JP4793181B2 - Engine crank angle detector - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンのクランク角検出装置に関する。   The present invention relates to an engine crank angle detection device.

例えば特許文献1には、燃焼室内で発生するイオン電流を、イオン電流検出回路によって検出すると共に、その検出したイオン電流波形における最大値と圧縮上死点との差に基づいて、MBT(Minimum advance for the Best Torque)を検出する装置が開示されている。
特開平6−34490号公報
For example, in Patent Document 1, an ion current generated in a combustion chamber is detected by an ion current detection circuit, and based on the difference between the maximum value in the detected ion current waveform and the compression top dead center, MBT (Minimum advance for the Best Torque) is disclosed.
JP-A-6-34490

ところで、量産エンジンにおいては、例えば公差ばらつきや使用中における何らかの要因等によって、クランク角センサの検出値に基づく圧縮上死点が、実際の圧縮上死点からずれる場合がある。そうしたずれが生じると、例えば前記特許文献に記載されているようにイオン電流波形における最大値と圧縮上死点との差に基づいてMBTを検出したとしても、その検出したMBTは、ずれていることになるし、その他、クランク角に基づいて制御される、位相可変機構(Variable Valve Timing 以下、VVTともいう)による吸気及び/又は排気弁のバルブタイミング、点火タイミング、及び燃料の噴射タイミング等にもずれが生じることになる。   By the way, in a mass production engine, the compression top dead center based on the detected value of the crank angle sensor may deviate from the actual compression top dead center due to, for example, tolerance variation or some factor during use. When such a deviation occurs, even if the MBT is detected based on the difference between the maximum value in the ion current waveform and the compression top dead center as described in the above-mentioned patent document, the detected MBT is displaced. In addition, the valve timing of the intake and / or exhaust valves, ignition timing, and fuel injection timing, etc., which are controlled based on the crank angle, are controlled by a phase variable mechanism (hereinafter referred to as VVT). Misalignment will occur.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮上死点のずれの判定を可能にすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to make it possible to determine the displacement of the compression top dead center.

本願発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、イオン電流検出手段によって検出されるイオン電流は前半の山と後半の山とを含む波形特性を有していて、点火タイミングを進角側に移動させ続けると、その後半の山のピークのクランク角位置が圧縮上死点付近で収束することを見出して、本願発明を完成するに至ったものである。   The inventor of the present application has studied to solve the above problem, and as a result, the ion current detected by the ion current detection means has a waveform characteristic including a first peak and a second peak, and the ignition timing is advanced. As a result, it was found that the crank angle position of the peak of the mountain in the latter half converges near the compression top dead center, and the present invention has been completed.

つまり、イオン電流検出手段によって検出されるイオン電流の波形には、例えば図3に示すように、前半及び後半の2つの山が現れる。ここで、前半の山は、主に着火後の火炎面に発生するイオンを媒体とするイオン電流の変化を表すものと考えられる一方、後半の山の示すイオン電流は、燃焼の進行による燃焼室の温度上昇に伴い、既燃ガス中に存在するNOxが熱電離して発生するイオンを媒体とするものと考えられる。そしてその後半の山のピークは最高燃焼温度位置を示している。   That is, in the waveform of the ion current detected by the ion current detection means, for example, two peaks in the first half and the second half appear as shown in FIG. Here, the first half of the mountain is considered to represent changes in the ion current mainly using ions generated on the flame surface after ignition, while the second half of the peak represents the ionic current indicated by the combustion process. As the temperature rises, it is considered that NOx present in the burned gas uses ions generated by thermal ionization as a medium. The peak of the mountain in the latter half shows the maximum combustion temperature position.

ここで、図4に示すように、シミュレーションにより得られた結果に基づく、点火タイミングと、最高燃焼温度位置及び最大燃焼圧力位置との関係によると、点火タイミングを進角することによって、最高燃焼温度位置と最大燃焼圧力位置とは共に、所定値に収束することが判る。   Here, as shown in FIG. 4, according to the relationship between the ignition timing, the maximum combustion temperature position, and the maximum combustion pressure position based on the result obtained by the simulation, the maximum combustion temperature is increased by advancing the ignition timing. It can be seen that both the position and the maximum combustion pressure position converge to a predetermined value.

よって、点火タイミングを進角側に変更し、後半の山のピークのクランク角位置が所定位置に収束すれば、そのクランク角位置(換言すれば検出された最高燃焼温度位置)に基づいて、最大燃焼圧力位置(換言すれば圧縮上死点)を検出することができる。   Therefore, if the ignition timing is changed to the advance side and the crank angle position of the peak of the latter half converges to a predetermined position, the maximum is determined based on the crank angle position (in other words, the detected maximum combustion temperature position). The combustion pressure position (in other words, compression top dead center) can be detected.

すなわち、本発明の一側面によると、エンジンのクランク角検出装置は、エンジンの燃焼室内に臨んで配設されかつ、所定のタイミングで点火放電を行う点火プラグと、前記点火プラグの点火放電後に前記燃焼室内で発生しかつ、クランク角の進行に対して前半の山と後半の山とを含む波形特性を有するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、前記イオン電流波形の後半の山のピークが圧縮上死点付近となるように、前記点火プラグの点火タイミングを進角側に変更する点火タイミング変更手段と、前記点火タイミング変更手段によって点火タイミングを進角側に変更しているときに、前記イオン電流検出手段によってイオン電流の後半の山のピークを検出しかつ、そのピークが発生するクランク角位置に基づいて圧縮上死点を判定する判定手段と、を備える。   That is, according to one aspect of the present invention, an engine crank angle detection device is disposed facing a combustion chamber of an engine and performs ignition discharge at a predetermined timing, and the ignition plug after the ignition discharge of the ignition plug. An ion current detecting means for detecting an ion current generated in the combustion chamber and having a waveform characteristic including a first peak and a second peak with respect to the progress of the crank angle; and a peak of the second peak of the ion current waveform The ignition timing changing means for changing the ignition timing of the spark plug to the advance side so as to be near the compression top dead center, and when the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing means, The peak of the latter half of the ion current is detected by the ion current detection means, and the compression top dead center is determined based on the crank angle position where the peak occurs. Comprising a determining means.

この構成によると、点火タイミング変更手段によって点火タイミングを進角側に変更し、イオン電流検出手段によって検出されるイオン電流波形の後半の山のピークが圧縮上死点付近となるようにする。つまり、イオン電流波形の後半の山のピークが点火タイミングを進角側に変更しても略一定となる(収束する)状態にする。   According to this configuration, the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing means so that the peak of the latter half of the ion current waveform detected by the ion current detecting means is near the compression top dead center. That is, the peak of the latter half of the ionic current waveform is made to be substantially constant (converge) even if the ignition timing is changed to the advance side.

