CN102171434A - 汽缸内压力传感器异常检测装置、汽缸内压力传感器异常检测方法、内燃机控制装置 - Google Patents

汽缸内压力传感器异常检测装置、汽缸内压力传感器异常检测方法、内燃机控制装置 Download PDF

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Abstract

提供能够检测汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常的汽缸内压力传感器异常检测装置、或汽缸内压力传感器异常检测方法。汽缸内压力传感器(5)具有施加了预加载荷的应变计元件(20)。在内燃机运转过程中，判定进气压力Pim和排气压力Pex的比Pim/Pex是否为1。在Pim/Pex为1时进行温度漂移复位。如果在温度漂移复位后，成为Pim的计算基础的V(Pim)与电路极限值Vmin一致，则判定为是预加载体消失异常。

Description

汽缸内压力传感器异常检测装置、汽缸内压力传感器异常检测方法、内燃机控制装置
技术领域
本发明涉及汽缸内压力传感器的异常检测装置、汽缸内压力传感器的异常检测方法、内燃机控制装置。
背景技术
以往，例如，如日本特开2005-291091号公报中公开的那样，已知有用于测量内燃机的汽缸内压力的汽缸内压力传感器。在汽缸内压力传感器中有将压电元件作为压力检测元件使用的压电方式传感器，和将应变计作为压力检测元件使用的应变计式传感器。对于这些方式的汽缸内压力传感器，一般来说，以灵敏性良好地测量汽缸内压力为目的，以在压力检测元件中施加了预加载荷的状态安装于内燃机，如此进行设计、制造或安装。专利文献1也同样，将施加了预加载荷的压电元件安装在内燃机的汽缸盖。
专利文献1：日本特开2005-291091号公报
专利文献2：日本特开平7-301145号公报
专利文献3：日本特开2007-327502号公报
专利文献4：日本特开2005-330904号公报
专利文献5：日本实开平7-29436号公报
专利文献6：日本特开2006-64675号公报
本申请发明者，进行研究的结果得到以下的结论。也就是说，在内燃机运转过程中，发生爆震等异常燃烧的急剧燃烧的同时，有时会发生冲击力。另外，汽缸内压力与通常时相比也有时会非常大。由此，而对汽缸内压力传感器施加急剧的冲击力或过大的压力。这些冲击力和过大的压力的影响有可能大到使汽缸内压力传感器产生塑性变形的程度。由于该塑性变形的方向和大小不同，有可能汽缸内压力传感器的构造向缓和压力检测元件的预加载荷的方向发生变化。若预加载荷缓和了，则通过预加载荷而提高了的输出灵敏性降低，其结果是，对汽缸内压力的测量形成障碍。对于这样的预加载荷消失引起的汽缸内压力传感器的异常的检测，在以往的技术中没有有效的手段。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供能够检测汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常的汽缸内压力传感器异常检测装置、或者、汽缸内压力传感器异常检测方法。
另外，本发明的另外的目的在于，提供能够将起因于汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常的对内燃机的运转状态的坏影响进行抑制的内燃机控制装置。
为了实现上述目的，本发明之1是汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，具备：
取得单元，其与具备被施加了预加载荷的压力检测元件的汽缸内压力传感器连接，并取得该汽缸内压力传感器的输出；
输出异常检测单元，检测上述汽缸内压力传感器的输出特性是否产生了不灵敏区；
漂移复位单元，降低或消除上述汽缸内压力传感器的输出漂移；和
预加载荷消失异常检测单元，在由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后，基于上述汽缸内压力传感器的输出特性是否存在不灵敏区，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
另外，本发明之2，基于本发明之1，其特征在于，
