JP5772531B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
絶対圧補正値Pr=(Pc(θb)・Vκ(θb)−Pc(θa)・Vκ(θa))/(Vκ(θa)−Vκ(θb)) ・・・(1)
内燃機関の所定気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
前記所定気筒のIVCから点火時期までの断熱期間中の任意の2点のクランク角θ1,θ2の組み合わせを複数特定する特定手段と、
特定された各クランク角θ1,θ2における筒内圧検出値P1,P2を、前記筒内圧センサを用いてそれぞれ検出する筒内圧検出手段と、
前記クランク角θ1における前記所定気筒の筒内容積をV1、前記クランク角θ2における前記所定気筒の筒内容積をV2、前記所定気筒の筒内ガスの比熱比をκとしたとき、前記クランク角θ2におけるPVκの値P2V2 κから前記クランク角θ1におけるPVκの値P1V1 κを減算した値に(V1 κ−V2 κ)を除算した値(以下、絶対圧補正値)を、前記特定手段によって特定された複数のクランク角θ1,θ2の組み合わせに対してそれぞれ演算する絶対圧補正値演算手段と、
前記絶対圧補正値演算手段により演算された複数の絶対圧補正値の平均値を取得する平均値取得手段と、
前記平均値を用いて前記筒内圧検出値を補正する絶対圧補正手段と、を備え、
前記特定手段は、前記クランク角θ 1 と前記クランク角θ 2 とのクランク角差が所定のクランク角期間となるクランク角θ 1 ,θ 2 の組み合わせを複数特定し、
前記所定気筒の点火時期から当該所定気筒内の混合気に実際に着火されるまでの着火遅れ期間を特定する着火遅れ期間取得手段と、
IVCから点火時期までの断熱期間が前記所定のクランク角期間よりも小さい場合に、前記断熱期間を前記着火遅れ期間分拡大させる断熱期間変更手段と、
を備えることを特徴としている。
前記断熱期間変更手段により拡大された断熱期間において、前記特定手段により特定可能なクランク角θ1,θ2の組み合わせの回数が所定回数よりも小さい場合に、IVCの進角動作および点火時期の遅角動作のうち少なくとも何れか一方の動作を実行する第2の断熱期間変更手段を更に備えることを特徴としている。
前記絶対圧補正手段により補正された筒内圧検出値を用いて、燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、
前記筒内圧検出値に基づいて、前記所定気筒の筒内圧が最大となるクランク角θPmaxを特定するクランク角特定手段と、
クランク角θPmaxと燃焼重心位置との関係を規定した規則に基づいて、前記クランク角θPmaxに対応する燃焼重心位置を推定する推定手段と、
前記絶対圧補正手段による前記筒内圧検出値の補正精度が所定の基準範囲に含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記補正精度が所定の基準範囲に含まれる場合には、前記燃焼重心位置算出手段による燃焼重心位置の算出を行い、前記補正精度が所定の基準範囲に含まれない場合には、前記推定手段による燃焼重心位置の算出を行う制御手段と、
を更に備えることを特徴としている。
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。図1に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関10を備えている。内燃機関10は、ガソリンを燃料とする火花点火式の多気筒エンジンとして構成されている。内燃機関10の筒内には、その内部を往復運動するピストン12が設けられている。また、内燃機関10は、シリンダヘッド14を備えている。ピストン12とシリンダヘッド14との間には、燃焼室16が形成されている。燃焼室16には、吸気通路18および排気通路20の一端がそれぞれ連通している。吸気通路18および排気通路20と燃焼室16との連通部には、それぞれ吸気弁22および排気弁24が配置されている。
(絶対圧補正の基本動作)
CPS34は、筒内の燃焼状態を直接検出することができる点で、非常に有効なセンサである。このため、該CPS34の出力は、内燃機関10の各種制御の制御パラメータとして利用される。例えば、検出された筒内圧は、筒内へ吸入された吸入空気量の算出、図示トルクの変動等の演算、発熱量PVκやMFB(燃焼質量割合)の演算等に用いられる。これらは、失火検出や最適点火時期制御などに利用される。
PTV=PCPSDV+Pr ・・・(2)
Pr=(P2V2 κ−P1V1 κ)/(V1 κ−V2 κ) ・・・(3)
次に、図3乃至図7を参照して、本実施の形態の特徴的動作について説明する。内燃機関10の低負荷運転中においては、IVCからSAまでのクランク角期間、すなわち断熱圧縮行程期間が短くなることがある。この場合、結果として筒内圧P1,P2を検出するクランク角CA1,CA2の間隔が狭まることになる。
(IVC−ΔCAb−SA)/ΔCA=Nc ・・・(4)
[実施の形態2の特徴]