その状態で判定手段が、イオン電流の後半の山のピークを検出することによって、そのピークが発生するクランク角位置に基づいて、前述したように、圧縮上死点を判定することが可能になる。   In this state, the determination unit detects the peak of the latter half of the ion current, and as described above, it is possible to determine the compression top dead center based on the crank angle position where the peak occurs. .

前記点火タイミング変更手段は、前記エンジンの運転状態が低回転域であるときに、前記点火タイミングを進角側に変更する、ことが好ましい。   Preferably, the ignition timing changing means changes the ignition timing to an advance side when the operating state of the engine is in a low rotation range.

こうすることで、エンジンの運転状態が中回転又は高回転域であるときには、燃焼期間(時間)が相対的に短くなるため、初期燃焼がその燃焼期間に対して追いつかなくなって後半の山のピークが圧縮上死点付近にならなくなるところを、エンジンの運転状態が低回転域であるときに、点火タイミングを進角側に変更することによって、後半の山のピークが圧縮上死点付近で収束するようになり、圧縮上死点の判定が精度よく可能になる。   In this way, when the engine is operating in the middle or high speed range, the combustion period (time) becomes relatively short, so that the initial combustion cannot catch up with the combustion period, and the peak of the latter half of the peak When the engine operating state is in the low rotation range, the peak of the latter half of the peak converges near the compression top dead center by changing the ignition timing to the advance side. As a result, the compression top dead center can be accurately determined.

前記クランク角検出装置は、前記点火タイミング変更手段により前記点火タイミングを進角側に変更しているときに、その変更量に応じて吸気充填量を補正する充填量補正手段をさらに備えることが好ましい。   Preferably, the crank angle detection device further includes a filling amount correction unit that corrects the intake filling amount according to the change amount when the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing unit. .

こうすることで、点火タイミングを変更することに伴いトルクが変化する虞があるが、その点火タイミングの変更量に応じて、充填量補正手段が吸入充填量を補正することによって、トルクの変化が相殺され、トルク変動が未然に抑制される。   By doing so, there is a risk that the torque may change as the ignition timing is changed, but the change in torque is caused by the charging amount correction means correcting the suction filling amount according to the amount of change in the ignition timing. This cancels out and torque fluctuation is suppressed in advance.

前記クランク角検出装置は、クランク角に基づき制御される各種パラメータの制御タイミングを、前記判定手段により判定された圧縮上死点に応じて補正するタイミング補正手段をさらに備える、としてもよい。   The crank angle detection device may further include timing correction means for correcting the control timing of various parameters controlled based on the crank angle in accordance with the compression top dead center determined by the determination means.

こうすることで、例えばクランク角センサによって検出される圧縮上死点のセンサ値が、実際の圧縮上死点に対してずれているときには、前記判定手段によって判定された圧縮上死点に基づいて各種パラメータの制御タイミング(例えば、点火タイミング、バルブタイミング及び燃料噴射タイミング等)を補正することによって、それらの制御タイミングが適正化される。   In this way, for example, when the sensor value of the compression top dead center detected by the crank angle sensor is deviated from the actual compression top dead center, it is based on the compression top dead center determined by the determination means. By correcting the control timing of various parameters (for example, ignition timing, valve timing, fuel injection timing, etc.), the control timing is optimized.

以上説明したように、本発明によると、イオン電流検出手段によって検出されたイオン電流に基づいて圧縮上死点を精度良く判定することができる。それによって、例えばクランク角センサによって検出される圧縮上死点が実際に対しずれているとき等において、クランク角に基づいて制御される各種パラメータの制御タイミングを適正化することができる。   As described above, according to the present invention, the compression top dead center can be accurately determined based on the ion current detected by the ion current detection means. Thereby, for example, when the compression top dead center detected by the crank angle sensor is deviated from the actual one, the control timing of various parameters controlled based on the crank angle can be optimized.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

(エンジンの概略構成)
図1は、本発明に係る検出装置を備えた実施形態のエンジン1を模式的に示し、この例ではエンジン1は、複数のシリンダ2,2,…(図には1つのみ示す)が直列に配置された火花点火式エンジンである。図示の如く、シリンダ2の上端はシリンダブロック3の上端面に開口し、そこに載置されたシリンダヘッド4の下面により閉塞されている。シリンダ2内にはピストン5が往復動可能に嵌挿されていて、このピストン5の上面とシリンダヘッド4の下面との間に燃焼室6が区画される。一方、ピストン5の下方のクランクケース内には、図示しないがクランク軸が配設され、コネクティングロッドによってピストン5と連結されている。
(Schematic configuration of the engine)
FIG. 1 schematically shows an engine 1 of an embodiment provided with a detection device according to the present invention. In this example, the engine 1 includes a plurality of cylinders 2, 2,... (Only one is shown in the figure) in series. Is a spark ignition type engine. As shown in the figure, the upper end of the cylinder 2 opens at the upper end surface of the cylinder block 3 and is closed by the lower surface of the cylinder head 4 mounted thereon. A piston 5 is fitted in the cylinder 2 so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 6 is defined between the upper surface of the piston 5 and the lower surface of the cylinder head 4. On the other hand, a crankshaft (not shown) is disposed in the crankcase below the piston 5 and is connected to the piston 5 by a connecting rod.

前記シリンダヘッド4には各シリンダ2毎に点火プラグ7が配設され、その先端の電極が燃焼室6に臨むように配置される一方、該点火プラグ7の基端部は点火回路8に接続されている。この点火回路8には、図2にのみ示すが、パワートランジスタからなるイグナイタ8aとイグニッションコイル8bとが含まれており、後述のPCM30からの制御信号を受けて各シリンダ2毎に所定のタイミング(点火タイミング)で点火プラグ7に通電するようになっている。この例では各点火回路8にイオン電流検出回路33が接続されていて、図3又は図7のようにシリンダ2毎にイオン電流を検出することができるようになっているが、これについては後述する。   The cylinder head 4 is provided with an ignition plug 7 for each cylinder 2 and is arranged so that the electrode at the tip thereof faces the combustion chamber 6, while the base end portion of the ignition plug 7 is connected to the ignition circuit 8. Has been. Although only shown in FIG. 2, the ignition circuit 8 includes an igniter 8a composed of a power transistor and an ignition coil 8b. The ignition circuit 8 receives a control signal from a PCM 30 described later and receives a predetermined timing (for each cylinder 2). The ignition plug 7 is energized at the ignition timing. In this example, an ion current detection circuit 33 is connected to each ignition circuit 8 so that the ion current can be detected for each cylinder 2 as shown in FIG. 3 or FIG. To do.

