JP5772531B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、筒内圧センサが搭載された内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly to an internal combustion engine control device equipped with an in-cylinder pressure sensor.

従来、例えば特開2007−146785号公報には、筒内圧センサ(以下、「CPS」とも称する)の検出値を用いて燃焼室内に吸入された空気量を算出し、この空気量を用いて点火時期を最適に決定する制御装置が提案されている。CPSは筒内圧を吸気管圧力に対する相対圧として検出する。このため、CPSの検出値を各種制御で使用するためには、この検出値を絶対圧に補正する必要がある。上記従来の制御装置では、吸気下死点後の圧縮行程中のPVκ値(κは比熱比)が理論上一定であることを利用して、その場合に成立するポアソンの関係式を用いた次式(1)により、CPS検出値の絶対圧に対する誤差(絶対圧補正値Pr)を算出することとしている。尚、次式(1)において、Pc(θ),Pc(θ)は、圧縮行程中の所定の2点のクランク角θ,θにおけるCPSの検出値であり、V(θ),V(θ)はPc(θ),Pc(θ)検出時の筒内(燃焼室)容積を示している。
絶対圧補正値Pr=(Pc(θ)・Vκ(θ)−Pc(θ)・Vκ(θ))/(Vκ(θ)−Vκ(θ)) ・・・(1)
Conventionally, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-146785, the amount of air taken into a combustion chamber is calculated using a detection value of an in-cylinder pressure sensor (hereinafter also referred to as “CPS”), and ignition is performed using this air amount. Control devices that optimally determine timing have been proposed. The CPS detects the in-cylinder pressure as a relative pressure with respect to the intake pipe pressure. For this reason, in order to use the detected value of CPS in various controls, it is necessary to correct this detected value to an absolute pressure. In the above-described conventional control device, the fact that the PV κ value (κ is the specific heat ratio) during the compression stroke after the intake bottom dead center is theoretically constant is used, and the Poisson relational expression that holds in that case is used. The error (absolute pressure correction value Pr) with respect to the absolute pressure of the CPS detection value is calculated by the following equation (1). In the following equation (1), Pc (θ a ) and Pc (θ b ) are CPS detection values at two predetermined crank angles θ a and θ b during the compression stroke, and V (θ a ) And V (θ b ) indicate in-cylinder (combustion chamber) volumes when Pc (θ a ) and Pc (θ b ) are detected.
Absolute pressure correction value Pr = (Pc (θ b ) · V κb ) −Pc (θ a ) · V κa )) / (V κa ) −V κb )) (1)

特開2007−146785号公報JP 2007-146785 A

上式(1)では、断熱圧縮行程期間における2つのCPSの検出値を用いて絶対圧補正値の算出を行う。このため、例えば吸気弁の閉じ時期(IVC)を遅閉じとする場合、短い断熱圧縮行程期間内で2つのCPS検出値Pc(θ),Pc(θ)を検出することになるので、筒内容積の差(Vκ(θ)−Vκ(θ))が極端に小さくなってしまうおそれがある。この場合、上式(1)の分母がゼロに近づくこととなるため、絶対圧補正値のバラツキが大きくなってしまう。このように、内燃機関の断熱圧縮行程期間が短くなる運転条件においては、絶対圧補正値を精度よく算出することができないおそれがあり、改善が望まれていた。 In the above equation (1), the absolute pressure correction value is calculated using the detected values of the two CPSs during the adiabatic compression stroke period. For this reason, for example, when the closing timing (IVC) of the intake valve is delayed, two CPS detection values Pc (θ a ) and Pc (θ b ) are detected within a short adiabatic compression stroke period. The difference in the in-cylinder volume (V κa ) −V κb )) may be extremely small. In this case, since the denominator of the above equation (1) approaches zero, the absolute pressure correction value varies greatly. Thus, under operating conditions in which the adiabatic compression stroke period of the internal combustion engine is shortened, there is a possibility that the absolute pressure correction value cannot be calculated with high accuracy, and improvement has been desired.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、筒内圧センサによる筒内圧検出値を絶対圧に補正する絶対圧補正の精度を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a control device for an internal combustion engine capable of improving the accuracy of absolute pressure correction for correcting an in-cylinder pressure detection value by an in-cylinder pressure sensor to an absolute pressure. The purpose is to provide.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の所定気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
前記所定気筒のIVCから点火時期までの断熱期間中の任意の2点のクランク角θ,θの組み合わせを複数特定する特定手段と、
特定された各クランク角θ,θにおける筒内圧検出値P,Pを、前記筒内圧センサを用いてそれぞれ検出する筒内圧検出手段と、
前記クランク角θにおける前記所定気筒の筒内容積をV、前記クランク角θにおける前記所定気筒の筒内容積をV、前記所定気筒の筒内ガスの比熱比をκとしたとき、前記クランク角θにおけるPVκの値P κから前記クランク角θにおけるPVκの値P κを減算した値に(V κ−V κ)を除算した値(以下、絶対圧補正値)を、前記特定手段によって特定された複数のクランク角θ,θの組み合わせに対してそれぞれ演算する絶対圧補正値演算手段と、
前記絶対圧補正値演算手段により演算された複数の絶対圧補正値の平均値を取得する平均値取得手段と、
前記平均値を用いて前記筒内圧検出値を補正する絶対圧補正手段と、を備え、
前記特定手段は、前記クランク角θ と前記クランク角θ とのクランク角差が所定のクランク角期間となるクランク角θ ,θ の組み合わせを複数特定し、
前記所定気筒の点火時期から当該所定気筒内の混合気に実際に着火されるまでの着火遅れ期間を特定する着火遅れ期間取得手段と、
IVCから点火時期までの断熱期間が前記所定のクランク角期間よりも小さい場合に、前記断熱期間を前記着火遅れ期間分拡大させる断熱期間変更手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
An in-cylinder pressure sensor for outputting an in-cylinder pressure detection value of a predetermined cylinder of the internal combustion engine;
A specifying means for specifying a plurality of combinations of two arbitrary crank angles θ 1 and θ 2 during an adiabatic period from IVC to ignition timing of the predetermined cylinder;
In-cylinder pressure detection means for detecting in-cylinder pressure detection values P 1 and P 2 at the specified crank angles θ 1 and θ 2 using the in-cylinder pressure sensor,
When the cylinder volume of the predetermined cylinder at the crank angle θ 1 is V 1 , the cylinder volume of the predetermined cylinder at the crank angle θ 2 is V 2 , and the specific heat ratio of the cylinder gas of the predetermined cylinder is κ, the value P 2 V 2 kappa from the value obtained by dividing the (V 1 κ -V 2 κ) to the value obtained by subtracting the value P 1 V 1 κ of PV kappa in the crank angle theta 1 of PV kappa at the crank angle theta 2 ( Hereinafter, absolute pressure correction value calculation means for calculating an absolute pressure correction value) for each combination of a plurality of crank angles θ 1 and θ 2 specified by the specifying means,
Average value acquisition means for acquiring an average value of a plurality of absolute pressure correction values calculated by the absolute pressure correction value calculation means;
Absolute pressure correction means for correcting the in-cylinder pressure detection value using the average value ,
The specifying means, the crank angle difference of the crank angle theta 1 and the crank angle theta 2 is more specific to combinations of the crank angle theta 1, theta 2 which is a predetermined crank angle period,
An ignition delay period acquisition means for specifying an ignition delay period from the ignition timing of the predetermined cylinder until the air-fuel mixture in the predetermined cylinder is actually ignited;
A heat insulation period changing means for expanding the heat insulation period by the ignition delay period when a heat insulation period from IVC to the ignition timing is smaller than the predetermined crank angle period;
It is characterized by having.

の発明は、第の発明において、
前記断熱期間変更手段により拡大された断熱期間において、前記特定手段により特定可能なクランク角θ,θの組み合わせの回数が所定回数よりも小さい場合に、IVCの進角動作および点火時期の遅角動作のうち少なくとも何れか一方の動作を実行する第2の断熱期間変更手段を更に備えることを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
In the adiabatic period expanded by the adiabatic period changing means, when the number of combinations of the crank angles θ 1 and θ 2 that can be specified by the specifying means is smaller than a predetermined number, the IVC advance operation and the ignition timing delay It is further characterized by further comprising second adiabatic period changing means for executing at least one of the angular operations.

