JPH0610278Y2 - Cylinder pressure maximum crank angle position detector - Google Patents

Cylinder pressure maximum crank angle position detector

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JPH0610278Y2
JPH0610278Y2 JP16679587U JP16679587U JPH0610278Y2 JP H0610278 Y2 JPH0610278 Y2 JP H0610278Y2 JP 16679587 U JP16679587 U JP 16679587U JP 16679587 U JP16679587 U JP 16679587U JP H0610278 Y2 JPH0610278 Y2 JP H0610278Y2
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crank angle
angle position
cylinder pressure
maximum
pmax
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正浩 入山
博 佐藤
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Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えば内燃機関の点火時期フィードバック制
御等に必要な筒内圧最大クランク角位置の検出装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a device for detecting a maximum crank angle position in a cylinder, which is necessary for, for example, feedback control of ignition timing of an internal combustion engine.

〈従来の技術〉 一般に、内燃機関にあっては、筒内圧力が最大となるク
ランク角位置θPmaxが上死点後15°(ATDC15°)近
傍の位置にあるときにその機関の発生トルクが最大とな
るということが知られている。
<Prior Art> Generally, in an internal combustion engine, when the crank angle position θ Pmax at which the in-cylinder pressure is maximum is near 15 ° (ATDC15 °) after top dead center, the torque generated by the engine is It is known to be maximum.

そこで、筒内圧力が最大となるクランク角位置θPmax
検出し、θPmaxが例えばATDC15°より大きければ点
火時期を進角させ、また、θPmaxがATDC15°より小
さければ点火時期を遅角させるように、検出したθPmax
に基づいて点火時期をフィードバック制御し最大トルク
が得られるようにしている。
Therefore, the crank angle position θ Pmax at which the in-cylinder pressure is maximum is detected, and if θ Pmax is greater than ATDC 15 °, the ignition timing is advanced, and if θ Pmax is less than ATDC 15 °, the ignition timing is retarded. Detected θ Pmax
Based on the above, the ignition timing is feedback-controlled to obtain the maximum torque.

そして、前記θPmaxの検出について、その検出精度を高
めるには、筒内圧力を細く測定すればよいが、この場
合、マイクロコンピュータでこれら検出値を演算処理し
ようとすればCPUの負担等が増大するという問題があ
り、このため、関数近似を用い少ない測定点で精度良く
θPmaxを検出する方法が開示されている(例えば特開昭
61−68533号公報等参照)。
Regarding the detection of the θ Pmax , in order to improve the detection accuracy, it is sufficient to measure the in-cylinder pressure finely, but in this case, if the microcomputer tries to calculate these detected values, the load on the CPU increases. Therefore, a method for accurately detecting θ Pmax at a small number of measurement points by using function approximation has been disclosed (see, for example, JP-A-61-68533).

このような関数近似を用いてθPmaxを検出する例として
例えば以下に述べるようなものがある。
An example of detecting θ Pmax using such function approximation is as follows.

そのクランク角位置で筒内圧力が最大となるよう予め設
定したθPmaxの目標値(例えばATDC15°)近傍にお
いて複数の測定点θ〜θ(例えばθ=ATDC7
°,θ=ATDC15°,θ=ATDC23°)を予め
定め、これら各測定点で検出された筒内圧力値P〜P
により、2次関数近似を用いθPmaxを推定するという
ものである。
A plurality of measurement points θ 1 to θ 3 (for example, θ 1 = ATDC7) near a target value of θ Pmax (for example, ATDC 15 °) preset so that the cylinder pressure becomes maximum at the crank angle position.
°, θ 2 = ATDC 15 °, θ 3 = ATDC 23 °), and in-cylinder pressure values P 1 to P detected at these measurement points are determined.
3 , the θ Pmax is estimated using a quadratic function approximation.

これによれば、θPmaxが最初と最後の測定点間θ〜θ
にあり、第6図に示すように各測定点の筒内圧力値P
1,P2,Pによる筒内圧力波形が上に凸のときには、2
次関数近似により精度良くθPmaxを求めることができ
る。
According to this, θ Pmax is between the first and last measurement points θ 1 to θ
3 , the in-cylinder pressure value P at each measurement point as shown in FIG.
When the in- cylinder pressure waveform due to 1 , P 2 and P 3 is convex upward, 2
The θ Pmax can be obtained accurately by the approximation of the next function.