また、シリンダヘッド4には、各シリンダ2毎の燃焼室6に臨んで開口するように吸気ポート9及び排気ポート10がそれぞれ形成され、その各ポート開口部にはそれぞれカム軸により開閉されるように吸気弁11及び排気弁12が配設されている。同図には示さないが、カム軸は、吸気側及び排気側に1本ずつ設けられていて、共通のカムチェーンによりクランク軸に駆動連結されており、このクランク軸の回転に同期して吸気側及び排気側のカム軸がそれぞれ回転されることにより、吸気及び排気弁11,12がそれぞれ所定のタイミングで開閉されるようになっている。   The cylinder head 4 is formed with an intake port 9 and an exhaust port 10 so as to open toward the combustion chamber 6 for each cylinder 2, and each port opening is opened and closed by a cam shaft. In addition, an intake valve 11 and an exhaust valve 12 are arranged. Although not shown in the figure, one camshaft is provided on each of the intake side and the exhaust side, and is connected to the crankshaft by a common cam chain. The intake shaft is synchronized with the rotation of the crankshaft. The intake and exhaust valves 11 and 12 are opened and closed at predetermined timings by rotating the side and exhaust side camshafts, respectively.

また、この例では前記吸気側のカム軸に、クランク軸の回転に対する位相を所定の角度範囲(例えば40〜60°CA)内で連続的に変更可能な位相可変機構13が付設されており、このVVT13によって、吸気弁11のリフトカーブが進角側、遅角側に変更されるようになっている。このことで吸気の充填効率を高めることができ、また、排気弁12のリフトカーブとのオーバーラップ期間を調整して、燃焼室6に残留する既燃ガス(内部EGR)の量を変化させることもできる。   Further, in this example, the intake side camshaft is provided with a phase variable mechanism 13 capable of continuously changing the phase with respect to the rotation of the crankshaft within a predetermined angle range (for example, 40 to 60 ° CA). By this VVT 13, the lift curve of the intake valve 11 is changed to the advance side and the retard side. As a result, the charging efficiency of the intake air can be increased, and the amount of burnt gas (internal EGR) remaining in the combustion chamber 6 can be changed by adjusting the overlap period with the lift curve of the exhaust valve 12. You can also.

さらに、シリンダヘッド4の一側(図1の左側)には、下流端が吸気ポート9に連通するように吸気通路15が配設されている。この吸気通路15の上流端は外部から導入される新気を濾過するためのエアクリーナ16に接続されており、そこから下流側に向かって順に、吸気流量を検出するエアフローセンサ17と、電動モータ18aにより駆動されて吸気通路15を絞るスロットル弁18と、各シリンダ2毎に燃料を噴射供給する4つのインジェクタ19,19,…(図には1つのみ示す)とが配設されている。   Further, an intake passage 15 is disposed on one side of the cylinder head 4 (left side in FIG. 1) so that the downstream end communicates with the intake port 9. The upstream end of the intake passage 15 is connected to an air cleaner 16 for filtering fresh air introduced from the outside. From there, an air flow sensor 17 for detecting the intake air flow rate in order toward the downstream side, and an electric motor 18a. Are provided with throttle valves 18 that throttle the intake passage 15 and four injectors 19, 19,... (Only one is shown in the drawing) for injecting fuel into each cylinder 2.

一方、シリンダヘッド4の反対側(図1の右側)には、排気ポート10に連通して各シリンダ2内の燃焼室6から既燃ガス(排気ガス)を排出するように、排気通路20が配設されている。この排気通路20には上流側から順に、排気ガス中の酸素濃度を基に混合気の空燃比を検出するための酸素濃度センサ(以下、O2センサ)21と、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ22とが配設されている。   On the other hand, on the opposite side of the cylinder head 4 (the right side in FIG. 1), an exhaust passage 20 communicates with the exhaust port 10 and exhausts burnt gas (exhaust gas) from the combustion chamber 6 in each cylinder 2. It is arranged. In this exhaust passage 20, in order from the upstream side, an oxygen concentration sensor (hereinafter referred to as O2 sensor) 21 for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and a catalyst for purifying the exhaust gas A converter 22 is provided.

また、前記O2センサ21よりも上流側の排気通路20には、排気ガスの一部を吸気通路15に還流するための排気還流通路24(以下、EGR通路)が分岐接続されていて、このEGR通路24の下流端が前記スロットル弁18よりも下流側の吸気通路15に連通している。このEGR通路24の下流端寄りには開度調節可能な電気式の流量制御弁25(以下、EGR弁)が配設されていて、EGR通路24を還流される排気ガス(外部EGR)の流量を調節するようになっている。   Further, an exhaust gas recirculation passage 24 (hereinafter referred to as an EGR passage) for recirculating a part of the exhaust gas to the intake air passage 15 is branched and connected to the exhaust passage 20 upstream of the O2 sensor 21. The downstream end of the passage 24 communicates with the intake passage 15 on the downstream side of the throttle valve 18. An electric flow control valve 25 (hereinafter referred to as an EGR valve) whose opening degree can be adjusted is disposed near the downstream end of the EGR passage 24, and the flow rate of the exhaust gas (external EGR) recirculated through the EGR passage 24. Is to adjust.

さらにまた、エンジン1のシリンダブロック3下部のクランクケース内には、クランク軸の回転角(クランク角)を検出する電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ26が設けられている。このクランク角センサ26は、クランク軸の端部に一体に回転するように取り付けられたロータ27の回転に伴い、その外周部に設けられた凸部の通過に対応して信号を出力する電磁ピックアップコイル26からなる。また、シリンダブロック3のウォータジャケット(図示せず)には、冷却水の温度状態を検出する水温センサ28が臨設されている。   Furthermore, a crank angle sensor 26 comprising an electromagnetic pickup or the like for detecting the rotation angle (crank angle) of the crankshaft is provided in the crankcase below the cylinder block 3 of the engine 1. The crank angle sensor 26 is an electromagnetic pickup that outputs a signal corresponding to the passage of a convex portion provided on the outer peripheral portion thereof as the rotor 27 attached so as to rotate integrally with the end portion of the crankshaft is rotated. It consists of a coil 26. Further, a water temperature sensor 28 for detecting the temperature state of the cooling water is provided on the water jacket (not shown) of the cylinder block 3.

