JPH11210546A - エンジンの圧縮上死点検出装置 - Google Patents
エンジンの圧縮上死点検出装置Info
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- JPH11210546A JPH11210546A JP10022561A JP2256198A JPH11210546A JP H11210546 A JPH11210546 A JP H11210546A JP 10022561 A JP10022561 A JP 10022561A JP 2256198 A JP2256198 A JP 2256198A JP H11210546 A JPH11210546 A JP H11210546A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は,クランク角度と筒内圧力とを検
出することにより,圧縮上死点を高精度で検出するエン
ジンの圧縮上死点検出装置を提供する。 【解決手段】 クランク軸5の単位クランク角度(1°
毎)は,円板6の周囲に形成した歯をクランク角度セン
サ10によって検出される。各気筒#1〜#4の筒内圧
力は,筒内圧力センサ41〜44によって検出される。
コントローラ7は,多気筒エンジン1の始動クランキン
グ開始時のような非燃焼状態において検出した各気筒の
筒内圧力データに基づいて各気筒の最高筒内圧力を求
め,最高筒内圧力検出時のクランク角度を各気筒の圧縮
上死点と決定する。
出することにより,圧縮上死点を高精度で検出するエン
ジンの圧縮上死点検出装置を提供する。 【解決手段】 クランク軸5の単位クランク角度(1°
毎)は,円板6の周囲に形成した歯をクランク角度セン
サ10によって検出される。各気筒#1〜#4の筒内圧
力は,筒内圧力センサ41〜44によって検出される。
コントローラ7は,多気筒エンジン1の始動クランキン
グ開始時のような非燃焼状態において検出した各気筒の
筒内圧力データに基づいて各気筒の最高筒内圧力を求
め,最高筒内圧力検出時のクランク角度を各気筒の圧縮
上死点と決定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は,筒内圧力センサ
が検出した筒内圧力に基づいてエンジンの圧縮上死点を
検出するエンジンの圧縮上死点検出装置に関する。
が検出した筒内圧力に基づいてエンジンの圧縮上死点を
検出するエンジンの圧縮上死点検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンやディーゼルエンジン
においては,燃料消費量の低減,排気ガス特性の改善等
のエンジン性能の向上のため,燃料の着火時期或いは燃
料噴射時期及び燃料噴射量をエンジンの運転状態に応じ
て精度良く目標値に一致するように制御することが行わ
れている。このため,燃料噴射時期及び燃料噴射量等に
ついてエンジンの運転制御を電子的に高精度で行うこと
が提案されている。
においては,燃料消費量の低減,排気ガス特性の改善等
のエンジン性能の向上のため,燃料の着火時期或いは燃
料噴射時期及び燃料噴射量をエンジンの運転状態に応じ
て精度良く目標値に一致するように制御することが行わ
れている。このため,燃料噴射時期及び燃料噴射量等に
ついてエンジンの運転制御を電子的に高精度で行うこと
が提案されている。
【0003】エンジンにおけるクランク角度の検出は,
従来,図15に示されているような上死点検出機構によ
って行われている。この上死点検出機構においては,ク
ランク軸にTDC(Top Dead Center:
上死点)検出用歯車50を取り付け,クランク軸の1回
転で2つの気筒の圧縮上死点に対応する上死点信号を得
るため,歯車の直径方向に対向した2つの歯51を電磁
ピックアップ式のセンサ52によって検出している。T
DC検出用歯車50に加えて,1°毎のクランク角度検
出用の歯車(図示せず)も設けられる。上死点に対応し
てセンサ52が検出用歯車50の歯51を検出するよう
に,クランク軸に対する検出用歯車50とフレームに対
するセンサ51の取付角度が予め設定されている。ま
た,TDCに代えて,TDCの予め定められた角度だけ
前方に配置した上死点前信号を検出することもある。更
に,多気筒エンジンにおいては,どの気筒について燃料
噴射を行うべきかを判断する必要があるため,4サイク
ルで駆動されるエンジンでは,例えば,特定の気筒に対
応してカムシャフト上の特定の角度を検出して基準信号
を出力する気筒判別センサが配設されている。
従来,図15に示されているような上死点検出機構によ
って行われている。この上死点検出機構においては,ク
ランク軸にTDC(Top Dead Center:
上死点)検出用歯車50を取り付け,クランク軸の1回
転で2つの気筒の圧縮上死点に対応する上死点信号を得
るため,歯車の直径方向に対向した2つの歯51を電磁
ピックアップ式のセンサ52によって検出している。T
DC検出用歯車50に加えて,1°毎のクランク角度検
出用の歯車(図示せず)も設けられる。上死点に対応し
てセンサ52が検出用歯車50の歯51を検出するよう
に,クランク軸に対する検出用歯車50とフレームに対
するセンサ51の取付角度が予め設定されている。ま
た,TDCに代えて,TDCの予め定められた角度だけ
前方に配置した上死点前信号を検出することもある。更
に,多気筒エンジンにおいては,どの気筒について燃料
噴射を行うべきかを判断する必要があるため,4サイク
ルで駆動されるエンジンでは,例えば,特定の気筒に対
応してカムシャフト上の特定の角度を検出して基準信号
を出力する気筒判別センサが配設されている。
【0004】しかしながら,これらのクランク角度検出
用歯車をクランク軸に組み付ける際の組付け誤差,及び
センサの取付け誤差等による誤差が避けられず,上死点
に相当するクランク角度の検出に精度を欠いていた。上
記のセンサの取付け精度を向上すれば検出精度も向上す
るが,そのための調整作業が煩雑でありエンジンの組立
の生産性に影響が生じる。一方,最近の技術開発に伴っ
て,エンジンの運転制御を電子的に高精度で行うように
なってきているが,かかる制御の基本となるクランク角
度の検出精度が低い状態では,エンジンの高精度な電子
制御を充分に発揮させることができない。例えば,上死
点の検出誤差が生じると,熱発生率が図16に示すよう
に変化する。図16は,クランク角度で見た上死点誤差
に対する燃焼室内での熱発生率の影響を示すグラフであ
る。例えば,クランク角度での上死点の検出誤差が上死
点前側に+1°又は−1°ずれると,それぞれ,正常に
検出する場合(グラフa)と比較して早期に燃料が噴射
されて熱発生率が増加(グラフb)又は減少(グラフ
c)する傾向にある。このように,クランク角度の検出
に誤差を生じていると,エンジンの運転領域全般につい
て,目標となるエンジン運転状態が得られず,エンジン
の性能を充分に利用することができない。
用歯車をクランク軸に組み付ける際の組付け誤差,及び
センサの取付け誤差等による誤差が避けられず,上死点
に相当するクランク角度の検出に精度を欠いていた。上
記のセンサの取付け精度を向上すれば検出精度も向上す
るが,そのための調整作業が煩雑でありエンジンの組立
の生産性に影響が生じる。一方,最近の技術開発に伴っ
て,エンジンの運転制御を電子的に高精度で行うように
なってきているが,かかる制御の基本となるクランク角
度の検出精度が低い状態では,エンジンの高精度な電子
制御を充分に発揮させることができない。例えば,上死
点の検出誤差が生じると,熱発生率が図16に示すよう
に変化する。図16は,クランク角度で見た上死点誤差
に対する燃焼室内での熱発生率の影響を示すグラフであ
る。例えば,クランク角度での上死点の検出誤差が上死
点前側に+1°又は−1°ずれると,それぞれ,正常に
検出する場合(グラフa)と比較して早期に燃料が噴射
されて熱発生率が増加(グラフb)又は減少(グラフ
c)する傾向にある。このように,クランク角度の検出
に誤差を生じていると,エンジンの運転領域全般につい
て,目標となるエンジン運転状態が得られず,エンジン
の性能を充分に利用することができない。
【0005】したがって,上死点センサの取付け誤差を
何らかの手段で検出して,エンジンの制御に反映させる
必要があるが,上死点センサの取付け誤差を筒内圧力に
よって補正する技術が,特公昭64−11819号公
報,及び特公平3−19500号公報に開示されてい
る。即ち,特公昭64−11819号公報には,クラン
ク角センサでクランクシャフトの単位回転角を検出する
と共に,慣性走行時や始動クランキング時等の非燃焼時
の筒内圧力を圧電素子から成る圧力センサで検出し,圧
力波形に微分等の波形処理を施して筒内圧力のピーク値
を検出し,ピーク値を検出する時期をピストン上死点で
あるとして,予め設定された所定のクランク角基準位置
から上死点検出時期までのパルスカウント又は時間分割
によって基準位置からの上死点の設定値を補正して,正
確な上死点位置を求め,その補正して得られた上死点位
置に基づいて燃料即噴射時期等の時期を制御可能とした
エンジンのクランク位置検出装置が開示されている。