また、θPmaxがθ〜θの範囲外にあるときは、前記
1,P2,Pによる筒内圧力波形が下に凸となり2次関
数近似は使用できないが、この場合はPとPの大小
関係を調べることにより、P>PのときはθPmax
目標値より進角側(第7図)であり、P<Pのとき
は遅角側(第8図)であると判定することができる。
Further, when the theta Pmax is outside the range of theta 1 through? 3, wherein P 1, P 2, but cylinder pressure waveform by P 3 will not be used quadratic function approximation becomes convex downward, in this case P By examining the magnitude relationship between 1 and P 3 , θ Pmax is on the advance side (Fig. 7) from the target value when P 1 > P 3 , and on the retard side (P 1 <P 3 when the P 1 <P 3 8) can be determined.

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが、従来のように筒内圧力波形が下に凸のときP
とPの大小関係からθPmaxを判別する方式にあって
は、失火した場合に、モータリングによる筒内圧波形が
第9図に示すようにP>Pの関係にあるため、この
失火の状態とθPmaxが目標値より進角側にある第7図の
状態とを判別することができないという問題がある。
<Problems to be solved by the device> However, when the in-cylinder pressure waveform is convex downward as in the conventional case, P
In the method of discriminating θ Pmax from the magnitude relationship between 1 and P 3, the cylinder pressure waveform due to motoring has a relationship of P 1 > P 3 as shown in FIG. 9 when misfire occurs. There is a problem that it is not possible to distinguish between the state of misfire and the state of FIG. 7 in which θ Pmax is on the advance side of the target value.

本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、必要最小
限の筒内圧力測定で筒内圧最大のクランク角位置を正確
に判別でき、失火状態も検出できる筒内圧最大クランク
角位置検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an in-cylinder pressure maximum crank angle position detection device capable of accurately discriminating the crank angle position of the maximum in-cylinder pressure by the minimum necessary in-cylinder pressure measurement and detecting a misfire state is provided. The purpose is to provide.

〈問題点を解決するための手段〉 このため本考案は第1図に示すように、機関のクランク
角位置を検出する手段と、所定のクランク角位置で筒内
圧力が最大となるよう予め設定した目標クランク角位置
に一致させた第1クランク角位置、該第1クランク角位
置と上死点との略中間位置の第2クランク角位置及び第
1クランク角位置に対して第2クランク角位置と対称位
置の第3クランク角位置の3つの所定クランク角位置に
おける筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、該筒内
圧力検出手段の検出値に基づいて前記第2クランク角位
置から第3クランク角位置の範囲での筒内圧力波形が上
に凸か否かを判定する筒内圧力波形形状判定手段と、該
筒内圧力波形形状判定手段が上に凸と判定した時に前記
3つの筒内圧力検出値に基づいて2次関数近似により筒
内圧最大クランク角位置を推定する筒内圧最大クランク
角位置推定手段と、前記筒内圧力波形形状判定手段が上
に凸でないと判定した時に第2クランク角位置と第3ク
ランク角位置の各筒内圧力値の大小を比較し、第2クラ
ンク角位置側が大のとき筒内圧最大クランク角位置は進
角と判定し、第3クランク角位置側が大のとき筒内圧最
大クランク角位置は遅角と判定する進・遅角判定手段
と、該進・遅角判定手段で筒内圧最大クランク角位置が
進角と判定されたときに前記第2クランク角位置の筒内
圧検出値を予め設定した所定値と比較し所定値以下のと
き失火と判定する失火判定手段とを備えて構成した。
<Means for Solving Problems> Therefore, the present invention, as shown in FIG. 1, has means for detecting the crank angle position of the engine and preset so that the in-cylinder pressure becomes maximum at a predetermined crank angle position. To the target crank angle position, the second crank angle position approximately midway between the first crank angle position and the top dead center, and the second crank angle position with respect to the first crank angle position. And in-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressures at three predetermined crank angle positions symmetrical to the third crank angle position, and based on the detected value of the in-cylinder pressure detecting means, In-cylinder pressure waveform shape determining means for determining whether or not the in-cylinder pressure waveform in the range of three crank angle positions is convex, and when the in-cylinder pressure waveform shape determining means determines that it is convex, Based on the cylinder pressure detection value, the secondary function In-cylinder pressure maximum crank angle position estimating means for estimating the in-cylinder pressure maximum crank angle position by numerical approximation, and second and third crank angle positions when it is determined that the in-cylinder pressure waveform shape determining means is not convex upward. The in-cylinder pressure values are compared, and when the second crank angle position side is large, it is determined that the in-cylinder pressure maximum crank angle position is an advance angle, and when the third crank angle position side is large, the in-cylinder pressure maximum crank angle position is Advance / retard determination means for determining a retard angle, and preset in-cylinder pressure detection value of the second crank angle position when the advance / retard determination means determines that the maximum in-cylinder pressure crank angle position is an advance angle. The above-mentioned predetermined value is compared with the predetermined value, and a misfire determination means for determining a misfire when the predetermined value or less is provided.