上述漂移复位单元包含异常时漂移复位单元，在上述输出异常检测单元检测出产生了上述不灵敏区的情况下，该异常时漂移复位单元降低或消除上述汽缸内压力传感器的输出漂移，
上述预加载荷消失异常检测单元在由上述异常时漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后，基于上述汽缸内压力传感器的输出特性是否存在不灵敏区，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
另外，本发明之3，基于本发明之2，其特征在于，
上述输出异常检测单元，检测上述汽缸内压力传感器的输出特性是否产生了妨碍测量的不灵敏区，该测量是对计量对象汽缸的进气压力和排气压力的至少一方的测量。
另外，本发明之4，基于本发明之1～3的任意一项，其特征在于，
上述漂移复位单元降低或消除输出漂移，直到至少达到能够测量计量对象汽缸的进气压力和排气压力之中较低的压力的程度，
上述预加载荷消失异常检测单元在由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后，基于妨碍对计量对象汽缸的进气压力和排气压力中至少一方进行的测量的不灵敏区是否存在，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
另外，本发明之5，基于本发明之1～4的任意一项，其特征在于，具备：
进气冲程汽缸内压力取得单元，基于上述汽缸内压力传感器的输出，取得计量对象汽缸的进气冲程中的汽缸内压力即进气冲程汽缸内压力；和
排气冲程汽缸内压力取得单元，基于上述汽缸内压力传感器的输出，取得计量对象汽缸的排气冲程中的汽缸内压力即排气冲程汽缸内压力，
上述输出异常检测单元包含压力比异常检测单元，该压力比异常检测单元基于上述进气冲程汽缸内压力和上述排气冲程汽缸内压力的比检测上述不灵敏区。
另外，本发明之6，基于本发明之5，其特征在于，
还具备条件判定单元，该条件判定单元判定内燃机是否处于进气冲程中的汽缸内压力和排气冲程中的汽缸内压力之差比通常运转过程中的压力差大的状态，
上述压力比异常检测单元在由上述条件判定单元判定为进气冲程中的汽缸内压力和排气冲程中的汽缸内压力之差较大的情况下，检测是否产生了上述不灵敏区。
另外，本发明之7，基于本发明之5，其特征在于，具备：
燃料切断检测单元，检测是否已进行了内燃机的燃料切断；
闭锁单元，在上述内燃机的燃料切断过程中闭锁该内燃机的进气通路，
上述压力比异常检测单元当上述进气通路已被闭锁时，检测是否产生了上述不灵敏区。
另外，本发明之8，基于本发明之5～7的任意一项，其特征在于，
上述输出异常检测单元根据上述压力比异常检测单元的检测结果、进气冲程中的上述汽缸内压力传感器的输出的大小或波动，对上述不灵敏区的产生进行检测。
另外，本发明之9，基于本发明之1～8的任意一项，其特征在于，
上述预加载荷消失异常检测单元根据由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后的上述汽缸内压力传感器的输出值和上述汽缸内压力传感器的输出信号范围的上限值或下限值即输出界限值之间的比较，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
另外，本发明之10，基于本发明之1～8的任意一项，其特征在于，
上述预加载荷消失异常检测单元根据由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后的计量对象汽缸的进气冲程中的上述汽缸内压力传感器的输出变化率，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
为了实现上述目的，本发明之11，是内燃机控制装置，其特征在于，具备：
汽缸内压力传感器，其具备被施加了预加载荷的压力检测元件；
控制单元，其利用上述汽缸内压力传感器的输出来控制内燃机；
权利要求1～10的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其把上述汽缸内压力传感器作为预加载荷消失异常的检测对象；和
