JP5381755B2

JP5381755B2 - In-cylinder pressure sensor output correction device

Info

Publication number: JP5381755B2
Application number: JP2010019235A
Authority: JP
Inventors: 裕介鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011157850A

Description

この発明は筒内圧センサの出力補正装置に関する。より具体的には、内燃機関の気筒それぞれに設置された筒内圧センサの出力を補正するための出力補正装置として好適なものである。 The present invention relates to an output correction device for an in-cylinder pressure sensor. More specifically, the present invention is suitable as an output correction device for correcting the output of an in-cylinder pressure sensor installed in each cylinder of an internal combustion engine.

従来、内燃機関の複数の気筒それぞれに筒内圧センサを設置し、筒内圧センサ出力に応じて筒内圧を検出する方法が検討されている。しかし筒内圧センサの出力には、例えば温度変化等の外的要因による変化や経時劣化による感度の誤差等が生じ、適正な出力が得られない場合がある。 Conventionally, a method has been studied in which an in-cylinder pressure sensor is installed in each of a plurality of cylinders of an internal combustion engine and the in-cylinder pressure is detected according to the output of the in-cylinder pressure sensor. However, the output of the in-cylinder pressure sensor may change due to an external factor such as a temperature change or an error in sensitivity due to deterioration over time, and an appropriate output may not be obtained.

特許文献１には、筒内圧センサの出力を補正する筒内圧センサの校正装置が開示されている。特許文献１の技術では、気筒ごとに、燃焼前の圧縮行程中の異なる２点（予め定められた固定位置）における筒内圧センサの出力に応じて筒内圧を検出し、検出された２点の筒内圧の差圧を求める。特許文献１の技術では、算出された差圧は、本来全気筒で一致するものと仮定し、基準気筒の差圧に対する基準気筒以外の気筒の差圧の比を求めて、これを筒内圧センサ間の感度補正値として用いている。 Patent Literature 1 discloses a calibration device for an in-cylinder pressure sensor that corrects the output of the in-cylinder pressure sensor. In the technique of Patent Document 1, the in-cylinder pressure is detected for each cylinder according to the output of the in-cylinder pressure sensor at two different points (predetermined fixed positions) during the compression stroke before combustion. Find the differential pressure in the cylinder. In the technique of Patent Document 1, it is assumed that the calculated differential pressure is essentially the same for all cylinders, and the ratio of the differential pressure of the cylinders other than the reference cylinder to the differential pressure of the reference cylinder is obtained, and this is used as the in-cylinder pressure sensor. It is used as a sensitivity correction value.

特開２００８−０２５４０４号公報JP 2008-025404 A

特許文献１のように、気筒ごとに同じ２点のクランク角における差圧をとった場合に、その差圧が全気筒で同一となるためには、気筒ごとの吸入空気量が同一であることが前提となる。つまり、吸入空気量が気筒ごとに異なっている場合、前述の圧縮行程の２点での差圧は全気筒間で一定になるとは言えない。 When the differential pressure at the same two crank angles is taken for each cylinder as in Patent Document 1, in order for the differential pressure to be the same for all cylinders, the intake air amount for each cylinder must be the same. Is the premise. In other words, when the intake air amount is different for each cylinder, it cannot be said that the differential pressure at two points in the compression stroke is constant among all the cylinders.

従って、特許文献１において筒内圧検出時に吸入空気量にばらつきが生じている場合、算出される差圧の気筒間の差には、吸入空気量のばらつきに起因するものと、筒内圧センサの感度に起因するものが混在し、これらを区分することができない。このため特許文献１において算出される補正値は、筒内圧検出時における吸入空気量のばらつきの影響を受けたものとなり、筒内圧センサの感度誤差を適正に補正するものとはならない場合がある。 Therefore, in Patent Document 1, if the intake air amount varies when the in-cylinder pressure is detected, the difference between the calculated differential pressures among the cylinders may be attributed to variations in the intake air amount and the sensitivity of the in-cylinder pressure sensor. The thing which originates in is mixed, and these cannot be classified. For this reason, the correction value calculated in Patent Document 1 is influenced by the variation in the intake air amount when detecting the in-cylinder pressure, and may not correct the sensitivity error of the in-cylinder pressure sensor appropriately.

この発明は、上記課題を解決することを目的とし、吸入空気量にばらつきが生じる場合であっても、筒内圧センサの感度によって生じる誤差をより正確に補正し得る改良された筒内圧センサの出力補正装置を提供するものである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an improved output of an in-cylinder pressure sensor that can more accurately correct an error caused by the sensitivity of the in-cylinder pressure sensor even when the intake air amount varies. A correction apparatus is provided.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の複数の気筒のそれぞれに設置された筒内圧センサの、出力を補正するための出力補正装置であって、
前記内燃機関のいずれかの気筒における、燃焼前の圧縮行程中の、第１クランク角における該気筒の筒内圧センサの出力に応じて、第１筒内圧Ｐ１を検出する第１筒内圧検出手段と、
前記圧縮行程と同一の燃焼前の圧縮行程中の、前記第１クランク角とは異なる第２クランク角における前記筒内圧センサの出力に応じて、第２筒内圧Ｐ２を検出する第２筒内圧検出手段と、
該気筒の燃焼室の、前記第１クランク角における容積を第１容積Ｖ１、前記第２クランク角における容積を第２容積Ｖ２とし、比熱比をκとした場合に、数式１に基づき、第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、