〈作用〉 上記の構成において、筒内圧最大クランク角位置判定の
ための筒内圧力値検出用クランク角位置を、筒内圧最大
としたい目標クランク角位置に一致させた第1クランク
角位置とこの第1クランク角位置と上死点との略中間位
置の第2クランク角位置及び第1クランク角位置に対し
て第2クランク角位置と対称位置とした第3クランク角
位置の3つのクランク角位置とし、これら3つのクラン
ク角位置での筒内圧検出値に基づく筒内圧力波形が上に
凸になったときは、2次関数近似によりθPmaxを精度良
く推定する。また、前記筒内圧力波形が下に凸となった
ときは、第2クランク角位置の筒内圧力値と第3クラン
ク角位置の筒内圧力値の大小関係に基づいてθPmaxの進
角又は遅角を判定する。そして、第2クランク角位置側
が大きい時は進角と判定し、この時には、筒内圧力が燃
焼による場合とモータリングによる場合とで後者の方が
小さいことから第2クランク角位置での検出値を、予め
設定したスライスレベルと比較することにより、検出値
がスライスレベル以下のときに失火と判定する。このよ
うに、筒内圧検出クランク角位置を適切に設定すること
で、2次関数近似による筒内最大クランク角位置の近似
精度を高めることができ、少ない筒内圧力測定値でθ
Pmaxを正確に判別でき、且つ、失火も検出できるように
なる。
<Operation> In the above configuration, the in-cylinder pressure value detection crank angle position for determining the in-cylinder pressure maximum crank angle position and the first crank angle position in which the in-cylinder pressure value detection target crank angle position is the maximum in-cylinder pressure There are three crank angle positions, that is, a second crank angle position approximately in the middle between the first crank angle position and the top dead center and a third crank angle position symmetrical to the second crank angle position with respect to the first crank angle position. When the in-cylinder pressure waveform based on the in-cylinder pressure detection values at these three crank angle positions is convex upward, θ Pmax is accurately estimated by quadratic function approximation. Further, when the in-cylinder pressure waveform is convex downward, based on the magnitude relationship between the in-cylinder pressure value at the second crank angle position and the in-cylinder pressure value at the third crank angle position, the advance angle of θ Pmax or Determine the retard angle. Then, when the second crank angle position side is large, it is determined as an advance angle. At this time, the latter is smaller depending on whether the in-cylinder pressure is due to combustion or due to motoring. Therefore, the detected value at the second crank angle position is determined. Is compared with a preset slice level, and a misfire is determined when the detected value is equal to or lower than the slice level. In this way, by appropriately setting the in-cylinder pressure detection crank angle position, it is possible to improve the approximation accuracy of the in-cylinder maximum crank angle position by the quadratic function approximation, and to reduce the θ
Pmax can be accurately discriminated and misfire can be detected.

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。<Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本実施例のハードウェア構成を示し、図におい
て、1は筒内圧力検出手段として図示しない機関本体の
点火プラグ座金部等に設けられる例えば圧電式の筒内圧
センサで、A/D変換器2に筒内圧信号を出力する。A
/D変換器2は後述するマイクロコンピュータ(以下マ
イコンとする)5からのA/D変換タイミング信号の入
力によって筒内圧信号のA/D変換を行なう。
FIG. 2 shows a hardware configuration of the present embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a piezoelectric in-cylinder pressure sensor which is provided as an in-cylinder pressure detecting means in an ignition plug washer portion of an engine body (not shown). The in-cylinder pressure signal is output to the converter 2. A
The / D converter 2 performs A / D conversion of the in-cylinder pressure signal by the input of an A / D conversion timing signal from a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 5 described later.

