. 5, and the crank angle can be specified more quickly. Further, the crank angle interval α between the first and second timings is not limited to four times the crank pulse interval Δθ, and may be set to other multiple times such as three times or five times.

二つのタイミングである第1及び第2のタイミング(先及び後のタイミング)は、両者が圧縮行程中のタイミングであれば任意のタイミングであってよい。第1のタイミングについて、前記実施形態では機関始動開始後、最初にクランクパルスが出力されるタイミングであったが、これに限らず、機関始動開始後、複数番目のクランクパルスが出力されるタイミングであってもよい。   The first and second timings (first and second timings) that are two timings may be arbitrary timings as long as both timings are in the compression stroke. The first timing is the timing at which the crank pulse is output first after the start of the engine in the above-described embodiment. However, the present invention is not limited to this, and at the timing at which a plurality of crank pulses are output after the start of the engine. There may be.

本実施形態によれば、第2のタイミングθ5において筒内圧P5(i)を取得するのと同時に気筒判別を行うので、気筒判別を行った後に圧縮気筒の2点の筒内圧値を取得する場合に比べて、機関始動開始時からクランク角特定までの時間を短くすることができる。しかしながら、気筒判別を行った後に、圧縮気筒の2点の筒内圧値を取得する実施形態も可能である。また図5を参照して、気筒判別における後の筒内圧検出をθ5よりも前のタイミング(θ2、θ3又はθ4)で行ってもよい。   According to the present embodiment, the cylinder discrimination is performed simultaneously with the acquisition of the in-cylinder pressure P5 (i) at the second timing θ5. Therefore, when the in-cylinder pressure values of the two compression cylinders are acquired after the cylinder discrimination is performed. In comparison with this, it is possible to shorten the time from the start of engine start until the crank angle is specified. However, an embodiment in which the in-cylinder pressure values at two points of the compression cylinder are acquired after performing cylinder discrimination is also possible. Further, referring to FIG. 5, the in-cylinder pressure detection in the cylinder discrimination may be performed at a timing (θ2, θ3, or θ4) before θ5.

本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば通常のマップ制御を行う内燃機関の制御装置とすることも可能である。気筒数は4に限らず任意の気筒数とすることができる。前記実施形態では、筒内圧センサとして大気圧との相対圧を検出するものを用いたが、これに限らず、筒内圧を絶対圧として検出するものを用いてもよい。この場合、検出された筒内圧を絶対圧に換算する必要はなくなり、従って大気圧を検出する手段(前記実施形態における吸気圧センサ)も省略可能である。また、前記実施形態では吸気圧センサを大気圧検出用センサとして兼用させたが、別途大気圧検出用センサを設ける構成も可能である。   Various other embodiments of the present invention are conceivable. For example, a control device for an internal combustion engine that performs normal map control may be used. The number of cylinders is not limited to four and can be any number of cylinders. In the above embodiment, the cylinder pressure sensor that detects the relative pressure to the atmospheric pressure is used. However, the present invention is not limited to this, and a cylinder pressure sensor that detects the cylinder pressure as an absolute pressure may be used. In this case, it is not necessary to convert the detected in-cylinder pressure into an absolute pressure, and therefore the means for detecting the atmospheric pressure (the intake pressure sensor in the embodiment) can be omitted. In the above-described embodiment, the intake pressure sensor is also used as the atmospheric pressure detection sensor. However, a configuration in which a separate atmospheric pressure detection sensor is also possible.

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.

本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention. クランク角センサによるクランク角の検出に関する図であり、(A)はクランク角センサとロータとの概略図、(B)はクランク角センサから出力される信号と、これを波形整形して得られるパルス信号とを示す。It is a figure regarding the detection of the crank angle by a crank angle sensor, (A) is the schematic of a crank angle sensor and a rotor, (B) is the signal output from a crank angle sensor, and the pulse obtained by shaping this Signal. 各気筒の各行程状態を示す表である。It is a table | surface which shows each stroke state of each cylinder. 本実施形態における機関始動時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of engine starting in this embodiment. 圧縮気筒における筒内圧の変化とクランクパルスの発生状態とを示すグラフである。It is a graph which shows the change of the cylinder pressure in a compression cylinder, and the generation state of a crank pulse. 機関始動開始直後の各気筒の筒内圧の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the cylinder pressure of each cylinder immediately after an engine start-up. クランク角と筒内容積との関係が入力されたマップを示す。The map into which the relationship between a crank angle and a cylinder internal volume was input is shown. クランク角の進行に伴う筒内容積の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the cylinder volume accompanying the advance of a crank angle. 第1のタイミングのクランク角θと関数G(θ)の値との一般的関係を示すグラフである。It is a graph which shows the general relationship between the crank angle of the first timing and the value of the function G (θ).