前記第１補正値と、前記筒内圧センサに感度誤差がない場合に検出されるべき筒内圧の値を用いて設定され、予め記憶された基準補正値との比に基づいて、前記筒内圧センサの出力の感度を補正する第２補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第２補正値に応じて、前記筒内圧センサの出力を補正する出力補正手段と、
を備える。 In order to achieve the above object, a first invention is an output correction device for correcting an output of an in-cylinder pressure sensor installed in each of a plurality of cylinders of an internal combustion engine,
A first in-cylinder pressure detecting means for detecting a first in-cylinder pressure P1 in response to an output of an in-cylinder pressure sensor of the cylinder at a first crank angle during a compression stroke before combustion in any cylinder of the internal combustion engine; ,
Second in-cylinder pressure detection for detecting a second in-cylinder pressure P2 in response to an output of the in-cylinder pressure sensor at a second crank angle different from the first crank angle during the same compression stroke as the compression stroke. Means,
When the volume at the first crank angle of the combustion chamber of the cylinder is the first volume V1, the volume at the second crank angle is the second volume V2, and the specific heat ratio is κ, First correction value calculating means for calculating a correction value;

The in-cylinder pressure sensor is set based on a ratio between the first correction value and a reference correction value stored in advance , which is set using a value of the in-cylinder pressure to be detected when the in- cylinder pressure sensor has no sensitivity error. Second correction value calculating means for calculating a second correction value for correcting the sensitivity of the output;
Output correction means for correcting the output of the in-cylinder pressure sensor according to the second correction value;
Is provided.

第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関が燃料カット運転状態での運転中か否かを判別する運転状態判別手段と、
前記燃料カット運転状態であることが認められた場合に、前記第１筒内圧検出手段及び前記第２筒内圧検出手段は、前記第１筒内圧Ｐ１及び前記第２筒内圧Ｐ２を検出する。 According to a second invention, in the first invention,
Operating state determining means for determining whether or not the internal combustion engine is operating in a fuel cut operating state;
When it is determined that the fuel cut operation state is established, the first in-cylinder pressure detecting unit and the second in-cylinder pressure detecting unit detect the first in-cylinder pressure P1 and the second in-cylinder pressure P2.

第３の発明は、第１の発明において、
前記第１筒内圧Ｐ１と前記第２筒内圧Ｐ２とのそれぞれの出力オフセットを補正した、第１補正筒内圧Ｐ０１、第２補正筒内圧Ｐ０２を算出するオフセット補正手段と、
前記数式１における比熱比κを、数式２に従って算出する比熱比算出手段を、更に備える。

According to a third invention, in the first invention,
Offset correcting means for calculating a first corrected in-cylinder pressure P01 and a second corrected in-cylinder pressure P02 obtained by correcting respective output offsets of the first in-cylinder pressure P1 and the second in-cylinder pressure P2.
Specific heat ratio calculating means for calculating the specific heat ratio κ in Equation 1 according to Equation 2 is further provided.

第１の発明によれば、数式１に従って算出された第１補正値に応じて筒内圧センサの出力感度を補正する第２補正値を算出することができる。ここで、数式１に従って求められる第１補正値は、例えば温度ドリフトやセンサ出力感度により変化する値であるが、吸入空気量のばらつきの影響を受けない値である。従って、吸入空気量のばらつきの影響をうけずにより正確に筒内圧センサの感度誤差を補正することができる。 According to the first aspect of the invention, the second correction value for correcting the output sensitivity of the in-cylinder pressure sensor can be calculated according to the first correction value calculated according to Formula 1. Here, the first correction value obtained according to Equation 1 is a value that varies depending on, for example, temperature drift and sensor output sensitivity, but is not affected by variations in the intake air amount. Accordingly, the sensitivity error of the in-cylinder pressure sensor can be corrected more accurately without being affected by the variation in the intake air amount.

第２の発明によれば、補正値算出のための第１、第２筒内圧の検出は、燃料カット運転状態において実行される。従って、比熱比κが一定となる環境下での筒内圧に応じて第１、第２補正値を算出することができるため、より正確に筒内圧センサの感度補正を行なうことができる。 According to the second invention, the detection of the first and second in-cylinder pressures for calculating the correction value is executed in the fuel cut operation state. Therefore, since the first and second correction values can be calculated according to the in-cylinder pressure under an environment where the specific heat ratio κ is constant, the sensitivity correction of the in-cylinder pressure sensor can be performed more accurately.

第３の発明によれば、数式１における比熱比κを算出することができる。従って、例えば燃料カット運転が比較的長く続くような環境を待たずに補正値の算出を行なうことができる。従って、感度補正値検出の機会を十分に確保することができ、より確実に筒内圧センサの感度誤差を補正することができる。 According to the third invention, the specific heat ratio κ in Formula 1 can be calculated. Therefore, for example, the correction value can be calculated without waiting for an environment where the fuel cut operation continues for a relatively long time. Therefore, it is possible to secure a sufficient opportunity for detecting the sensitivity correction value, and to correct the sensitivity error of the in-cylinder pressure sensor more reliably.

この発明の実施の形態１のシステム全体の構成について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the whole system of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における筒内圧センサのオフセット誤差の補正について説明するための図である。It is a figure for demonstrating correction | amendment of the offset error of the cylinder pressure sensor in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control routine which a control apparatus performs in Embodiment 1 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のシステム全体の構成について説明するための模式図である。図１に示されるシステムにおいて、内燃機関は複数の気筒２を有する多気筒型の内燃機関であるが、図１では、簡略化のため１の気筒２のみを表している。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of the entire system according to the first embodiment of the present invention. In the system shown in FIG. 1, the internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders 2, but only one cylinder 2 is shown in FIG.