3はクランク角位置検出手段としてクランクシャフトに
同期して回転するクランク角センサで、クランクシャフ
トが2回転(720°)する毎に所定位置で基準信号を発
生すると共に、クランクシャフトの単位角度(例えば1
°)毎に単位信号を出力し、波形整形回路等からなる信
号処理回路4を介してマイコン5に入力される。
Reference numeral 3 denotes a crank angle sensor that rotates in synchronization with the crankshaft as crank angle position detecting means. The crank angle sensor 3 generates a reference signal at a predetermined position every time the crankshaft makes two revolutions (720 °), and a unit angle of the crankshaft (for example, 1
A unit signal is output for each .degree.) And is input to the microcomputer 5 via the signal processing circuit 4 including a waveform shaping circuit and the like.

マイコン5は、I/Oインタフェース,CPU,RAM
及びROMを備えており、クランク角センサ3からの信
号に基づいて、筒内圧最大クランク角位置の目標値θ
近傍の予め設定した3つの筒内圧測定クランク角位置θ
〜θでA/D変換タイミング信号をA/D変換器2
に出力し、筒内センサ1から筒内圧力値P〜Pを読
込む。ここで、2次関数近似による誤差を最小限に抑え
筒内圧最大クランク角位置の検出精度を高めるため、前
記3つの筒内圧測定クランク角位置として、中央のクラ
ンク角位置θを前記目標値θ(例えばATDC15
°)と一致、即ち、θ=θ=ATDC15°に設定
し、上死点側のクランク角位置θと前記クランク角位
置θと上死点との略中間位置、即ち、θ=ATDC
7°に設定し、上死点とは反対側のクランク角位置θ
を中央のクランク角位置θに対してクランク角位置θ
と対称位置、即ち、θ=ATDC23°に設定する。
従って、クランク角位置θが第1クランク角位置に相
当し、クランク角位置θが第2クランク角位置に相当
し、クランク角位置θが第3クランク角位置に相当す
る。
The microcomputer 5 is an I / O interface, CPU, RAM
And a ROM, and based on a signal from the crank angle sensor 3, a target value θ 0 of the in- cylinder pressure maximum crank angle position is obtained.
Three preset in-cylinder pressure measurement crank angle positions θ in the vicinity
The A / D conversion timing signal from 1 to θ 3 is converted into the A / D converter 2
Then, the in-cylinder pressure values P 1 to P 3 are read from the in-cylinder sensor 1. Here, in order to minimize the error due to the approximation of the quadratic function and improve the detection accuracy of the maximum in-cylinder pressure crank angle position, the central crank angle position θ 2 is set as the target value θ as the three in-cylinder pressure measurement crank angle positions. 0 (eg ATDC15
Angle), that is, θ 2 = θ 1 = ATDC 15 ° is set, and the crank angle position θ 1 on the top dead center side and a substantially intermediate position between the crank angle position θ 2 and the top dead center, that is, θ 1 = ATDC
Set to 7 °, crank angle position θ 3 on the side opposite to the top dead center
The crank angle position θ with respect to the central crank angle position θ 2 .
The position symmetrical to 1 is set, that is, θ 3 = ATDC23 °.
Therefore, the crank angle position θ 2 corresponds to the first crank angle position, the crank angle position θ 1 corresponds to the second crank angle position, and the crank angle position θ 3 corresponds to the third crank angle position.

そして、読み込んだ筒内圧力値P〜Pの値に基づい
て、第3図のフローチャートに示す如く、圧力波形形状
が上に凸の場合は2次関数近似を用いて筒内圧最大クラ
ンク角位置θPmaxを推定し、一方、上に凸でない時は、
前記クランク角位置θとクランク角位置θにおける
筒内圧力値PとPの大小関係から、目標値θ(A
TDC15°)に対しθPmaxが進角又は遅角かの判定を行
い点火時期制御装置6に出力する。そして、θPmaxの判
定結果が進角側であるときには、上死点に最も近いクラ
ンク角位置θの筒内圧力値PをスライスレベルPSL
と比較し、P<PSLのときには失火と判定する。従っ
て、マイコン5が筒内圧力波形形状判定手段、筒内圧最
大クランク角位置推定手段、進・遅角判定手段及び失火
判定手段に相当する。また、θ,θ,θは本実施
例のクランク角位置に限定するものではなく、目標値の
設定に応じ変更されるものである。
Then, based on the read in-cylinder pressure values P 1 to P 3 , as shown in the flowchart of FIG. 3, when the pressure waveform shape is convex upward, a quadratic function approximation is used to calculate the maximum in-cylinder pressure crank angle. Estimate the position θ Pmax , while if not convex upward,
From the magnitude relationship between the in-cylinder pressure values P 1 and P 3 at the crank angle position θ 1 and the crank angle position θ 3 , the target value θ 0 (A
It is determined whether θ Pmax is an advance angle or a retard angle with respect to TDC 15 °) and output to the ignition timing control device 6. When the determination result of θ Pmax is on the advance side, the in-cylinder pressure value P 1 at the crank angle position θ 1 closest to the top dead center is set to the slice level P SL.
In comparison, when P 1 <P SL , misfire is determined. Therefore, the microcomputer 5 corresponds to in-cylinder pressure waveform shape determining means, in-cylinder pressure maximum crank angle position estimating means, advance / retard angle determining means, and misfire determining means. Further, θ 1 , θ 2 , and θ 3 are not limited to the crank angle position of this embodiment, but can be changed according to the setting of the target value.

