JP2887640B2 - Device for detecting combustion state of internal combustion engine - Google Patents

Device for detecting combustion state of internal combustion engine

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JP2887640B2
JP2887640B2 JP33440593A JP33440593A JP2887640B2 JP 2887640 B2 JP2887640 B2 JP 2887640B2 JP 33440593 A JP33440593 A JP 33440593A JP 33440593 A JP33440593 A JP 33440593A JP 2887640 B2 JP2887640 B2 JP 2887640B2
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combustion
cylinder
determination
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渡邊  悟
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃焼状態検出
装置に関し、詳しくは、筒内圧の積分値に基づいて燃焼
状態を検出する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a combustion state of an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus for detecting a combustion state based on an integral value of an in-cylinder pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、内燃機関の筒内圧を検出する
一方、該筒内圧を所定積分区間内において積分し、該積
分値と予め設定された判定値との比較に基づいて、失火
発生(異常燃焼)の有無を検出することが行なわれてい
る。上記のように筒内圧の積分値を用いて失火発生を検
出させることで、筒内圧の瞬時値を用いて失火発生を検
出させる場合に比べ、圧力検出信号にノイズが重畳した
ときでも精度の良い失火検出が可能となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, while detecting the in-cylinder pressure of an internal combustion engine, the in-cylinder pressure has been integrated within a predetermined integration section, and a misfire has occurred based on a comparison between the integrated value and a predetermined judgment value. The presence or absence of abnormal combustion) is detected. By detecting the occurrence of a misfire using the integrated value of the in-cylinder pressure as described above, compared to the case of detecting the occurrence of a misfire using the instantaneous value of the in-cylinder pressure, even when noise is superimposed on the pressure detection signal, accuracy is improved. Misfire detection becomes possible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記筒内圧
の積分値は、筒内圧を検出するセンサの検出特性のばら
つきや燃焼のばらつきによって同一の運転条件において
も変動するため、従来のように、予め決められた固定の
判定値と筒内圧積分値とを比較させる構成の場合には、
失火検出の精度を安定的に維持させることが困難であ
り、失火発生を誤検出したり、或いは、失火発生を検出
できない惧れがあった。
The integrated value of the in-cylinder pressure varies under the same operating conditions due to variations in detection characteristics of a sensor for detecting the in-cylinder pressure and variations in combustion. In the case of a configuration in which the predetermined fixed determination value and the in-cylinder pressure integrated value are compared,
It is difficult to stably maintain the accuracy of misfire detection, and there is a risk that misfire occurrence may be erroneously detected or misfire occurrence may not be detected.

【0004】特に、燃焼によって発生する圧力の絶対値
が小さい低回転低負荷域では、失火時の筒内圧積分値と
正常燃焼時における筒内圧積分値との間で大きな偏差が
生じず、然も、前述のように筒内圧積分値にばらつきが
生じるため、精度の良い失火検出が行なえないのが実情
であった。また、前記筒内圧積分値のばらつきを考慮し
て、検出精度を維持し得る判定値を予め設定させるには
多くのマッチング工数を必要とし、開発コストの増大を
招くという問題もあった。
[0004] In particular, in a low rotation and low load range where the absolute value of the pressure generated by combustion is small, there is no large deviation between the in-cylinder pressure integrated value during misfire and the in-cylinder pressure integrated value during normal combustion. However, since the in-cylinder pressure integrated value varies as described above, the misfire detection cannot be performed accurately. In addition, there is a problem that a large number of matching man-hours are required to preset a determination value that can maintain the detection accuracy in consideration of the variation in the in-cylinder pressure integrated value, thereby increasing the development cost.

【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、筒内圧積分値と判定値との比較に基づいて燃焼状
態を検出する装置において、筒内圧積分値のばらつきに
影響されずに高い検出精度を維持でき、また、判定値の
マッチング工数の低減を図れるようにすることを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in an apparatus for detecting a combustion state based on a comparison between an in-cylinder pressure integrated value and a judgment value, a high value is obtained without being affected by variations in the in-cylinder pressure integrated value. It is an object of the present invention to maintain the detection accuracy and reduce the number of man-hours for matching the determination values.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そのため請求項1の発明
にかかる内燃機関の燃焼状態検出装置は、図1に示すよ
うに構成される。図1において、筒内圧検出手段は内燃
機関の筒内圧を検出し、筒内圧積分手段は、所定の積分
区間において筒内圧検出手段で検出された筒内圧を積分
する。
Therefore, a combustion state detecting device for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention is configured as shown in FIG. In FIG. 1, the in-cylinder pressure detecting means detects the in-cylinder pressure of the internal combustion engine, and the in-cylinder pressure integrating means integrates the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means in a predetermined integration section.

【0007】また、積分値平均化手段は、筒内圧積分手
段で得られる筒内圧積分値の平均値を算出する。更に、
判定値設定手段は、積分値平均化手段で算出された筒内
圧積分値の平均値に応じて判定値を可変設定する。そし
て、異常燃焼判定手段は、判定値設定手段で設定された
判定値と前記筒内圧積分手段で得られた筒内圧積分値と
を比較して異常燃焼状態を判定する。
The integrated value averaging means calculates an average value of the in-cylinder pressure integrated values obtained by the in-cylinder pressure integrating means. Furthermore,
The determination value setting means variably sets the determination value according to the average value of the in-cylinder pressure integrated value calculated by the integration value averaging means. The abnormal combustion determination means determines the abnormal combustion state by comparing the determination value set by the determination value setting means with the in-cylinder pressure integrated value obtained by the in-cylinder pressure integration means.