限制单元，在检测出上述汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常的情况下，以不使用该汽缸内压力传感器的输出之中的由于预加载荷消失异常而产生的不灵敏区域的输出的方式，限制上述控制单元使用上述汽缸内压力传感器的输出。
另外，本发明之12，基于本发明之11，其特征在于，
上述控制单元包含参数计算单元，该参数计算单元使用上述汽缸内压力传感器发出的输出中的一部分的输出来计算与内燃机控制相关的参数，
上述限制单元包含：
影响判定单元，判定上述参数计算单元使用的上述一部分的输出是否产生了预加载荷消失异常的影响；和
传感器输出使用限制单元，当上述参数计算单元使用的上述一部分的输出产生了预加载荷消失异常的影响的情况下，禁止以上述汽缸内压力传感器的输出为基础的上述参数计算单元的计算，或者禁止基于上述参数计算单元计算出的参数的内燃机的控制。
为了实现上述目的，本发明之13，是汽缸内压力传感器异常检测方法，其特征在于，
基于具备被施加了预加载荷的压力检测元件的汽缸内压力传感器的输出特性是否产生了即使对该汽缸内压力传感器实施输出漂移消除措施也不能消除的不灵敏区，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
根据本发明之1，能够检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。也就是说，预加载荷消失，是起因于汽缸内压力传感器的预加载荷在事后消失这一情况，在汽缸内压力传感器的输出特性中产生不灵敏区。另一方面，例如，起因于汽缸内压力传感器周边温度变化等，汽缸内压力传感器的输出，整体上升或下降达到产生不灵敏区的程度(所谓输出漂移)。这样的输出漂移，通过对汽缸内压力传感器实施漂移消除措施能够消除。但是，预加载荷消失异常，是汽缸内压力传感器的硬件上的异常，不是能够通过漂移消除措施恢复的。根据本发明之1，着眼于该点，具有基于实施输出漂移消除措施后的汽缸内压力传感器的输出异常，检测有无预加载荷消失异常的单元。由此，能够检测出汽缸内压力传感器的输出异常是由于预加载荷消失异常而产生的这一情况。
根据本发明之2，与输出异常检测单元检测出不灵敏区相应，来降低或消除汽缸内压力传感器的输出漂移，之后，利用预加载荷消失异常检测单元检测预加载荷消失的异常。由此，能够迅速且可靠地检测出所产生的不灵敏区是即使实施输出漂移消除措施也不能消除的这一情况。
根据本发明之3能够迅速地检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。也就是说，进气压力和排气压力，在燃烧循环中的汽缸内压力之中相对地是低压。预加载荷消失异常的影响，在其特性上，首先，有可能以妨碍测量进气压力和排气压力的形式表现出来。根据本发明之3，通过检测有无针对进气压力和排气压力的不灵敏区，能够迅速地检测出有可能已产生预加载荷消失异常这一情况。其结果是，根据本发明之3，能够迅速地检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。
根据本发明之4，能够可靠地检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。也就是说，根据本发明之4，能够使输出漂移充分地恢复，直到能够测量进气压力和排气压力之中较低一方的压力的程度。也就是，能够可靠地进行针对输出漂移的充分的措施。之后，能够基于在充分地对输出漂移进行恢复后的输出特性中是否具有不灵敏区，进行有无预加载荷消失异常的检测。其结果是，能够可靠地检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。
根据本发明之5，能够基于从汽缸内压力传感器的输出得到的进气压力和排气压力的比检测出汽缸内压力传感器的输出异常。一般，如果是进行进气量控制的内燃机，排气压力和进气压力的大小充分地有较大不同。因此，能够基于它们的比值的大小的值，检测出在汽缸内压力传感器的输出的进气压力侧和排气压力侧的双方是否产生了不灵敏区。
根据本发明之6，能够在进气压力和排气压力之差比通常运转过程中的压力差大的状态下，进行基于进气压力和排气压力之比的输出异常检测。由此，能够提高基于进气压力和排气压力之比的输出异常检测的精度。
根据本发明之7，能够在进气压力和排气压力之差进一步变大的进气通路闭锁状态下，进行基于进气压力和排气压力之比的输出异常检测。由此，能够提高基于进气压力和排气压力之比的输出异常检测的精度。