次に第3図のフローチャートに基づいて本実施例の筒内
圧最大クランク角位置検出動作を説明する。
Next, the cylinder pressure maximum crank angle position detection operation of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG.

まず、ステップ(図中Sで示し以下同様とする)1で
は、クランク角センサ3からのクランク角信号が所定の
クランク角位置θ123,になったときに、A/D変
換器2にタイミング信号を出力して筒内圧センサ1から
の筒内圧力信号を読込み、各位置θ〜θでの筒内圧
力値P〜Pを得る。
First, in step (indicated by S in the figure and the same applies hereinafter) 1, when the crank angle signal from the crank angle sensor 3 reaches predetermined crank angle positions θ 1 , θ 2 , θ 3 , the converter 2 outputs a timing signal reads a cylinder pressure signal from the cylinder pressure sensor 1, to obtain a cylinder pressure value P 1 to P 3 at each position theta 1 through? 3.

ステップ2では、測定した3つの筒内圧力値P〜P
に基づいて、これら3点での筒内圧力波形が上に凸か下
に凸かの判定を行なう。ここで、2P>P+P
成立すれば上に凸であり、ステップ3に進み、P〜P
から2次関数近似により筒内圧最大クランク角位置θ
Pmaxを算出し、ステップ4で、算出したθPmaxを点火時
期制御装置6に出力する。
In step 2, the measured three in-cylinder pressure values P 1 to P 3
Based on the above, it is determined whether the in-cylinder pressure waveform at these three points is convex upward or downward. Here, if 2P 2 > P 1 + P 3 is established, it is convex upward, and the process proceeds to step 3 and P 1 to P 1
Cylinder pressure maximum crank angle position θ by quadratic function approximation from 3
Pmax is calculated, and in step 4, the calculated θ Pmax is output to the ignition timing control device 6.

この場合、点火時期制御装置6ではこのθPmaxと目標θ
とを比較して、その比較結果により点火時期を進角又
は遅角させる従来と同様の点火時期フィードバック制御
が行なわれる。
In this case, in the ignition timing control device 6, this θ Pmax and the target θ
Ignition timing feedback control similar to that of the prior art is performed in which the ignition timing is advanced or retarded by comparing 0 with 0 .

一方、ステップ2において2P>P+Pが成立せ
ず、P〜Pによる筒内圧力波形が下に凸であると判
定された場合は、ステップ5に進みPとPの大小を
比較する。
On the other hand, if 2P 2 > P 1 + P 3 is not satisfied in step 2 and it is determined that the in-cylinder pressure waveform due to P 1 to P 3 is convex downward, the process proceeds to step 5 and P 1 and P 3 Compare big and small.

ステップ5でP<PとなればθPmaxは遅角と判定
し、ステップ6で遅角判定出力を発生する。この場合、
点火時期制御装置6では、例えば予め設定した一定値点
火時期を進角補正する所定の点火時期進角処理を実行す
る。
If P 1 <P 3 in step 5, θ Pmax is determined to be a retard angle, and a retard angle determination output is generated in step 6. in this case,
In the ignition timing control device 6, for example, a predetermined ignition timing advance process for correcting the advance of a preset constant value ignition timing is executed.

また、ステップ5でP>Pのときは、ステップ7に
進み、クランク角位置θにおける測定値Pと予め設
定したスライスレベルPSLとを比較する。ここで第4図
実線で示す筒内圧力波形のようにP>PSLであれば、
θPmaxが進角状態であると判定しステップ8に進み進角
判定出力を発生し、点火時期制御装置6は、予め設定し
た一定値点火時期を遅角補正する所定の点火時期遅角処
理を実行する。
When P 1 > P 3 in step 5, the process proceeds to step 7 and the measured value P 1 at the crank angle position θ 1 is compared with the preset slice level P SL . Here, if P 1 > P SL as in the in-cylinder pressure waveform shown by the solid line in FIG.
It is determined that θ Pmax is in the advanced angle state, the routine proceeds to step 8 to generate an advanced angle determination output, and the ignition timing control device 6 executes a predetermined ignition timing retarding process for retarding the preset constant value ignition timing. Run.