の発明は、第1又は第2の発明において、
前記絶対圧補正手段により補正された筒内圧検出値を用いて、燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、
前記筒内圧検出値に基づいて、前記所定気筒の筒内圧が最大となるクランク角θPmaxを特定するクランク角特定手段と、
クランク角θPmaxと燃焼重心位置との関係を規定した規則に基づいて、前記クランク角θPmaxに対応する燃焼重心位置を推定する推定手段と、
前記絶対圧補正手段による前記筒内圧検出値の補正精度が所定の基準範囲に含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記補正精度が所定の基準範囲に含まれる場合には、前記燃焼重心位置算出手段による燃焼重心位置の算出を行い、前記補正精度が所定の基準範囲に含まれない場合には、前記推定手段による燃焼重心位置の算出を行う制御手段と、
を更に備えることを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
A combustion gravity center position calculating means for calculating a combustion gravity center position using the in-cylinder pressure detection value corrected by the absolute pressure correction means;
Crank angle specifying means for specifying a crank angle θ Pmax at which the in-cylinder pressure of the predetermined cylinder is maximized based on the in-cylinder pressure detection value;
And estimating means based on the rules that govern the relationship between the crank angle theta Pmax and combustion center position, to estimate the combustion centroid position corresponding to the crank angle theta Pmax,
Determination means for determining whether or not the correction accuracy of the in-cylinder pressure detection value by the absolute pressure correction means is included in a predetermined reference range;
When the correction accuracy is included in the predetermined reference range by the determination unit, the combustion gravity center position is calculated by the combustion gravity center position calculation unit, and when the correction accuracy is not included in the predetermined reference range, Control means for calculating the combustion gravity center position by the estimation means;
Is further provided.

第1の発明によれば、筒内圧センサ(CPS)によって検出された筒内圧検出値を、絶対圧補正値を用いて補正する内燃機関の制御装置において、所定気筒の吸気弁の閉弁時期(IVC)から点火時期(SA)までの断熱期間中に複数の絶対圧補正値が算出され、その平均値を用いて筒内圧検出値が絶対圧補正される。このため、本発明によれば、絶対圧補正値のバラツキを抑えることができるので、筒内圧検出値の補正精度を有効に高めることができる。   According to the first aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine that corrects the in-cylinder pressure detection value detected by the in-cylinder pressure sensor (CPS) using the absolute pressure correction value, the valve closing timing ( A plurality of absolute pressure correction values are calculated during the adiabatic period from IVC) to ignition timing (SA), and the in-cylinder pressure detection value is absolute pressure corrected using the average value. For this reason, according to the present invention, variations in the absolute pressure correction value can be suppressed, so that the correction accuracy of the in-cylinder pressure detection value can be effectively increased.

また、の発明によれば、クランク角θとクランク角θとのクランク角差が所定のクランク角期間となるクランク角θ,θの組み合わせが複数特定される。所定のクランク角期間が大きいほど絶対圧補正値のバラツキは小さくなる。このため、本発明によれば、所定のクランク角期間を適切に設定することにより、絶対圧補正値のバラツキを所望の範囲に抑えることが可能となる。 Further , according to the first invention, a plurality of combinations of the crank angles θ 1 and θ 2 are specified in which the crank angle difference between the crank angle θ 1 and the crank angle θ 2 is a predetermined crank angle period. As the predetermined crank angle period increases, the variation in the absolute pressure correction value decreases. For this reason, according to the present invention, it is possible to suppress variation in the absolute pressure correction value within a desired range by appropriately setting the predetermined crank angle period.

さらに、の発明によれば、筒内圧センサ(CPS)によって検出された筒内圧検出値を、絶対圧補正値を用いて補正する内燃機関の制御装置において、所定気筒の吸気弁の閉弁時期(IVC)から点火時期(SA)までの断熱期間が所定のクランク角期間よりも短い場合に、当該断熱期間が着火遅れ期間分拡大される。着火遅れ期間は断熱期間に含めても実質的に問題はない。このため、本発明によれば、ドライバビリティを損なうことなく断熱期間を有効に拡大させることができるので、クランク角θ,θの組み合わせの回数を増やして絶対圧補正値の平均値の精度を向上させることができる。 Further, according to the first aspect of the invention, in the control device for an internal combustion engine that corrects the in-cylinder pressure detection value detected by the in-cylinder pressure sensor (CPS) using the absolute pressure correction value, the intake valve closing of the predetermined cylinder is closed. When the heat insulation period from the timing (IVC) to the ignition timing (SA) is shorter than the predetermined crank angle period, the heat insulation period is expanded by the ignition delay period. There is virtually no problem even if the ignition delay period is included in the thermal insulation period. Therefore, according to the present invention, since the heat insulation period can be effectively extended without impairing drivability, the number of combinations of the crank angles θ 1 and θ 2 is increased, and the accuracy of the average value of the absolute pressure correction value is increased. Can be improved.

の発明によれば、クランク角θ,θの組み合わせの回数が所定回数よりも小さい場合に、IVCの進角動作および点火時期の遅角動作のうち少なくとも何れか一方の動作が実行される。このため、本発明によれば、強制的に断熱期間を拡大させてクランク角θ,θの組み合わせの回数を増やすことができるので、絶対圧補正値の平均値の精度を有効に向上させることができる。 According to the second invention, when the number of combinations of the crank angles θ 1 and θ 2 is smaller than the predetermined number, at least one of the IVC advance operation and the ignition timing retard operation is executed. Is done. For this reason, according to the present invention, the number of combinations of the crank angles θ 1 and θ 2 can be increased by forcibly extending the heat insulation period, thereby effectively improving the accuracy of the average value of the absolute pressure correction values. be able to.

の発明によれば、燃焼重心位置(CA50)の算出において、筒内圧検出値の絶対圧補正の精度が確保できる場合には、絶対圧補正後の筒内圧を用いて燃焼重心位置の演算が行われ、絶対圧補正の精度が確保できない場合には、筒内圧検出値から特定されるクランク角θPmaxを用いて燃焼重心位置(CA50)が推定される。このため、本発明によれば、絶対圧補正による補正精度の低い筒内圧値が燃焼重心位置(CA50)の演算に使用されることによる燃費の悪化等を有効に回避することができる。 According to the third invention, in the calculation of the combustion gravity center position (CA50), when the accuracy of absolute pressure correction of the detected cylinder pressure value can be ensured, the calculation of the combustion gravity center position is performed using the cylinder pressure after the absolute pressure correction. When the absolute pressure correction accuracy cannot be ensured, the combustion gravity center position (CA50) is estimated using the crank angle θ Pmax specified from the in-cylinder pressure detection value. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively avoid the deterioration of fuel consumption caused by the use of the in-cylinder pressure value with low correction accuracy by the absolute pressure correction for the calculation of the combustion gravity center position (CA50).

本発明の実施の形態1としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the system configuration | structure as Embodiment 1 of this invention. 内燃機関の圧縮行程における筒内圧P、筒内容積V、およびPVκ値の変化を示した図である。It is the figure which showed the change of the cylinder internal pressure P, the cylinder internal volume V, and PV ( kappa) value in the compression stroke of an internal combustion engine. クランク角CA,CAの間隔と、上式(3)の右辺との関係を示した図である。And spacing of the crank angle CA 1, CA 2, a diagram showing the relationship between the right side of the above equation (3). 本発明の実施の形態1において実行するルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine performed in Embodiment 1 of this invention. クランク角差ΔCAbを特定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of specifying crank angle difference (DELTA) CAb. 計算可能回数Ncの算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the frequency | count Nc which can be calculated. 絶対圧補正値の平均回数と絶対圧補正値のバラツキとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average frequency | count of an absolute pressure correction value, and the variation of an absolute pressure correction value. 本発明の実施の形態2において実行するルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine performed in Embodiment 2 of this invention. クランク角期間と絶対圧補正値のバラツキとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a crank angle period and the variation of an absolute pressure correction value. 絶対圧補正値Prの算出回数と絶対圧補正値のバラツキとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the calculation frequency of the absolute pressure correction value Pr, and the variation of an absolute pressure correction value. 計算可能回数Nc2の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the frequency | count Nc2 which can be calculated. θPmaxとCA50との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between ( theta) Pmax and CA50. クランク角に対する筒内圧変化を示す図である。It is a figure which shows the in-cylinder pressure change with respect to a crank angle. 本発明の実施の形態3において実行するルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine performed in Embodiment 3 of this invention.