根据本发明之8，能够将预加载荷消失的影响只妨碍进气压力的测量的情况作为预加载荷消失异常的判定对象可靠地检测出。也就是说，如果预加载荷消失的程度明显了，则压力检测元件的灵敏性的降低甚至到妨碍测量进气压力和排气压力的双方的程度。但是，也可能有时在妨碍进气压力的测量而不妨碍排气压力的测量的程度发生预加载荷消失。根据本发明之8，即使在这样的情况下，也能够全部作为输出异常而检测出。
根据本发明之9，能够基于汽缸内压力传感器的输出值的大小，检测出有无成为预加载荷消失异常检出的基础的不灵敏区。
根据本发明之10，能够得到如下的效果。也就是说，在汽缸内压力传感器中产生了不灵敏区的情况下，汽缸内压力传感器的输出，如果除了噪声等应该不会发生实质性的变化。如果是由于预加载荷消失而首先产生了不灵敏区，则是压力值较低(基本上是负压的)进气冲程中。因此，如果以进气冲程中的汽缸内压力传感器的输出变化率为基础，则能够检测出在汽缸内压力传感器中存在不灵敏区这一情况。进而，如果以汽缸内压力传感器的输出变化率为基础，则能够在不灵敏区域的输出值不同的多个状况下，共同地检测出汽缸内压力传感器的不灵敏区。也就是，根据本发明之10，能够对不灵敏区域的输出值不同的多个状况进行灵活应对。
根据本发明之11，能够在通过本发明之1～10的汽缸内压力传感器异常检测装置检测出预加载荷消失异常的情况下，限制对汽缸内压力传感器的输出的一部分或全部的使用。因此，能够抑制包含预加载荷消失异常的影响的汽缸内压力传感器输出给内燃机控制带来坏影响的情况。其结果是，能够抑制起因于预加载荷消失异常的针对内燃机运转状态的坏影响。
根据本发明之12，能够抑制将包含预加载荷消失异常的影响的汽缸内压力传感器输出在参数计算单元中使用的情况。而且，根据本发明之12，对于在参数计算单元不使用的区域产生预加载荷消失异常的影响的情况，能够允许这样的异常。其结果是，能够在抑制针对内燃机运转状态的坏影响的同时，继续使用汽缸内压力传感器输出之中能够使用的输出。
根据本发明之13，能够检测出有无预加载荷消失异常。也就是说，对于输出漂移，能够通过对汽缸内压力传感器实施漂移消除措施来进行补偿。但是，对于预加载荷消失异常，由于是汽缸内压力传感器的硬件上的异常，所以不是通过漂移消除措施能够恢复的。根据本发明之13，能够基于在实施了输出漂移消除措施之后也仍然存在汽缸内压力传感器的不灵敏区，检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。
附图说明
图1是表示在本发明的实施方式1中作为前提的内燃机构成的图。
图2是汽缸内压力传感器5的主要部分的示意性的截面图。
图3是示意性地表示汽缸内压力传感器5中的正常状态的输出特性60和预加载荷消失异常时的输出特性62的图。
图4是用于说明预加载荷消失异常和起因于温度漂移等的简单的输出偏置之间的不同的示意图。
图5用于说明预加载荷消失异常和温度漂移之间的不同的图。
图6是用于说明实施方式1涉及的第1预兆判定的图。
图7是用于说明实施方式1涉及的第2预兆判定的图。
图8是在实施方式1中ECU50执行的程序的流程图。
图9是用于说明实施方式2涉及的预加载荷消失异常检测方法的图。
图10是表示与曲轴角相应的基于汽缸内压力传感器5的输出的汽缸内压力的值的变化率的图。
图11是在实施方式2中ECU50执行的程序的流程图。
图12是在实施方式3中ECU50执行的程序的流程图。
图13是表示在实施方式4的空气量检测程序中使用了汽缸内压力传感器5的输出的期间的图。
图14是表示在实施方式4的MFB计算程序中使用了汽缸内压力传感器5的输出的期间的图。
图15是表示在实施方式4的爆震检测用程序中使用了汽缸内压力传感器5的输出的期间的图。
图16是在实施方式4中ECU50执行的程序的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
[实施方式1的构成]
(内燃机的系统构成)
图1表示本发明的实施方式1中作为前提的内燃机的构成。在实施方式1中，在图1的内燃机中搭载了本发明的汽缸内压力传感器异常检测装置。在图1中，为了方便只表示了1个汽缸，但是，也能够将本发明应用于多汽缸内燃机。