一方、第4図破線で示す筒内圧力波形のようにP≦P
SLであれば、失火と判定してステップ9に進み失火判定
出力を発生し、点火時期制御装置6により所定の失火時
の点火時期処理が実行される。
On the other hand, as shown by the in-cylinder pressure waveform indicated by the broken line in FIG. 4, P 1 ≦ P
If it is SL , misfire is determined and the process proceeds to step 9 to generate a misfire determination output, and the ignition timing control device 6 executes predetermined ignition timing processing at the time of misfire.

このようにすれば、所定クランク角位置θ〜θの測
定値P〜Pだけでは判定できなかったθPmaxの進角
状態(第7図)と失火状態(第9図)とを正確に判別す
ることができる。また、筒内圧力波形の最大値付近は、
必ずしも2次曲線ではなく厳密にはより高次の曲線近似
が必要であり、これを2次関数近似で推定する場合、筒
内圧最大クランク角位置θPmaxが中央の検出クランク角
位置θから離れるほど近似誤差が大きくなってしまう
ことから、本実施例のように、3つの筒内圧検出クラン
ク角位置を、中央を制御目標値と一致させ、且つ両端を
中央位置に対して対称の位置に設定することで、2次関
数近似による近似誤差を少なくすることができる。更に
加えて、混合気のリーンリミット下では第10図のAで示
すように、筒内圧力が上死点通過後に低下してから上昇
するという筒内圧力波形を示すことが実験的に知られて
おり、このような筒内圧力波形を考慮した場合、筒内圧
検出用のクランク角位置θを、上死点と中央クランク
角位置θの略中間位置にすることで筒内圧最大クラン
ク角位置θPmaxの近似精度を更に高めることができる。
尚、第10図中、Bは正常燃焼の筒内圧力波形を示し、C
は失火時の筒内圧力波形を示す。
In this way, the advanced state (FIG. 7) and the misfire state (FIG. 9) of θ Pmax which cannot be determined only by the measured values P 1 to P 3 of the predetermined crank angle positions θ 1 to θ 3 are set. It can be accurately determined. In addition, near the maximum value of the cylinder pressure waveform,
Strictly speaking, a higher-order curve approximation is not necessarily required, and a higher-order curve approximation is required. When this is estimated by a quadratic function approximation, the cylinder pressure maximum crank angle position θ Pmax deviates from the central detected crank angle position θ 2. Since the approximation error becomes larger, the three in-cylinder pressure detection crank angle positions are set to have the center coincident with the control target value and both ends symmetrically with respect to the center position, as in the present embodiment. By doing so, the approximation error due to the quadratic function approximation can be reduced. In addition, it is experimentally known that, under the lean limit of the air-fuel mixture, as shown in A of FIG. 10, the in-cylinder pressure waveform shows that the in-cylinder pressure drops after passing through the top dead center and then rises. In consideration of such an in-cylinder pressure waveform, the in-cylinder pressure detection crank angle position θ 1 is set approximately at an intermediate position between the top dead center and the center crank angle position θ 2 to maximize the in-cylinder pressure maximum crank angle. It is possible to further improve the approximation accuracy of the position θ Pmax .
In FIG. 10, B shows a cylinder pressure waveform of normal combustion, and C shows
Shows a cylinder pressure waveform at the time of misfire.

以上のことから本実施例によれば、必要最小限の筒内圧
測定数でθPmaxの進角,遅角及び失火の各状態を判別で
きると共に、θPmaxが目標値θ(=ATDC15°)付
近にあるときには精度良くその位置を推定することがで
き、点火時期フィードバック制御の精度の向上を図るこ
とができる。
According to the present embodiment from the above, the advance angle of theta Pmax minimum required cylinder pressure rate measurement, it is possible to determine the respective states of retarding and misfire, theta Pmax target value θ 0 (= ATDC15 °) When it is in the vicinity, the position can be accurately estimated, and the accuracy of the ignition timing feedback control can be improved.