【0008】ここで、請求項2の発明では、前記請求項
1にかかる内燃機関の燃焼状態検出装置において、前記
判定値設定手段が、予め記憶された非燃焼時に対応する
筒内圧積分値と、前記積分値平均化手段で算出された筒
内圧積分値の平均値とに基づいて判定値を可変設定する
よう構成した。また、請求項3の発明では、前記請求項
1にかかる内燃機関の燃焼状態検出装置において、前記
判定値設定手段が、予め記憶された判定値を、前記積分
値平均化手段で算出された筒内圧積分値の平均値に基づ
いて修正するよう構成した。
According to a second aspect of the present invention, in the combustion state detecting device for an internal combustion engine according to the first aspect, the determination value setting means includes a pre-stored in-cylinder pressure integral value corresponding to a non-combustion state, The determination value is variably set based on the average value of the in-cylinder pressure integrated value calculated by the integrated value averaging means. According to a third aspect of the present invention, in the combustion state detection device for an internal combustion engine according to the first aspect, the determination value setting means determines a cylinder value calculated by the integral value averaging means based on a previously stored determination value. The correction is made based on the average value of the internal pressure integral value.

【0009】[0009]

【作用】請求項1の発明にかかる内燃機関の燃焼状態検
出装置によると、筒内圧を所定積分区間において積分
し、該筒内圧積分値と判定値とを比較することで、異常
燃焼が判定される。ここで、前記判定値は、前記筒内圧
積分値の平均値に基づいて可変設定されるようになって
いる。即ち、筒内圧積分値を平均化することで、正常燃
焼状態における平均的な積分値を知ることができるか
ら、かかる平均値に基づいて判定値を可変設定すること
で、筒内圧検出値のばらつきや燃焼のばらつきがあって
も、かかるばらつきに対応する適当な判定値を設定する
ことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, abnormal combustion is determined by integrating the in-cylinder pressure in a predetermined integration section and comparing the in-cylinder pressure integrated value with a determination value. You. Here, the determination value is variably set based on an average value of the in-cylinder pressure integrated value. That is, by averaging the in-cylinder pressure integrated value, the average integrated value in the normal combustion state can be known. Therefore, by variably setting the determination value based on the average value, the variation in the in-cylinder pressure detection value can be obtained. It is possible to set an appropriate determination value corresponding to such a variation even if there is a variation in the combustion.

【0010】また、請求項2の発明にかかる装置では、
予め非燃焼時に対応する筒内圧積分値を記憶しており、
かかる非燃焼時に得られると予測される筒内圧積分値
と、実際に算出した筒内圧積分値の平均値とから判定値
を可変設定する。実際に算出した筒内圧積分値の平均値
は前述のように正常燃焼状態における平均的な積分値を
示すものと見做すことができ、また、前記非燃焼時に対
応する積分値は最低レベルと見做すことができるから、
両者の中間値を判定値とする設定を行なわせることで、
正常燃焼時において得られる筒内圧積分値の変化に対応
した判定値の設定が可能である。
[0010] In the apparatus according to the second aspect of the present invention,
The in-cylinder pressure integrated value corresponding to the time of non-combustion is stored in advance,
The determination value is variably set based on the in-cylinder pressure integrated value predicted to be obtained during such non-combustion and the average value of the actually calculated in-cylinder pressure integrated value. The average value of the in-cylinder pressure integrated value actually calculated can be regarded as indicating the average integrated value in the normal combustion state as described above, and the integrated value corresponding to the non-combustion state is the lowest level. Can be considered,
By setting the intermediate value between the two as the judgment value,
It is possible to set a determination value corresponding to a change in the in-cylinder pressure integrated value obtained during normal combustion.

【0011】更に、請求項3の発明にかかる装置では、
予め基準となる判定値を記憶しており、前記筒内圧積分
値の平均値に基づいて前記記憶された判定値を修正す
る。即ち、実際に算出した筒内圧積分値の平均値を求め
ることで、正常燃焼時に対応する積分値の変動を知るこ
とができ、かかる変動に応じて基準判定値を修正するこ
とで、正常燃焼時において得られる筒内圧積分値の変化
に対応した判定値の設定が可能である。
Further, in the apparatus according to the third aspect of the present invention,
A reference value that is a reference is stored in advance, and the stored reference value is corrected based on the average value of the in-cylinder pressure integrated value. That is, by calculating the average value of the actually calculated in-cylinder pressure integrated value, it is possible to know the variation of the integrated value corresponding to the normal combustion, and to correct the reference determination value according to the variation to obtain the normal determination value. It is possible to set a determination value corresponding to the change in the in-cylinder pressure value obtained in the above.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図2において、内燃機関1には、エアクリーナ
2,スロットルチャンバ3,吸気マニホールド4を介し
て空気が吸入される。そして、機関1からの燃焼排気
は、排気マニホールド5,排気ダクト6,三元触媒7,
マフラー8を介して大気中に排出される。
Embodiments of the present invention will be described below. In FIG. 2 showing one embodiment, air is sucked into an internal combustion engine 1 through an air cleaner 2, a throttle chamber 3, and an intake manifold 4. The combustion exhaust from the engine 1 is supplied to an exhaust manifold 5, an exhaust duct 6, a three-way catalyst 7,
It is discharged to the atmosphere via the muffler 8.

【0013】前記スロットルチャンバ3には、図示しな
いアクセルペダルに連動して開閉するスロットル弁9が
設けられており、このスロットル弁9によって機関1の
吸入空気量が調整されるようになっている。また、各気
筒(#1〜#4)の燃焼室に臨ませてそれぞれ点火栓
(図示省略)が装着されるが、かかる点火栓と対に、そ
れぞれの気筒毎に筒内圧検出手段としての筒内圧センサ
10a〜10dを設けてある。
The throttle chamber 3 is provided with a throttle valve 9 which opens and closes in conjunction with an accelerator pedal (not shown). The throttle valve 9 adjusts the intake air amount of the engine 1. In addition, ignition plugs (not shown) are attached to the combustion chambers of the cylinders (# 1 to # 4), respectively. The ignition plugs are paired with cylinders as cylinder pressure detecting means for each cylinder. Internal pressure sensor
10a to 10d are provided.