图1所示的内燃机，在进气通路具有空气滤清器1、节气门2、空气流量计3及浪涌调整槽4。浪涌调整槽4的下游，通过进气泵及进气门与燃烧室连通。另外，对于图1的内燃机，在内燃机上部即汽缸盖侧安装了汽缸内压力传感器5、火花塞6及燃料直喷喷射器7。图1的内燃机具有曲轴转角传感器8、爆震传感器9。另外，图1的内燃机在排气通路分别安装了催化剂10及催化剂11。此外，也安装了空燃比传感器等废气传感器，但省略了图示。
图1的内燃机具有ECU(Electronic Control Unit)50。分别地向ECU50输入节气门2的开度TA、基于空气流量计3的输出的进气量KLAFM、基于曲轴转角传感器8的输出的曲轴转角CA、基于汽缸内压力传感器5的输出的汽缸内压力PC、以及、爆震传感器9的输出KNK。另外，ECU50基于点火正时SA和燃料喷射率tau之类的各种控制参数控制火花塞6、燃料直喷喷射器7。
(汽缸内压力传感器5的构成)
图2是汽缸内压力传感器5的主要部分的示意性的截面图。汽缸内压力传感器5具有电压值与压力相应进行变化的应变计元件20。应变计元件20被安装于壳体22。如图2所示那样，壳体22与壳体24焊接接合，壳体24进一步与压力薄膜28成为一体。在由壳体22和壳体24形成的内部空间收纳传递杆26。
应变计元件20在实施方式1中是硅片型的元件。对于应变计元件20，在制造工程的过程中施加了载荷。实际上，被搭载于汽缸内压力传感器5并安装在内燃机时，应变计元件20承受了预先施加的载荷(以下、称为“预加载荷”)。主要是，以零点偏置调整为目的而施加了预加载荷。也就是说，为了与汽缸内压力为0[MPa]时的输出值配合而对汽缸内压力传感器5的输出特性进行调整，对应变计元件20施加了预加载荷。通过施加预加载荷，应变计元件20能够在成为测量汽缸内压力的对象的汽缸的燃烧循环中的压力范围内，以充分的灵敏度产生与压力相应的电压。此外，以下，为了方便，将成为测量汽缸内压力的对象的汽缸简单地称为“测量对象汽缸”。
汽缸内压力传感器5，以图2纸面下方侧朝向燃烧室侧的方式被配置。压力薄膜28承受汽缸内的压力，并且，该压力通过传递杆26最终被传递到应变计元件20侧。其结果是，应变计元件20发生应变，汽缸内压力传感器5产生的电压值发生变化。能够基于该电压值测量汽缸内压力。
在图2中作为方框图表示了电路部30及漂移复位部30a。应变计元件20的输出被输入到电路部30。该电路部30具有将应变计元件20的电信号的变化作为汽缸内压力传感器5的输出向外部输出的作用。另外，在实施方式1中，搭载了用于消除温度漂移的影响的漂移复位部30a。电路部30及漂移复位部30a与ECU50连接。
一般来说，例如，公知，起因于汽缸内压力传感器周围的温度变化等，汽缸内压力传感器的输出整体上上升或下降(所谓的输出漂移)。与温度变化相应的漂移被称为温度漂移。汽缸内压力传感器的输出电平由于温度漂移而较大地偏移，多数时候其成为问题。在实施方式1中，为了应对汽缸内压力传感器5的温度漂移，电路部30具有漂移复位部30a。而且，在ECU50中预先组装了检测温度漂移的功能。在实施方式1中，ECU50根据需要进行漂移复位部30a的控制，由此，能够通过漂移消除措施进行补偿。
此外，对消除汽缸内压力传感器的输出漂移的构成没有限定。也就是说，不管硬件上的构成还是软件上的构成，以往已知了与汽缸内压力传感器的构成相应的各种周围电路和输出漂移消除方法。只要通过适当地将这些公知技术进行使用或者应用，来将用于消除温度漂移的功能搭载于内燃机即可。
[实施方式1涉及的异常判定]
(预加载荷消失异常的分析结果)
本申请的发明者，通过认真研究进行了预加载荷消失分析，并得到了以下的见解。也就是说，对于汽缸内压力传感器，广泛使用了将压电元件作为压力检测元件而使用的压电方式传感器、和将应变计作为压力检测元件而使用的应变计式传感器。一般来说，为了灵敏度良好地测量汽缸内压力，将这些方式的汽缸内压力传感器，以在压力检测元件中施加了预加载荷的状态安装于内燃机。如上述那样，实施方式1的汽缸内压力传感器5也施加了预加载荷。
在内燃机的运转中有可能产生急剧的冲击力和过大的压力。即，伴随于爆震急剧燃烧而产生冲击力，或，汽缸内压力与通常时相比变得非常大。即使是实施方式1，也有可能受到这些冲击力和过大的压力的影响，汽缸内压力传感器5产生塑性变形。具体地说，例如，壳体22和传递杆26的接触部分出现过大的力，而破坏了传递杆26的前端。另外，壳体22和壳体24之间的焊接部发生塑性变形。该塑性变形，有可能缓和了应变计元件20的预加载荷。其结果是，有可能使通过预加载荷而提高了的输出灵敏度会下降，对汽缸内压力的测量产生障碍。