また、機関高回転時に筒内圧センサ1からの信号を確実
にA/D変換させるため、筒内圧の検出間隔はある程度
広くすることが望ましい。一方、通常の運転時のMTB
制御により点火時期を制御したい範囲は、回転と負荷と
で設定される点火時期の±10°の巾である。このことか
ら、A/D変換間隔をクランク角で10°に近付けたい
が、A/D変換間隔が8°を越えると筒内圧最大クラン
ク角位置θPmaxの検出誤差が大きくなる。従って、本実
施例のように、筒内センサ1の信号のA/D変換間隔を
8°とすれば、機関高回転時でのA/D変換の信頼性と
筒内圧最大クランク角位置θPmaxの検出誤差抑制の両立
を図ることができ、より一層検出精度の向上を図ること
ができる。
Further, in order to reliably perform A / D conversion of the signal from the in-cylinder pressure sensor 1 at the time of high engine speed, it is desirable to widen the in-cylinder pressure detection interval to some extent. On the other hand, MTB during normal operation
The range in which the ignition timing is to be controlled by the control is the range of ± 10 ° of the ignition timing set by the rotation and the load. From this, it is desired to bring the A / D conversion interval closer to 10 ° in crank angle, but if the A / D conversion interval exceeds 8 °, the detection error of the in-cylinder pressure maximum crank angle position θ Pmax becomes large. Therefore, if the A / D conversion interval of the signal of the in-cylinder sensor 1 is set to 8 ° as in this embodiment, the reliability of the A / D conversion at the time of high engine speed and the maximum in-cylinder pressure crank angle position θ Pmax. The detection error can be suppressed at the same time, and the detection accuracy can be further improved.

尚、筒内圧センサが絶対圧力センサでない場合には、第
5図に示すように燃焼によって筒内圧力が影響されない
上死点より十分離れたクランク角位置θにおける筒内
圧力値Pを基準として、この基準筒内圧力値Pとク
ランク角位置θにおける筒内圧力値Pとの相対値を
スライスレベルPSL′と比較することにより、失火判定
を行なうようにすればよい。
When the in-cylinder pressure sensor is not the absolute pressure sensor, the in-cylinder pressure value P 4 at the crank angle position θ 4 sufficiently far from the top dead center where the in-cylinder pressure is not affected by combustion is used as a reference as shown in FIG. As a result, the misfire determination may be performed by comparing the relative value between the reference in-cylinder pressure value P 4 and the in-cylinder pressure value P 1 at the crank angle position θ 1 with the slice level P SL ′.

〈考案の効果〉 以上述べたように本考案によれば、目標値と一致させた
第1クランク角位置とこの第1クランク角位置と上死点
との略中間位置の第2クランク角位置及び第1クランク
角位置に対して第2クランク角位置と対称な第3クラン
ク角位置の3つの所定クランク角位置における筒内圧検
出値に基づいて、2次関数近似或いは測定値の大小関係
により筒内圧最大のクランク角位置の判定を行ない、更
に、筒内圧最大クランク角位置が進角状態のときは、予
め定めたスライスレベルと上死点近傍の筒内圧力値との
大小を比較して失火判定を行なう構成としたので、必要
最小限の筒内圧力測定で筒内圧最大クランク角位置を精
度良く検出又は判別できると共に、失火の検出ができ
る。従って、点火時期のフィードバック制御等の精度を
向上でき、機関の出力及び燃費の向上をより一層図るこ
とが可能となる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the first crank angle position that matches the target value, the second crank angle position approximately in the middle between the first crank angle position and the top dead center, and Based on the in-cylinder pressure detection values at three predetermined crank angle positions, which are symmetrical to the second crank angle position and the third crank angle position with respect to the first crank angle position, the in-cylinder pressure is approximated by a quadratic function approximation or the magnitude relationship between the measured values. The maximum crank angle position is determined.Furthermore, when the maximum cylinder pressure crank angle position is in the advanced state, the magnitude of the predetermined slice level and the cylinder pressure value near top dead center are compared to determine misfire. Since the above configuration is adopted, the maximum in-cylinder pressure crank angle position can be accurately detected or determined by the minimum necessary in-cylinder pressure measurement, and misfire can be detected. Therefore, the accuracy of feedback control of the ignition timing and the like can be improved, and the output of the engine and the fuel consumption can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の構成を説明するためのブロック図、第
2図は本考案の一実施例のハードウェア構成図、第3図
は同上実施例の制御フローチャート、第4図は同上実施
例の失火判定動作の説明図、第5図は本考案の別の実施
例における失火判定動作の説明図、第6図〜第9図は従
来のθPmax検出動作を説明するための筒内圧力波形例を
示す図で、第6図は関数近似が可能な場合、第7図は進
角状態の場合、第8図は遅角状態の場合、第9図は失火
状態の場合、第10図はリーンリミット下での燃焼時の筒
内圧力波形例を示す図である。 1……筒内圧センサ、2……A/D変換器 3……クランク角センサ、4……信号処理回路 5……マイクロコンピュータ、6……点火時期制御装置
FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of the present invention, FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a control flowchart of the same embodiment, and FIG. 4 is an embodiment of the same. 5 is an explanatory view of a misfire determination operation of FIG. 5, FIG. 5 is an explanatory view of a misfire determination operation in another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 9 are in-cylinder pressure waveforms for explaining a conventional θ Pmax detection operation. FIG. 6 is a diagram showing an example, FIG. 6 shows a case where a function approximation is possible, FIG. 7 shows a case of advance angle state, FIG. 8 shows a case of retard angle state, FIG. 9 shows a case of misfire state, and FIG. It is a figure which shows the example of a cylinder pressure waveform at the time of combustion under a lean limit. 1 ... Cylinder pressure sensor, 2 ... A / D converter 3 ... Crank angle sensor, 4 ... Signal processing circuit 5 ... Microcomputer, 6 ... Ignition timing control device