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。図1に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関10を備えている。内燃機関10は、ガソリンを燃料とする火花点火式の多気筒エンジンとして構成されている。内燃機関10の筒内には、その内部を往復運動するピストン12が設けられている。また、内燃機関10は、シリンダヘッド14を備えている。ピストン12とシリンダヘッド14との間には、燃焼室16が形成されている。燃焼室16には、吸気通路18および排気通路20の一端がそれぞれ連通している。吸気通路18および排気通路20と燃焼室16との連通部には、それぞれ吸気弁22および排気弁24が配置されている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a system configuration as a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 is configured as a spark ignition type multi-cylinder engine using gasoline as fuel. A piston 12 that reciprocates inside the cylinder of the internal combustion engine 10 is provided. Further, the internal combustion engine 10 includes a cylinder head 14. A combustion chamber 16 is formed between the piston 12 and the cylinder head 14. One end of an intake passage 18 and an exhaust passage 20 communicates with the combustion chamber 16. An intake valve 22 and an exhaust valve 24 are disposed at a communication portion between the intake passage 18 and the exhaust passage 20 and the combustion chamber 16, respectively.

吸気弁22には、バルブタイミングを可変制御する吸気バルブタイミング制御装置36が備えられている。本実施形態では、吸気バルブタイミング制御装置36として、クランク軸に対するカム軸(図示略)の位相角を変化させることで、作用角は一定のまま開閉タイミングを進角或いは遅角する可変バルブタイミング機構(VVT)が用いられているものとする。以下、吸気バルブタイミング制御装置36を「VVT36」と称する。   The intake valve 22 is provided with an intake valve timing control device 36 that variably controls the valve timing. In the present embodiment, as the intake valve timing control device 36, a variable valve timing mechanism that advances or retards the opening / closing timing while keeping the operating angle constant by changing the phase angle of the camshaft (not shown) with respect to the crankshaft. It is assumed that (VVT) is used. Hereinafter, the intake valve timing control device 36 is referred to as “VVT 36”.

吸気通路18の入口には、エアクリーナ26が取り付けられている。エアクリーナ26の下流には、スロットルバルブ28が配置されている。スロットルバルブ28は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。   An air cleaner 26 is attached to the inlet of the intake passage 18. A throttle valve 28 is disposed downstream of the air cleaner 26. The throttle valve 28 is an electronically controlled valve that is driven by a throttle motor based on the accelerator opening.

シリンダヘッド14には、燃焼室16の頂部から燃焼室16内に突出するように点火プラグ30が取り付けられている。また、シリンダヘッド14には、燃料を筒内に噴射するための燃料噴射弁32が設けられている。更に、シリンダヘッド14には、各気筒の筒内圧力を検出するための筒内圧センサ(CPS)34がそれぞれ組み込まれている。   A spark plug 30 is attached to the cylinder head 14 so as to protrude into the combustion chamber 16 from the top of the combustion chamber 16. The cylinder head 14 is provided with a fuel injection valve 32 for injecting fuel into the cylinder. Furthermore, the cylinder head 14 incorporates an in-cylinder pressure sensor (CPS) 34 for detecting the in-cylinder pressure of each cylinder.

本実施の形態のシステムは、図1に示すとおり、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40の入力部には、上述した筒内圧センサ34の他、クランク軸の回転位置を検知するためのクランク角センサ42等の各種センサが接続されている。また、ECU40の出力部には、上述したスロットルバルブ28、点火プラグ30、燃料噴射弁32等の各種アクチュエータが接続されている。ECU40は、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御する。   The system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40 as shown in FIG. In addition to the in-cylinder pressure sensor 34 described above, various sensors such as a crank angle sensor 42 for detecting the rotational position of the crankshaft are connected to the input portion of the ECU 40. Further, various actuators such as the throttle valve 28, the spark plug 30, and the fuel injection valve 32 described above are connected to the output portion of the ECU 40. The ECU 40 controls the operating state of the internal combustion engine 10 based on various types of input information.

[実施の形態1の動作]
(絶対圧補正の基本動作)
CPS34は、筒内の燃焼状態を直接検出することができる点で、非常に有効なセンサである。このため、該CPS34の出力は、内燃機関10の各種制御の制御パラメータとして利用される。例えば、検出された筒内圧は、筒内へ吸入された吸入空気量の算出、図示トルクの変動等の演算、発熱量PVκやMFB(燃焼質量割合)の演算等に用いられる。これらは、失火検出や最適点火時期制御などに利用される。
[Operation of Embodiment 1]
(Basic operation of absolute pressure correction)
The CPS 34 is a very effective sensor in that it can directly detect the combustion state in the cylinder. Therefore, the output of the CPS 34 is used as a control parameter for various controls of the internal combustion engine 10. For example, the detected in-cylinder pressure is used for calculation of the amount of intake air taken into the cylinder, calculation of fluctuations in the indicated torque, calculation of calorific value PVκ and MFB (combustion mass ratio), and the like. These are used for misfire detection and optimal ignition timing control.

但し、CPS34は、筒内圧を吸気管圧力に対する相対圧として検出する。このため、CPS34の検出値を各種制御で使用するためには、この検出値を絶対圧に補正する絶対圧補正を行う必要がある。以下、絶対圧補正の基本動作について図2を参照して説明する。   However, the CPS 34 detects the in-cylinder pressure as a relative pressure with respect to the intake pipe pressure. For this reason, in order to use the detected value of the CPS 34 in various controls, it is necessary to perform absolute pressure correction for correcting the detected value to an absolute pressure. Hereinafter, the basic operation of the absolute pressure correction will be described with reference to FIG.

図2は、内燃機関10の圧縮行程における筒内圧P、筒内(燃焼室16)容積V、およびPVκ値(κは比熱比)の変化を示した図である。尚、図2の説明は、吸気弁22を吸気下死点以後に閉じることを前提としている。 FIG. 2 is a diagram showing changes in the in-cylinder pressure P, the in-cylinder (combustion chamber 16) volume V, and the PV κ value (κ is a specific heat ratio) in the compression stroke of the internal combustion engine 10. 2 is based on the assumption that the intake valve 22 is closed after intake bottom dead center.

図2に示すように、IVCの後、筒内圧Pはピストン12の上昇に伴い増加し、筒内容積Vはピストン12の上昇に伴い減少する。CPS34は、この過程で吸気管圧力を基準とした相対圧を検出する。このため、図2中に破線で示すCPS検出値PCPSDVは、図中に実線で示す筒内圧の真値PTV(実線)から誤差Prに相当する分乖離してしまう。 As shown in FIG. 2, after IVC, the in-cylinder pressure P increases as the piston 12 rises, and the in-cylinder volume V decreases as the piston 12 rises. In this process, the CPS 34 detects a relative pressure based on the intake pipe pressure. For this reason, the CPS detection value P CPSDV indicated by the broken line in FIG. 2 deviates from the true value P TV (solid line) of the in-cylinder pressure indicated by the solid line in the drawing by an amount corresponding to the error Pr.