图3～图5是用于本申请发明者对预加载荷消失更详细地进行分析而得到的内容的图。以下，使用图3～图5，详细地说明由于预加载荷消失而引起的汽缸内压力传感器的异常。
图3示意地表示汽缸内压力传感器5的、正常状态的输出特性60和预加载荷消失异常时的输出特性62。图3的纵轴，表示汽缸内压力传感器5的输出电压，图3的横轴，表示汽缸内压力传感器5计量的压力P(即，内燃机的汽缸内压力，向薄膜28施加的压力)。图3中的电压V0，是零点偏置后的正常状态下的汽缸内压力传感器5的零点输出。另一方面，图3的电压Vmin，意味着汽缸内压力传感器5的硬件上的输出电压下限值、即汽缸内压力传感器5的内部电路能够产生的输出电压的下限。以下，为了方便，将汽缸内压力传感器的硬件上的最低电压值称为“电路极限值”。另外，也将汽缸内压力传感器的输出下限已下降到电路极限值的状态称为“下方输出饱和”，也将产生了下方输出饱和的部分的汽缸内压力传感器的输出称为“下方输出饱和点”。
如上述那样，对于汽缸内压力传感器5，通常，利用预加载荷被实施了零点偏置。因此，在正常状态下，汽缸内压力传感器5的输出电压，与压力P增大相应从电压V0上升。但是，若在应变计元件20中发生了预加载荷消失，则汽缸内压力传感器5的输出电压的平均值，整体向低电压侧偏移。若这样的向低电压侧的偏移量较大，则汽缸内压力传感器5的输出电压发生偏移，甚至达到低压力区域侧的汽缸内压力传感器5的输出电压下降到电路极限值Vmin以下的程度。其结果是，如图3的输出特性62那样而产生不灵敏区，妨碍了低压力侧的压力测量。
图4是用于说明预加载荷消失异常和起因于温度漂移等的简单的输出偏置之间的不同的示意图。如果是温度漂移，汽缸内压力传感器的输出电平与温度相应而较大地偏移(例如，参照日本特开平7-301145号公报)。在由于温度漂移汽缸内压力传感器5的输出明显向低电压偏移了的情况下，可以假定如图4的输出特性70那样产生不灵敏区。在此，如果起因于温度漂移而产生了输出特性70，则通过进行温度漂移的补偿措施，如输出特性72或74那样，输出特性恢复。也就是说，消除了不灵敏区。但是，如果输出特性70是由于与图3的输出特性60相同的理由、即预加载荷消失异常而产生的，则即使实施温度漂移补偿措施输出特性也不恢复。也就是说，即使实施温度漂移补偿措施，如图4示意性地表示的输出特性76和78那样，不能消除不灵敏区。
使用图5，对预加载荷消失异常和温度漂移之间的不同进行更详细地说明。图5(a)示意性地表示温度漂移的情况。作为一例，示意性地表示了与曲轴转角相应的汽缸内压力传感器的输出。在图5的说明中示例的汽缸内压力传感器具有周边温度越高(即发动机水温(以下用Thw表示)越高)则输出电压越向低电压侧漂移的特性。输出特性82表示发动机水温(以下用Thw表示)相对较低时，输出特性84表示发动机水温Thw相对较高时。在此，考虑汽缸内压力传感器的输出由于温度漂移，而从正常输出特性80向输出特性82或者84变化的情况。此外，也可以考虑温度变化和漂移的方向的关系与在此叙述的情况相反的汽缸内压力传感器。但是，在与温度变化相应输出向特定的方向漂移的点上两者相同。因此，为了避免重复说明，在此，只说明周边温度越高则输出电压越向低电压侧漂移的情况。
在是温度漂移的情况下，漂移的程度与汽缸内压力传感器的周边温度相应而发生变化。因此，如图5(a)所示那样，在发动机水温Thw是低温时，不灵敏区的终点成为点83，但是，在发动机水温Thw是高温时，不灵敏区的终点成为点85。也就是，随着温度环境的变化，下方输出饱和的程度发生变化。另一方面，图5(b)，示意性地表示预加载荷消失异常的情况。在是基于预加载荷消失异常的输出特性86的情况下，与图5(a)温度漂移的情况不同，下方输出饱和的程度不依赖于温度环境。这样，在预加载荷消失异常和温度漂移之间存在明确的不同。
(实施方式1涉及的预加载荷消失异常检测的基本动作)
本申请的明者，基于上述的见解，发现了检测预加载荷消失异常的有效的方法。以下，对实施方式1涉及的异常检测的基本动作进行说明。