何らかの手段で検出して,エンジンの制御に反映させる
必要があるが,上死点センサの取付け誤差を筒内圧力に
よって補正する技術が,特公昭64−11819号公
報,及び特公平3−19500号公報に開示されてい
る。即ち,特公昭64−11819号公報には,クラン
ク角センサでクランクシャフトの単位回転角を検出する
と共に,慣性走行時や始動クランキング時等の非燃焼時
の筒内圧力を圧電素子から成る圧力センサで検出し,圧
力波形に微分等の波形処理を施して筒内圧力のピーク値
を検出し,ピーク値を検出する時期をピストン上死点で
あるとして,予め設定された所定のクランク角基準位置
から上死点検出時期までのパルスカウント又は時間分割
によって基準位置からの上死点の設定値を補正して,正
確な上死点位置を求め,その補正して得られた上死点位
置に基づいて燃料即噴射時期等の時期を制御可能とした
エンジンのクランク位置検出装置が開示されている。
【0006】また,特公平3−19500号公報には,
例えば,減速時,或いはクランキング時等の特定の運転
状態に応じてエンジンを非燃焼状態として燃焼による圧
力を影響を除き,この非燃焼状態での筒内圧力の最高圧
力時期が圧縮上死点と対応していることから,センサで
検出した筒内圧力に基づいて真の上死点である最高圧力
時期を検出し,クランク角センサが当初の取付け状態に
基づいて出力する上死点信号をこの最高圧力時期を用い
て補正し,補正された上死点信号に基づいて正確なクラ
ンク角度を検出するようにしたエンジンのクランク角度
検出装置が開示されている。
例えば,減速時,或いはクランキング時等の特定の運転
状態に応じてエンジンを非燃焼状態として燃焼による圧
力を影響を除き,この非燃焼状態での筒内圧力の最高圧
力時期が圧縮上死点と対応していることから,センサで
検出した筒内圧力に基づいて真の上死点である最高圧力
時期を検出し,クランク角センサが当初の取付け状態に
基づいて出力する上死点信号をこの最高圧力時期を用い
て補正し,補正された上死点信号に基づいて正確なクラ
ンク角度を検出するようにしたエンジンのクランク角度
検出装置が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の先行例のよう
に,従来のクランク角度,特に圧縮上死点(TDC)の
検出については,クランク角の基準角度から予めTDC
角度を設定しておき,実際の上死点がエンジンが非燃焼
状態での筒内圧力の最大圧力検出時期であることに基づ
いて,予め設定したTDC角度を補正して真のTDC角
度を求めているので,センサとしては,基本的に単位の
クランク角度(例えば1°毎のクランク角度)を検出す
るセンサと共に,クランク角度の基準となる角度位置を
検出するセンサを必要としている。これらのセンサを光
学的なセンサや磁気的なセンサとすると,一つの回転プ
レートに種類の異なる透孔又は歯や2つのフォトセンサ
又はピックアップを設ける必要がある。また,4サイク
ルで駆動される多気筒エンジンの場合には,特定の気筒
の上死点を判定するため,例えば,カムシャフトに関連
して気筒判別センサをも取り付ける必要がある。
に,従来のクランク角度,特に圧縮上死点(TDC)の
検出については,クランク角の基準角度から予めTDC
角度を設定しておき,実際の上死点がエンジンが非燃焼
状態での筒内圧力の最大圧力検出時期であることに基づ
いて,予め設定したTDC角度を補正して真のTDC角
度を求めているので,センサとしては,基本的に単位の
クランク角度(例えば1°毎のクランク角度)を検出す
るセンサと共に,クランク角度の基準となる角度位置を
検出するセンサを必要としている。これらのセンサを光
学的なセンサや磁気的なセンサとすると,一つの回転プ
レートに種類の異なる透孔又は歯や2つのフォトセンサ
又はピックアップを設ける必要がある。また,4サイク
ルで駆動される多気筒エンジンの場合には,特定の気筒
の上死点を判定するため,例えば,カムシャフトに関連
して気筒判別センサをも取り付ける必要がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は,上記
問題を解決することであって,上死点や上死点前の予め
決められた角度位置に対応して燃料噴射等の制御の基準
となるクランク角度を定めるセンサや,多気筒エンジン
で特定の気筒を判別する気筒判別センサを設ける必要が
なく,筒内圧力を検出するのみで高精度でエンジンの圧
縮上死点を検出することができるエンジンの圧縮上死点
検出装置を提供することである。
問題を解決することであって,上死点や上死点前の予め
決められた角度位置に対応して燃料噴射等の制御の基準
となるクランク角度を定めるセンサや,多気筒エンジン
で特定の気筒を判別する気筒判別センサを設ける必要が
なく,筒内圧力を検出するのみで高精度でエンジンの圧
縮上死点を検出することができるエンジンの圧縮上死点
検出装置を提供することである。
【0009】この発明は,エンジンのクランク角度を検
出するクランク角度センサ,前記エンジンの各気筒に設
けられて前記各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力セン
サ,及び前記筒内圧力センサの出力に基づいて前記エン
ジンの非燃焼状態における前記各気筒の最高筒内圧力を
求めると共に最高筒内圧力時の前記クランク角度を前記
各気筒の圧縮上死点と決定するコントローラから成るエ
ンジンの圧縮上死点検出装置に関する。
出するクランク角度センサ,前記エンジンの各気筒に設
けられて前記各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力セン
サ,及び前記筒内圧力センサの出力に基づいて前記エン
ジンの非燃焼状態における前記各気筒の最高筒内圧力を
求めると共に最高筒内圧力時の前記クランク角度を前記
各気筒の圧縮上死点と決定するコントローラから成るエ
ンジンの圧縮上死点検出装置に関する。
【0010】また,このエンジンの圧縮上死点検出装置
において,前記クランク角度センサは単位クランク角度
毎のクランク角度を検出するセンサであり,前記筒内圧
力センサは前記クランク角度センサによる前記クランク
角度の検出と同期して前記筒内圧力を検出している。
において,前記クランク角度センサは単位クランク角度
毎のクランク角度を検出するセンサであり,前記筒内圧
力センサは前記クランク角度センサによる前記クランク
角度の検出と同期して前記筒内圧力を検出している。
【0011】また,このエンジンの圧縮上死点検出装置
において,前記エンジンの非燃焼状態はエンジン始動ク
ランキング開始時における前記エンジンの状態であり,
前記エンジンは4サイクルで駆動され,前記コントロー
ラは,エンジンのクランク軸が少なくとも2回転する間
に前記筒内圧力センサが検出した前記筒内圧力の最大値
を最高筒内圧力として記憶する。
において,前記エンジンの非燃焼状態はエンジン始動ク
ランキング開始時における前記エンジンの状態であり,
前記エンジンは4サイクルで駆動され,前記コントロー
ラは,エンジンのクランク軸が少なくとも2回転する間
に前記筒内圧力センサが検出した前記筒内圧力の最大値
を最高筒内圧力として記憶する。
【0012】また,このエンジンの圧縮上死点検出装置
において,前記コントローラは,前記クランク軸の回転
開始直後の少なくとも半回転した後に前記筒内圧力セン
サが検出した前記筒内圧力を,前記各気筒の最高筒内圧
力を求めるためのデータとして採用する。
において,前記コントローラは,前記クランク軸の回転
開始直後の少なくとも半回転した後に前記筒内圧力セン
サが検出した前記筒内圧力を,前記各気筒の最高筒内圧
力を求めるためのデータとして採用する。
【0013】また,このエンジンの圧縮上死点検出装置
において,前記コントローラは,前記圧縮上死点と決定
された前記クランク角度に基づいて,各気筒への燃料噴
射に関する基準となる予め決められたクランク角度を決
定している。
において,前記コントローラは,前記圧縮上死点と決定
された前記クランク角度に基づいて,各気筒への燃料噴
射に関する基準となる予め決められたクランク角度を決
定している。
【0014】更に,このエンジンの圧縮上死点検出装置
において,予め決められた前記クランク角度は,各気筒
における前記圧縮上死点より予め設定された角度を逆上
った上死点前クランク角度,及び気筒判別のための基準
クランク角度である。
において,予め決められた前記クランク角度は,各気筒
における前記圧縮上死点より予め設定された角度を逆上
った上死点前クランク角度,及び気筒判別のための基準
クランク角度である。
【0015】この発明によるエンジンの圧縮上死点検出
装置によれば,クランク角度センサがエンジンのクラン
ク角度を,例えば単位クランク角度(1°毎)に検出
し,エンジンの各気筒に設けられた筒内圧力センサが,
各気筒の筒内圧力を検出する。コントローラは,エンジ
ンの非燃焼状態において,筒内圧力センサの出力に基づ
いて各気筒の最高筒内圧力を求め,最高筒内圧力を検出
した時のクランク角度を各気筒の圧縮上死点と決定す
る。
装置によれば,クランク角度センサがエンジンのクラン