【0014】前記筒内圧センサ10a〜10dは、実開昭6
3−17432号公報に開示されるような点火栓の座金
として装着されるタイプの他、特開平4−81557号
公報に開示されるようなセンサ部を直接燃焼室内に臨ま
せて筒内圧を絶対圧として検出するタイプのものであっ
ても良い。また、機関1の図示しないカム軸には、カム
軸の回転を介してクランク角を検出するクランク角セン
サ11が設けられている。
The in-cylinder pressure sensors 10a to 10d are
In addition to the type mounted as a washer for an ignition plug as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-17432, the sensor section as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-81557 is directly exposed to the combustion chamber to make the in-cylinder pressure absolute. It may be of a type that detects pressure. The camshaft (not shown) of the engine 1 is provided with a crank angle sensor 11 for detecting a crank angle through rotation of the camshaft.

【0015】このクランク角センサ11は、本実施例の4
気筒機関1において、気筒間の行程位相差に相当するク
ランク角180 °毎の基準角度信号REFと、単位クラン
ク角毎の単位角度信号POSとをそれぞれ出力するセン
サである。尚、前記基準角度信号REFは、気筒判別が
行なえるように、少なくとも特定1気筒に対応する検出
信号がそのパルス幅等によって他の検出信号と区別でき
るようになっている。
The crank angle sensor 11 is used in the present embodiment.
In the cylinder engine 1, the sensor outputs a reference angle signal REF for each crank angle 180 ° corresponding to a stroke phase difference between cylinders and a unit angle signal POS for each unit crank angle. The reference angle signal REF is such that a detection signal corresponding to at least one specific cylinder can be distinguished from other detection signals by a pulse width or the like so that cylinder determination can be performed.

【0016】ここで、前記筒内圧センサ10a〜10d及び
クランク角センサ11の出力は、機関制御用として設けら
れたコントロールユニット12に出力される。マイクロコ
ンピュータを内蔵したコントロールユニット12は、図示
しない燃料噴射弁による燃料噴射量や点火時期を制御す
る一方、図3のフローチャートに示すようにして前記筒
内圧センサ10a〜10dの出力に基づき各気筒別に異常燃
焼状態(失火)の検出を行なう。
The outputs of the in-cylinder pressure sensors 10a to 10d and the crank angle sensor 11 are output to a control unit 12 provided for controlling the engine. The control unit 12 having a built-in microcomputer controls the fuel injection amount and ignition timing by a fuel injection valve (not shown), and controls each cylinder based on the outputs of the in-cylinder pressure sensors 10a to 10d as shown in the flowchart of FIG. An abnormal combustion state (misfire) is detected.

【0017】尚、本実施例において、筒内圧積分手段,
積分値平均化手段,判定値設定手段,異常燃焼判定手段
としての機能は、前記図3のフローチャートに示すよう
に、コントロールユニット12がソフトウェア的に備えて
いる。図3のフローチャートにおいて、ステップ1(図
中ではS1としてある。以下同様)では、所定の積分区
間(例えばATDC10°〜BTDC70°或いは100 °)
において、前記筒内圧センサ10a〜10dで検出される各
気筒毎の筒内圧を積分することで筒内圧積分値IMEP
を各気筒別に算出する。
In this embodiment, in-cylinder pressure integrating means,
As shown in the flow chart of FIG. 3, the control unit 12 has functions as integral value averaging means, judgment value setting means, and abnormal combustion judgment means as software. In the flowchart of FIG. 3, in step 1 (S1 in the figure; the same applies hereinafter), a predetermined integration interval (for example, ATDC 10 ° to BTDC 70 ° or 100 °)
In the above, the in-cylinder pressure integrated value IMEP is integrated by integrating the in-cylinder pressure of each cylinder detected by the in-cylinder pressure sensors 10a to 10d.
Is calculated for each cylinder.

【0018】尚、前記積分区間は、少なくとも点火後の
燃焼行程を含むものであれば良く、そのクランク角範囲
を限定するものではない。次のステップ2では、機関1
が定常運転状態であるか否かを判別する。具体的には、
クランク角センサ11からの検出信号に基づいて算出され
る機関回転数Neが一定の状態を定常運転と見做す。
The integral section only needs to include at least the combustion stroke after ignition, and does not limit the crank angle range. In the next step 2, institution 1
Is in a steady operation state. In particular,
A state in which the engine speed Ne calculated based on the detection signal from the crank angle sensor 11 is constant is regarded as a steady operation.

【0019】機関1が定常運転状態であるときには、ス
テップ3へ進み、最新に筒内圧積分値IMEPが算出さ
れた気筒を判別する。そして、次のステップ4では、前
記ステップ3で判別された気筒に対応する筒内圧積分値
IMEPの加重平均値BGIMEPi (i=1〜4であ
り、気筒ナンバーを示す)を以下の式に従って演算す
る。
When the engine 1 is in the steady operation state, the routine proceeds to step 3, where the cylinder for which the latest in-cylinder pressure integrated value IMEP has been calculated is determined. Then, in the next step 4, a weighted average value BGIMEP i (i = 1 to 4, indicating a cylinder number) of the in-cylinder pressure integrated value IMEP corresponding to the cylinder determined in step 3 is calculated according to the following equation. I do.

【0020】BGIMEPi(n)=BGIMEPi(n-1)
(1−x)+IMEPi(n)・x 上式で、nはサンプリングナンバーを示し、最新に演算
された筒内圧積分値IMEPi(n)と、前回までにおける
当該気筒における加重平均値BGIMEPi(n- 1)とを、
重み係数xで加重平均し、その結果を最新のBGIME
i(n)とするものである(図4参照)。
BGIMEP i (n) = BGIMEP i (n−1) ·
(1−x) + IMEP i (n) · x In the above equation, n indicates a sampling number, and the in-cylinder pressure integrated value IMEP i (n) calculated most recently and the weighted average value BGIMEPI i in the cylinder up to the previous time. (n- 1) and
Weighted average with weighting factor x and the result is updated to the latest BGIME
Pi (n) (see FIG. 4).