真値PTVと検出値PCPSDVとの間には、次式(2)に示す関係が成立する。そこで、ECU40は、検出値PCPSDVから、この乖離に相当する分の誤差Prを除くための絶対圧補正を実行する。具体的には、IVCから点火時期(SA)までの断熱圧縮行程期間のPVκ値が理論上一定であること、および次式(2)に示す関係を利用して、その場合に成立するポアソンの関係式を用いた次式(3)により、誤差Prを絶対圧補正値Prとして算出する。尚、次式(3)において、P,Pは、圧縮行程中の所定の2点のクランク角におけるCPS34の検出値であり、V,Vは、P,P検出時の筒内容積を示している。
TV=PCPSDV+Pr ・・・(2)
Pr=(P κ−P κ)/(V κ−V κ) ・・・(3)
Between the true value P TV and the detected value P CPSDV, relationship is established in the following equation (2). Therefore, the ECU 40 executes absolute pressure correction for removing the error Pr corresponding to this deviation from the detected value P CPSDV . Specifically, the PV κ value in the adiabatic compression stroke period from IVC to ignition timing (SA) is theoretically constant, and the Poisson that holds in that case is utilized by utilizing the relationship shown in the following equation (2). The error Pr is calculated as the absolute pressure correction value Pr by the following expression (3) using the relational expression: In the following equation (3), P 1 and P 2 are detected values of the CPS 34 at two predetermined crank angles during the compression stroke, and V 1 and V 2 are values at the time of detecting P 1 and P 2 . The in-cylinder volume is shown.
P TV = P CPSDV + Pr (2)
Pr = (P 2 V 2 κ -P 1 V 1 κ) / (V 1 κ -V 2 κ) ··· (3)

上式(2)および(3)を用いることにより、吸気管圧力を検出する構成を有していなくても、検出値PCPSDVを絶対圧に補正することができる。尚、内燃機関10の気筒数をn(nは2以上の整数を表す。以下同じ。)とした場合、絶対圧補正の対象気筒の断熱圧縮行程期間は、その対象気筒よりも1/nサイクル(720°/n)先行する気筒の断熱圧縮行程期間と概ね一致する。そのため、上式(3)を用いる際に、そのP,Pに対象気筒よりも1/nサイクル先行する気筒の検出値PCPSDVを適用すれば、絶対圧補正の対象気筒の絶対圧補正値Prを精度高く推定することができる。 By using the above equations (2) and (3), the detected value P CPSDV can be corrected to an absolute pressure without having a configuration for detecting the intake pipe pressure. When the number of cylinders of the internal combustion engine 10 is n (n represents an integer equal to or greater than 2; the same applies hereinafter), the adiabatic compression stroke period of the target cylinder for absolute pressure correction is 1 / n cycle than that of the target cylinder. (720 ° / n) Generally coincides with the adiabatic compression stroke period of the preceding cylinder. Therefore, when the above equation (3) is used, if the detection value P CPSDV of the cylinder that precedes the target cylinder by 1 / n cycles is applied to P 1 and P 2 , the absolute pressure correction of the target cylinder for the absolute pressure correction The value Pr can be estimated with high accuracy.

また、P,P検出時のクランク角をそれぞれCA,CA(CA>CA)とすると、CAは、当該対象気筒の点火時期にできるだけ近い進角側が好ましく、CAは、IVCにできるだけ近い遅角側が好ましい。これにより、CA,CAの間隔を最大限に拡げることができるので、絶対圧補正値Prの算出精度を高めることができる。 Also, if CA 1 P 1, P 2 crank angle at the time of detection, respectively, CA 2 (CA 2> CA 1), CA 2 is the advance side is preferably as close as possible to the ignition timing of the target cylinder, CA 1 is The retard angle side as close as possible to IVC is preferable. Thus, the spacing of CA 1, CA 2 and can be expanded to the maximum, it is possible to improve the calculation accuracy of the absolute pressure correction value Pr.

(本実施の形態の特徴的動作)
次に、図3乃至図7を参照して、本実施の形態の特徴的動作について説明する。内燃機関10の低負荷運転中においては、IVCからSAまでのクランク角期間、すなわち断熱圧縮行程期間が短くなることがある。この場合、結果として筒内圧P,Pを検出するクランク角CA,CAの間隔が狭まることになる。
(Characteristic operation of this embodiment)
Next, characteristic operations of the present embodiment will be described with reference to FIGS. During the low load operation of the internal combustion engine 10, the crank angle period from IVC to SA, that is, the adiabatic compression stroke period may be shortened. In this case, as a result, the interval between the crank angles CA 1 and CA 2 for detecting the in-cylinder pressures P 1 and P 2 is narrowed.

図3は、クランク角CA,CAの間隔と、上式(3)の右辺との関係を示した図である。この図に示すとおり、検出間隔(CA−CA)が十分に長い場合は、(P κ−P κ)、(V κ−V κ)ともに大きな値をとるので、絶対圧補正値Prの算出値のバラツキは小さい。しかしながら、(CA−CA)が短くなると、それに伴い(P κ−P κ)や(V κ−V κ)も小さな値となるため、絶対圧補正値Prの算出値のバラツキが次第に大きくなってしまう。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the interval between the crank angles CA 1 and CA 2 and the right side of the above equation (3). As shown in this figure, when the detection interval (CA 1 -CA 2 ) is sufficiently long, both (P 2 V 2 κ− P 1 V 1 κ ) and (V 1 κ− V 2 κ ) take large values. Therefore, the variation in the calculated value of the absolute pressure correction value Pr is small. However, as (CA 1 -CA 2 ) becomes shorter, (P 2 V 2 κ -P 1 V 1 κ ) and (V 1 κ -V 2 κ ) also become smaller accordingly, so the absolute pressure correction value Pr The variation of the calculated value gradually increases.

また、上記絶対圧補正の動作によれば、IVCから点火時期までの圧縮行程中の所定の2点のクランク角CA,CAにおけるCPSの検出値P,Pが利用される。このため、この2点におけるP,Pの検出時にノイズが重畳した場合においては、絶対圧補正値Prを誤算出してしまうおそれがある。 Further, according to the absolute pressure correction operation, the CPS detection values P 1 and P 2 at the two predetermined crank angles CA 1 and CA 2 during the compression stroke from IVC to the ignition timing are used. For this reason, in the case where noise is superimposed during detection of P 1 and P 2 at these two points, there is a possibility that the absolute pressure correction value Pr is erroneously calculated.

そこで、本実施の形態のシステムでは、絶対圧補正値Prのバラツキを抑制するために、IVCからSAまでの断熱圧縮行程期間中の異なる複数の期間において絶対圧補正値Prを算出し、それらの値の平均値を用いて絶対圧補正を行うこととする。以下、フローチャートを参照して、当該絶対圧補正動作の具体的処理について詳細に説明する。   Therefore, in the system of the present embodiment, in order to suppress the variation in the absolute pressure correction value Pr, the absolute pressure correction value Pr is calculated in a plurality of different periods in the adiabatic compression stroke period from IVC to SA. Absolute pressure correction is performed using the average value. Hereinafter, specific processing of the absolute pressure correction operation will be described in detail with reference to a flowchart.

図4は、ECU40が本実施の形態1において実行するルーチンを示すフローチャートである。図4に示すルーチンでは、先ず、必要なクランク角差ΔCAbが特定される(ステップ100)。図5は、クランク角差ΔCAbを特定する方法を説明するための図である。この図に示すとおり、クランク角CA,CAの間隔(CA−CA)が小さい領域において絶対圧補正値Prのバラツキが大きくなっている。そこで、本実施の形態のシステムでは、内燃機関10の運転条件に基づいて、絶対圧補正値Prのバラツキが所定範囲となるクランク角差ΔCAbが特定される。 FIG. 4 is a flowchart showing a routine executed by the ECU 40 in the first embodiment. In the routine shown in FIG. 4, first, a necessary crank angle difference ΔCAb is specified (step 100). FIG. 5 is a diagram for explaining a method of specifying the crank angle difference ΔCAb. As shown in this figure, the variation in the absolute pressure correction value Pr is large in the region where the distance between the crank angles CA 1 and CA 2 (CA 1 -CA 2 ) is small. Therefore, in the system according to the present embodiment, the crank angle difference ΔCAb in which the variation in the absolute pressure correction value Pr falls within a predetermined range is specified based on the operating condition of the internal combustion engine 10.