次に、図8乃至図11を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
(IVC−(IVC−SA)−CAQsta)/ΔCA=Nc2 ・・・(5)
[実施の形態3の特徴]
次に、図12乃至図14を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、後述する図14に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
次に、図14を参照して、本実施の形態3のシステムの具体的処理について説明する。図14は、ECU40が本実施の形態3において実行するルーチンを示すフローチャートである。図14に示すルーチンでは、先ず、CPS34のゲインが許容範囲内か否かが判定される(ステップ300)。その結果、CPS34のゲインが許容範囲内でない場合には、発熱量に基づいたCA50の算出を高精度に行うことができないと判断されて、次のステップに移行し、θPmaxに基づいてCA50が推定される(ステップ302)。ここでは、具体的には、CPS34の検出値に基づいて、燃焼時の筒内圧がピークとなるクランク角θPmaxが特定される。次いで、図12に示す関係に従い、θPmaxに対応するCA50が特定される。
12 ピストン
14 シリンダヘッド
16 燃焼室
18 吸気通路
20 排気通路
22 吸気弁
24 排気弁
26 エアクリーナ
28 スロットルバルブ
30 点火プラグ
32 燃料噴射弁
34 筒内圧センサ(CPS)
36 吸気バルブタイミング制御装置(VVT)
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
Claims (3)
- 内燃機関の所定気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
前記所定気筒のIVCから点火時期までの断熱期間中の任意の2点のクランク角θ1,θ2の組み合わせを複数特定する特定手段と、
特定された各クランク角θ1,θ2における筒内圧検出値P1,P2を、前記筒内圧センサを用いてそれぞれ検出する筒内圧検出手段と、
前記クランク角θ1における前記所定気筒の筒内容積をV1、前記クランク角θ2における前記所定気筒の筒内容積をV2、前記所定気筒の筒内ガスの比熱比をκとしたとき、前記クランク角θ2におけるPVκの値P2V2 κから前記クランク角θ1におけるPVκの値P1V1 κを減算した値に(V1 κ−V2 κ)を除算した値(以下、絶対圧補正値)を、前記特定手段によって特定された複数のクランク角θ1,θ2の組み合わせに対してそれぞれ演算する絶対圧補正値演算手段と、
前記絶対圧補正値演算手段により演算された複数の絶対圧補正値の平均値を取得する平均値取得手段と、
前記平均値を用いて前記筒内圧検出値を補正する絶対圧補正手段と、を備え、
前記特定手段は、前記クランク角θ 1 と前記クランク角θ 2 とのクランク角差が所定のクランク角期間となるクランク角θ 1 ,θ 2 の組み合わせを複数特定し、
前記所定気筒の点火時期から当該所定気筒内の混合気に実際に着火されるまでの着火遅れ期間を特定する着火遅れ期間取得手段と、
IVCから点火時期までの断熱期間が前記所定のクランク角期間よりも小さい場合に、前記断熱期間を前記着火遅れ期間分拡大させる断熱期間変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記断熱期間変更手段により拡大された断熱期間において、前記特定手段により特定可能なクランク角θ1,θ2の組み合わせの回数が所定回数よりも小さい場合に、IVCの進角動作および点火時期の遅角動作のうち少なくとも何れか一方の動作を実行する第2の断熱期間変更手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
- 前記絶対圧補正手段により補正された筒内圧検出値を用いて、燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、
前記筒内圧検出値に基づいて、前記所定気筒の筒内圧が最大となるクランク角θPmaxを特定するクランク角特定手段と、
クランク角θPmaxと燃焼重心位置との関係を規定した規則に基づいて、前記クランク角θPmaxに対応する燃焼重心位置を推定する推定手段と、
前記絶対圧補正手段による前記筒内圧検出値の補正精度が所定の基準範囲に含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記補正精度が所定の基準範囲に含まれる場合には、前記燃焼重心位置算出手段による燃焼重心位置の算出を行い、前記補正精度が所定の基準範囲に含まれない場合には、前記推定手段による燃焼重心位置の算出を行う制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。
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