ク角度を,例えば単位クランク角度(1°毎)に検出
し,エンジンの各気筒に設けられた筒内圧力センサが,
各気筒の筒内圧力を検出する。コントローラは,エンジ
ンの非燃焼状態において,筒内圧力センサの出力に基づ
いて各気筒の最高筒内圧力を求め,最高筒内圧力を検出
した時のクランク角度を各気筒の圧縮上死点と決定す
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下,図面を参照して,この発明
によるエンジンの圧縮上死点検出装置について説明す
る。図1はこの発明によるエンジンの圧縮上死点検出装
置が適用されたエンジンの概要を示す模式図である。図
2は図1に示すエンジンのクランク角度の経過に伴う各
インジェクタでの筒内圧力及びインジェクタ処理の概要
を示すグラフである。図1に示されたエンジンは4気筒
から成る多気筒エンジン1であり,4つの気筒#1〜#
4には,内部に形成される燃焼室(図示せず)にそれぞ
れ燃料を噴射するインジェクタ31,32,33,34
(総称するときは3を用いる)が配設されている。イン
ジェクタ3への燃料供給は,圧力制御されたコモンレー
ル22から,燃料流路の一部を構成する分岐管23を通
じて行われる。燃料は所定圧力に昇圧した制御状態でコ
モンレール22に貯留され,インジェクタ3は,電子制
御ユニットであるコントローラ7の制御の下で,燃料を
適当な噴射時期及び噴射量で対応する燃焼室内に噴射す
る。コモンレール燃料噴射システムそれ自体は,従来公
知のものであり,これ以上の詳細な説明を省略する。
によるエンジンの圧縮上死点検出装置について説明す
る。図1はこの発明によるエンジンの圧縮上死点検出装
置が適用されたエンジンの概要を示す模式図である。図
2は図1に示すエンジンのクランク角度の経過に伴う各
インジェクタでの筒内圧力及びインジェクタ処理の概要
を示すグラフである。図1に示されたエンジンは4気筒
から成る多気筒エンジン1であり,4つの気筒#1〜#
4には,内部に形成される燃焼室(図示せず)にそれぞ
れ燃料を噴射するインジェクタ31,32,33,34
(総称するときは3を用いる)が配設されている。イン
ジェクタ3への燃料供給は,圧力制御されたコモンレー
ル22から,燃料流路の一部を構成する分岐管23を通
じて行われる。燃料は所定圧力に昇圧した制御状態でコ
モンレール22に貯留され,インジェクタ3は,電子制
御ユニットであるコントローラ7の制御の下で,燃料を
適当な噴射時期及び噴射量で対応する燃焼室内に噴射す
る。コモンレール燃料噴射システムそれ自体は,従来公
知のものであり,これ以上の詳細な説明を省略する。
【0017】多気筒エンジン1のクランク軸5の軸端に
は,単位のクランク角度(1°)毎に対応して検出歯が
形成された円板6が取り付けられている。円板6に近接
してクランク角度センサ10が,車体フレーム(図示せ
ず)に取り付けられている。クランク角度センサ10
は,クランク軸5の回転にしたがってクランク角度1°
毎に検出信号をコントローラ7に出力する。4つの気筒
#1〜#4の各燃焼室に臨んで,それぞれ,燃焼室内の
圧力(筒内圧力)を検出する圧力検出手段としての筒内
圧力センサ41,42,43,44(総称する時には4
を用いる)が配設されている。筒内圧力センサ4が検出
した各気筒#1〜#4の筒内圧力を表す信号は,チャー
ジアンプ8で増幅されて後,コントローラ7に出力され
る。
は,単位のクランク角度(1°)毎に対応して検出歯が
形成された円板6が取り付けられている。円板6に近接
してクランク角度センサ10が,車体フレーム(図示せ
ず)に取り付けられている。クランク角度センサ10
は,クランク軸5の回転にしたがってクランク角度1°
毎に検出信号をコントローラ7に出力する。4つの気筒
#1〜#4の各燃焼室に臨んで,それぞれ,燃焼室内の
圧力(筒内圧力)を検出する圧力検出手段としての筒内
圧力センサ41,42,43,44(総称する時には4
を用いる)が配設されている。筒内圧力センサ4が検出
した各気筒#1〜#4の筒内圧力を表す信号は,チャー
ジアンプ8で増幅されて後,コントローラ7に出力され
る。
【0018】多気筒エンジン1の燃焼順序iは,気筒番
号nを列の並びに従って#1〜#4とすると,#1→#
3→#4→#2の順である。クランク角度θは,特に断
らない限り,クランク角1°毎に1をカウントするクラ
ンク角度のカウント値であるとする。4サイクルで駆動
するエンジンでは,クランク角度θは,#1気筒の圧縮
上死点で0であり,クランク軸5の2回転,即ち,カウ
ント値719で一巡する絶対(各気筒毎のクランク角度
ではない)クランク角度である。図2の上段の4つのグ
ラフは,それぞれ気筒#1〜#4のクランク角度θの経
過に伴う筒内圧力Pcの変化を表している。
号nを列の並びに従って#1〜#4とすると,#1→#
3→#4→#2の順である。クランク角度θは,特に断
らない限り,クランク角1°毎に1をカウントするクラ
ンク角度のカウント値であるとする。4サイクルで駆動
するエンジンでは,クランク角度θは,#1気筒の圧縮
上死点で0であり,クランク軸5の2回転,即ち,カウ
ント値719で一巡する絶対(各気筒毎のクランク角度
ではない)クランク角度である。図2の上段の4つのグ
ラフは,それぞれ気筒#1〜#4のクランク角度θの経
過に伴う筒内圧力Pcの変化を表している。
【0019】各気筒#1〜#4では,クランキング初期
等の燃料の燃焼を伴わないときには,上記の順に次々と
圧縮・膨張行程を迎え,ある気筒が膨張行程を経過する
ときに,次の気筒は圧縮行程に入っている。#1気筒に
ついては,圧縮上死点前180°から圧縮上死点後18
0°まで,即ち,クランク角度θにして540以上で1
80未満であるときに#1気筒が圧縮・膨張行程を迎
え,圧縮上死点を挟む前後の期間で筒内圧力Pcが大き
く変化する。排気上死点では,圧縮上死点のような顕著
な圧力上昇が生じないので,閾値を設ければ圧縮上死点
と排気上死点とを区別することができる。燃料が燃焼す
る場合には,燃焼による圧力上昇があるために一般には
最高圧力時が圧縮上死点とはならない。クランク角度の
進行と共に逐次検出して格納した筒内圧力データに基づ
いて,燃料噴射時期及び噴射期間を制御することもでき
る。圧縮上死点後180°からの所定の時間内にメイン
処理が演算され,次回のTDC割込み信号に基づいてイ
ンジェクタ31の処理が行われる。図2の下段のグラフ
は,クランク角度θの増加に従って各気筒#1〜#4に
おける各インジェクタ3の処理の順序及びタイミングを
概略的に示している。
等の燃料の燃焼を伴わないときには,上記の順に次々と
圧縮・膨張行程を迎え,ある気筒が膨張行程を経過する
ときに,次の気筒は圧縮行程に入っている。#1気筒に
ついては,圧縮上死点前180°から圧縮上死点後18
0°まで,即ち,クランク角度θにして540以上で1
80未満であるときに#1気筒が圧縮・膨張行程を迎
え,圧縮上死点を挟む前後の期間で筒内圧力Pcが大き
く変化する。排気上死点では,圧縮上死点のような顕著
な圧力上昇が生じないので,閾値を設ければ圧縮上死点
と排気上死点とを区別することができる。燃料が燃焼す
る場合には,燃焼による圧力上昇があるために一般には
最高圧力時が圧縮上死点とはならない。クランク角度の
進行と共に逐次検出して格納した筒内圧力データに基づ
いて,燃料噴射時期及び噴射期間を制御することもでき
る。圧縮上死点後180°からの所定の時間内にメイン
処理が演算され,次回のTDC割込み信号に基づいてイ
ンジェクタ31の処理が行われる。図2の下段のグラフ
は,クランク角度θの増加に従って各気筒#1〜#4に
おける各インジェクタ3の処理の順序及びタイミングを
概略的に示している。
【0020】図3は,多気筒エンジン1について筒内圧
センサを含む各種のセンサが検出した信号を受けて,イ
ンジェクタ3等への制御信号を出力する多気筒エンジン
1の燃料噴射を含む制御を行うコントローラ7のブロッ
ク図である。多気筒エンジン1の回転センサは,クラン
ク角度を1°毎に検出するクランク角度センサ10のみ
から成る。コントローラ7においては,上記のクランク
角度センサ10に加えて,多気筒エンジン1の運転状態
を表すものとして,例えば,アクセル開度量を検出する
アクセル開度量センサ11,コモンレール22に配設さ
れた燃料圧力(コモンレール圧力)センサ12,及びエ
ンジン冷却水の温度を検出する水温センサ13が中央処
理装置(CPU)14に入力される。
センサを含む各種のセンサが検出した信号を受けて,イ
ンジェクタ3等への制御信号を出力する多気筒エンジン
1の燃料噴射を含む制御を行うコントローラ7のブロッ
ク図である。多気筒エンジン1の回転センサは,クラン
ク角度を1°毎に検出するクランク角度センサ10のみ
から成る。コントローラ7においては,上記のクランク
角度センサ10に加えて,多気筒エンジン1の運転状態
を表すものとして,例えば,アクセル開度量を検出する
アクセル開度量センサ11,コモンレール22に配設さ
れた燃料圧力(コモンレール圧力)センサ12,及びエ
ンジン冷却水の温度を検出する水温センサ13が中央処
理装置(CPU)14に入力される。
【0021】筒内圧力センサ4が検出した筒内圧力Pc