次に、計算可能回数Ncが算出される(ステップ102)。図6は、計算可能回数Ncの算出方法を説明するための図である。この図に示すとおり、計算可能回数Ncは、クランク角差ΔCAbをΔCAずつ進角させて絶対圧補正値Prを複数回計算する場合に、IVCからSAまでの断熱圧縮行程期間において計算可能な最大回数であり、IVC、SA、ΔCAb、ΔCAを用いた次式(4)により計算することができる。尚、ΔCAは、クランク角の計測分解能(例えば、10°CA毎)であって、クランク角センサ42やシステムの仕様によって決まる値である。
(IVC−ΔCAb−SA)/ΔCA=Nc ・・・(4)
Next, the number of possible calculations Nc is calculated (step 102). FIG. 6 is a diagram for explaining a method of calculating the number of possible calculations Nc. As shown in this figure, the number Nc that can be calculated is the maximum that can be calculated in the adiabatic compression stroke period from IVC to SA when the absolute pressure correction value Pr is calculated a plurality of times by advancing the crank angle difference ΔCAb by ΔCA. It is the number of times and can be calculated by the following equation (4) using IVC, SA, ΔCAb, ΔCA. Note that ΔCA is a crank angle measurement resolution (for example, every 10 ° CA), and is a value determined by the specifications of the crank angle sensor 42 and the system.
(IVC−ΔCAb−SA) / ΔCA = Nc (4)

次に、絶対圧補正値Prのサイクル内平均値Praveが算出される(ステップ104)。ここでは、具体的には、1サイクルにおけるIVCからSAまでの断熱圧縮行程期間において、ΔCA毎の絶対圧補正値としてのPr〜PrNc+1が算出される。次に、これら(Nc+1)個の絶対圧補正値の平均値が、絶対圧補正値Prのサイクル内平均値Praveとして算出される。図7は、絶対圧補正値の平均回数と絶対圧補正値のバラツキとの関係を示す図である。尚、ここでいう平均回数とは、サイクル内平均値Praveの算出に用いた絶対圧補正値の数を示している。この図に示すとおり、平均回数が大きいほど絶対圧補正値のバラツキが小さくなっている。このため、本実施の形態のシステムによれば、計算可能回数Ncが大きいほど絶対圧補正値の算出精度を有効に高めることが可能となる。 Next, an in-cycle average value Pr ave of the absolute pressure correction value Pr is calculated (step 104). Specifically, Pr 1 to Pr Nc + 1 are calculated as absolute pressure correction values for each ΔCA in the adiabatic compression stroke period from IVC to SA in one cycle. Next, an average value of these (Nc + 1) absolute pressure correction values is calculated as an in-cycle average value Pr ave of the absolute pressure correction values Pr. FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the average number of absolute pressure correction values and variations in absolute pressure correction values. Here, the average number of times indicates the number of absolute pressure correction values used to calculate the in-cycle average value Pr ave . As shown in this figure, the variation in the absolute pressure correction value decreases as the average number increases. For this reason, according to the system of the present embodiment, the calculation accuracy of the absolute pressure correction value can be effectively increased as the number of possible calculations Nc increases.

次に、各種燃焼状態量の算出が実施される(ステップ106)。ここでは、具体的には、上式(2)を用いて、筒内圧の真値PTVが算出される。そして、算出された真値PTVは、筒内へ吸入された吸入空気量の算出や図示トルクの変動、発熱量PVκやMFB(燃焼質量割合)の演算等に用いられる。 Next, various combustion state quantities are calculated (step 106). Here, specifically, by using the above equation (2), the true value P TV of the in-cylinder pressure is calculated. Then, the calculated true value P TV, change in calculated and indicated torque of the intake air quantity sucked into the cylinder, used for calculations, and the like heating value PV kappa and MFB (combustion mass proportion).

以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、CPS34による筒内圧の検出値を真値に補正する絶対圧補正において、補正精度を有効に高めることができる。これにより、燃焼状態を正確に把握することができるので、安定した燃焼による燃費の向上を期待することができる。   As described above, according to the system of the present embodiment, the correction accuracy can be effectively increased in the absolute pressure correction in which the detected value of the in-cylinder pressure by the CPS 34 is corrected to a true value. Thereby, since a combustion state can be grasped | ascertained correctly, the improvement of the fuel consumption by stable combustion can be anticipated.

ところで、上述した実施の形態1のシステムでは、計算可能回数Ncとして、1サイクルのIVCからSAまでの断熱圧縮行程期間内において計算可能な最大回数を算出することとしているが、図7に示す絶対圧補正値の平均回数と絶対圧補正値のバラツキとの関係を利用して、絶対圧補正値のバラツキが所望の範囲となる最小の回数を計算可能回数Ncとして使用してもよい。これにより、絶対圧補正値の必要精度は確保しつつ、演算負荷を最小限に抑えることが可能となる。   By the way, in the system of the first embodiment described above, the maximum number that can be calculated within the adiabatic compression stroke period from one cycle IVC to SA is calculated as the number Nc that can be calculated. Using the relationship between the average number of pressure correction values and the variation in absolute pressure correction values, the minimum number of times that the variation in absolute pressure correction values falls within a desired range may be used as the number of possible calculations Nc. As a result, it is possible to minimize the calculation load while ensuring the required accuracy of the absolute pressure correction value.

尚、上述した実施の形態1においては、クランク角差ΔCAbが前記第の発明の「所定のクランク角期間」に相当しているとともに、ECU40が、上記ステップ100の処理を実行することにより、前記第の発明における「特定手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより、前記第1の発明における「平均値取得手段」が、上記ステップ106の処理を実行することにより、前記第1の発明における「絶対圧補正手段」が、上記ステップ106または116の処理を実行することにより、前記第1の発明における「断熱期間変更手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment described above, the crank angle difference ΔCAb corresponds to the “predetermined crank angle period” of the first invention, and the ECU 40 executes the processing of step 100 described above. The “specifying means” in the first invention executes the process of step 104, and the “average value acquisition means” in the first invention executes the process of step 106, thereby The “absolute pressure correcting means” according to the first aspect of the invention executes the processing of step 106 or 116, thereby realizing the “adiabatic period changing means” according to the first aspect of the invention.

実施の形態2.
[実施の形態2の特徴]
次に、図8乃至図11を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
[Features of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the second embodiment can be realized by executing a routine shown in FIG. 8 described later using the hardware configuration shown in FIG.

上述した実施の形態1のシステムでは、ノイズレベルに応じて特定されたクランク角差ΔCAbがIVCからSAまでの断熱圧縮行程期間(IVC−SA)よりも小さい、すなわちクランク角差ΔCAbの開始クランク角および終了クランク角が何れも断熱圧縮行程期間の期間中であることを前提とした上での絶対圧補正を行っている。しかしながら、内燃機関10の運転条件によっては、特定されたクランク角差ΔCAbが断熱圧縮行程期間(IVC−SA)よりも大きくなる事態も想定される。   In the system of the first embodiment described above, the crank angle difference ΔCAb specified according to the noise level is smaller than the adiabatic compression stroke period (IVC−SA) from IVC to SA, that is, the starting crank angle of the crank angle difference ΔCAb. The absolute pressure correction is performed on the assumption that both the end crank angle is in the period of the adiabatic compression stroke. However, depending on the operating conditions of the internal combustion engine 10, a situation in which the specified crank angle difference ΔCAb is larger than the adiabatic compression stroke period (IVC−SA) is also assumed.

そこで、本発明の実施の形態2のシステムでは、クランク角差ΔCAbが(IVC−SA)よりも大きい場合に、点火後の着火遅れ期間を考慮して、断熱圧縮行程とみなすことのできる期間を最大限使用した絶対圧補正動作を行うこととする。以下、フローチャートを参照して、当該絶対圧補正動作の具体的処理について詳細に説明する。   Therefore, in the system according to the second embodiment of the present invention, when the crank angle difference ΔCAb is larger than (IVC−SA), the period that can be regarded as the adiabatic compression stroke is considered in consideration of the ignition delay period after ignition. The absolute pressure correction operation is performed to the maximum. Hereinafter, specific processing of the absolute pressure correction operation will be described in detail with reference to a flowchart.