各気筒２内にはピストン４が設置されている。気筒２内のピストン４上面には燃焼室６が形成される。気筒２ごとに、シリンダヘッドに燃料噴射弁８、点火プラグ１０及び筒内圧センサ１２が設置されている。筒内圧センサ１２は、燃焼室６内の圧力（筒内圧）に応じた出力を発する。また、クランクシャフト（図示せず）近傍には、内燃機関のクランク角に応じた出力を発するクランク角センサ１４が設置されている。 A piston 4 is installed in each cylinder 2. A combustion chamber 6 is formed on the upper surface of the piston 4 in the cylinder 2. For each cylinder 2, a fuel injection valve 8, a spark plug 10, and an in-cylinder pressure sensor 12 are installed in the cylinder head. The in-cylinder pressure sensor 12 generates an output corresponding to the pressure in the combustion chamber 6 (in-cylinder pressure). A crank angle sensor 14 that generates an output corresponding to the crank angle of the internal combustion engine is installed in the vicinity of the crankshaft (not shown).

このシステムは制御装置２０を備えている。制御装置２０には、筒内圧センサ１２、クランク角センサ１４が電気的に接続され、これらセンサの出力が入力される。制御装置２０は、これらの出力に応じて、各気筒２の筒内圧、現在のピストン４の位置等を算出する。一方、制御装置２０には燃料噴射弁８や点火プラグ１０等が電気的に接続される。制御装置２０は、これらに制御信号を発することで燃料噴射量や点火時期等を制御する。 This system includes a control device 20. The in-cylinder pressure sensor 12 and the crank angle sensor 14 are electrically connected to the control device 20, and outputs from these sensors are input. The control device 20 calculates the in-cylinder pressure of each cylinder 2, the current position of the piston 4 and the like according to these outputs. On the other hand, the fuel injection valve 8 and the spark plug 10 are electrically connected to the control device 20. The control device 20 controls the fuel injection amount, the ignition timing, and the like by issuing control signals to them.

図２は、圧縮行程における筒内圧センサ１２の出力に応じた筒内圧の検出値と、補正後の筒内圧について説明するための図である。図２において、横軸は時間（若しくはクランク角）、縦軸は筒内圧である。また、図２において、実線（ａ）は補正後の筒内圧であり、破線（ｂ）は補正前の筒内圧を表している。 FIG. 2 is a diagram for explaining the detected value of the in-cylinder pressure corresponding to the output of the in-cylinder pressure sensor 12 in the compression stroke and the corrected in-cylinder pressure. In FIG. 2, the horizontal axis represents time (or crank angle), and the vertical axis represents in-cylinder pressure. In FIG. 2, the solid line (a) represents the corrected in-cylinder pressure, and the broken line (b) represents the corrected in-cylinder pressure.

筒内圧センサ１２の出力に応じて求められる筒内圧には、筒内圧センサ１２の温度変化等に起因するオフセット誤差や出力感度（ゲイン）に起因する感度誤差等が生じる場合がある。ここで、筒内圧センサ１２の出力から求められる無補正の筒内圧をＰとすると、これらの誤差を補正した後の筒内圧Ｐｔは、下記数式３により表すことができる。

The in-cylinder pressure obtained according to the output of the in-cylinder pressure sensor 12 may cause an offset error due to a temperature change of the in-cylinder pressure sensor 12 or a sensitivity error due to output sensitivity (gain). Here, if the uncorrected in-cylinder pressure obtained from the output of the in-cylinder pressure sensor 12 is P, the in-cylinder pressure Pt after correcting these errors can be expressed by the following Equation 3.

数式３において、ｄＰはオフセット誤差の補正値（第１補正値）である。このオフセット誤差の補正手法として、筒内圧センサ１２に出力から算出される筒内圧（破線（ｂ））に、下記の数式４（数式１と同一）によって求められるオフセット補正値ｄＰを加える手法が知られている。

In Equation 3, dP is an offset error correction value (first correction value). As a method for correcting this offset error, a method is known in which an in-cylinder pressure sensor 12 adds an offset correction value dP calculated by the following formula 4 (same as formula 1) to the in-cylinder pressure calculated from the output (broken line (b)). It has been.

数式４において、Ｐ１は、ある気筒の燃焼前の圧縮行程中における第１クランク角における筒内圧センサ１２の出力から求められる補正前の筒内圧（第１筒内圧）であり、Ｐ２は、同一の燃焼前の圧縮行程中の、第１クランク角とは異なる第２クランク角における筒内圧センサ１２の出力から求められる補正前の筒内圧（第２筒内圧）である。Ｖ１、Ｖ２は、それぞれ第１クランク角における燃焼室６の容積（第１容積）、第２クランク角における燃焼室６の容積（第２容積）である。κは比熱比であり、実施の形態１では固定値とする。 In Formula 4, P1 is the in-cylinder pressure before correction (first in-cylinder pressure) obtained from the output of the in-cylinder pressure sensor 12 at the first crank angle during the compression stroke before combustion of a certain cylinder, and P2 is the same. This is the in-cylinder pressure before correction (second in-cylinder pressure) obtained from the output of the in-cylinder pressure sensor 12 at a second crank angle different from the first crank angle during the compression stroke before combustion. V1 and V2 are the volume (first volume) of the combustion chamber 6 at the first crank angle and the volume (second volume) of the combustion chamber 6 at the second crank angle, respectively. κ is a specific heat ratio, which is a fixed value in the first embodiment.