のアナログ信号は,AD変換器19に入力されてデジタ
ル信号に変換され,DSPバス18を通じて高速加減算
が可能な素子であるDSP(digital sign
al processor)15に送られる。CPU1
4とDSP15との間のデータの遣り取りは,CPU1
4とDSP15とのどちら側からも読み書きが可能な共
通RAMであるデュアルポートメモリ16を介して行わ
れる。CPU14とデュアルポートメモリ16との間は
CPUバス17を通じて接続されており,DSP15と
デュアルポートメモリ16との間はDSPバス18を通
じて接続されている。
のアナログ信号は,AD変換器19に入力されてデジタ
ル信号に変換され,DSPバス18を通じて高速加減算
が可能な素子であるDSP(digital sign
al processor)15に送られる。CPU1
4とDSP15との間のデータの遣り取りは,CPU1
4とDSP15とのどちら側からも読み書きが可能な共
通RAMであるデュアルポートメモリ16を介して行わ
れる。CPU14とデュアルポートメモリ16との間は
CPUバス17を通じて接続されており,DSP15と
デュアルポートメモリ16との間はDSPバス18を通
じて接続されている。
【0022】CPU14は,各センサ10〜13から直
接に入力される多気筒エンジン1の運転状態を表す情報
と,筒内圧力センサ4からの筒内圧力に関してDSP1
5で処理された結果等とに基づいて演算を行い,エンジ
ン出力及び排気ガス特性が運転状態に即した最適なもの
となるように,各気筒#1〜#4にそれぞれ対応して設
けられているインジェクタ31〜34の燃料噴射時期,
燃料噴射量,燃料噴射圧力制御等の燃料噴射に関する制
御を行う。DSP15は,筒内圧力Pcに関するデジタ
ル信号の加減算の処理を高速で行う。この処理はデジタ
ル処理であるので,筒内圧力Pcの微分や積分も同様に
高速で演算することができる。また,CPU15は,コ
モンレール22の圧力を制御するため可変式燃料ポンプ
20の吐出量を制御し,排気ガス循環量を制御するため
EGRバルブ21を制御する。
接に入力される多気筒エンジン1の運転状態を表す情報
と,筒内圧力センサ4からの筒内圧力に関してDSP1
5で処理された結果等とに基づいて演算を行い,エンジ
ン出力及び排気ガス特性が運転状態に即した最適なもの
となるように,各気筒#1〜#4にそれぞれ対応して設
けられているインジェクタ31〜34の燃料噴射時期,
燃料噴射量,燃料噴射圧力制御等の燃料噴射に関する制
御を行う。DSP15は,筒内圧力Pcに関するデジタ
ル信号の加減算の処理を高速で行う。この処理はデジタ
ル処理であるので,筒内圧力Pcの微分や積分も同様に
高速で演算することができる。また,CPU15は,コ
モンレール22の圧力を制御するため可変式燃料ポンプ
20の吐出量を制御し,排気ガス循環量を制御するため
EGRバルブ21を制御する。
【0023】CPU14は,図4に示すメイン処理を行
う。図4は,図3に示したコントローラにおけるCPU
14のメイン処理を示すフローチャートである。このメ
イン処理は,以下の各ステップから成る。 (1)CPU14の初期化が行われる(ステップ1,S
1と略す。以下同じ)。 (2)センサ信号の処理を行う(S2)。図4に示した
ようにCPU14に入力される各種のセンサからの検出
信号の処理を行う。 (3)S2で行われた信号処理で得られた情報に基づい
て,各インジェクタ3が噴射すべき燃料量,即ち,燃料
噴射量の計算を行う(S3)。多気筒エンジン1の運転
状態,即ち,アクセル開度量とエンジン回転数とによっ
て予め決められ且つメモリに記憶されている燃料噴射量
特性マップにおいて,現在の運転状態,即ち,アクセル
開度センサ11が検出した現在のアクセル開度とエンジ
ン回転数とに対応した目標燃料噴射量が求められる。 (4)また,S2で行われた信号処理で得られた情報に
基づいて,各インジェクタ3が燃料を噴射すべき時期,
即ち,燃料噴射時期が計算される(S4)。 (5)更に,S2で行われた信号処理で得られた情報に
基づいて,且つS3で求められた燃料噴射量を,S4で
求められた燃料噴射時期に噴射できるように,燃料を噴
射する圧力,即ち,燃料噴射圧力が計算される(S
5)。燃料噴射圧力の制御は,燃料噴射量とエンジン回
転数から目標噴射圧力を求めることにより行われ,更に
具体的には,コモンレール圧力センサ12が検出するコ
モンレール圧力(燃料圧力)が目標噴射圧力となるよう
に,燃料ポンプに関連して設けられる流量制御弁を制御
することにより行われる。S1でCPU14が初期化さ
れた後は,燃料噴射を実行すべき各インジェクタ31〜
34に対してS2〜S5がそれぞれ順に実行される。
う。図4は,図3に示したコントローラにおけるCPU
14のメイン処理を示すフローチャートである。このメ
イン処理は,以下の各ステップから成る。 (1)CPU14の初期化が行われる(ステップ1,S
1と略す。以下同じ)。 (2)センサ信号の処理を行う(S2)。図4に示した
ようにCPU14に入力される各種のセンサからの検出
信号の処理を行う。 (3)S2で行われた信号処理で得られた情報に基づい
て,各インジェクタ3が噴射すべき燃料量,即ち,燃料
噴射量の計算を行う(S3)。多気筒エンジン1の運転
状態,即ち,アクセル開度量とエンジン回転数とによっ
て予め決められ且つメモリに記憶されている燃料噴射量
特性マップにおいて,現在の運転状態,即ち,アクセル
開度センサ11が検出した現在のアクセル開度とエンジ
ン回転数とに対応した目標燃料噴射量が求められる。 (4)また,S2で行われた信号処理で得られた情報に
基づいて,各インジェクタ3が燃料を噴射すべき時期,
即ち,燃料噴射時期が計算される(S4)。 (5)更に,S2で行われた信号処理で得られた情報に
基づいて,且つS3で求められた燃料噴射量を,S4で
求められた燃料噴射時期に噴射できるように,燃料を噴
射する圧力,即ち,燃料噴射圧力が計算される(S
5)。燃料噴射圧力の制御は,燃料噴射量とエンジン回
転数から目標噴射圧力を求めることにより行われ,更に
具体的には,コモンレール圧力センサ12が検出するコ
モンレール圧力(燃料圧力)が目標噴射圧力となるよう
に,燃料ポンプに関連して設けられる流量制御弁を制御
することにより行われる。S1でCPU14が初期化さ
れた後は,燃料噴射を実行すべき各インジェクタ31〜
34に対してS2〜S5がそれぞれ順に実行される。
【0024】次に,図5を参照してDSP15のメイン
処理を説明する。図5は,図3に示したコントローラに
おけるDSPメイン処理を示すフローチャートである。 (1)DSPの初期化を行う(S10)。 (2)S10において一旦,初期化が完了すると,気筒
#1〜#4の筒内圧力データを処理して圧縮上死点(T
DC)の検出を行い(S11),以後,圧縮上死点(T
DC)の検出動作を繰り返す。圧縮上死点(TDC)の
検出の詳細については,後述する。
処理を説明する。図5は,図3に示したコントローラに
おけるDSPメイン処理を示すフローチャートである。 (1)DSPの初期化を行う(S10)。 (2)S10において一旦,初期化が完了すると,気筒
#1〜#4の筒内圧力データを処理して圧縮上死点(T
DC)の検出を行い(S11),以後,圧縮上死点(T
DC)の検出動作を繰り返す。圧縮上死点(TDC)の
検出の詳細については,後述する。
【0025】DSPにおいては,図6に示すAD変換終
了割込み処理が行われる。図6は,図5に示したDSP
メイン処理におけるAD変換終了時の割込み処理を示す
フローチャートである。この割込み処理では,筒内圧力
(即ち,燃焼室圧力)のAD変換結果の読込みからクラ
ンク角度の更新の各ステップが,クランク角度の1°毎
の信号に同期して実行される。 (1)筒内圧力のAD変換結果ADr(i)を読み込む
(S20)。各筒内圧力のAD変換結果ADr(i)
は,燃焼順序i(=1〜4)にPc(i)として読み込
まれる。 (2)次に,クランク角度の初期化が行われる(S2
1)。 (3)筒内圧力データが,メモリに格納される(S2
2)。 (4)気筒判別のための信号,即ち,REF信号が出力
される(S23)。 (5)上死点前信号,即ち,BTDC(Before
Top DeadCenter)信号が出力される(S
24)。 (6)クランク角度が更新される。(S25)。 S21〜S25については,それぞれ,以下に詳細を説
明する。
了割込み処理が行われる。図6は,図5に示したDSP
メイン処理におけるAD変換終了時の割込み処理を示す
フローチャートである。この割込み処理では,筒内圧力
(即ち,燃焼室圧力)のAD変換結果の読込みからクラ
ンク角度の更新の各ステップが,クランク角度の1°毎
の信号に同期して実行される。 (1)筒内圧力のAD変換結果ADr(i)を読み込む
(S20)。各筒内圧力のAD変換結果ADr(i)
は,燃焼順序i(=1〜4)にPc(i)として読み込
まれる。 (2)次に,クランク角度の初期化が行われる(S2
1)。 (3)筒内圧力データが,メモリに格納される(S2
2)。 (4)気筒判別のための信号,即ち,REF信号が出力
される(S23)。 (5)上死点前信号,即ち,BTDC(Before