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
14 クランク角センサ
15 筒内圧センサ
16 吸気圧センサ
20 電子制御ユニット(ECU)
26 ロータ
26a 歯
26b 欠歯部分
θ1 第1のタイミング(先のタイミング)
θ5 第2のタイミング(後のタイミング)
P 筒内圧
P1 第1のタイミングにおける筒内圧
P5 第2のタイミングにおける筒内圧
V1 第1のタイミングにおける筒内容積
V5 第2のタイミングにおける筒内容積
α 第1及び第2のタイミングの間のクランク角間隔
Δθ クランクパルス間のクランク角間隔
κ 所定の指数
G(θ) 関数
1 Internal combustion engine 14 Crank angle sensor 15 In-cylinder pressure sensor 16 Intake pressure sensor 20 Electronic control unit (ECU)
26 rotor 26a tooth 26b missing tooth portion θ1 first timing (previous timing)
θ5 Second timing (later timing)
P Cylinder pressure P1 Cylinder pressure P5 at the first timing Cylinder pressure V1 at the second timing Cylinder volume V5 at the first timing Cylinder volume α at the second timing Crank angle between the first and second timings Interval Δθ Crank angle interval κ between crank pulses Predetermined index G (θ) Function

Claims (4)

気筒毎に設けられた筒内圧センサと、
所定のクランク角間隔でパルス信号を出力するクランク角センサと、
前記クランク角センサから前記パルス信号が出力される二つのタイミングである第1のタイミングと第2のタイミングでの筒内圧を前記筒内圧センサから取得する手段と、
前記第1のタイミングでの筒内圧と前記第2のタイミングでの筒内圧とに基づいて、機関始動開始後に最初に圧縮行程となる気筒を判別する判別手段と、
該気筒の圧縮行程中、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングでの筒内圧と、圧縮行程中に筒内圧及び筒内容積の間に成立する所定の関係と、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングの間のクランク角間隔と、クランク角及び筒内容積の間に成立する所定の関係とに基づき、前記第1のタイミングのクランク角の値を特定するクランク角特定手段と
を備え、
前記第1のタイミングと前記第2のタイミングの間のクランク角間隔が、前記パルス信号のクランク角間隔の複数倍である
ことを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
An in-cylinder pressure sensor provided for each cylinder;
A crank angle sensor that outputs a pulse signal at predetermined crank angle intervals;
Means for acquiring from the in-cylinder pressure sensor the in-cylinder pressure at the first timing and the second timing which are two timings at which the pulse signal is output from the crank angle sensor;
A discriminating means for discriminating a cylinder that is initially in a compression stroke after the start of the engine based on the in-cylinder pressure at the first timing and the in-cylinder pressure at the second timing ;
The cylinder pressure at the first timing and the second timing during the compression stroke of the cylinder, the predetermined relationship established between the cylinder pressure and the cylinder volume during the compression stroke, and the first timing Crank angle specifying means for specifying the crank angle value of the first timing based on the crank angle interval between the second timing and a predetermined relationship established between the crank angle and the cylinder volume ;
With
A control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine , wherein a crank angle interval between the first timing and the second timing is a multiple of the crank angle interval of the pulse signal .
前記圧縮行程中に筒内圧及び筒内容積の間に成立する所定の関係が、筒内圧と、筒内容積を所定の指数で累乗した値との積が一定であるという関係であることを特徴とする請求項1記載の多気筒内燃機関の制御装置。   The predetermined relationship established between the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume during the compression stroke is a relationship that a product of the in-cylinder pressure and a value obtained by raising the in-cylinder volume by a predetermined index is constant. The control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1. 前記クランク角特定手段が、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングにおける前記積の差を最もゼロに近づけさせるようなクランク角の値を前記第1のタイミングのクランク角の値として特定することを特徴とする請求項2記載の多気筒内燃機関の制御装置。 The crank angle specifying means specifies a crank angle value that makes the difference between the products at the first timing and the second timing closest to zero as the crank angle value at the first timing. The control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 2. 前記第1のタイミングが、機関始動開始後、最初にパルス信号が出力されるタイミングであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。  The control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the first timing is a timing at which a pulse signal is first output after engine start.
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