数式４は、次の通りポワソンの法則ＰＶ^κ＝一定を利用して求めることができる。まず、オフセット誤差の補正値ｄＰを用いて、筒内圧センサ１２の出力から算出される第１筒内圧Ｐ１、第２筒内圧Ｐ２を補正した場合、筒内圧はそれぞれ（Ｐ１＋ｄＰ）、（Ｐ２＋ｄＰ）となる。ここで第１筒内圧、第２筒内圧は、それぞれ同一の燃焼前の圧縮行程における筒内圧であるから、ポワソンの法則より、数式５の関係が成立する。この数式５により、補正値ｄＰの算出式（数式４）が求められる。

Equation 4 can be obtained using Poisson's law PV ^κ = constant as follows. First, when the first in-cylinder pressure P1 and the second in-cylinder pressure P2 calculated from the output of the in-cylinder pressure sensor 12 are corrected using the offset error correction value dP, the in-cylinder pressures are (P1 + dP) and (P2 + dP), respectively. Become. Here, since the first in-cylinder pressure and the second in-cylinder pressure are respectively the in-cylinder pressures in the compression stroke before the combustion, the relationship of Formula 5 is established from Poisson's law. From Equation 5, a calculation formula (Formula 4) for the correction value dP is obtained.

ところで筒内圧センサ１２にα倍の感度誤差があると考えた場合、筒内圧センサ１２の出力から算出される無補正の筒内圧Ｐ１、Ｐ２を用いて算出される補正値ｄＰには、下記数式６のように、感度誤差がない（もしくは正しく補正された）場合の筒内圧Ｐ０１、Ｐ０２を用いて算出される正しい補正値（以下、「基準補正値」）ｄＰ０のα倍になる。

When it is considered that the cylinder pressure sensor 12 has a sensitivity error that is α times, the correction value dP calculated using the uncorrected cylinder pressures P1 and P2 calculated from the output of the cylinder pressure sensor 12 is expressed by the following formula. As shown in FIG. 6, the correct correction value (hereinafter referred to as “reference correction value”) dP0 calculated using the in-cylinder pressures P01 and P02 when there is no sensitivity error (or is corrected correctly) is α times.

ここで、センサ感度誤差αを補正する感度補正係数Ｋ（第２補正値）は、感度誤差αの逆数となる。従って、感度補正係数Ｋは、数式７により算出することができる。

Here, the sensitivity correction coefficient K (second correction value) for correcting the sensor sensitivity error α is an inverse number of the sensitivity error α. Therefore, the sensitivity correction coefficient K can be calculated by Equation 7.

なお、実施の形態１においては、筒内圧Ｐ１、Ｐ２の検出と上記数式３による補正値ｄＰの算出を繰り返し複数回行ない、補正値ｄＰの平均値（平均補正値）ｄＰＡを算出する。また基準補正値ｄＰ０は、筒内圧センサ１２の特性に応じた値であり、予め実験等により求められ制御装置２０に記憶される。この実施の形態１では算出された平均補正値ｄＰＡと基準補正値ｄＰ０とを数式７に代入することで、感度補正係数Ｋを算出し、これを用いて筒内圧センサ１２の感度誤差を補正する。 In the first embodiment, the detection of the in-cylinder pressures P1 and P2 and the calculation of the correction value dP according to Equation 3 are repeated a plurality of times to calculate the average value (average correction value) dPA of the correction value dP. The reference correction value dP0 is a value corresponding to the characteristics of the in-cylinder pressure sensor 12, and is obtained in advance by experiments or the like and stored in the control device 20. In this first embodiment, the sensitivity correction coefficient K is calculated by substituting the calculated average correction value dPA and the reference correction value dP0 into Equation 7, and the sensitivity error of the in-cylinder pressure sensor 12 is corrected using this. .

この感度補正係数Ｋの算出のための筒内圧Ｐ１、Ｐ２の検出は、下記の環境下で実行するものとする。
（１）内燃機関が十分に暖機され、水温が安定していること。
内燃機関の暖機がされていない状態では、筒内圧センサ１２の各部位に温度変化が生じる。筒内圧センサ１２の各部位の温度が変化すると、筒内圧センサ１２の各部位の熱膨張が影響し、筒内圧検出部に加わる応力が変化する。その結果、オフセット量にばらつきが生じることとなる。従って、筒内圧センサ１２の温度が一定範囲に保たれた状態での検出を行なうため、内燃機関の暖機が完了し水温が安定した状態での検出を行なう。 The detection of the in-cylinder pressures P1 and P2 for calculating the sensitivity correction coefficient K is performed under the following environment.
(1) The internal combustion engine is sufficiently warmed up and the water temperature is stable.
When the internal combustion engine is not warmed up, a temperature change occurs in each part of the in-cylinder pressure sensor 12. When the temperature of each part of the in-cylinder pressure sensor 12 changes, the thermal expansion of each part of the in-cylinder pressure sensor 12 affects, and the stress applied to the in-cylinder pressure detection unit changes. As a result, the offset amount varies. Accordingly, in order to perform detection in a state where the temperature of the in-cylinder pressure sensor 12 is maintained within a certain range, detection is performed in a state where the warm-up of the internal combustion engine is completed and the water temperature is stable.