図8は、ECU40が本実施の形態2において実行するルーチンを示すフローチャートである。図8に示すルーチンでは、先ず、必要なクランク角差ΔCAbが特定される(ステップ200)。ここでは、具体的には、上記ステップ100の処理と同様の処理が実行される。次に、IVCからSAまでの断熱圧縮行程期間(IVC−SA)が、上記ステップ200において特定されたクランク角差ΔCAb以上か否かが判定される(ステップ202)。その結果、(IVC−SA)≧ΔCAbの成立が認められた場合には、(IVC−SA)の期間内において、高精度の絶対圧補正値Prを算出することが可能と判断することができる。この場合、次のステップに移行し、上記ステップ102〜106の処理が実行される(ステップ204)。   FIG. 8 is a flowchart showing a routine that the ECU 40 executes in the second embodiment. In the routine shown in FIG. 8, first, a necessary crank angle difference ΔCAb is specified (step 200). Here, specifically, the same processing as the processing in step 100 is executed. Next, it is determined whether or not the adiabatic compression stroke period (IVC-SA) from IVC to SA is greater than or equal to the crank angle difference ΔCAb specified in step 200 (step 202). As a result, when it is recognized that (IVC−SA) ≧ ΔCAb is established, it can be determined that the highly accurate absolute pressure correction value Pr can be calculated within the period of (IVC−SA). . In this case, the process proceeds to the next step, and the processes of steps 102 to 106 are executed (step 204).

一方、上記ステップ202において、(IVC−SA)≧ΔCAbの成立が認められない場合には、(IVC−SA)の期間内においてクランク角差ΔCAbを用いた絶対圧補正値Prを算出することができないと判断することができる。この場合、次のステップに移行し、ΔCAP2−P1=(IVC−SA)とした場合において絶対圧補正値Prの平均値が必要精度となるための絶対圧補正値Prの算出回数Nthが算出される(ステップ206)。図9は、クランク角期間と絶対圧補正値のバラツキとの関係を示す図である。この図に示すとおり、クランク角期間ΔCAP2−P1が(IVC−SA)である場合の絶対圧補正値のバラツキは、クランク角期間ΔCAP2−P1がΔCAbである場合のそれに比して大きなものとなってしまう。図10は、絶対圧補正値Prの算出回数と絶対圧補正値のバラツキとの関係を示す図である。この図に示すとおり、絶対圧補正値のバラツキは算出回数が増えるほど減少する。つまり、このような関係によれば、絶対圧補正値のバラツキが必要精度を確保可能なレベルとなる算出回数が存在することとなる。ここでは、係る関係に従い、必要精度を確保するための算出回数が特定される。 On the other hand, if the establishment of (IVC−SA) ≧ ΔCAb is not recognized in step 202, the absolute pressure correction value Pr using the crank angle difference ΔCAb can be calculated within the period of (IVC−SA). It can be judged that it is not possible. In this case, the process proceeds to the next step, and when ΔCA P2−P1 = (IVC−SA), the absolute pressure correction value Pr calculation count Nth is calculated so that the average value of the absolute pressure correction value Pr becomes the required accuracy. (Step 206). FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the crank angle period and the variation in the absolute pressure correction value. As shown in this figure, the variation in the absolute pressure correction value when the crank angle period ΔCA P2-P1 is (IVC-SA) is larger than that when the crank angle period ΔCA P2-P1 is ΔCAb. End up. FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the number of times the absolute pressure correction value Pr is calculated and the variation in the absolute pressure correction value. As shown in this figure, the variation in the absolute pressure correction value decreases as the number of calculations increases. That is, according to such a relationship, the number of calculation times at which the variation in absolute pressure correction value is at a level that can ensure the required accuracy exists. Here, the number of calculations for ensuring the necessary accuracy is specified in accordance with the relationship.

次に、計算可能回数Nc2が算出される(ステップ208)。ここで、計算可能回数Nc2は、クランク角差ΔCAP2−P1(=IVC−SA)をΔCAずつずらして絶対圧補正値Prを複数回計算する場合に、IVCから実着火クランク角CAQstaまでの断熱圧縮行程期間において当該絶対圧補正値Prを計算可能な最大回数を示している。図11は、計算可能回数Nc2の算出方法を説明するための図である。この図に示すとおり、内燃機関10の点火時期SAの後には着火遅れ期間が存在する。この着火遅れ期間については、断熱圧縮行程期間に含めることができる。そこで、本ステップでは、IVC、SA、IVC−SA(=ΔCAP2−P1)、ΔCAを用いた次式(5)を用いて、計算可能回数Nc2が計算される。尚、実着火クランク角CAQstaは、図11に示すとおり、例えば、発熱量の変化量dQ/dθが所定値よりも大きくなった時期として特定することができる。
(IVC−(IVC−SA)−CAQsta)/ΔCA=Nc2 ・・・(5)
Next, the number of calculations Nc2 is calculated (step 208). Here, when the absolute pressure correction value Pr is calculated a plurality of times by shifting the crank angle difference ΔCA P2−P1 (= IVC−SA) by ΔCA and calculating the absolute pressure correction value Pr a plurality of times, the number of calculations Nc2 can be calculated from IVC to the actual ignition crank angle CA Qsta . The maximum number of times that the absolute pressure correction value Pr can be calculated in the adiabatic compression stroke period is shown. FIG. 11 is a diagram for explaining a method of calculating the number of possible calculations Nc2. As shown in this figure, an ignition delay period exists after the ignition timing SA of the internal combustion engine 10. This ignition delay period can be included in the adiabatic compression stroke period. Therefore, in this step, the number of calculations Nc2 is calculated using the following equation (5) using IVC, SA, IVC-SA (= ΔCA P2-P1 ), and ΔCA. Note that the actual ignition crank angle CA Qsta can be specified, for example, as the time when the amount of change dQ / dθ in the heat generation amount exceeds a predetermined value, as shown in FIG.
(IVC− (IVC−SA) −CA Qsta ) / ΔCA = Nc2 (5)

次に、上記ステップ208において特定された計算可能回数NC2+1が、上記ステップ206において特定された算出回数Nth以上か否かが判定される(ステップ210)。その結果、Nc2+1≧Nthの成立が認められない場合には、IVCから実着火クランク角CAQstaまでの断熱圧縮行程期間において算出回数Nthを実現できないと判断されて、次のステップに移行し、IVCからSAまでの期間を算出回数Nthが実現可能な期間まで強制的に拡大すべく、VVT36を用いたIVCの進角制御及び/又は点火時期SAの遅角制御が実行される(ステップ212)。 Next, it is determined whether or not the number of calculations NC2 + 1 specified in step 208 is greater than or equal to the number of calculations Nth specified in step 206 (step 210). As a result, if the establishment of Nc2 + 1 ≧ Nth is not recognized, it is determined that the calculated number Nth cannot be realized in the adiabatic compression stroke period from IVC to the actual ignition crank angle CA Qsta, and the process proceeds to the next step. IVC advance angle control and / or ignition timing SA delay angle control using the VVT 36 are executed in order to forcibly extend the period from SA to SA to a period in which the calculated number Nth can be realized (step 212).

一方、上記ステップ210において、Nc2+1≧Nthの成立が認められた場合、または、上記ステップ212の処理の後には、算出回数Nthが実現可能と判断されて、次のステップに移行し、絶対圧補正値のサイクル内平均値が算出される(ステップ214)。ここでは、具体的には、1サイクルにおけるIVCから実着火クランク角CAQstaまでの断熱圧縮行程期間において、ΔCA毎の絶対圧補正値としてPr〜PrNc2+1が算出される。次に、これら(Nc2+1)個の絶対圧補正値の平均値が、絶対圧補正値Prのサイクル内平均値Praveとして算出される。 On the other hand, if it is determined in step 210 that Nc2 + 1 ≧ Nth is satisfied, or after the processing in step 212, it is determined that the number of times of calculation Nth is feasible, and the process proceeds to the next step and absolute pressure correction is performed. The in-cycle average value is calculated (step 214). Here, specifically, during the adiabatic compression stroke period from IVC to the actual ignition crank angle CA Qsta in one cycle, Pr 1 to Pr Nc 2 + 1 are calculated as absolute pressure correction values for each ΔCA . Next, an average value of these (Nc2 + 1) absolute pressure correction values is calculated as an in-cycle average value Pr ave of the absolute pressure correction value Pr.