【0021】ステップ4で気筒別に加重平均値BGIM
EPi を更新設定した後、或いは、ステップ2で機関1
が定常運転状態でないと判別されたときには、ステップ
5へ進む。ステップ5では、機関負荷Tpと機関回転数
Neとによって複数に区分される運転領域毎に、予め非
燃焼時(完全失火時)における筒内圧積分値NFIME
Pを記憶したマップを参照し、現在の運転条件に対応す
る非燃焼時積分値NFIMEPを検索する。
In step 4, the weighted average value BGIM for each cylinder
After the update setting of the EP i or in step 2 the engine 1
When it is determined that is not in the steady operation state, the process proceeds to step 5. In step 5, the in-cylinder pressure integral value NTIME in the non-combustion state (complete misfire) is set in advance for each of the plurality of operating regions divided by the engine load Tp and the engine speed Ne.
With reference to the map in which P is stored, the non-combustion integrated value NFIMEP corresponding to the current operating condition is searched.

【0022】尚、本実施例では、電子燃料噴射制御にお
ける基本燃料噴射量Tpを、機関負荷相当値として用い
ている。次のステップ6では、該当する気筒の加重平均
値BGIMEPi と、前記ステップ5で求めた非燃焼時
積分値NFIMEPとに基づいて、筒内圧積分値IME
Pに基づく失火検出に用いる判定値NFSLi を以下の
ようにして気筒別に可変設定する。
In this embodiment, the basic fuel injection amount Tp in the electronic fuel injection control is used as an engine load equivalent value. In the next step 6, based on the weighted average value BGIMEP i of the corresponding cylinder and the non-combustion integral value NFIMEP obtained in the step 5, the in-cylinder pressure integral value IME
The determination value any NFSL i used for misfire detection based on the P as follows variably set for each cylinder.

【0023】NFSLi =(BGIMEPi −NFIM
EP)・k+NFIMEP 上式においてkは1未満の定数であり、加重平均値BG
IMEPi と非燃焼時積分値NFIMEPとの差分の所
定割合を、非燃焼時積分値NFIMEPに加算した値が
その気筒の判定値NFSLi とされる(図5参照)。即
ち、筒内圧積分値IMEPは、筒内圧センサ10a〜10d
のばらつきや気筒毎の燃焼ばらつき等によって気筒毎に
同じ運転条件であっても変動する。一方、加重平均値B
GIMEPi は、正常燃焼時の筒内圧積分値IMEPを
示すものと見做すことができ、その値は筒内圧センサ10
a〜10dのばらつきや気筒毎の燃焼ばらつき等の影響を
含んで算出されることになる。
NFSL i = (BGIMEP i -NFIM
EP) · k + NFIMEP In the above equation, k is a constant less than 1, and the weighted average value BG
The predetermined ratio of the difference between IMEP i and a non-combustion time integral value NFIMEP, a value obtained by adding the non-combustion time integral value NFIMEP is a determination value any NFSL i of the cylinder (see FIG. 5). That is, the in-cylinder pressure integrated value IMEP is obtained by the in-cylinder pressure sensors 10a to 10d.
And the operating conditions vary from cylinder to cylinder due to variations in combustion and combustion among cylinders. On the other hand, the weighted average value B
GIMEP i can be regarded as indicating the in-cylinder pressure integrated value IMEP during normal combustion, and the value thereof is determined by the in-cylinder pressure sensor 10.
The calculation is performed including the influence of the variation of a to 10d and the variation of combustion for each cylinder.

【0024】従って、上記のように、加重平均値BGI
MEPi と非燃焼時積分値NFIMEPとに基づいて判
定値NFSLi を可変設定させるようにすれば、筒内圧
センサ10a〜10dのばらつきや気筒毎の燃焼ばらつき等
によって正常燃焼時の積分値IMEPに変動があったと
しても、かかる変動に対応して、正常燃焼時の積分値と
非燃焼時の積分値との中間値として判定値NFSLi
設定させることができ、判定値NFSLi と積分値IM
EPとの比較に基づいて高精度に失火(異常燃焼)を検
出させることが可能である。
Therefore, as described above, the weighted average value BGI
If the MEP i and non-combustion time integral value determination value any NFSL i based on the NFIMEP so as to variably set, the integral value IMEP during normal combustion by the combustion variation per variation and the cylinder of the cylinder pressure sensor 10a~10d etc. variation even if, in response to such a change, the judgment value any NFSL i can be set as an intermediate value between the integrated value and the integration value at the time of non-combustion in the normal combustion, determination value any NFSL i and the integral value IM
It is possible to detect misfire (abnormal combustion) with high accuracy based on comparison with EP.

【0025】また、筒内圧積分値IMEPのばらつきを
考慮して判定値NFSLi を予めマッチング設定してお
く必要はなく、正常燃焼時の積分値と非燃焼時の積分値
との間のいずれのレベルに判定値を設定すべきかを決定
する係数kを適宜設定し、また、非燃焼時の積分値のみ
を予め求めておけば良いので、工数の大幅な低減が図れ
る。
Further, it is not necessary to previously matched sets the in-cylinder pressure integral value variation determination value in consideration of any NFSL i of IMEP, any between the integrated value of the time integral value and non-combustion in the normal combustion The coefficient k for determining whether to set the judgment value for the level is appropriately set, and only the integral value during non-combustion may be obtained in advance, so that the number of steps can be significantly reduced.

【0026】尚、前記加重平均値BGIMEPi を気筒
別に機関負荷と機関回転数とによって区分される運転領
域毎に記憶させるようにしても良い。ステップ7では、
上記のようにして気筒別に加重平均値BGIMEPi
非燃焼時積分値NFIMEPとに基づいて可変設定され
る判定値NFSLi と、筒内圧積分値IMEPi との大
小関係を判別する。そして、積分値IMEPi が判定値
NFSLi を下回っているときには、失火(異常燃焼)
の発生によって筒内圧の低下が生じたものと見做し、ス
テップ8へ進んで、失火カウンタをインクリメントして
本ルーチンを終了させる。
It should be noted, may be made to the weighted average value BGIMEP i to be stored for each operation region that is divided into cylinder by the engine load and the engine speed. In step 7,
A determination value any NFSL i variably set on the basis of the weighted average value BGIMEP i and non-combustion time integral value NFIMEP in each cylinder as described above, to determine the magnitude relationship between the in-cylinder pressure integral value IMEP i. When the integral value IMEP i is less than the determination value any NFSL i is misfiring (abnormal combustion)
, It is considered that the in-cylinder pressure has decreased, and the routine proceeds to step 8, where the misfire counter is incremented and this routine is terminated.