（２）内燃機関がフューエルカット運転の状態であり、かつ、フューエルカット運転開始後、一定サイクル経過していること。
上記数式４の補正値ｄＰの算出では、比熱比κを固定値として用いる。しかし、例えば気筒ごとに空燃比が異なる場合や、ＥＧＲ率が異なる場合には、比熱比κが変化することが考えられる。比熱比κが固定値とは異なるものとなると、比熱比κを用いて算出される補正値ｄＰや感度補正係数Ｋに誤差が生じることとなる。従って、空燃比やＥＧＲ率が同一の環境とし、比熱比κにずれが生じていない状態で筒内圧Ｐ１、Ｐ２を検出するため、フューエルカット運転中であり、かつ残留ガスが掃気される一定サイクル経過後の検出を条件とする。 (2) The internal combustion engine is in a fuel cut operation, and a certain cycle has elapsed after the start of the fuel cut operation.
In the calculation of the correction value dP of Equation 4 above, the specific heat ratio κ is used as a fixed value. However, for example, when the air-fuel ratio is different for each cylinder or when the EGR rate is different, the specific heat ratio κ may be changed. When the specific heat ratio κ is different from the fixed value, an error occurs in the correction value dP calculated using the specific heat ratio κ and the sensitivity correction coefficient K. Accordingly, in order to detect the in-cylinder pressures P1 and P2 in an environment where the air-fuel ratio and the EGR rate are the same and there is no deviation in the specific heat ratio κ, a constant cycle in which the fuel cut operation is being performed and the residual gas is scavenged. The condition is detection after the passage.

図３は、この発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図３のルーチンでは、まず、現在内燃機関の水温が安定した状態であるか否かが判別される（Ｓ１２）。水温の安定状態が認められない場合、今回の処理は終了する。 FIG. 3 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the control device in the first embodiment of the present invention. In the routine of FIG. 3, it is first determined whether or not the water temperature of the internal combustion engine is stable (S12). When the stable state of the water temperature is not recognized, the current process ends.

一方、ステップＳ１２において水温安定が認められた場合、現在、フューエルカットの運転状態であるか否かが判別される（Ｓ１４）。ここでフューエルカット運転状態であることが認められない場合、今回の処理は終了する。 On the other hand, when the water temperature stability is recognized in step S12, it is determined whether or not the fuel cut is currently in operation (S14). If it is not recognized that the vehicle is in the fuel cut operation state, the current process ends.

一方、ステップＳ１４においてフューエルカットの運転状態であることが認められた場合、フューエルカット運転状態となってから、所定のサイクル数経過した後であるか否かが判別される（Ｓ１６）。ここで所定のサイクル数は、フューエルカット運転状態となってから、気筒２内に残る残留ガスが十分に掃気されると考えられるサイクル数であり予め実験等により定められ、制御装置２０に記憶されている。ステップＳ１６において所定のサイクル数の経過が認められない場合、今回の処理は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S14 that the vehicle is in the fuel cut operation state, it is determined whether or not a predetermined number of cycles have elapsed since the fuel cut operation state was entered (S16). Here, the predetermined number of cycles is the number of cycles in which the residual gas remaining in the cylinder 2 is considered to be sufficiently scavenged after entering the fuel cut operation state, and is determined in advance by experiments or the like and stored in the control device 20. ing. If the passage of the predetermined number of cycles is not recognized in step S16, the current process ends.

一方、ステップＳ１６において所定のサイクル数の経過が認められた場合、次に、第１クランク角における第１筒内圧Ｐ１が検出される（Ｓ１８）。ここで、第１クランク角は、燃焼前の圧縮行程中の所定のクランク角であり、予め設定され制御装置２０に記憶された角度である。第１筒内圧Ｐ１は、筒内圧センサ１２の出力に応じて制御装置２０において算出される。 On the other hand, if the passage of the predetermined number of cycles is recognized in step S16, then the first in-cylinder pressure P1 at the first crank angle is detected (S18). Here, the first crank angle is a predetermined crank angle during the compression stroke before combustion, and is an angle set in advance and stored in the control device 20. The first in-cylinder pressure P1 is calculated in the control device 20 according to the output of the in-cylinder pressure sensor 12.

次に、第２クランク角における第２筒内圧Ｐ２が検出される（Ｓ２０）。第２クランク角は、第１筒内圧Ｐ１の検出と同一の圧縮行程中の燃焼前の第１クランク角とは異なるクランク角であり、予め設定され制御装置２０に記憶された角度である。第１、第２クランク角は、それぞれにおける燃焼室容積Ｖ１、Ｖ２の差が大きくなるように設定されている。第２筒内圧Ｐ２は、筒内圧センサ１２の出力に応じて制御装置２０において算出される。 Next, the second in-cylinder pressure P2 at the second crank angle is detected (S20). The second crank angle is a crank angle different from the first crank angle before combustion during the same compression stroke as the detection of the first in-cylinder pressure P1, and is an angle set in advance and stored in the control device 20. The first and second crank angles are set so as to increase the difference between the combustion chamber volumes V1 and V2. The second in-cylinder pressure P2 is calculated in the control device 20 in accordance with the output of the in-cylinder pressure sensor 12.

次に、今回の補正値ｄＰｉが算出される（Ｓ２２）。ここでは、第１クランク角、第２クランク角に応じた燃焼室６の容積である第１容積Ｖ１、第２容積Ｖ２と、ステップＳ１８、Ｓ２０においてそれぞれ検出された第１筒内圧Ｐ１、第２筒内圧Ｐ２とから、上記数式４に従って今回の補正値ｄＰｉが算出され、制御装置２０に記憶される。 Next, the current correction value dPi is calculated (S22). Here, the first volume V1 and the second volume V2, which are the volumes of the combustion chamber 6 corresponding to the first crank angle and the second crank angle, and the first in-cylinder pressure P1 and the second volume detected in steps S18 and S20, respectively. The current correction value dPi is calculated from the in-cylinder pressure P2 according to the above mathematical formula 4, and stored in the control device 20.

次に、カウンタｉに１が加算され制御装置２０に記憶される。（Ｓ２４）。カウンタｉは、初期値においてゼロであり、補正値ｄＰを算出した回数をカウントするためのカウンタである。 Next, 1 is added to the counter i and stored in the control device 20. (S24). The counter i is zero at the initial value, and is a counter for counting the number of times the correction value dP has been calculated.