Top DeadCenter)信号が出力される(S
24)。 (6)クランク角度が更新される。(S25)。 S21〜S25については,それぞれ,以下に詳細を説
明する。
【0026】図7に示すフローチャートを参照してS2
1におけるクランク角度の初期化について説明する。図
7は,図6に示するAD変換終了時の割込み処理におけ
るクランク角度の初期化の処理を示すフローチャートで
ある。 (1)エンジンの始動が行われるような場合に,クラン
ク角度の初期化が既に完了しているか否かを判定する
(S30)。クランク角度の初期化が完了していれば,
直ちにAD変換終了割込みのルーチンに戻る。 (2)クランク角度の初期化が完了していなければ,コ
ントローラ7の作動開始時にクランク角度θを0に設定
する(S31)。 (3)S31におけるクランク角度θの設定の終了で,
クランク角度の初期化が完了する(S32)。
1におけるクランク角度の初期化について説明する。図
7は,図6に示するAD変換終了時の割込み処理におけ
るクランク角度の初期化の処理を示すフローチャートで
ある。 (1)エンジンの始動が行われるような場合に,クラン
ク角度の初期化が既に完了しているか否かを判定する
(S30)。クランク角度の初期化が完了していれば,
直ちにAD変換終了割込みのルーチンに戻る。 (2)クランク角度の初期化が完了していなければ,コ
ントローラ7の作動開始時にクランク角度θを0に設定
する(S31)。 (3)S31におけるクランク角度θの設定の終了で,
クランク角度の初期化が完了する(S32)。
【0027】次に,図8に示すフローチャートを参照し
て,S22における筒内圧力データのメモリへの格納処
理について説明する。図8は,図6に示するAD変換終
了時の割込み処理における筒内圧データのメモリへの格
納処理を示すフローチャートである。 (1)筒内圧力データの格納が終了しているか否かを判
定する(S40)。筒内圧力データの格納が終了してい
れば,このルーチンを実行することなく,AD変換終了
時の割込み処理(図6)に戻る。 (2)筒内圧力データの格納が終了していないと,筒内
圧力データの格納を開始するか否かを判定する(S4
1)。S41への移行は,エンジンの始動クランキング
中の最初の2回転半においてのみ行われる。ただし,エ
ンジンの始動クランキング中の最初の半回転中の筒内圧
力は圧縮上死点の検出に利用されないので,筒内圧力デ
ータの格納を開始せずにAD変換終了時の割込み処理
(図6)に戻る。かかる筒内圧力データの格納の開始と
終了においては,クランク角度の更新処理S25で詳述
する。 (3)筒内圧力データの格納を開始する始動クランキン
グ中では,各気筒#1〜#4のその時のクランク角度θ
における4気筒分の筒内圧力Pc(1)〜Pc(4)
を,それぞれPc(θ,1)〜Pc(θ,4)として格
納する(S42)。 (4)クランク角度θが719であるか否かを判定する
(S43)。クランク角度θが719でなければ,ま
だ,各気筒#1〜#4における4サイクルの動作が一巡
していないので,筒内圧力データの格納を続行するため
クランク角度θが1°更新されて上記の処理が再度行わ
れる。 (5)クランク角度θが719であると,各気筒#1〜
#4における各サイクルが一巡しているので,筒内圧力
データの格納が終了する(S44)。
て,S22における筒内圧力データのメモリへの格納処
理について説明する。図8は,図6に示するAD変換終
了時の割込み処理における筒内圧データのメモリへの格
納処理を示すフローチャートである。 (1)筒内圧力データの格納が終了しているか否かを判
定する(S40)。筒内圧力データの格納が終了してい
れば,このルーチンを実行することなく,AD変換終了
時の割込み処理(図6)に戻る。 (2)筒内圧力データの格納が終了していないと,筒内
圧力データの格納を開始するか否かを判定する(S4
1)。S41への移行は,エンジンの始動クランキング
中の最初の2回転半においてのみ行われる。ただし,エ
ンジンの始動クランキング中の最初の半回転中の筒内圧
力は圧縮上死点の検出に利用されないので,筒内圧力デ
ータの格納を開始せずにAD変換終了時の割込み処理
(図6)に戻る。かかる筒内圧力データの格納の開始と
終了においては,クランク角度の更新処理S25で詳述
する。 (3)筒内圧力データの格納を開始する始動クランキン
グ中では,各気筒#1〜#4のその時のクランク角度θ
における4気筒分の筒内圧力Pc(1)〜Pc(4)
を,それぞれPc(θ,1)〜Pc(θ,4)として格
納する(S42)。 (4)クランク角度θが719であるか否かを判定する
(S43)。クランク角度θが719でなければ,ま
だ,各気筒#1〜#4における4サイクルの動作が一巡
していないので,筒内圧力データの格納を続行するため
クランク角度θが1°更新されて上記の処理が再度行わ
れる。 (5)クランク角度θが719であると,各気筒#1〜
#4における各サイクルが一巡しているので,筒内圧力
データの格納が終了する(S44)。
【0028】次に,図9に示すフローチャートを参照し
て,S23における気筒判別信号(REF信号)の出力
処理について説明する。図9は,図6に示すAD変換終
了時の割込み処理におけるREF信号の出力処理を示す
フローチャートである。 (1)上死点(TDC)検出(詳細は,後述)が終了し
ているか否かを判定する(S50)。TDCの検出が終
了していなければ,このルーチンを実行することなく,
AD変換終了時の割込み処理(図6)に戻る。 (2)TDCの検出が終了していると,このルーチンを
実行している時のクランク角度θが,気筒#1について
TDC検出時のクランク角度,即ち,θt(1)である
か否かを判定する(S51)。クランク角度θがθt
(1)でなければ,AD変換終了時の割込み処理(図
6)に戻る。 (3)クランク角度θがθt(1)であると,DSP1
5は,CPU14に対してクランク軸の2回転で1パル
スのREF信号を出力する(S52)。このREF信号
出力時には,予め定めた気筒が圧縮上死点に到達してい
るので,他の気筒における燃料噴射制御が基準気筒から
の燃焼順序に基づいて定められる。
て,S23における気筒判別信号(REF信号)の出力
処理について説明する。図9は,図6に示すAD変換終
了時の割込み処理におけるREF信号の出力処理を示す
フローチャートである。 (1)上死点(TDC)検出(詳細は,後述)が終了し
ているか否かを判定する(S50)。TDCの検出が終
了していなければ,このルーチンを実行することなく,
AD変換終了時の割込み処理(図6)に戻る。 (2)TDCの検出が終了していると,このルーチンを
実行している時のクランク角度θが,気筒#1について
TDC検出時のクランク角度,即ち,θt(1)である
か否かを判定する(S51)。クランク角度θがθt
(1)でなければ,AD変換終了時の割込み処理(図
6)に戻る。 (3)クランク角度θがθt(1)であると,DSP1
5は,CPU14に対してクランク軸の2回転で1パル
スのREF信号を出力する(S52)。このREF信号
出力時には,予め定めた気筒が圧縮上死点に到達してい
るので,他の気筒における燃料噴射制御が基準気筒から
の燃焼順序に基づいて定められる。
【0029】次に,図10に示すフローチャートを参照
して,S24における上死点前(BTDC)信号の出力
処理について説明する。図10は,図6に示すAD変換
終了時の割込み処理におけるBTDC信号の出力処理を
示すフローチャートである。 (1)上死点(TDC)検出が終了しているか否かを判
定する(S60)。TDCの検出が終了していなけれ
ば,このルーチンを実行することなく,AD変換終了時
の割込み処理(図6)に戻る。 (2)TDCの検出が終了しているのであれば,クラン
ク角度θ(カウント値)が,気筒#1についてのTDC
に対応するクランク角度θt(1)の前60であるか否
かを判定する(S61)。 (3)S61でクランク角度がθt(1)の前60でな
ければ,クランク角度が,気筒#2についてのTDCに
対応するクランク角度θt(2)の前60であるか否か
を判定する(S62)。 (4)同様に,クランク角度が,それぞれ,気筒#3又
は気筒#4についてのTDCに対応するクランク角度θ
t(3)又はθt(4)の前60であるか否かを判定す
る(S63)(S64)。 (5)S61〜S64のいずれかで判定が是であれば,
DSP15は,各判定時にCPU14に対して各気筒に
ついてのBTDC信号を出力する(S65)。BTDC
信号は,クランク軸の2回転で合計4パルス出力され
る。
して,S24における上死点前(BTDC)信号の出力
処理について説明する。図10は,図6に示すAD変換
終了時の割込み処理におけるBTDC信号の出力処理を
示すフローチャートである。 (1)上死点(TDC)検出が終了しているか否かを判
定する(S60)。TDCの検出が終了していなけれ
ば,このルーチンを実行することなく,AD変換終了時
の割込み処理(図6)に戻る。 (2)TDCの検出が終了しているのであれば,クラン
ク角度θ(カウント値)が,気筒#1についてのTDC
に対応するクランク角度θt(1)の前60であるか否