【0027】尚、前記失火カウンタで検出される失火判
定回数が所定回数以上になった場合には、失火発生を運
転者に警告する構成とすると良い。また、上記実施例で
は、筒内圧積分値IMEPを各気筒別に加重平均し、各
気筒別に判定値NFSLを可変設定させるようにした
が、気筒とは無関係に筒内圧積分値IMEPを加重平均
し、該加重平均値に基づいて全気筒共通の判定値を可変
設定させる構成としても良い。
When the number of misfire determinations detected by the misfire counter is equal to or greater than a predetermined number, the driver may be warned of the occurrence of misfire. Further, in the above embodiment, the in-cylinder pressure integrated value IMEP is weighted and averaged for each cylinder, and the determination value NFSL is variably set for each cylinder. A configuration may be adopted in which a determination value common to all cylinders is variably set based on the weighted average value.

【0028】更に、前記ステップ6の判定値NFSLの
設定に用いる係数kを、機関運転条件に応じて変化させ
るようにしても良い。ところで、上記実施例では、非燃
焼時の筒内圧積分値を予め記憶させておき、筒内圧積分
値の加重平均値が求められた段階で判定値を設定させる
ようにしたが、予め基準となる判定値(ばらつきに対応
せずに共通的に用いることを前提とする基本値)を記憶
させておき、かかる判定値を筒内圧積分値の加重平均値
に基づいて修正させることで、筒内圧積分値のばらつき
に対応した判定値の設定を可能にすることもできる。
Further, the coefficient k used for setting the determination value NFSL in step 6 may be changed according to the engine operating conditions. In the above embodiment, the in-cylinder pressure integrated value during non-combustion is stored in advance, and the determination value is set when the weighted average value of the in-cylinder pressure integrated value is obtained. The determination value (a basic value that is assumed to be used in common without corresponding to the variation) is stored, and the determination value is corrected based on the weighted average value of the in-cylinder pressure integrated value, whereby the in-cylinder pressure integration is performed. It is also possible to set a judgment value corresponding to the variation of the value.

【0029】かかる構成によると、定常運転されて加重
平均値が算出される機会を得る前から、失火検出が可能
であり、初期状態から失火検出が可能で、運転の継続に
伴ってより失火検出の精度を上げられることになる。こ
こで、上記のように予め記憶されている判定値を、筒内
圧積分値の加重平均値に基づいて修正する第2実施例を
以下に説明する。尚、ハードウェア構成については、前
記第1実施例で説明した図2を参照する。
According to such a configuration, it is possible to detect a misfire before the opportunity to calculate the weighted average value by performing the steady operation, and to detect the misfire from the initial state. Accuracy can be improved. Here, a description will be given below of a second embodiment in which the judgment value stored in advance as described above is corrected based on the weighted average value of the in-cylinder pressure integrated value. For the hardware configuration, refer to FIG. 2 described in the first embodiment.

【0030】例えば筒内圧センサ10a〜10dとして点火
栓と共締めされる座金タイプのセンサを用いた場合に
は、負圧を検出しないため、非燃焼時の筒内圧を積分す
ると、図6に示すように、前記積分値IMEPは機関回
転数Neとは無関係にそのときの機関負荷レベルに応じ
た値を示す。そこで、第2実施例では、図7に示すよう
に機関回転数Neとは無関係に機関負荷Tpのみに対応
させて判定値S/Lを記憶させることとする。
For example, when a washer-type sensor that is fastened together with an ignition plug is used as the in-cylinder pressure sensors 10a to 10d, a negative pressure is not detected. As described above, the integral value IMEP indicates a value corresponding to the engine load level at that time regardless of the engine speed Ne. Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the determination value S / L is stored in correspondence with only the engine load Tp regardless of the engine speed Ne.

【0031】尚、同じ機関負荷条件であっても、図8に
示すように、そのときの機関回転数Neによって正常燃
焼時の筒内圧積分値IMEPのレベルが異なるから、正
常燃焼時と異常燃焼時(失火時)とで積分値IMEPに
大きな偏差が生じない低回転側(図8の800rpmの条件)
に適合させて判定値S/Lを設定させるようにする。但
し、上記のようにして機関負荷Tpに対応する判定値S
/Lを予め設定させても、筒内圧センサのばらつきや燃
焼ばらつきによって、同じ負荷条件であっても筒内圧積
分値IMEPに変動を生じることがあり、これによっ
て、初期設定された判定値S/Lをそのまま用いたので
は、失火検出の精度を維持できなくなる惧れがある。
Even under the same engine load condition, as shown in FIG. 8, the level of the in-cylinder pressure integrated value IMEP during normal combustion differs depending on the engine speed Ne at that time. (At 800 rpm in Fig. 8) where no large deviation occurs in the integrated value IMEP with the time (at the time of misfire)
And the determination value S / L is set. However, as described above, the determination value S corresponding to the engine load Tp
Even if / L is set in advance, the in-cylinder pressure integrated value IMEP may fluctuate even under the same load condition due to the variation of the in-cylinder pressure sensor and the variation of combustion, whereby the initially set determination value S / If L is used as it is, accuracy of misfire detection may not be maintained.