次に、カウンタｉが基準回数以上か否かが判別される（Ｓ２６）。ここで、基準回数は、平均補正値ｄＰＡを求めるのに要求される回数であり、予め設定されて制御装置２０に記憶された固定値である。ステップＳ２６において、カウンタｉ≧基準回数の成立が認められない場合には、今回の処理はこのまま終了する。 Next, it is determined whether or not the counter i is greater than or equal to the reference number (S26). Here, the reference number is the number of times required to obtain the average correction value dPA, and is a fixed value that is preset and stored in the control device 20. In step S26, if the establishment of counter i ≧ reference number is not recognized, the current process ends as it is.

一方、ステップＳ２６において、カウンタｉ≧基準回数の成立が認められた場合、平均補正値ｄＰＡが算出される（Ｓ２８）。平均補正値ｄＰＡは、制御装置２０に記憶されている補正値ｄＰｉ（ｉ＝１〜基準回数）の平均値を求めることで算出される。 On the other hand, if it is determined in step S26 that counter i ≧ reference number is established, an average correction value dPA is calculated (S28). The average correction value dPA is calculated by obtaining the average value of the correction values dPi (i = 1 to the reference number) stored in the control device 20.

次に、感度補正係数Ｋが算出される（Ｓ３０）。感度補正係数Ｋは、ステップＳ２８で算出された平均補正値ｄＰＡと、予め制御装置２０に記憶された基準補正値ｄＰ０により、数式７に従って算出され、制御装置２０に記憶される。 Next, a sensitivity correction coefficient K is calculated (S30). The sensitivity correction coefficient K is calculated according to Equation 7 based on the average correction value dPA calculated in step S28 and the reference correction value dP0 stored in advance in the control device 20, and is stored in the control device 20.

次に、カウンタｉがゼロとされる（Ｓ３２）。その後、補正値ｄＰｉ（ｉ＝１〜基準回数）の値がクリアされ（Ｓ３４）、今回の処理が終了する。 Next, the counter i is set to zero (S32). Thereafter, the value of the correction value dPi (i = 1 to the reference number) is cleared (S34), and the current process ends.

補正筒内圧Ｐｔは、上記数式３に従って算出され、このルーチンにおいて算出された感度補正係数Ｋが用いられる。なお、上記ルーチンは１の気筒の感度補正係数Ｋを算出する場合について説明したが、このルーチンは気筒ごとに実行され、気筒ごとの筒内圧センサ１２の感度補正係数Ｋそれぞれが算出され、これに応じて、それぞれの出力が補正される。 The corrected in-cylinder pressure Pt is calculated according to Equation 3 above, and the sensitivity correction coefficient K calculated in this routine is used. Although the above-described routine has been described for calculating the sensitivity correction coefficient K of one cylinder, this routine is executed for each cylinder, and the sensitivity correction coefficient K of the in-cylinder pressure sensor 12 for each cylinder is calculated. Accordingly, each output is corrected.

以上説明したように、この実施の形態１のシステムによれば、筒内圧センサ１２の感度補正係数Ｋを求めることができる。ここでオフセット補正値ｄＰは、筒内圧センサ１２の温度ドリフトや筒内圧センサ１２の出力感度によって変化するが、吸入空気量のばらつきの影響を受けない。従って、より高精度に筒内圧センサ１２の感度誤差を補正することができ、正確に筒内圧を把握することができる。 As described above, according to the system of the first embodiment, the sensitivity correction coefficient K of the in-cylinder pressure sensor 12 can be obtained. Here, the offset correction value dP varies depending on the temperature drift of the in-cylinder pressure sensor 12 and the output sensitivity of the in-cylinder pressure sensor 12, but is not affected by variations in the intake air amount. Therefore, the sensitivity error of the in-cylinder pressure sensor 12 can be corrected with higher accuracy, and the in-cylinder pressure can be accurately grasped.

また、この感度補正係数Ｋの算出において、必要な筒内圧Ｐ１、Ｐ２を検出する場合にも、内燃機関の制御量を変化させる必要がない。従って、感度補正係数Ｋの算出時のエミッション等への影響を抑えることができる。 Further, in the calculation of the sensitivity correction coefficient K, it is not necessary to change the control amount of the internal combustion engine even when the necessary in-cylinder pressures P1 and P2 are detected. Therefore, it is possible to suppress the influence on the emission and the like when calculating the sensitivity correction coefficient K.

なお、この実施の形態１では、内燃機関が暖機して水温が安定した状態、かつ、フューエルカットでの運転状態で、かつフューエルカット開始後一定サイクル経過した後のタイミングで、筒内圧Ｐ１、Ｐ２を検出する場合について説明した。このような環境下であれば、温度変化による筒内センサの出力のばらつきを抑えることができるとともに、空燃比の変化やＥＧＲ率のばらつきの影響を抑えることができ、より正確に感度補正係数Ｋを算出できるためである。しかし、この発明はこのようなタイミングに限るものではなく、他のタイミング、例えば、ある程度空燃比やＥＧＲ率が一定となるような通常運転中の圧縮行程の２点において補正値の算出等を行なうものであってもよい。 In the first embodiment, the in-cylinder pressure P1, in a state in which the internal combustion engine is warmed up and the water temperature is stable, in an operation state in the fuel cut, and after a certain cycle has elapsed after the fuel cut starts. The case where P2 is detected has been described. Under such an environment, variations in the output of the in-cylinder sensor due to temperature changes can be suppressed, and influences of variations in the air-fuel ratio and EGR rate can be suppressed, and the sensitivity correction coefficient K can be more accurately detected. This is because it can be calculated. However, the present invention is not limited to such timing, and correction values are calculated at other timings, for example, at two points in the compression stroke during normal operation where the air-fuel ratio and EGR rate are constant to some extent. It may be a thing.