かを判定する(S61)。 (3)S61でクランク角度がθt(1)の前60でな
ければ,クランク角度が,気筒#2についてのTDCに
対応するクランク角度θt(2)の前60であるか否か
を判定する(S62)。 (4)同様に,クランク角度が,それぞれ,気筒#3又
は気筒#4についてのTDCに対応するクランク角度θ
t(3)又はθt(4)の前60であるか否かを判定す
る(S63)(S64)。 (5)S61〜S64のいずれかで判定が是であれば,
DSP15は,各判定時にCPU14に対して各気筒に
ついてのBTDC信号を出力する(S65)。BTDC
信号は,クランク軸の2回転で合計4パルス出力され
る。
【0030】次に,図11に示すフローチャートを参照
して,S25におけるクランク角度の更新処理について
説明する。図11は,図6に示すAD変換終了時の割込
み処理におけるクランク角度の更新処理を示すフローチ
ャートである。 (1)クランク角度θを単位量(1カウント)更新する
(S70)。 (2)エンジン1が停止状態から回転を開始して,筒内
圧力データの格納が終了したか否かが判定される(S7
1)。筒内圧力データの格納は,エンジンの停止状態か
らクランク軸が2回転半するまでは終了しない。特に吸
気弁が閉じて圧縮過程途中にエンジン停止状態となった
気筒については,エンジン停止中に圧力漏れが生じるの
で,クランク軸の最初の半回転の間では筒内圧力の最大
値を正常に検出することができない場合がある。圧縮上
死点の検出にこの期間の筒内圧力データが利用されな
い。また必要なデータ量を格納するには,クランク軸は
2回転することを要する。 (3)筒内圧力データの格納が開始されたか否かが判定
される(S72)。エンジン1が停止状態から半回転の
間では筒内圧力データが取り込まれないので,S72で
はNOと判定される。 (4)クランク角度θが180であるか否かを判定する
(S73)。クランク角度θを更新しているので,θが
次第に増加して180になると,クランク角度θは0に
リセットされると共に,筒内圧力データの格納が開始さ
れる(S74)。 (5)筒内圧力データの格納が開始されていると,クラ
ンク角度θの更新毎に,S72でYESに分岐して,ク
ランク角度θが720未満であるか否かが判定される
(S75)。S74でクランク角度θのリセット後,ク
ランク軸が2回転(カウント値で720)するまでは,
筒内圧力データの格納が続行される。 (6)クランク軸が2回転すると,S75での判定はN
Oとなり,クランク角度θが0にリセットされる(S7
6)。
して,S25におけるクランク角度の更新処理について
説明する。図11は,図6に示すAD変換終了時の割込
み処理におけるクランク角度の更新処理を示すフローチ
ャートである。 (1)クランク角度θを単位量(1カウント)更新する
(S70)。 (2)エンジン1が停止状態から回転を開始して,筒内
圧力データの格納が終了したか否かが判定される(S7
1)。筒内圧力データの格納は,エンジンの停止状態か
らクランク軸が2回転半するまでは終了しない。特に吸
気弁が閉じて圧縮過程途中にエンジン停止状態となった
気筒については,エンジン停止中に圧力漏れが生じるの
で,クランク軸の最初の半回転の間では筒内圧力の最大
値を正常に検出することができない場合がある。圧縮上
死点の検出にこの期間の筒内圧力データが利用されな
い。また必要なデータ量を格納するには,クランク軸は
2回転することを要する。 (3)筒内圧力データの格納が開始されたか否かが判定
される(S72)。エンジン1が停止状態から半回転の
間では筒内圧力データが取り込まれないので,S72で
はNOと判定される。 (4)クランク角度θが180であるか否かを判定する
(S73)。クランク角度θを更新しているので,θが
次第に増加して180になると,クランク角度θは0に
リセットされると共に,筒内圧力データの格納が開始さ
れる(S74)。 (5)筒内圧力データの格納が開始されていると,クラ
ンク角度θの更新毎に,S72でYESに分岐して,ク
ランク角度θが720未満であるか否かが判定される
(S75)。S74でクランク角度θのリセット後,ク
ランク軸が2回転(カウント値で720)するまでは,
筒内圧力データの格納が続行される。 (6)クランク軸が2回転すると,S75での判定はN
Oとなり,クランク角度θが0にリセットされる(S7
6)。
【0031】次に,図12に示すフローチャートを参照
して,S11における上死点(TDC)の検出処理につ
いて説明する。図12は,図5に示すDSPのメイン処
理におけるTDCの検出処理を示すフローチャートであ
る。 (1)既に,TDCの検出が終了したか否かが判定され
る(S80)。TDCの検出が終了していれば,このフ
ローは実行されない。 (2)TDCの検出が終了していない場合には,筒内圧
力データの格納が終了しているか否かが判定される(S
81)。筒内圧力データの格納が終了していない場合
も,このフローは実行されない。 (3)筒内圧力データの格納が終了すると,計算処理上
のクランク角度θが0に設定される(S82)。 (4)各気筒#1〜#4について格納される最高筒内圧
力Pm(1)〜Pm(4)を0に設定して初期化する
(S83)。 (5)S84及びS85は,気筒#1についてのステッ
プである。クランク角度θ(当初は0から開始する)に
おいて,データとして格納した気筒#1の筒内圧力Pc
(θ,1)がPm(1)より大であるか否かを判定する
(S84)。 (6)S84の判定がYESである場合には,筒内圧力
Pc(θ,1)をPm(1)に代入して置き換える。ま
た,その時のクランク角度θを,気筒#1の最高筒内圧
力検出時のクランク角度θm(1)として更新する(S
85)。 (7)S86及びS87は,気筒#2についてのステッ
プである。気筒#2の筒内圧力Pc(θ,2)がPm
(2)より大であるか否かの判定(S86)と,筒内圧
力Pc(θ,1)のPm(1)への置換及び最高筒内圧
力検出時のクランク角度θmの更新(S87)について
は,S84及びS85と同様に行われる。 (8)気筒#3及び#4についても,S84〜S87で
示した気筒#1及び#2と同様の処理が行われる(S8
8)。 (9)クランク角度θを単位量(1カウント)更新する
(S89)。 (10)クランク角度θが720を超えたか否かを判定
する(S90)。クランク角度θが720以下である
と,S84に戻って,最高筒内圧力Pmとそれを検出時
のクランク角度θmを求めるルーチンを繰り返す。 (11)クランク角度θが720を超えると,各気筒#
1〜#4について最高筒内圧力検出時のクランク角度θ
m(1)〜θm(4)を,それぞれθt(1)〜θt
(4)とする(S91)。 (12)θt(1)〜θt(4)が求まると,TDCの
検出が終了する(S92)。
して,S11における上死点(TDC)の検出処理につ
いて説明する。図12は,図5に示すDSPのメイン処
理におけるTDCの検出処理を示すフローチャートであ
る。 (1)既に,TDCの検出が終了したか否かが判定され
る(S80)。TDCの検出が終了していれば,このフ
ローは実行されない。 (2)TDCの検出が終了していない場合には,筒内圧
力データの格納が終了しているか否かが判定される(S
81)。筒内圧力データの格納が終了していない場合
も,このフローは実行されない。 (3)筒内圧力データの格納が終了すると,計算処理上
のクランク角度θが0に設定される(S82)。 (4)各気筒#1〜#4について格納される最高筒内圧
力Pm(1)〜Pm(4)を0に設定して初期化する
(S83)。 (5)S84及びS85は,気筒#1についてのステッ
プである。クランク角度θ(当初は0から開始する)に
おいて,データとして格納した気筒#1の筒内圧力Pc
(θ,1)がPm(1)より大であるか否かを判定する
(S84)。 (6)S84の判定がYESである場合には,筒内圧力
Pc(θ,1)をPm(1)に代入して置き換える。ま
た,その時のクランク角度θを,気筒#1の最高筒内圧
力検出時のクランク角度θm(1)として更新する(S
85)。 (7)S86及びS87は,気筒#2についてのステッ
プである。気筒#2の筒内圧力Pc(θ,2)がPm
(2)より大であるか否かの判定(S86)と,筒内圧
力Pc(θ,1)のPm(1)への置換及び最高筒内圧
力検出時のクランク角度θmの更新(S87)について
は,S84及びS85と同様に行われる。 (8)気筒#3及び#4についても,S84〜S87で
示した気筒#1及び#2と同様の処理が行われる(S8
8)。 (9)クランク角度θを単位量(1カウント)更新する
(S89)。 (10)クランク角度θが720を超えたか否かを判定
する(S90)。クランク角度θが720以下である
と,S84に戻って,最高筒内圧力Pmとそれを検出時
のクランク角度θmを求めるルーチンを繰り返す。 (11)クランク角度θが720を超えると,各気筒#
1〜#4について最高筒内圧力検出時のクランク角度θ
m(1)〜θm(4)を,それぞれθt(1)〜θt
(4)とする(S91)。 (12)θt(1)〜θt(4)が求まると,TDCの
検出が終了する(S92)。
【0032】REF信号が出力されると,図13に示す