【0032】そこで、図9のフローチャートに示すよう
にして、前記判定値S/Lを修正させる。尚、本第2実
施例においても、筒内圧積分手段,積分値平均化手段,
判定値設定手段,異常燃焼判定手段としての機能は、前
記図9のフローチャートに示すように、コントロールユ
ニット12がソフトウェア的に備えている。図9のフロー
チャートにおいて、ステップ11では、筒内圧積分値IM
EPを読み込み、次のステップ12では、該筒内圧積分値
IMEPの加重平均値IMEPAVEを演算する。
The determination value S / L is corrected as shown in the flowchart of FIG. Incidentally, also in the second embodiment, in-cylinder pressure integrating means, integrated value averaging means,
As shown in the flowchart of FIG. 9, the functions of the determination value setting means and the abnormal combustion determination means are provided in the control unit 12 as software. In the flowchart of FIG. 9, in step 11, the in-cylinder pressure integrated value IM
The EP is read, and in the next step 12, a weighted average value IMEPAVE of the in-cylinder pressure integrated value IMEP is calculated.

【0033】また、ステップ13では、機関負荷Tp,機
関回転数Neなどの機関運転条件を読み込む。ステップ
14では、機関1の定常運転を判別するために、機関負荷
Tpの変化量ΔTp,機関回転数Neの変化量ΔNeを
演算する。そして、ステップ15では、前記変化量ΔT
p,ΔNeと所定値との比較によって、機関負荷Tp,
機関回転数Neが共に安定している定常運転状態である
か否を判別する。
In step 13, the engine operating conditions such as the engine load Tp and the engine speed Ne are read. Steps
In 14, a change ΔTp in the engine load Tp and a change ΔNe in the engine speed Ne are calculated in order to determine the steady operation of the engine 1. Then, in step 15, the change amount ΔT
By comparing p and ΔNe with a predetermined value, the engine load Tp,
It is determined whether or not the engine is operating in a steady state in which both the engine speeds Ne are stable.

【0034】ここで、定常運転状態でないと判別された
ときには、ステップ16へ進みカウンタCをゼロリセット
して本ルーチンを終了させる。一方、機関が定常運転状
態であると判別されたときには、ステップ17へ進んで前
記カウンタCを1アップさせ、次のステップ18では、前
記カウンタCが所定値以上であるか否かを判別する。
Here, when it is determined that the vehicle is not in the steady operation state, the routine proceeds to step 16, where the counter C is reset to zero, and this routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the engine is in the steady operation state, the routine proceeds to step 17, where the counter C is incremented by one, and in the next step 18, it is determined whether or not the counter C is equal to or more than a predetermined value.

【0035】そして、カウンタCが所定値未満であると
きには、そのまま本ルーチンを終了させる。即ち、機関
1が定常運転されるようになってから、カウンタCが所
定値までカウントアップされるまでの間は、ステップ19
以降の処理に進まないようにして、安定して定常運転さ
れているときにのみステップ19以降の処理が行なわれる
ようにしてある。
When the value of the counter C is smaller than the predetermined value, the routine is terminated. That is, during the period from the time when the engine 1 is operated in a steady state to the time when the counter C is counted up to a predetermined value, step 19 is performed.
In order not to proceed to the subsequent processing, the processing after step 19 is performed only during stable steady operation.

【0036】カウンタCが所定値以上になると、ステッ
プ18からステップ19へ進み、前記加重平均値IMEPA
VEを、機関負荷Tpと機関回転数Neとによって複数
に区分される運転領域毎に記憶するマップ(図10参照)
を検索し、現在の運転条件に対応する加重平均値IME
PAVEを前回値IMEPAVEOLD として読み込む。
When the value of the counter C exceeds a predetermined value, the process proceeds from step 18 to step 19, where the weighted average value IMEPA is obtained.
A map that stores VE for each of a plurality of operating regions classified according to the engine load Tp and the engine speed Ne (see FIG. 10).
, And the weighted average value IME corresponding to the current driving condition
Read PAVE as previous value IMEPAVE OLD .

【0037】ステップ20では、今回新たに算出された加
重平均値IMEPAVENEW と、ステップ19で読み込ん
だ前回値IMEPAVEOLD との比KIMEP(=IM
EPAVENEW /IMEPAVEOLD )を算出する。
尚、かかる比KIMEPの算出後に、今回算出された加
重平均値IMEPAVENEW を該当する領域のデータと
してマップに更新記憶させる。また、前記加重平均値I
MEPAVEのマップには、予め判定値S/Lの初期値
に対応する積分値IMEPを記憶させておくようにす
る。
In step 20, the ratio KIMEP (= IME) between the newly calculated weighted average value IMEPAVE NEW and the previous value IMEPAVE OLD read in step 19 is calculated.
EPAVE NEW / IMEPAVE OLD ) is calculated.
After calculating the ratio KIMEP, the weighted average value IMEPAVE NEW calculated this time is updated and stored in the map as data of the corresponding area. The weighted average value I
An integral value IMEP corresponding to the initial value of the determination value S / L is stored in advance in the MEPAVE map.

【0038】ステップ21では、機関負荷Tpに応じて記
憶されている判定値S/L(図7参照)の中から、現在
の機関負荷Tpに対応するデータを検索して読み込む。
そして、ステップ22では、前記読み込んだ判定値S/L
に前記比KIMEPを乗算した値を、現在の機関負荷T
pに対応する新たな判定値S/LNEW (←KIMEP×
S/L)としてセットする。
In step 21, data corresponding to the current engine load Tp is retrieved and read from the determination value S / L (see FIG. 7) stored according to the engine load Tp.
In step 22, the read determination value S / L is read.
Is multiplied by the ratio KIMEP to the current engine load T.
New judgment value S / L NEW corresponding to p (← KIMEP ×
(S / L).

【0039】ステップ23では、上記ステップ22で新たに
設定された判定値S/LNEW を現在の機関負荷Tpに対
応する値としてマップ上の該当領域におけるデータの書
き換えを行なう。ここで、前記マップに記憶される判定
値S/Lの中から該当運転条件の判定値S/Lが読み出
され、該判定値S/Lと筒内圧積分値IMEPとの比較
によって失火検出が行なわれる。
In step 23, data is rewritten in a corresponding area on the map with the determination value S / L NEW newly set in step 22 as a value corresponding to the current engine load Tp. Here, the determination value S / L of the corresponding operating condition is read from the determination values S / L stored in the map, and the misfire detection is performed by comparing the determination value S / L with the in-cylinder pressure integrated value IMEP. Done.