なお、実施の形態１において、ステップＳ１８が実行されることで、この発明の「第１筒内圧検出手段」が実現し、ステップＳ２０が実行されることで「第２筒内圧検出手段」が実現し、ステップＳ２２が実行されることで「第１補正値算出手段」が実現し、ステップＳ３０が実行されることで「第２補正値算出手段」が実現する。また、ステップＳ１４が実行されることで、この発明の「運転状態判別手段」が実現する。 In the first embodiment, by executing step S18, the “first in-cylinder pressure detecting means” of the present invention is realized, and by executing step S20, the “second in-cylinder pressure detecting means” is realized. Then, the “first correction value calculating unit” is realized by executing step S22, and the “second correction value calculating unit” is realized by executing step S30. Further, the “operating state discriminating means” of the present invention is realized by executing step S14.

実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、図１のシステムに加え、図示しない吸気圧センサ及び排気圧センサを備えている。実施の形態２のシステムは、比熱比κを算出する機能を有する点を除き、実施の形態１のシステムと同様の機能を有する。 Embodiment 2. FIG.
The system of the second embodiment includes an intake pressure sensor and an exhaust pressure sensor (not shown) in addition to the system of FIG. The system of the second embodiment has the same function as the system of the first embodiment except that it has a function of calculating the specific heat ratio κ.

実施の形態２では、実施の形態１と同様に、圧縮行程中の異なる第１クランク角、第２クランク角における筒内圧Ｐ１、Ｐ２を検出する。ここで、吸気行程中もしくは排気行程中の筒内圧センサ出力を、同じタイミングの吸気圧センサもしくは排気圧センサの出力レベルに合わせるようにすることで、筒内圧センサ１２の出力オフセットを補正する。 In the second embodiment, as in the first embodiment, in-cylinder pressures P1 and P2 at different first and second crank angles during the compression stroke are detected. Here, the output offset of the in-cylinder pressure sensor 12 is corrected by matching the output of the in-cylinder pressure sensor during the intake stroke or the exhaust stroke with the output level of the intake pressure sensor or the exhaust pressure sensor at the same timing.

実施の形態２では、このようにオフセット補正された状態で得られた筒内圧Ｐｔ１、Ｐｔ２とそのときの燃焼室の容積Ｖ１、Ｖ２とから、数式８に従って比熱比κが算出される。

In the second embodiment, the specific heat ratio κ is calculated according to Equation 8 from the in-cylinder pressures Pt1 and Pt2 obtained in the offset-corrected state and the combustion chamber volumes V1 and V2 at that time.

実施の形態２のシステムでは、制御装置２０は比熱比κをまず上記数式８に従って算出した後、比熱比κ、オフセット補正前の筒内圧Ｐ１、Ｐ２、容積Ｖ１、Ｖ２とを数式８に代入することで補正値ｄＰを算出する。更に、この補正値ｄＰを代入し、感度補正係数Ｋを算出する。 In the system of the second embodiment, the control device 20 first calculates the specific heat ratio κ according to the above equation 8, and then substitutes the specific heat ratio κ, the in-cylinder pressures P1 and P2, and the volumes V1 and V2 before offset correction into the equation 8. Thus, the correction value dP is calculated. Further, the correction value dP is substituted to calculate the sensitivity correction coefficient K.

ところで、この比熱比κの算出は、感度補正係数Ｋの算出より前に実行される。ここで、例えば数式８において、筒内圧Ｐ１、Ｐ２をオフセット誤差も感度誤差も補正されていない値とすると、補正後の筒内圧がＰｔ０１＝ａ・Ｐ１＋ｂ、Ｐｔ０２＝ａ・Ｐ２＋ｂを用いた場合には、比熱比κは下記の数式９のようになる。

By the way, the calculation of the specific heat ratio κ is executed before the calculation of the sensitivity correction coefficient K. Here, for example, in Expression 8, if the in-cylinder pressures P1 and P2 are values in which neither the offset error nor the sensitivity error is corrected, the corrected in-cylinder pressures use Pt01 = a · P1 + b and Pt02 = a · P2 + b. The specific heat ratio κ is expressed by the following formula 9.

ところが、オフセット誤差が補正された筒内圧Ｐｔ１、Ｐｔ２を用いる場合、感度誤差補正後の筒内圧はＰｔ０１＝ａ・Ｐｔ１、Ｐｔ０２＝ａ・Ｐｔ２となる。これを用いた場合、比熱比κは下記の数式１０のようになる。

However, when the in-cylinder pressures Pt1 and Pt2 in which the offset error is corrected are used, the in-cylinder pressures after the sensitivity error correction are Pt01 = a · Pt1 and Pt02 = a · Pt2. When this is used, the specific heat ratio κ is as shown in Equation 10 below.

数式１０より、感度補正がされていない場合であっても、オフセット補正値が補正された値であれば、正しく比熱比κを算出することができることがわかる。 From Equation 10, it can be seen that even if the sensitivity is not corrected, the specific heat ratio κ can be calculated correctly if the offset correction value is corrected.