前記エアフローセンサ17、O2センサ21、クランク角センサ26、水温センサ28等からの出力信号は、それぞれPCM(Power-train Control Module)30に入力されるようになっている。このPCM30は、周知の如くCPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース回路等を備えており、前記各センサ以外に、少なくとも、吸気側カム軸の回転角(回転位置)を検出するカム角センサ31と、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ32と、からそれぞれ出力される信号を受け入れる。   Output signals from the airflow sensor 17, the O2 sensor 21, the crank angle sensor 26, the water temperature sensor 28, etc. are input to a PCM (Power-train Control Module) 30, respectively. As is well known, the PCM 30 includes a CPU, ROM, RAM, an I / O interface circuit, etc. In addition to the sensors, a cam angle sensor 31 that detects at least the rotation angle (rotation position) of the intake camshaft. And an accelerator opening sensor 32 that detects the amount of operation of the accelerator pedal, respectively, to receive signals output from the accelerator pedal.

そして、PCM30は、前記各センサ等から入力した信号に基づいてエンジン1の運転状態を判定し、これに応じてエンジン1の運転制御を行うようになっている。すなわち、PCM30は、点火回路8に対し各シリンダ2毎の点火タイミングの制御信号を出力し、VVT13に対し吸気弁11の作動タイミングを制御するための信号を出力するとともに、スロットル弁18に対し吸気流量を制御するための信号を出力し、さらに、各シリンダ2毎のインジェクタ19,19,…に対し燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するためのパルス信号を出力する。また、PCM30は、EGR通路24によって吸気系に環流する排気ガス(外部EGR)の量を制御するために、EGR弁25に対し制御信号を出力する。   The PCM 30 determines the operating state of the engine 1 based on the signals input from the sensors and controls the operation of the engine 1 accordingly. That is, the PCM 30 outputs an ignition timing control signal for each cylinder 2 to the ignition circuit 8, outputs a signal for controlling the operation timing of the intake valve 11 to the VVT 13, and intakes the throttle valve 18. A signal for controlling the flow rate is output, and a pulse signal for controlling the fuel injection amount and the injection timing is output to the injectors 19, 19,... For each cylinder 2. Further, the PCM 30 outputs a control signal to the EGR valve 25 in order to control the amount of exhaust gas (external EGR) that circulates to the intake system through the EGR passage 24.

そして、この実施形態のエンジン1では、上述の如く点火回路8に接続したイオン電流検出回路33によって、点火後に燃焼室6に発生するイオン電流をシリンダ2毎に検出し、これにより圧縮上死点を判定すると共に、その判定結果に応じて、点火タイミング及びVVT13によるバルブタイミングを補正する制御を行うようにしている。   In the engine 1 of this embodiment, the ion current detection circuit 33 connected to the ignition circuit 8 as described above detects the ion current generated in the combustion chamber 6 after ignition for each cylinder 2, thereby compressing top dead center. And the control for correcting the ignition timing and the valve timing by the VVT 13 is performed according to the determination result.

(点火タイミングと最大燃焼圧力位置との関係)
まず、イオン電流検出回路33によって検出されるイオン電流波形について説明する。イオン電流は、従来より、燃焼に伴い発生するイオンが媒体となって発生するものと考えられており、この実施形態では、前記図2に示すように、エンジン1の点火回路8にイオン電流検出回路33が接続されている。
(Relationship between ignition timing and maximum combustion pressure position)
First, the ion current waveform detected by the ion current detection circuit 33 will be described. Conventionally, the ion current is considered to be generated using ions generated by combustion as a medium. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the ion current is detected in the ignition circuit 8 of the engine 1. A circuit 33 is connected.

図の例ではイオン電流検出回路33は、イグニッションコイル8bの2次側が接地される点火プラグ7とは反対側の端部に直列に接続された電源コンデンサ33aと、検出回路33bとからなり、イグナイタ8aの作動によって点火プラグ7に通電される際(点火)に電源コンデンサ33aに蓄えられた電荷と、その後、燃焼室6において発生したイオンとで回路が構成されて電流が流れ、この電流を検出回路33bが検出するようになっている。検出回路33bからの信号はPCM30へ出力される。   In the illustrated example, the ion current detection circuit 33 includes a power supply capacitor 33a connected in series to the end opposite to the ignition plug 7 on which the secondary side of the ignition coil 8b is grounded, and a detection circuit 33b. When the spark plug 7 is energized by the operation of 8a (ignition), a circuit is constituted by the electric charge stored in the power supply capacitor 33a and the ions generated in the combustion chamber 6, and a current flows, and this current is detected. The circuit 33b detects it. A signal from the detection circuit 33b is output to the PCM 30.

そうして検出されるイオン電流の値は、図3に模式的に示すように点火後のクランク角の進行に伴い変化し、その波形には通常、前半及び後半の2つの山が現れる。前半の山に表されるイオン電流は、混合気が着火した後に、火炎核の成長に伴い拡大する火炎面に存在するイオン(ラジカル)を媒体とするものと考えられ、これは、特に初期燃焼の速度や燃焼室の流動強さの影響を強く受ける。すなわち、前半の山は、初期燃焼が活発であるほど急峻になり、そのピークが進角する。   The ion current value thus detected changes with the progress of the crank angle after ignition as schematically shown in FIG. 3, and two peaks in the first half and the latter half usually appear in the waveform. The ionic current represented in the first half of the mountain is thought to be based on ions (radicals) present on the flame surface that expand as the flame nuclei grow after the mixture has ignited. It is strongly influenced by the speed of the combustion chamber and the flow strength of the combustion chamber. That is, the first half of the mountain becomes steeper as the initial combustion becomes active, and its peak advances.

一方、後半の山に表されるイオン電流は、前記のように燃焼反応そのものによって発生するイオン(ラジカル)の他に、燃焼室の温度上昇に伴い既燃ガス中に存在するNOxが熱電離して発生するイオンをも媒体とするものと考えられ、そのピークは、燃焼室の温度が最高になるクランク角位置(最高燃焼温度位置)に現れて、全体として燃焼が活発であるほど高くなり、それが緩慢なほど低くなる。   On the other hand, the ion current expressed in the latter half of the mountain is not only ions (radicals) generated by the combustion reaction itself as described above, but also NOx present in the burned gas is thermally ionized as the temperature of the combustion chamber rises. It is considered that the generated ions are also used as a medium, and the peak appears at the crank angle position (maximum combustion temperature position) at which the temperature of the combustion chamber becomes maximum, and becomes higher as the combustion is active as a whole. The slower it is, the lower it becomes.