【0040】前記加重平均値IMEPAVEは、正常燃
焼状態における筒内圧積分値IMEPの平均的なレベル
を示すものとして扱うことができ、正常燃焼時の積分値
IMEPの変動方向と同じ方向に判定値S/Lを修正す
ることで、失火検出の精度を維持させることができる。
ここで、前記比KIMEPは、正常燃焼時の積分値IM
EPが増大変化すれば、判定値S/Lをより高い値に修
正し、逆に積分値IMEPが減少変化すれば、判定値S
/Lをより低い値に修正するから、上記の要求に合致す
ることになる。
The weighted average value IMEPAVE can be treated as indicating the average level of the in-cylinder pressure integral value IMEP in the normal combustion state, and the determination value S is set in the same direction as the direction of fluctuation of the integral value IMEP during normal combustion. By correcting / L, the accuracy of misfire detection can be maintained.
Here, the ratio KIMEP is an integral value IM during normal combustion.
If the EP increases and changes, the judgment value S / L is corrected to a higher value. Conversely, if the integrated value IMEP decreases and changes, the judgment value S / L decreases.
Since / L is modified to a lower value, the above requirement is met.

【0041】従って、経時変化や筒内圧センサのばらつ
きなどによって、正常燃焼状態における筒内圧積分値I
MEPが変化しても、かかる変化に対応させて判定値S
/Lが修正されることになり、失火検出の精度を高く維
持させることができるものである。また、上記のように
して個々のばらつき特性に応じて適切な判定値S/Lに
修正されるから、予め機関負荷Tpに応じて記憶させて
おく判定値S/Lの初期値は、ばらつきに対応すべく高
精度なマッチングを行なう必要がなく、工数の低減を図
ることができる。
Accordingly, the in-cylinder pressure integrated value I in the normal combustion state may be changed due to a change with time or variation in the in-cylinder pressure sensor.
Even if the MEP changes, the determination value S
/ L is corrected, and the accuracy of misfire detection can be kept high. In addition, since the determination value is corrected to an appropriate determination value S / L according to the individual variation characteristics as described above, the initial value of the determination value S / L stored in advance according to the engine load Tp is set to the variation. It is not necessary to perform high-precision matching to cope with the problem, and the number of steps can be reduced.

【0042】更に、本第2実施例では、失火検出に用い
る判定値S/Lを予め記憶させておくから、定常運転に
伴って加重平均値IMEPAVEが算出される前の段階
においても失火検出が可能である。尚、筒内圧センサ10
a〜10dの特性変化は、一般的に図11に示すように、圧
力変化に対する出力変化の割合が変化する形で生じるの
で、上記実施例では、加重平均値IMEPAVEの今回
値と前回値との比KIMEPで判定値S/Lを修正させ
るようにしたが、加重平均値IMEPAVEの今回値と
前回値との差に応じて判定値S/Lを修正させる構成と
しても良い。
Further, in the second embodiment, since the judgment value S / L used for the misfire detection is stored in advance, the misfire detection is performed even before the weighted average value IMEPAVE is calculated with the steady operation. It is possible. The in-cylinder pressure sensor 10
Since the characteristic changes of a to 10d generally occur in a form in which the ratio of the output change to the pressure change changes, as shown in FIG. 11, in the above embodiment, the weighted average value IMEPAVE between the current value and the previous value is changed. Although the determination value S / L is corrected by the ratio KIMEP, the configuration may be such that the determination value S / L is corrected according to the difference between the current value and the previous value of the weighted average value IMEPAVE.

【0043】また、前記加重平均値IMEPAVEのマ
ップは、必ずしも全運転領域を網羅する必要はなく、判
定値S/Lが機関負荷Tpに対応して設定されることに
対応して、各機関負荷Tpレベルで高頻度に定常運転さ
れる回転数Ne領域(図10の斜線領域)のみで加重平均
値IMEPAVEを記憶するマップとしても良い。ま
た、ある領域(例えば前記常用領域)で加重平均値IM
EPAVEが新たに算出され、該算出結果に基づいて判
定値S/Lが修正されたときに、かかる結果に基づいて
他の機関負荷レベルに対応する判定値S/Lを推定学習
させるようにしても良い。
The map of the weighted average value IMEPAV does not necessarily need to cover the entire operation range, and in response to the determination value S / L being set corresponding to the engine load Tp, each engine load is set. A map may be used that stores the weighted average value IMEPAVE only in the rotation speed Ne region (the hatched region in FIG. 10) in which steady operation is frequently performed at the Tp level. In a certain area (for example, the common area), the weighted average value IM
When the EPAVE is newly calculated and the determination value S / L is corrected based on the calculation result, the determination value S / L corresponding to another engine load level is estimated and learned based on the result. Is also good.

【0044】更に、上記第2実施例においても、気筒別
に判定値S/Lを備え、気筒別に判定値S/Lを修正さ
せるようにしても良いし、また、全気筒共通の判定値S
/Lを設定させるようにしても良い。
Further, also in the second embodiment, the determination value S / L may be provided for each cylinder, and the determination value S / L may be corrected for each cylinder, or the determination value S common to all cylinders may be used.
/ L may be set.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
かかる燃焼状態検出装置によると、筒内圧積分値を平均
化することによって正常燃焼時における積分値のレベル
を検知し、これに応じて異常燃焼判定に用いる判定値を
可変設定するようにしたので、正常燃焼時における積分
値のレベルが、筒内圧を検出するセンサのばらつきや機
関或いは気筒個々の燃焼ばらつきによって変動しても、
かかる変動に応じて判定値を設定することができ、高い
精度で異常燃焼(失火)を検出させることができるとい
う効果がある。
As described above, according to the combustion state detecting device of the first aspect of the present invention, the level of the integral value during normal combustion is detected by averaging the in-cylinder pressure integral value. Therefore, even if the level of the integrated value during normal combustion fluctuates due to variations in the sensor for detecting in-cylinder pressure or variations in combustion of the engine or the cylinder,
The determination value can be set according to the fluctuation, and there is an effect that abnormal combustion (misfire) can be detected with high accuracy.