このように実施の形態２のシステムにおいては、比熱比κを算出することができる。従って、比熱比κを一定となる運転条件でない場合でも、より正確に補正値ｄＰ及び感度補正係数Ｋを算出することができる。従って、例えば実施の形態１のように長くフューエルカット運転状態が続くタイミングを待つ必要がなく、通常運転状態において正確に感度補正係数Ｋを算出することができる。従って、感度補正係数Ｋの算出の機会が十分に得られ、より正確に筒内圧を把握することができる。 Thus, in the system according to the second embodiment, the specific heat ratio κ can be calculated. Therefore, the correction value dP and the sensitivity correction coefficient K can be calculated more accurately even when the specific heat ratio κ is not an operating condition in which the specific heat ratio κ is constant. Therefore, for example, the sensitivity correction coefficient K can be accurately calculated in the normal operation state without waiting for the timing when the fuel cut operation state continues for a long time as in the first embodiment. Therefore, a sufficient opportunity for calculating the sensitivity correction coefficient K is obtained, and the in-cylinder pressure can be grasped more accurately.

なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 In the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., the reference is made unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to the numbers. Further, the structure and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

２気筒
４ピストン
６燃焼室
８燃料噴射弁
１０点火プラグ
１２筒内圧センサ
１４クランク角センサ
２０制御装置
ｄＰ補正値
ｄＰ０基準補正値
Ｋ感度補正係数
Ｐセンサ出力筒内圧
Ｐｔ推定筒内圧
Ｐ１、Ｐ２筒内圧（センサ出力）
Ｖ１、Ｖ２燃焼室容積
α センサ感度誤差
κ 比熱比 2 cylinder 4 piston 6 combustion chamber 8 fuel injection valve 10 spark plug 12 cylinder pressure sensor 14 crank angle sensor 20 controller dP correction value dP0 reference correction value K sensitivity correction coefficient P sensor output cylinder pressure Pt estimated cylinder pressure P1, P2 cylinder pressure (Sensor output)
V1, V2 Combustion chamber volume α Sensor sensitivity error κ Specific heat ratio

Claims

内燃機関の複数の気筒のそれぞれに設置された筒内圧センサの、出力を補正するための出力補正装置であって、
前記内燃機関のいずれかの気筒における、燃焼前の圧縮行程中の、第１クランク角における該気筒の筒内圧センサの出力に応じて、第１筒内圧Ｐ１を検出する第１筒内圧検出手段と、
前記圧縮行程と同一の燃焼前の圧縮行程中の、前記第１クランク角とは異なる第２クランク角における前記筒内圧センサの出力に応じて、第２筒内圧Ｐ２を検出する第２筒内圧検出手段と、
該気筒の燃焼室の、前記第１クランク角における容積を第１容積Ｖ１、前記第２クランク角における容積を第２容積Ｖ２とし、比熱比をκとした場合に、数式１に基づき、第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、

前記第１補正値と、前記筒内圧センサに感度誤差がない場合に検出されるべき筒内圧の値を用いて設定され、予め記憶された基準補正値との比に基づいて、前記筒内圧センサの出力の感度を補正する第２補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第２補正値に応じて、前記筒内圧センサの出力を補正する出力補正手段と、
を備えることを特徴とする筒内圧センサの出力補正装置。 An output correction device for correcting the output of an in-cylinder pressure sensor installed in each of a plurality of cylinders of an internal combustion engine,
A first in-cylinder pressure detecting means for detecting a first in-cylinder pressure P1 in response to an output of an in-cylinder pressure sensor of the cylinder at a first crank angle during a compression stroke before combustion in any cylinder of the internal combustion engine; ,
Second in-cylinder pressure detection for detecting a second in-cylinder pressure P2 in response to an output of the in-cylinder pressure sensor at a second crank angle different from the first crank angle during the same compression stroke as the compression stroke. Means,
When the volume at the first crank angle of the combustion chamber of the cylinder is the first volume V1, the volume at the second crank angle is the second volume V2, and the specific heat ratio is κ, First correction value calculating means for calculating a correction value;

The in-cylinder pressure sensor is set based on a ratio between the first correction value and a reference correction value stored in advance , which is set using a value of the in-cylinder pressure to be detected when the in- cylinder pressure sensor has no sensitivity error. Second correction value calculating means for calculating a second correction value for correcting the sensitivity of the output;
Output correction means for correcting the output of the in-cylinder pressure sensor according to the second correction value;
An output correction device for an in-cylinder pressure sensor.

前記内燃機関が燃料カット運転状態での運転中か否かを判別する運転状態判別手段と、
前記燃料カット運転状態であることが認められた場合に、前記第１筒内圧検出手段及び前記第２筒内圧検出手段は、前記第１筒内圧Ｐ１及び前記第２筒内圧Ｐ２を検出することを特徴とする請求項１に記載の筒内圧センサの出力補正装置。 Operating state determining means for determining whether or not the internal combustion engine is operating in a fuel cut operating state;
When it is determined that the fuel cut operation state is established, the first in-cylinder pressure detecting means and the second in-cylinder pressure detecting means detect the first in-cylinder pressure P1 and the second in-cylinder pressure P2. The in-cylinder pressure sensor output correction device according to claim 1, wherein

前記第１筒内圧Ｐ１と前記第２筒内圧Ｐ２とのそれぞれの出力オフセットを補正して、第１補正筒内圧Ｐ０１、第２補正筒内圧Ｐ０２を算出するオフセット補正手段と、
前記数式１における比熱比κを、数式２に従って算出する比熱比算出手段を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の筒内圧センサの出力補正装置。

Offset correcting means for correcting the respective output offsets of the first in-cylinder pressure P1 and the second in-cylinder pressure P2 to calculate a first corrected in-cylinder pressure P01 and a second corrected in-cylinder pressure P02;
The output correction device for an in-cylinder pressure sensor according to claim 1, further comprising specific heat ratio calculation means for calculating the specific heat ratio κ in Formula 1 according to Formula 2.