次に、各種燃焼状態量の算出が実施される(ステップ216)。ここでは、具体的には、上式(2)を用いて、筒内圧の真値PTVが算出される。そして、係る真値PTVを制御パラメータとして、筒内へ吸入された吸入空気量の算出や図示トルクの変動、発熱量PVκやMFB(燃焼質量割合)、燃焼重心位置(CA50)等の演算が行われる。これらの各種燃焼状態量は、失火検出や最適点火時期制御などに利用される。 Next, various combustion state quantities are calculated (step 216). Here, specifically, by using the above equation (2), the true value P TV of the in-cylinder pressure is calculated. Then, as a control parameter to true values P TV according variation calculation and indicated torque of the intake air quantity sucked into the cylinder, the heating value PV kappa and MFB (combustion mass proportion), combustion center position (CA50) operations such as Is done. These various combustion state quantities are used for misfire detection and optimal ignition timing control.

以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、CPS34による筒内圧の検出値を真値に補正する絶対圧補正において、(IVC−SA)の期間が短い運転条件であっても、補正精度を有効に高めることができる。これにより、燃焼状態を正確に把握することができるので、安定した燃焼による燃費の向上を期待することができる。   As described above, according to the system of the present embodiment, in the absolute pressure correction in which the detected value of the in-cylinder pressure by the CPS 34 is corrected to a true value, even if the operating condition has a short (IVC-SA) period, the correction is performed. The accuracy can be increased effectively. Thereby, since a combustion state can be grasped | ascertained correctly, the improvement of the fuel consumption by stable combustion can be anticipated.

尚、上述した実施の形態2においては、ECU40が、上記ステップ208の処理を実行することにより、前記第の発明における「着火遅れ期間取得手段」が、上記ステップ214の処理を実行することにより、前記第の発明における「断熱期間変更手段」が、上記ステップ212の処理を実行することにより、前記第の発明における「第2の断熱期間変更手段」が、それぞれ実現されている。 In the second embodiment described above, the ECU 40 executes the process of step 208, so that the “ignition delay period acquisition means” in the first invention executes the process of step 214. The “second heat insulation period changing means” in the second invention is realized by executing the process of step 212 by the “heat insulation period changing means” in the first invention.

実施の形態3.
[実施の形態3の特徴]
次に、図12乃至図14を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、後述する図14に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
[Features of Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the third embodiment can be realized by executing a routine shown in FIG. 14 described later using the hardware configuration shown in FIG.

上述した実施の形態1または2のシステムでは、絶対圧補正によって筒内圧の真値を高精度に算出し、各種燃焼状態量の算出に利用することとしている。しかしながら、IVCからSAまでの断熱圧縮行程期間が短い低負荷運転時やノイズレベルが悪化した場合、或いはCPS34のセンサゲインが低下している場合等においては、絶対圧補正精度が確保できないことも想定される。このような場合においては、燃焼重心位置(CA50)の算出精度を確保することができず、運転条件の悪化による燃費の低下やドライバビリティの悪化を招くおそれがある。   In the system of the first or second embodiment described above, the true value of the in-cylinder pressure is calculated with high accuracy by absolute pressure correction, and is used for calculation of various combustion state quantities. However, it is also assumed that the absolute pressure correction accuracy cannot be ensured during low load operation where the adiabatic compression stroke period from IVC to SA is short, when the noise level deteriorates, or when the sensor gain of CPS 34 is reduced. Is done. In such a case, the calculation accuracy of the combustion center-of-gravity position (CA50) cannot be ensured, and there is a possibility that the fuel efficiency is reduced and the drivability is deteriorated due to the deterioration of the driving conditions.

そこで、本実施の形態3のシステムでは、絶対圧補正後の筒内圧によってCA50を高精度に算出することができない場合に、筒内圧がピークとなった時点でのクランク角θPmaxを用いてCA50を特定することとする。具体的には、CPS34のゲインが所定の許容範囲内にない場合や、絶対圧補正値のバラツキが所定の許容値以上の場合に、θPmaxに基づいてCA50が推定される。図12は、θPmaxとCA50との関係を示す図である。この図に示すとおり、θPmaxとCA50との間には相関関係が存在する。このため、θPmaxを特定することができれば、CA50を精度よく推定することが可能となる。 Therefore, in the system of the third embodiment, when the CA50 cannot be calculated with high accuracy by the in-cylinder pressure after the absolute pressure correction, the CA50 using the crank angle θ Pmax at the time when the in-cylinder pressure peaks. Will be specified. Specifically, and when the gain of CPS34 is not within a predetermined allowable range, when the variation of the absolute pressure correction value is equal to or higher than the predetermined allowable value, CA50 is estimated based on the theta Pmax. Figure 12 is a diagram showing a relationship between theta Pmax and CA50. As shown in this figure, there is a correlation between θ Pmax and CA50. Therefore, if θ Pmax can be specified, CA50 can be estimated with high accuracy.

尚、内燃機関10の運転条件によっては、筒内圧のピークが複数現れる場合がある。図13は、クランク角に対する筒内圧変化を示す図である。この図に示すとおり、高負荷率時や点火遅角時においては、筒内の機械圧縮時と燃焼時との2箇所に筒内圧のピークが現れる場合がある。このような場合においては、燃焼時の筒内圧のピークに対応するクランク角をθPmaxとして特定するようにする。 Depending on the operating conditions of the internal combustion engine 10, a plurality of in-cylinder pressure peaks may appear. FIG. 13 is a diagram illustrating a change in in-cylinder pressure with respect to a crank angle. As shown in this figure, when the load factor is high or when the ignition timing is retarded, the peak of the in-cylinder pressure may appear at two locations, that is, when the cylinder is mechanically compressed and when it is burned. In such a case, the crank angle corresponding to the peak of the in-cylinder pressure at the time of combustion is specified as θ Pmax .

[本実施の形態3の具体的処理]
次に、図14を参照して、本実施の形態3のシステムの具体的処理について説明する。図14は、ECU40が本実施の形態3において実行するルーチンを示すフローチャートである。図14に示すルーチンでは、先ず、CPS34のゲインが許容範囲内か否かが判定される(ステップ300)。その結果、CPS34のゲインが許容範囲内でない場合には、発熱量に基づいたCA50の算出を高精度に行うことができないと判断されて、次のステップに移行し、θPmaxに基づいてCA50が推定される(ステップ302)。ここでは、具体的には、CPS34の検出値に基づいて、燃焼時の筒内圧がピークとなるクランク角θPmaxが特定される。次いで、図12に示す関係に従い、θPmaxに対応するCA50が特定される。
[Specific processing of the third embodiment]
Next, specific processing of the system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing a routine that the ECU 40 executes in the third embodiment. In the routine shown in FIG. 14, first, it is determined whether or not the gain of the CPS 34 is within an allowable range (step 300). As a result, when the gain of CPS34 is not within the allowable range, the calculation of CA50 based on the heating value is determined and can not be performed with high accuracy, the process proceeds to the next step, the CA50 based on theta Pmax Estimated (step 302). Specifically, the crank angle θ Pmax at which the in-cylinder pressure during combustion peaks is specified based on the detected value of the CPS 34. Next, the CA 50 corresponding to θ Pmax is specified according to the relationship shown in FIG.

一方、上記ステップ300の処理において、CPS34のゲインが許容範囲内である場合には、次のステップに移行し、絶対圧補正値のバラツキ(例えば、標準偏差σ)が許容値よりも小さいか否かが判定される(ステップ304)。その結果、絶対圧補正値のバラツキが許容値以上である場合には、発熱量に基づいたCA50の算出を高精度に行うことができないと判断されて、上記ステップ302に移行し、θPmaxに基づいてCA50が推定される。一方、上記ステップ304の処理において、絶対圧補正値のバラツキが許容値より小さい場合には、発熱量に基づいたCA50の算出を高精度に行うことができると判断されて、次のステップに移行し、発熱量に基づくCA50の算出が行われる(ステップ306)。ここでは、具体的には、絶対圧補正が施された筒内圧の真値を用いて発熱量が算出され、係る発熱量を用いてCA50が算出される。 On the other hand, when the gain of the CPS 34 is within the allowable range in the process of step 300, the process proceeds to the next step, and whether or not the variation (for example, the standard deviation σ) of the absolute pressure correction value is smaller than the allowable value. Is determined (step 304). As a result, if the variation in the absolute pressure correction value is greater than or equal to the allowable value, it is determined that the calculation of CA50 based on the heat generation amount cannot be performed with high accuracy, and the routine proceeds to step 302 above and θ Pmax is reached. CA50 is estimated based on this. On the other hand, if the variation in the absolute pressure correction value is smaller than the allowable value in the process of step 304, it is determined that the CA50 can be calculated with high accuracy based on the calorific value, and the process proceeds to the next step. Then, CA50 is calculated based on the calorific value (step 306). Specifically, the calorific value is calculated using the true value of the in-cylinder pressure subjected to absolute pressure correction, and CA50 is calculated using the calorific value.