ようなREF割込み処理が行われる。図13は,図4に
示すメイン処理においてREF信号がCPU14に入力
されたときの割込み処理を示すフローチャートである。
この割込み処理では,BTDC信号のカウント値CNb
を0にするリセット処理が行われる。即ち,エンジン1
は4気筒エンジンであるので,このカウント値CNbは
0から3までの4つの整数を取り得る。カウント値CN
bが0のときから各気筒での燃料の噴射と着火とが一巡
して,カウント値CNbが4になる前に,REF信号が
出力されて割込処理が行われて,カウント値CNbが0
にセットされる(S100)。
ようなREF割込み処理が行われる。図13は,図4に
示すメイン処理においてREF信号がCPU14に入力
されたときの割込み処理を示すフローチャートである。
この割込み処理では,BTDC信号のカウント値CNb
を0にするリセット処理が行われる。即ち,エンジン1
は4気筒エンジンであるので,このカウント値CNbは
0から3までの4つの整数を取り得る。カウント値CN
bが0のときから各気筒での燃料の噴射と着火とが一巡
して,カウント値CNbが4になる前に,REF信号が
出力されて割込処理が行われて,カウント値CNbが0
にセットされる(S100)。
【0033】S65に基づいてポンプ軸1回転当たり4
回のBTDC信号が出力される。BTDC信号がCPU
14に入力されると,図14に示するようなBTDC信
号割込み処理が行われる。図14は,図4に示したCP
Uメイン処理における,BTDC信号が入力されたとき
の割込み処理を示すフローチャートである。 (1)エンジン1の回転速度が計算される(S11
0)。即ち,前回のBTDC信号が出力されてから今回
のBTDC信号が出力されるまでに要した時間に基づい
て,単位時間当たりのエンジン1の回転速度が算出され
る。 (2)BTDC信号のカウント値CNbが0であるか否
かを判定する(S111)。カウント値CNbが0であ
れば,燃焼順序i=1の気筒(#1)に設けられたイン
ジェクタ31の燃料噴射処理(S2〜S5とその後の燃
料噴射の実行)を行う(S112)。このインジェクタ
の処理のタイミングの概要については,図3の最下段の
グラフに示されている。 (3)S111での判定においてカウント値CNbが0
でなければ,直ちにS113に移行し,カウント値CN
bが1であるか否かを判定する(S113)。 (4)カウント値CNbが1であれば,i=2の気筒
(#3)に設けられたインジェクタ33の燃料噴射処理
(S2〜S5とその後の燃料噴射の実行)を行う(S1
14)。 (5)S113での判定においてカウント値CNbが1
でなければ,直ちにS115に移行し,以下上記と同様
な判定処理と判定処理においてYESである場合のイン
ジェクタの燃料噴射処理とが行われる(S115)。 (6)S112,S114,或いは,S115で,#1
〜#4の何れかのインジェクタ3の燃料噴射処理を行う
と,対応していたカウント値CNbの判定以外の判定で
は必ずNOとなるので,カウント値CNbに1を増加し
たものを新たなカウント値CNbにして(S116),
この割込み処理を終了する。次回のこの割込み処理にお
いても,次のカウント値CNbに対する判定は,S11
1,S113又はS115での同様の判定のいずれかで
YESとなる。順次増加するカウント値CNbが3にな
ると,カウント値CNbが4になる前にREF信号の割
込み処理(S100)にて,カウント値CNbは0にリ
セットされる。
回のBTDC信号が出力される。BTDC信号がCPU
14に入力されると,図14に示するようなBTDC信
号割込み処理が行われる。図14は,図4に示したCP
Uメイン処理における,BTDC信号が入力されたとき
の割込み処理を示すフローチャートである。 (1)エンジン1の回転速度が計算される(S11
0)。即ち,前回のBTDC信号が出力されてから今回
のBTDC信号が出力されるまでに要した時間に基づい
て,単位時間当たりのエンジン1の回転速度が算出され
る。 (2)BTDC信号のカウント値CNbが0であるか否
かを判定する(S111)。カウント値CNbが0であ
れば,燃焼順序i=1の気筒(#1)に設けられたイン
ジェクタ31の燃料噴射処理(S2〜S5とその後の燃
料噴射の実行)を行う(S112)。このインジェクタ
の処理のタイミングの概要については,図3の最下段の
グラフに示されている。 (3)S111での判定においてカウント値CNbが0
でなければ,直ちにS113に移行し,カウント値CN
bが1であるか否かを判定する(S113)。 (4)カウント値CNbが1であれば,i=2の気筒
(#3)に設けられたインジェクタ33の燃料噴射処理
(S2〜S5とその後の燃料噴射の実行)を行う(S1
14)。 (5)S113での判定においてカウント値CNbが1
でなければ,直ちにS115に移行し,以下上記と同様
な判定処理と判定処理においてYESである場合のイン
ジェクタの燃料噴射処理とが行われる(S115)。 (6)S112,S114,或いは,S115で,#1
〜#4の何れかのインジェクタ3の燃料噴射処理を行う
と,対応していたカウント値CNbの判定以外の判定で
は必ずNOとなるので,カウント値CNbに1を増加し
たものを新たなカウント値CNbにして(S116),
この割込み処理を終了する。次回のこの割込み処理にお
いても,次のカウント値CNbに対する判定は,S11
1,S113又はS115での同様の判定のいずれかで
YESとなる。順次増加するカウント値CNbが3にな
ると,カウント値CNbが4になる前にREF信号の割
込み処理(S100)にて,カウント値CNbは0にリ
セットされる。
【0034】
【発明の効果】この発明によるエンジンの圧縮上死点検
出装置は,上記のように構成されているので,次のよう
な効果を奏する。即ち,コントローラは,エンジンの非
燃焼状態において,エンジンの各気筒に設けられた筒内
圧力センサの出力に基づいて各気筒の最高筒内圧力を求
め,最高筒内圧力検出時にクランク角度センサが検出し
たクランク角度を各気筒の圧縮上死点と決定する。各気
筒の上死点を決定するために上死点位置や上死点前の予
め決められた角度位置にクランク角度を定めるセンサ
や,多気筒エンジンで特定の気筒を判別する気筒判別セ
ンサを設ける必要がなく,エンジンの回転に関するセン
サとしては,基本的に単位のクランク角度(例えば1°
毎のクランク角度)を検出するセンサと,燃料噴射制御
に用いる筒内圧力を検出するセンサとのみで高精度でエ
ンジンの圧縮上死点が検出される。上死点や気筒判別用
の光学的或いは電磁的なセンサを設けるとすると,一つ
の回転板に種類の異なる透孔又は歯や2つのフォトセン
サ又はピックアップを設ける必要があるが,そのような
回転板やセンサ類が不要となる。
出装置は,上記のように構成されているので,次のよう
な効果を奏する。即ち,コントローラは,エンジンの非
燃焼状態において,エンジンの各気筒に設けられた筒内
圧力センサの出力に基づいて各気筒の最高筒内圧力を求
め,最高筒内圧力検出時にクランク角度センサが検出し
たクランク角度を各気筒の圧縮上死点と決定する。各気
筒の上死点を決定するために上死点位置や上死点前の予
め決められた角度位置にクランク角度を定めるセンサ
や,多気筒エンジンで特定の気筒を判別する気筒判別セ
ンサを設ける必要がなく,エンジンの回転に関するセン
サとしては,基本的に単位のクランク角度(例えば1°
毎のクランク角度)を検出するセンサと,燃料噴射制御
に用いる筒内圧力を検出するセンサとのみで高精度でエ
ンジンの圧縮上死点が検出される。上死点や気筒判別用
の光学的或いは電磁的なセンサを設けるとすると,一つ
の回転板に種類の異なる透孔又は歯や2つのフォトセン
サ又はピックアップを設ける必要があるが,そのような
回転板やセンサ類が不要となる。
【図1】この発明によるエンジンの圧縮上死点検出装置
が適用されたエンジンの概要を示す模式図である。
が適用されたエンジンの概要を示す模式図である。
【図2】図1に示すエンジンのクランク角度の経過に伴
う各インジェクタでの筒内圧力及びインジェクタ処理の
概要を示すグラフである。
う各インジェクタでの筒内圧力及びインジェクタ処理の
概要を示すグラフである。
【図3】この発明によるエンジンの燃焼噴射に関する制
御を行うコントローラの概要を示すブロック図である。
御を行うコントローラの概要を示すブロック図である。
【図4】図3に示したコントローラにおけるCPUのメ
イン処理を示すフローチャートである。
イン処理を示すフローチャートである。
【図5】図3に示したコントローラにおけるDSPメイ
ン処理を示すフローチャートである。
ン処理を示すフローチャートである。
【図6】図5に示したDSPメイン処理におけるAD変
換終了時の割込み処理を示すフローチャートである。
換終了時の割込み処理を示すフローチャートである。
【図7】図6に示すAD変換終了時の割込み処理におけ
るクランク角度の初期化の処理を示すフローチャートで
ある。
るクランク角度の初期化の処理を示すフローチャートで
ある。
【図8】図6に示すAD変換終了時の割込み処理におけ
る筒内圧データのメモリへの格納処理を示すフローチャ
ートである。