次に、点火タイミングと最高燃焼温度位置及び最大燃焼圧力位置との関係について、図4を参照しながら説明する。図4は、点火タイミングに対する最高燃焼温度位置及び最大燃焼圧力位置の関係をシミュレーションによって求めた結果であり、点火タイミングを進角側にすれば、最高燃焼温度位置及び最大燃焼圧力位置は所定のクランク角位置に収束することが判る。従って、実機のエンジン1において、最高燃焼温度位置及び最大燃焼圧力位置が所定値に収束するように点火タイミングを進角側に所定以上進めると共に、そのときのイオン電流波形の後半の山のピークが発生するクランク角位置(最高燃焼温度位置)を検出すれば、そのクランク角位置に基づいて、最大燃焼圧力位置、つまり圧縮上死点を判定することができる。   Next, the relationship between the ignition timing, the maximum combustion temperature position, and the maximum combustion pressure position will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the result of a simulation for determining the relationship between the maximum combustion temperature position and the maximum combustion pressure position with respect to the ignition timing. When the ignition timing is advanced, the maximum combustion temperature position and the maximum combustion pressure position are set to a predetermined crank. It can be seen that it converges to the angular position. Therefore, in the actual engine 1, the ignition timing is advanced to a predetermined angle or more so that the maximum combustion temperature position and the maximum combustion pressure position converge to predetermined values, and the peak of the latter half of the ion current waveform at that time is If the generated crank angle position (maximum combustion temperature position) is detected, the maximum combustion pressure position, that is, the compression top dead center can be determined based on the crank angle position.

次に、図5〜7を参照して、圧縮上死点を判定する手順を具体的に説明する。   Next, a procedure for determining the compression top dead center will be specifically described with reference to FIGS.

(実施形態1)
まず、図5は、実施形態1に係る圧縮上死点を判定する手順のフローチャートである。図示のスタート後のステップSA1で、圧縮上死点のモニタ実行が指示されれば、続くステップSA2において、モニタの実行条件が成立したか否かを判定する。ここでの実行条件には、エンジン水温、エンジン回転数及び充填効率が所定の範囲であるか否か、等が含まれる。特に、エンジン回転数の条件としては、低回転域であることが条件に含まれ、これは、初期燃焼の速度と燃焼期間とのバランスを考慮したものである。つまり、エンジン回転数が中回転又は高回転域であるときには、燃焼期間(時間)が相対的に短くなるため、初期燃焼がその燃焼期間に対して追いつかなくなって後半の山のピークが圧縮上死点付近にならなくなるのである。ステップSA2で条件が成立したのYESのときにはステップSA3に移行する一方、成立していないのNOのときにはステップSA2を繰り返す。
(Embodiment 1)
First, FIG. 5 is a flowchart of a procedure for determining the compression top dead center according to the first embodiment. In step SA1 after the start of illustration, if execution of monitoring of compression top dead center is instructed, it is determined in subsequent step SA2 whether or not the monitor execution condition is satisfied. The execution conditions here include whether or not the engine water temperature, the engine speed, and the charging efficiency are within a predetermined range. In particular, the condition of the engine speed includes a low speed range, which takes into account the balance between the initial combustion speed and the combustion period. In other words, when the engine speed is in the middle or high speed range, the combustion period (time) becomes relatively short, so the initial combustion cannot catch up with the combustion period, and the peak of the latter half of the peak is compressed top dead. It will not be near the point. If YES in step SA2, the process proceeds to step SA3. If NO in step SA2, step SA2 is repeated.

ステップSA3では、点火タイミングIgtを、Igttdc=変更前Igt + ΔIgttdcとして、所定値まで進めると共に、その点火タイミングの進角補正に応じて、吸気充填量を補正する。つまり、充填効率ceを、補正前ce + Δcetdcとする。こうして、吸気充填量の補正を行うことによって、点火タイミングの変更に伴うトルク変動分を相殺する。   In step SA3, the ignition timing Igt is set to Igttdc = pre-change Igt + ΔIgttdc to a predetermined value, and the intake charge amount is corrected according to the advance correction of the ignition timing. That is, the charging efficiency ce is set to ce + Δcetdc before correction. In this way, by correcting the intake charge amount, the torque fluctuation due to the change in the ignition timing is offset.

ここで、ΔIgttdcは、実験値に基づき、エンジン回転数ne及び充填効率ceの関数として設定すればよく、同様に、Δcetdcも、実験値に基づき、エンジン回転数ne、補正前の充填効率ce及びΔIgttdcの関数として設定すればよい。   Here, ΔIgttdc may be set as a function of the engine speed ne and the charging efficiency ce based on the experimental value. Similarly, Δcetdc is also set based on the experimental value of the engine speed ne, the charging efficiency ce before correction, and It may be set as a function of ΔIgttdc.

そうして、変更した点火タイミングで点火放電を行い、ステップSA4において、イオン信号を検出すると共に、後半の山のピーク(2nd Peak)が発生するクランク角位置(CA2ndp)を算出する。このステップSA4におけるクランク角位置(CA2ndp)の算出は、図6に示すフローに従って行われる。   Then, ignition discharge is performed at the changed ignition timing, and in step SA4, an ion signal is detected, and a crank angle position (CA2ndp) at which the peak of the latter half (2nd Peak) occurs is calculated. The calculation of the crank angle position (CA2ndp) in step SA4 is performed according to the flow shown in FIG.

図6のフローにおけるステップSB1では、点火プラグ7による点火放電の終了後、イオン電流検出回路33によって、クランク角毎にイオン電流を計測し、続くステップSB2では、図7に示すように、現在モニタ値として設定されているTDCに対し±ΔCAtdcの範囲内におけるイオン電流値の最大値のクランク角位置(CA2ndp)を求める。ここで、ΔCAtdcは例えば10°CA程度に設定すればよい。   In step SB1 in the flow of FIG. 6, after completion of ignition discharge by the spark plug 7, the ion current is measured for each crank angle by the ion current detection circuit 33, and in the subsequent step SB2, as shown in FIG. The crank angle position (CA2ndp) of the maximum value of the ion current value within the range of ± ΔCAtdc with respect to the TDC set as the value is obtained. Here, ΔCAtdc may be set to about 10 ° CA, for example.

そうして、後半の山のピークが発生するクランク角位置(CA2ndp)を検出すれば、図5のフローのステップSA5に戻って、クランク角位置(CA2ndp)の判定が、所定回数行われたか否かを判定し、所定回数行われたのYESのときにはステップSA6に移行する一方、所定回数行われていないのNOのときにはステップSA2に戻って、前記のステップSA2〜SA4の各ステップを行い、後半の山のピークが発生するクランク角位置(CA2ndp)を検出を繰り返す。   If the crank angle position (CA2ndp) at which the peak of the latter half of the mountain occurs is detected, the process returns to step SA5 in the flow of FIG. 5 to determine whether the crank angle position (CA2ndp) has been determined a predetermined number of times. When the predetermined number of times has been performed, the process proceeds to step SA6. When the predetermined number of times has not been performed, the process returns to step SA2, and the above steps SA2 to SA4 are performed. Repeatedly detect the crank angle position (CA2ndp) where the peak of the peak occurs.