【0046】また、請求項2の発明にかかる装置では、
予め記憶された非燃焼時(失火時)の筒内圧積分値と、
平均化によって検知される正常燃焼時の筒内圧積分値と
に基づいて判定値を可変設定するから、正常燃焼時の積
分値に変動が生じても、異常燃焼時の積分値と正常燃焼
時の積分値との中間的な適当なレベルに判定値を設定さ
せることが可能である。
Further, in the device according to the second aspect of the present invention,
A pre-stored in-cylinder pressure integrated value during non-combustion (when misfiring),
Since the determination value is variably set based on the in-cylinder pressure integrated value during normal combustion detected by averaging, even if the integrated value during normal combustion fluctuates, the integrated value during abnormal combustion and the normal combustion It is possible to set the judgment value at an appropriate level intermediate to the integral value.

【0047】更に、請求項3の発明にかかる装置では、
予め判定値を記憶し、かかる判定値を筒内圧積分値の平
均値に基づいて修正する構成としたので、筒内圧積分値
の平均化処理がなされる前から、初期設定されている判
定値を用いて失火検出を行なわせることが可能であり、
また、平均値が求められれば判定値をそのときの正常燃
焼時の積分値レベルに適合する値に修正して、より高精
度な検出が可能になるという効果がある。
Further, in the device according to the third aspect of the present invention,
The judgment value is stored in advance, and the judgment value is corrected based on the average value of the in-cylinder pressure integrated value. Therefore, before the averaging process of the in-cylinder pressure integrated value is performed, the initially set judgment value is used. It is possible to perform misfire detection using
Further, if the average value is obtained, the determination value is corrected to a value suitable for the integrated value level at the time of normal combustion at that time, and there is an effect that detection with higher accuracy becomes possible.

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

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示すシステム概略図。FIG. 2 is a system schematic diagram showing one embodiment of the present invention.

【図3】第1実施例の失火検出の様子を示すフローチャ
ート。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a state of misfire detection according to the first embodiment.

【図4】第1実施例における平均化処理の様子を示すタ
イムチャート。
FIG. 4 is a time chart showing a state of an averaging process in the first embodiment.

【図5】第1実施例における判定値設定の様子を示すタ
イムチャート。
FIG. 5 is a time chart showing how a determination value is set in the first embodiment.

【図6】座金型センサを用いたときの積分値特性を示す
線図。
FIG. 6 is a diagram showing integral value characteristics when a washer-type sensor is used.

【図7】機関負荷と判定値との相関を示す線図。FIG. 7 is a diagram showing a correlation between an engine load and a determination value.

【図8】回転数による積分値の変化を示すタイムチャー
ト。
FIG. 8 is a time chart showing a change in an integral value according to the number of rotations.

【図9】第2実施例における判定値設定を示すフローチ
ャート。
FIG. 9 is a flowchart illustrating determination value setting in a second embodiment.

【図10】筒内圧積分値の加重平均値の記憶マップを示す
線図。
FIG. 10 is a diagram showing a storage map of a weighted average value of the in-cylinder pressure integrated value.

【図11】筒内圧センサの検出特性の変化を示す線図。FIG. 11 is a diagram showing a change in detection characteristics of the in-cylinder pressure sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 10a〜10d 筒内圧センサ 11 クランク角センサ 12 コントロールユニット 1 internal combustion engine 10a-10d cylinder pressure sensor 11 crank angle sensor 12 control unit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F02D 41/00-45/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手
段と、 所定の積分区間において前記筒内圧検出手段で検出され
た筒内圧を積分する筒内圧積分手段と、 該筒内圧積分手段で得られる筒内圧積分値の平均値を算
出する積分値平均化手段と、 該積分値平均化手段で算出された筒内圧積分値の平均値
に応じて判定値を可変設定する判定値設定手段と、 該判定値設定手段で設定された判定値と前記筒内圧積分
手段で得られた筒内圧積分値とを比較して異常燃焼状態
を判定する異常燃焼判定手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃焼状
態検出装置。
1. An in-cylinder pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure of an internal combustion engine; an in-cylinder pressure integrating means for integrating the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means in a predetermined integration section; Integral value averaging means for calculating an average value of the obtained in-cylinder pressure integrated values; and judgment value setting means for variably setting a judgment value according to the average value of the in-cylinder pressure integrated values calculated by the integral value averaging means. Abnormal combustion judging means for judging an abnormal combustion state by comparing the judgment value set by the judgment value setting means with the in-cylinder pressure integral value obtained by the in-cylinder pressure integrating means. A combustion state detection device for an internal combustion engine, comprising:
【請求項2】前記判定値設定手段が、予め記憶された非
燃焼時に対応する筒内圧積分値と、前記積分値平均化手
段で算出された筒内圧積分値の平均値とに基づいて判定
値を可変設定することを特徴とする請求項1記載の内燃
機関の燃焼状態検出装置。
And a judgment value setting means for judging a judgment value based on a pre-stored in-cylinder pressure integral value corresponding to a non-combustion state and an average value of the in-cylinder pressure integral value calculated by the integral value averaging means. 2. The combustion state detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein is variably set.
【請求項3】前記判定値設定手段が、予め記憶された判
定値を、前記積分値平均化手段で算出された筒内圧積分
値の平均値に基づいて修正することを特徴とする請求項
1記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
3. The method according to claim 1, wherein the determination value setting means corrects a previously stored determination value based on an average value of the in-cylinder pressure integrated value calculated by the integration value averaging means. A combustion state detection device for an internal combustion engine according to the above.
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