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】機関のクランク角位置を検出する手段と、
所定のクランク角位置で筒内圧力が最大となるよう予め
設定した目標クランク角位置に一致させた第1クランク
角位置、該第1クランク角位置と上死点との略中間位置
の第2クランク角位置及び第1クランク角位置に対して
第2クランク角位置と対称位置の第3クランク角位置の
3つの所定クランク角位置における筒内圧力を検出する
筒内圧力検出手段と、該筒内圧力検出手段の検出値に基
づいて前記第2クランク角位置から第3クランク角位置
の範囲での筒内圧力波形が上に凸か否かを判定する筒内
圧力波形形状判定手段と、該筒内圧力波形形状判定手段
が上に凸と判定した時に前記3つの筒内圧力検出値に基
づいて2次関数近似により筒内圧最大クランク角位置を
推定する筒内圧最大クランク角位置推定手段と、前記筒
内圧力波形形状判定手段が上に凸でないと判定した時に
第2クランク角位置と第3クランク角位置の各筒内圧力
値の大小を比較し、第2クランク角位置側が大のとき筒
内圧最大クランク角位置は進角と判定し、第3クランク
角位置側が大のとき筒内圧最大クランク角位置は遅角と
判定する進・遅角判定手段と、該進・遅角判定手段で筒
内圧最大クランク角位置が進角と判定されたときに前記
第2クランク角位置の筒内圧検出値を予め設定した所定
値と比較し所定値以下のとき失火と判定する失火判定手
段とを備えたことを特徴とする筒内圧最大クランク角位
置検出装置。
1. A means for detecting a crank angle position of an engine,
A first crank angle position that matches a preset target crank angle position so that the in-cylinder pressure is maximized at a predetermined crank angle position, and a second crank that is a position approximately midway between the first crank angle position and top dead center. In-cylinder pressure detection means for detecting in-cylinder pressure at three predetermined crank angle positions, that is, a third crank angle position symmetrical to the second crank angle position and the first crank angle position, and the in-cylinder pressure. An in-cylinder pressure waveform shape determining means for determining whether or not the in-cylinder pressure waveform in the range from the second crank angle position to the third crank angle position is convex upward based on the detection value of the detecting means; An in-cylinder pressure maximum crank angle position estimating means for estimating an in-cylinder pressure maximum crank angle position by a quadratic function approximation based on the three in-cylinder pressure detection values when the pressure waveform shape determining means determines that the in-cylinder pressure maximum crank angle position is high; Internal pressure waveform shape When it is determined that the means is not convex upward, the magnitudes of the in-cylinder pressure values at the second crank angle position and the third crank angle position are compared, and when the second crank angle position side is large, the in-cylinder pressure maximum crank angle position advances. Angle, and when the third crank angle position side is large, the in-cylinder pressure maximum crank angle position is determined to be a retard angle, and advance / retard angle determination means is used to advance the in-cylinder pressure maximum crank angle position. An in-cylinder pressure provided with misfire determination means for comparing the in-cylinder pressure detection value at the second crank angle position with a preset predetermined value and determining a misfire when the angle is equal to or less than a predetermined value. Maximum crank angle position detector.
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