ステップSA6では、算出したクランク角位置(CA2ndp)の平均(CA2ndpave)を計算し、その算出した平均値(CA2ndpave)に基づいて、圧縮上死点(CAtdc)を算出する。ここで、最高燃焼温度位置(つまり、CA2ndpave)と、最大燃焼圧力位置(つまり、圧縮上死点(CAtdc))との間には、図4に示すように所定のずれがあるとして、予め実験によって得られた、そのずれに対応する値(CAtdcofs)に基づいて、圧縮上死点(CAtdc)を算出する(CAtdc=CA2ndpave+CAtdcofs、但し、CAtdcofsはエンジン回転数ne及び充填効率ceの関数)。   In step SA6, the average (CA2ndpave) of the calculated crank angle position (CA2ndpave) is calculated, and the compression top dead center (CAtdc) is calculated based on the calculated average value (CA2ndpave). Here, it is assumed that there is a predetermined deviation between the maximum combustion temperature position (that is, CA2ndpave) and the maximum combustion pressure position (that is, compression top dead center (CAtdc)) as shown in FIG. The compression top dead center (CAtdc) is calculated based on the value (CAtdcofs) obtained by the above (CAtdc = CA2ndpave + CAtdcofs, where CAtdcofs is a function of the engine speed ne and the charging efficiency ce).

そうして、ステップSA7で、ステップSA6で算出したCAtdcを、圧縮上死点のモニタ値として、PCM30に記憶する。   In step SA7, the CAtdc calculated in step SA6 is stored in the PCM 30 as a monitor value for compression top dead center.

尚、本フローにおける圧縮上死点のモニタが終了したときには、点火タイミングは、エンジンの運転状態に応じた点火タイミングに戻される。   When the monitoring of the compression top dead center in this flow is finished, the ignition timing is returned to the ignition timing corresponding to the engine operating state.

従って、前記図5及び図6のフローにより、イオン電流波形の後半の山のピークが圧縮上死点付近となるように、点火プラグ7の点火タイミングを進角側に変更する点火タイミング変更手段41及び、点火タイミング変更手段41によって点火タイミングを進角側に変更しているときに、イオン電流検出手段33によってイオン電流の後半の山のピークを検出しかつ、そのピークが発生するクランク角位置に基づいて圧縮上死点を判定する判定手段42が構成されている。   Accordingly, the ignition timing changing means 41 for changing the ignition timing of the spark plug 7 to the advance side so that the peak of the latter half of the ion current waveform is in the vicinity of the compression top dead center according to the flow of FIGS. When the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing means 41, the peak of the latter half of the ion current is detected by the ion current detecting means 33, and the crank angle position where the peak occurs is detected. The determination means 42 which determines compression top dead center based on it is comprised.

さらに、前記図5のフローにより、点火タイミング変更手段41により点火タイミングを進角側に変更しているときに、その変更量に応じて吸気充填量を補正する充填量補正手段43が構成されている。   Further, according to the flow of FIG. 5, when the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing means 41, the filling amount correcting means 43 for correcting the intake filling amount according to the changed amount is configured. Yes.

(実施形態2)
図8は、実施形態2に係る圧縮上死点を判定する手順のフローチャートである。図示のスタート後のステップSC1で、圧縮上死点のモニタ実行が指示されれば、続くステップSC2において、モニタの実行条件が成立したか否かを判定する。ここでの実行条件は、図5におけるステップSA2の条件と同じである。条件が成立したのYESのときにはステップSC3に移行する一方、成立していないのNOのときにはステップSC2を繰り返す。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a flowchart of a procedure for determining a compression top dead center according to the second embodiment. In step SC1 after the start of illustration, if execution of monitoring of compression top dead center is instructed, it is determined in subsequent step SC2 whether or not the monitor execution condition is satisfied. The execution conditions here are the same as those in step SA2 in FIG. When the condition is satisfied, the process proceeds to step SC3. When the condition is not satisfied, the process repeats step SC2.

ステップSC3では、点火タイミングIgtを、Igttdc=前のサイクルのIgt + ΔIgtaddとして、ΔIgtaddだけ進めると共に、その点火タイミングの進角補正に応じて吸気充填量を補正する。つまり、充填効率ceを、補正前ce + Δceaddとする。こうして、吸気充填量の補正を行うことによって、点火タイミングの変更に伴うトルク変動分を相殺する。   In step SC3, the ignition timing Igt is set to Igttdc = previous cycle Igt + ΔIgtadd, and is advanced by ΔIgtadd, and the intake charge amount is corrected in accordance with the advance correction of the ignition timing. That is, the filling efficiency ce is set to ce + Δceadd before correction. In this way, by correcting the intake charge amount, the torque fluctuation due to the change in the ignition timing is offset.

ここで、ΔIgtaddは、実験値に基づき、エンジン回転数ne及び充填効率ceの関数として設定すればよく、同様に、Δceaddも、実験値に基づき、エンジン回転数ne、補正前の充填効率ce及びΔIgtaddの関数として設定すればよい。   Here, ΔIgtadd may be set as a function of the engine speed ne and the charging efficiency ce based on the experimental value. Similarly, Δceadd is also determined based on the experimental value of the engine speed ne, the charging efficiency ce before correction, and It may be set as a function of ΔIgtadd.

そうして、変更した点火タイミングで点火放電を行い、ステップSC4において、イオン信号を検出すると共に、後半の山のピーク(2nd Peak)が発生するクランク角位置(CA2ndp)を算出する。このステップSC4におけるクランク角位置(CA2ndp)の算出は、図6に示すフローに従って行われる。また、ステップSC4では、前回のサイクルにおいて算出したクランク角位置(CA2ndp(n-1))と、今回算出したクランク角位置(CA2ndp(n))との差ΔCA2ndp(n)(=CA2ndp(n)−CA2ndp(n-1))を算出する。   Then, ignition discharge is performed at the changed ignition timing, and in step SC4, an ion signal is detected, and a crank angle position (CA2ndp) at which the peak of the latter half (2nd Peak) occurs is calculated. The calculation of the crank angle position (CA2ndp) in step SC4 is performed according to the flow shown in FIG. In step SC4, the difference ΔCA2ndp (n) (= CA2ndp (n) between the crank angle position (CA2ndp (n-1)) calculated in the previous cycle and the crank angle position calculated this time (CA2ndp (n)). -CA2ndp (n-1)) is calculated.