以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、発熱量を用いたCA50の算出を高精度に行うことができない場合に、θPmaxを用いたCA50の推定が行われる。これにより、絶対圧補正の精度が低い場合であっても、CA50を高精度に算出することができる。 As described above, according to the system of this embodiment, when it is not possible to calculate the CA50 using the calorific value with high accuracy, estimation of CA50 using theta Pmax is performed. Thereby, even if the accuracy of the absolute pressure correction is low, the CA50 can be calculated with high accuracy.

尚、上述した実施の形態3においては、ECU40が、上記ステップ306の処理を実行することにより、前記第の発明における「燃焼重心位置算出手段」が、上記ステップ302の処理を実行することにより、前記第の発明における「クランク角特定手段」および「推定手段」が、上記ステップ300または304の処理を実行することにより、前記第の発明における「判定手段」および「制御手段」が、それぞれ実現されている。

In the third embodiment described above, the ECU 40 executes the process of step 306, so that the “combustion gravity center position calculating means” in the third aspect of the invention executes the process of step 302. the third "crank angle specifying device" and the "estimating means" in the invention of, by executing the process of step 300 or 304, the "determination unit" and "control means" according to the third aspect of the present invention, Each is realized.

10 内燃機関
12 ピストン
14 シリンダヘッド
16 燃焼室
18 吸気通路
20 排気通路
22 吸気弁
24 排気弁
26 エアクリーナ
28 スロットルバルブ
30 点火プラグ
32 燃料噴射弁
34 筒内圧センサ(CPS)
36 吸気バルブタイミング制御装置(VVT)
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Cylinder head 16 Combustion chamber 18 Intake passage 20 Exhaust passage 22 Intake valve 24 Exhaust valve 26 Air cleaner 28 Throttle valve 30 Spark plug 32 Fuel injection valve 34 Cylinder pressure sensor (CPS)
36 Intake valve timing control device (VVT)
40 ECU (Electronic Control Unit)
42 Crank angle sensor

Claims (3)

内燃機関の所定気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
前記所定気筒のIVCから点火時期までの断熱期間中の任意の2点のクランク角θ,θの組み合わせを複数特定する特定手段と、
特定された各クランク角θ,θにおける筒内圧検出値P,Pを、前記筒内圧センサを用いてそれぞれ検出する筒内圧検出手段と、
前記クランク角θにおける前記所定気筒の筒内容積をV、前記クランク角θにおける前記所定気筒の筒内容積をV、前記所定気筒の筒内ガスの比熱比をκとしたとき、前記クランク角θにおけるPVκの値P κから前記クランク角θにおけるPVκの値P κを減算した値に(V κ−V κ)を除算した値(以下、絶対圧補正値)を、前記特定手段によって特定された複数のクランク角θ,θの組み合わせに対してそれぞれ演算する絶対圧補正値演算手段と、
前記絶対圧補正値演算手段により演算された複数の絶対圧補正値の平均値を取得する平均値取得手段と、
前記平均値を用いて前記筒内圧検出値を補正する絶対圧補正手段と、を備え、
前記特定手段は、前記クランク角θ と前記クランク角θ とのクランク角差が所定のクランク角期間となるクランク角θ ,θ の組み合わせを複数特定し、
前記所定気筒の点火時期から当該所定気筒内の混合気に実際に着火されるまでの着火遅れ期間を特定する着火遅れ期間取得手段と、
IVCから点火時期までの断熱期間が前記所定のクランク角期間よりも小さい場合に、前記断熱期間を前記着火遅れ期間分拡大させる断熱期間変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An in-cylinder pressure sensor for outputting an in-cylinder pressure detection value of a predetermined cylinder of the internal combustion engine;
A specifying means for specifying a plurality of combinations of two arbitrary crank angles θ 1 and θ 2 during an adiabatic period from IVC to ignition timing of the predetermined cylinder;
In-cylinder pressure detection means for detecting in-cylinder pressure detection values P 1 and P 2 at the specified crank angles θ 1 and θ 2 using the in-cylinder pressure sensor,
When the cylinder volume of the predetermined cylinder at the crank angle θ 1 is V 1 , the cylinder volume of the predetermined cylinder at the crank angle θ 2 is V 2 , and the specific heat ratio of the cylinder gas of the predetermined cylinder is κ, the value P 2 V 2 kappa from the value obtained by dividing the (V 1 κ -V 2 κ) to the value obtained by subtracting the value P 1 V 1 κ of PV kappa in the crank angle theta 1 of PV kappa at the crank angle theta 2 ( Hereinafter, absolute pressure correction value calculation means for calculating an absolute pressure correction value) for each combination of a plurality of crank angles θ 1 and θ 2 specified by the specifying means,
Average value acquisition means for acquiring an average value of a plurality of absolute pressure correction values calculated by the absolute pressure correction value calculation means;
Absolute pressure correction means for correcting the in-cylinder pressure detection value using the average value ,
The specifying means, the crank angle difference of the crank angle theta 1 and the crank angle theta 2 is more specific to combinations of the crank angle theta 1, theta 2 which is a predetermined crank angle period,
An ignition delay period acquisition means for specifying an ignition delay period from the ignition timing of the predetermined cylinder until the air-fuel mixture in the predetermined cylinder is actually ignited;
A heat insulation period changing means for expanding the heat insulation period by the ignition delay period when a heat insulation period from IVC to the ignition timing is smaller than the predetermined crank angle period;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記断熱期間変更手段により拡大された断熱期間において、前記特定手段により特定可能なクランク角θ,θの組み合わせの回数が所定回数よりも小さい場合に、IVCの進角動作および点火時期の遅角動作のうち少なくとも何れか一方の動作を実行する第2の断熱期間変更手段を更に備えることを特徴とする請求項記載の内燃機関の制御装置。 In the adiabatic period expanded by the adiabatic period changing means, when the number of combinations of the crank angles θ 1 and θ 2 that can be specified by the specifying means is smaller than a predetermined number, the IVC advance operation and the ignition timing delay control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a second insulation period changing means for performing at least one operation of the angular behavior. 前記絶対圧補正手段により補正された筒内圧検出値を用いて、燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、
前記筒内圧検出値に基づいて、前記所定気筒の筒内圧が最大となるクランク角θPmaxを特定するクランク角特定手段と、
クランク角θPmaxと燃焼重心位置との関係を規定した規則に基づいて、前記クランク角θPmaxに対応する燃焼重心位置を推定する推定手段と、
前記絶対圧補正手段による前記筒内圧検出値の補正精度が所定の基準範囲に含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記補正精度が所定の基準範囲に含まれる場合には、前記燃焼重心位置算出手段による燃焼重心位置の算出を行い、前記補正精度が所定の基準範囲に含まれない場合には、前記推定手段による燃焼重心位置の算出を行う制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。
A combustion gravity center position calculating means for calculating a combustion gravity center position using the in-cylinder pressure detection value corrected by the absolute pressure correction means;
Crank angle specifying means for specifying a crank angle θ Pmax at which the in-cylinder pressure of the predetermined cylinder is maximized based on the in-cylinder pressure detection value;
And estimating means based on the rules that govern the relationship between the crank angle theta Pmax and combustion center position, to estimate the combustion centroid position corresponding to the crank angle theta Pmax,
Determination means for determining whether or not the correction accuracy of the in-cylinder pressure detection value by the absolute pressure correction means is included in a predetermined reference range;
When the correction accuracy is included in the predetermined reference range by the determination unit, the combustion gravity center position is calculated by the combustion gravity center position calculation unit, and when the correction accuracy is not included in the predetermined reference range, Control means for calculating the combustion gravity center position by the estimation means;
Control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein further comprising a.
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