る筒内圧データのメモリへの格納処理を示すフローチャ
ートである。
【図9】図6に示すAD変換終了時の割込み処理におけ
るREF信号の出力処理を示すフローチャートである。
るREF信号の出力処理を示すフローチャートである。
【図10】図6に示すAD変換終了時の割込み処理にお
けるBTDC信号の出力処理を示すフローチャートであ
る。
けるBTDC信号の出力処理を示すフローチャートであ
る。
【図11】図6に示すAD変換終了時の割込み処理にお
けるクランク角度の更新処理を示すフローチャートであ
る。
けるクランク角度の更新処理を示すフローチャートであ
る。
【図12】図5に示すDSPのメイン処理におけるTD
Cの検出処理を示すフローチャートである。
Cの検出処理を示すフローチャートである。
【図13】図4に示すメイン処理においてREF信号が
CPU14に入力されたときの割込み処理を示すフロー
チャートである。
CPU14に入力されたときの割込み処理を示すフロー
チャートである。
【図14】図4に示したCPUメイン処理における,B
TDC信号が入力されたときの割込み処理を示すフロー
チャートである。
TDC信号が入力されたときの割込み処理を示すフロー
チャートである。
【図15】従来の上死点検出機構を示す図である。
【図16】図16はクランク角度で見た上死点誤差に対
する燃焼室内での熱発生率の影響を示すグラフである。
する燃焼室内での熱発生率の影響を示すグラフである。
1 多気筒エンジン 3,31〜34 インジェクタ 4,41〜44 筒内圧力センサ 5 クランク軸 7 コントローラ 10 クランク角度センサ θ クランク角度 θm 最高筒内圧力検出時のクランク角度 θt 圧縮上死点検出時のクランク角度 Pc 筒内圧力 Pm 最高筒内圧力
Claims (6)
- 【請求項1】 エンジンのクランク角度を検出するクラ
ンク角度センサ,前記エンジンの各気筒に設けられて前
記各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力センサ,及び前
記筒内圧力センサの出力に基づいて前記エンジンの非燃
焼状態における前記各気筒の最高筒内圧力を求めると共
に最高筒内圧力時の前記クランク角度を前記各気筒の圧
縮上死点と決定するコントローラから成るエンジンの圧
縮上死点検出装置。 - 【請求項2】 前記クランク角度センサは単位クランク
角度毎のクランク角度を検出するセンサであり,前記筒
内圧力センサは前記クランク角度センサによる前記クラ
ンク角度の検出と同期して前記筒内圧力を検出すること
から成る請求項1に記載のエンジンの圧縮上死点検出装
置。 - 【請求項3】 前記エンジンの非燃焼状態はエンジン始
動クランキング開始時における前記エンジンの状態であ
り,前記エンジンは4サイクルで駆動され,前記コント
ローラは,エンジンのクランク軸が少なくとも2回転す
る間に前記筒内圧力センサが検出した前記筒内圧力の最
大値を最高筒内圧力として記憶することから成る請求項
1又は2に記載のエンジンの圧縮上死点検出装置。 - 【請求項4】 前記コントローラは,前記クランク軸の
回転開始直後の少なくとも半回転した後に前記筒内圧力
センサが検出した前記筒内圧力を,前記各気筒の最高筒
内圧力を求めるためのデータとして採用することから成
る請求項3に記載のエンジンの圧縮上死点検出装置。 - 【請求項5】 前記コントローラは,前記圧縮上死点と
決定された前記クランク角度に基づいて,各気筒への燃
料噴射に関する基準となる予め決められたクランク角度
を決定していることから成る請求項1〜4のいずれか1
項に記載のエンジンの圧縮上死点検出装置。 - 【請求項6】 予め決められた前記クランク角度は,各
気筒における前記圧縮上死点より予め設定された角度を
逆上った上死点前クランク角度,及び気筒判別のための
基準クランク角度であることから成る請求項5に記載の
エンジンの圧縮上死点検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10022561A JPH11210546A (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | エンジンの圧縮上死点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10022561A JPH11210546A (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | エンジンの圧縮上死点検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11210546A true JPH11210546A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12086289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10022561A Pending JPH11210546A (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | エンジンの圧縮上死点検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11210546A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100428164B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2004-04-28 | 현대자동차주식회사 | 실린더 압력 센서를 이용한 크랭크 각 보정 방법 |
US7117082B2 (en) | 2004-06-10 | 2006-10-03 | Denso Corporation | Controller for internal combustion engine |
JP2008267352A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | クランク角補正装置及びクランク角補正方法 |
JP2010196556A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Denso Corp | 発熱量算出装置、内燃機関の制御装置及びインジェクタの異常検出装置 |
US7921699B2 (en) | 2008-01-11 | 2011-04-12 | Denso Corporation | Apparatus for detecting rotational position of internal combustion engine |
JP2013007359A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Denso Corp | エンジン制御装置 |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP10022561A patent/JPH11210546A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100428164B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2004-04-28 | 현대자동차주식회사 | 실린더 압력 센서를 이용한 크랭크 각 보정 방법 |
US7117082B2 (en) | 2004-06-10 | 2006-10-03 | Denso Corporation | Controller for internal combustion engine |
DE102005026724B4 (de) * | 2004-06-10 | 2013-01-24 | Denso Corporation | Steuerung für einen Verbrennungsmotor |
JP2008267352A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | クランク角補正装置及びクランク角補正方法 |
US7921699B2 (en) | 2008-01-11 | 2011-04-12 | Denso Corporation | Apparatus for detecting rotational position of internal combustion engine |
JP2010196556A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Denso Corp | 発熱量算出装置、内燃機関の制御装置及びインジェクタの異常検出装置 |
JP2013007359A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Denso Corp | エンジン制御装置 |
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