続くステップSC5では、後半の山のピークが発生するクランク角位置(CA2ndp)の値が収束したか否かを判定する。ここでの収束判定としては、例えば今回値を含む過去4回分のクランク角位置の偏差ΔCA2ndp(n)〜ΔCA2ndp(n-3)に基づいて、次式により判定すればよい。   In the following step SC5, it is determined whether or not the value of the crank angle position (CA2ndp) at which the peak of the latter half of the mountain has converged. As the convergence determination here, for example, determination may be made according to the following expression based on the deviations ΔCA2ndp (n) to ΔCA2ndp (n−3) of the past four crank angle positions including the current value.

ABS(ΔCA2ndp(n)+ΔCA2ndp(n-1)+ΔCA2ndp(n-2)+ΔCA2ndp(n-3))/4<ΔCA2ndpcnv
ΔCA2ndpcnvは予め設定した判定値であり、ここでは、サイクル間の変化量が所定の判定値よりも小さいことをもってCA2ndpが収束したと判定している。尚、収束判定は前式によるものに限らず、種々の手法を採用することが可能である。
ABS (ΔCA2ndp (n) + ΔCA2ndp (n-1) + ΔCA2ndp (n-2) + ΔCA2ndp (n-3)) / 4 <ΔCA2ndpcnv
ΔCA2ndpcnv is a predetermined determination value. Here, it is determined that CA2ndp has converged when the amount of change between cycles is smaller than a predetermined determination value. The convergence determination is not limited to the one based on the previous formula, and various methods can be adopted.

ステップSC5において、収束したのYESのときにはステップSC6に移行する一方、収束していないのNOのときにはステップSC2に戻る。従って、収束していないとしてステップSC2に戻った場合には、点火タイミングがΔIgtaddだけさらに進角されて、前記の各ステップSC3〜SC5が実行される。   In step SC5, when the convergence is YES, the process proceeds to step SC6. When the convergence is NO, the process returns to step SC2. Accordingly, when the process returns to step SC2 because it has not converged, the ignition timing is further advanced by ΔIgtadd, and the above steps SC3 to SC5 are executed.

ステップSC6では、クランク角位置の収束値(CA2ndpcnv)を次式により算出する。ここでは、今回値を含む過去5回分のクランク角位置CA2ndp(n)〜CA2ndp(n-4)の平均値を収束値として採用する。   In step SC6, the convergence value (CA2ndpcnv) of the crank angle position is calculated by the following equation. Here, the average value of the crank angle positions CA2ndp (n) to CA2ndp (n-4) for the past five times including the current value is adopted as the convergence value.

CA2ndpcnv=(CA2ndp(n)+CA2ndp(n-1)+CA2ndp(n-2)+CA2ndp(n-3)+CA2ndp(n-4))/5
また、算出した収束値(CA2ndpcnv)に基づいて、圧縮上死点(CAtdc)を算出する(CAtdc=CA2ndpcnv+CAtdcofs、但し、CAtdcofsはエンジン回転数ne及び充填効率ceの関数)。
CA2ndpcnv = (CA2ndp (n) + CA2ndp (n-1) + CA2ndp (n-2) + CA2ndp (n-3) + CA2ndp (n-4)) / 5
Further, the compression top dead center (CAtdc) is calculated based on the calculated convergence value (CA2ndpcnv) (CAtdc = CA2ndpcnv + CAtdcofs, where CAtdcofs is a function of the engine speed ne and the charging efficiency ce).

そうして、ステップSC7で、ステップSC6で算出したCAtdcを、圧縮上死点のモニタ値として、PCM30に記憶する。   In step SC7, the CAtdc calculated in step SC6 is stored in the PCM 30 as a monitor value for compression top dead center.

この実施形態2に係る制御手順においては、圧縮上死点のモニタに際し、点火タイミングを所定値ずつ進角させるため、例えば点火タイミングを一度に大幅に進角させた場合には、ドライバビリティが低下する虞があるのに対し、そうした可能性を排除することができるという利点がある。   In the control procedure according to the second embodiment, when the compression top dead center is monitored, the ignition timing is advanced by a predetermined value. For example, when the ignition timing is greatly advanced at once, drivability is reduced. There is an advantage that such a possibility can be eliminated.

従って、前記図8のフローにより、点火タイミング変更手段41及び判定手段42が構成されていると共に、充填量補正手段43が構成されている。   Therefore, according to the flow of FIG. 8, the ignition timing changing means 41 and the determining means 42 are configured, and the filling amount correcting means 43 is configured.

(点火タイミング及びバルブタイミングの補正)
次に、前述のように圧縮上死点のモニタを行った結果を利用して、点火タイミング及びVVTによるバルブタイミングの補正を行う手順について、図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。
(Correction of ignition timing and valve timing)
Next, the procedure for correcting the ignition timing and the valve timing by VVT using the result of monitoring the compression top dead center as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図示のスタート後のステップSD1で、点火タイミング及びバルブタイミングの補正実行が指示されれば、続くステップSD2において、前記のいずれかのフローにより、圧縮上死点のモニタ値(CAtdc)がPCM30に記憶されているか否かを判定する。記憶されているのYESのときには、ステップSD3に移行する一方、記憶されていないのNOのときには、ステップSD6に移行して、前記図5又は図8のフローによる圧縮上死点のモニタを実行し、ステップSD2に戻る。   If the execution of correction of the ignition timing and the valve timing is instructed in step SD1 after the start shown in the figure, the monitor value (CAtdc) of the compression top dead center is stored in the PCM 30 in one of the aforementioned flows in the subsequent step SD2. It is determined whether or not it has been done. When YES is stored, the process proceeds to step SD3. When NO is stored, the process proceeds to step SD6 and the compression top dead center is monitored by the flow of FIG. 5 or FIG. Return to step SD2.

ステップSD3では、PCM30に記憶されている圧縮上死点のモニタ値(CAtdc)を読み出し、クランク角センサ26の検出値によって得られる圧縮上死点TDC(PCM30において認識されている圧縮上死点のクランク角)とから、補正量Δtdcを算出する(Δtdc=TDC−CAtdc)。   In step SD3, the compression top dead center monitor value (CAtdc) stored in the PCM 30 is read, and the compression top dead center TDC (the compression top dead center recognized in the PCM 30) obtained by the detected value of the crank angle sensor 26 is read. From the crank angle, a correction amount Δtdc is calculated (Δtdc = TDC−CAtdc).

続くステップSD4では、点火タイミングIgt及びバルブタイミングavttをそれぞれ、補正量Δtdcにより補正する(Igt=Igtrom−Δtdc、avtt=avttrom−Δtdc。ここで、Igtrom及びavttromはそれぞれPCM30における制御値)。そうして、ステップSD5において、本制御を続行するか否かを判定し、続行するのYESのときにはステップSD3に戻る一方、続行しないのNOのときにはそのまま終了する。   In the subsequent step SD4, the ignition timing Igt and the valve timing avtt are each corrected by a correction amount Δtdc (Igt = Igtrom−Δtdc, avtt = avttrom−Δtdc, where Igtrom and avttrom are control values in the PCM 30, respectively). Then, in step SD5, it is determined whether or not to continue the present control. If YES in step SD5, the process returns to step SD3. If NO in step SD5, the process ends as it is.

このように、イオン電流の検出によって判定された圧縮上死点に基づいて、点火タイミング及びバルブタイミングを補正することによって、例えば公差ばらつきや使用中における何らかの要因等によって、クランク角センサ26によって検出される圧縮上死点にずれが生じていた場合でも、それを補正した状態で、点火タイミングの制御及びバルブタイミングの制御を行うことができ、それぞれの制御タイミングを適正化することができる。   In this way, by correcting the ignition timing and the valve timing based on the compression top dead center determined by the detection of the ion current, the crank angle sensor 26 detects, for example, a tolerance variation or some factor during use. Even if there is a shift in the compression top dead center, ignition timing control and valve timing control can be performed in a state in which the deviation is corrected, and the respective control timings can be optimized.

尚、ここでは、点火タイミングとバルブタイミングとの補正を行っているが、例えば燃焼噴射タイミング等の、クランク角に基づいて実行するその他のパラメータの制御タイミングの補正も、前記イオン電流の検出によって判定された圧縮上死点に基づいて行うことが可能である。   Here, the ignition timing and the valve timing are corrected. However, the correction of the control timing of other parameters executed based on the crank angle, such as the combustion injection timing, is also determined by detecting the ion current. Can be performed based on the compression top dead center.

従って、前記図9のフローにより、クランク角に基づき制御される、燃焼に関する各種パラメータの制御タイミングを、判定手段42により判定された圧縮上死点に応じて補正するタイミング補正手段44が構成されている。   Accordingly, the flow of FIG. 9 constitutes timing correction means 44 for correcting the control timing of various parameters related to combustion, which are controlled based on the crank angle, in accordance with the compression top dead center determined by the determination means 42. Yes.

以上説明したように、本発明は、イオン電流に基づいて圧縮上死点を判定することができるから、例えば自動車等に搭載されるエンジンのクランク角を検出する装置として有用である。   As described above, the present invention can determine the compression top dead center based on the ionic current, and thus is useful as an apparatus for detecting the crank angle of an engine mounted on, for example, an automobile.

本発明の実施形態に係るエンジンのクランク角検出装置を備えたエンジンの概略構造図である。1 is a schematic structural diagram of an engine including an engine crank angle detection device according to an embodiment of the present invention. イオン電流検出回路の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an ion current detection circuit typically. イオン電流検出回路によって検出されるイオン電流の波形を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the waveform of the ion current detected by the ion current detection circuit. 点火タイミングと最高燃焼温度位置及び最大燃焼圧力位置との関係を示すシミュレーション結果のグラフ図である。It is a graph of the simulation result which shows the relationship between an ignition timing, the maximum combustion temperature position, and the maximum combustion pressure position. 圧縮上死点のモニタ手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the monitoring procedure of a compression top dead center. イオン電流の後半の山のピークが発生するクランク角を検出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which detects the crank angle which the peak of the peak of the latter half of ion current generate | occur | produces. 図6のフローチャートに係り、イオン電流の後半の山のピークが発生するクランク角を検出する際の対象範囲を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a target range when detecting a crank angle at which the peak of the latter half of the ion current occurs in the flowchart of FIG. 6. 図5に示すフローとは異なる、圧縮上死点のモニタ手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the monitoring procedure of a compression top dead center different from the flow shown in FIG. 点火タイミング及びバルブタイミングの補正手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correction | amendment procedure of an ignition timing and a valve timing.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
33 イオン電流検出回路(イオン電流検出手段)
41 点火タイミング変更手段
42 判定手段
43 充填量補正手段
44 タイミング補正手段
1 Engine 33 Ion current detection circuit (ion current detection means)
41 ignition timing changing means 42 determining means 43 filling amount correcting means 44 timing correcting means

Claims (3)

エンジンの燃焼室内に臨んで配設されかつ、所定のタイミングで点火放電を行う点火プラグと、
前記点火プラグの点火放電後に前記燃焼室内で発生しかつ、クランク角の進行に対して前半の山と後半の山とを含む波形特性を有するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流波形の後半の山のピークが圧縮上死点付近となるように、前記点火プラグの点火タイミングを進角側に変更する点火タイミング変更手段と、
前記点火タイミング変更手段によって点火タイミングを進角側に変更しているときに、前記イオン電流検出手段によってイオン電流の後半の山のピークを検出しかつ、そのピークが発生するクランク角位置に基づいて圧縮上死点を判定する判定手段と、を備え
前記点火タイミング変更手段は、前記エンジンの運転状態が低回転域であるときに、前記点火タイミングを進角側に変更するエンジンのクランク角検出装置。
An ignition plug that is disposed facing the combustion chamber of the engine and performs ignition discharge at a predetermined timing;
An ion current detection means for detecting an ion current generated in the combustion chamber after the ignition discharge of the spark plug and having a waveform characteristic including a first peak and a second peak with respect to a crank angle;
Ignition timing changing means for changing the ignition timing of the ignition plug to the advance side so that the peak of the latter half of the ion current waveform is near the compression top dead center;
When the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing means, the peak of the latter half of the ion current is detected by the ion current detecting means, and based on the crank angle position where the peak occurs. Determining means for determining compression top dead center ,
The ignition timing changing means is an engine crank angle detection device that changes the ignition timing to an advance side when the operating state of the engine is in a low rotation range .
請求項1に記載のクランク角検出装置において、
前記点火タイミング変更手段により前記点火タイミングを進角側に変更しているときに、その変更量に応じて吸気充填量を補正する充填量補正手段をさらに備えたクランク角検出装置。
The crank angle detection device according to claim 1,
A crank angle detection device further comprising a filling amount correcting means for correcting the intake filling amount according to the change amount when the ignition timing is changed to the advance side by the ignition timing changing means.
請求項1に記載のクランク角検出装置において、
クランク角に基づき制御される各種パラメータの制御タイミングを、前記判定手段により判定された圧縮上死点に応じて補正するタイミング補正手段をさらに備えたクランク角検出装置。
The crank angle detection device according to claim 1,
A crank angle detection device further comprising timing correction means for correcting the control timing of various parameters controlled based on the crank angle in accordance with the compression top dead center determined by the determination means.
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