如上述那样，当在汽缸内压力传感器5中产生了预加载荷消失异常的情况下，在汽缸内压力传感器5的输出中产生不灵敏区。如上述那样，该不灵敏区的产生是与温度偏置类似的症状。但是，如果是温度漂移，则能够通过漂移复位部30a的漂移消除措施进行补偿。相对于此，预加载荷消失异常，是汽缸内压力传感器5的硬件上的异常，不是能够通过漂移复位部30a的漂移消除措施恢复的。
因此，在实施方式1中，首先，判定有没有产生了预加载荷消失异常的预兆(以下，将该判定简单地称为“预兆判定”)。也就是说，在实施方式1中，检测在汽缸内压力传感器5的输出特性中是否产生了能够判断为预加载荷消失的预兆那样的不灵敏区。
在检测出上述的不灵敏区的情况下，进而，漂移复位部30a，进行假定了温度漂移后的漂移消除措施。在此，在不灵敏区是起因于温度漂移的情况下，直到温度漂移充分消除的程度，进行漂移消除措施。
之后，再次，调查在汽缸内压力传感器5的输出特性中是否存在不灵敏区。在经过漂移消除措施也仍然存在不灵敏区的情况下，能够决断为该不灵敏区不是基于输出偏置而产生的，而是基于预加载荷消失异常而产生的。
[实施方式1涉及的预加载荷消失异常的预兆判定]
在此，说明实施方式1涉及的预兆判定的具体手段。在实施方式1中，组合了2个预兆判定手段。第1预兆判定手段着眼于内燃机的进气压力和排气压力之间的关系。第2预兆判定手段，着眼于在进气冲程中汽缸内压力传感器5本来应该表现的输出值。
(1)实施方式1涉及的第1预兆判定手段
图6是用于说明实施方式1涉及的第1的预兆判定的图。图6(a)表示与曲轴转角相应的汽缸内压力传感器5的输出。如至此说明的那样，若发生了预加载荷消失异常，则由于输出灵敏度下降，汽缸内压力传感器5的输出电平整体向低电压侧偏移。与此相伴，如图6(a)所示那样，从图中的上侧的正常特性向图中的下侧的特性，汽缸内压力传感器5的输出特性发生变化。图6(b)是将图6(a)的虚线A的区域部分放大后的图。
一般来说，如果是利用节气门等进行进气量控制的自然进气型的内燃机，可以认为与进气压力相比，排气压力充分大。第1预兆判定手段着眼于该进气压力和排气压力之差。具体地说，将在进气冲程中基于曲轴转角＝负180度时的汽缸内压力传感器5的输出电压而得到的汽缸内压力的值设为进气冲程压力Pim。而且，将在排气冲程中基于曲轴转角是270度时的汽缸内压力传感器5的输出电压而得到的汽缸内压力的值设为排气冲程压力Pex。而且，将它们的比Pim/Pex使用于预兆判定中。
如上述那样，如果是与进气压力相比排气压力充分大的内燃机，则Pim＜＜Pex的关系应该成立。因此，如果汽缸内压力传感器5正常，则比Pim/Pex应该比1充分地小。另一方面，如果是预加载荷消失异常时的输出特性，在进气冲程和排气冲程的双方，由于不灵敏区的影响，输出电压表示电路极限值Vmin(参照图6(a)(b)的图中下侧的输出特性)。因此，在该的情况下，比Pim/Pex与1一致。因此，通过判定比Pim/Pex是否是1，能够判定是否存在产生了预加载荷消失异常的预兆。
(2)实施方式1涉及的第2预兆判定手段
接着，使用图7，对第2预兆判定手段进行说明。在是与进气压力相比排气压力充分大的内燃机的情况下，有时发生了预加载荷消失时的汽缸内压力传感器5的输出电平的变化成为图7那样。也就是说，有时以不能正常地测量进气压力而能够测量排气压力程度，汽缸内压力传感器5的灵敏度残存。其结果是，即使以甚至妨碍对进气压力的测量的程度发生了预加载荷消失，而比Pim/Pex也表示1以外的值。因此，如果只是依据第1预兆判定手段的判定基准，则有可能会漏掉图7那样的预加载荷消失异常。
因此，在实施方式1中如以下那样进行第2预兆判定。首先，取得表示进气冲程压力Pim的汽缸内压力传感器5的输出电压值。将该电压值在以下表示为V(Pim)。而且，当在上述的第1预兆判定中比Pim/Pex表示1以外的值的情况下，判定该电压值V(Pim)是否比电路极限值Vim大。在电压值V(Pim)未超过电路极限值Vim、即电压值V(Pim)低到与电路极限值Vim一致的程度的情况下，有可能发生了图7那样的预加载荷消失异常。因此，即使在该情况下，也判断为存在预加载荷消失异常的预兆。由此，能够将只在进气压力侧产生预加载荷消失异常的不灵敏区的情况包含在预兆判定的对象中。
[实施方式1的具体的处理]
以下，对实施方式1涉及的具体处理进行说明。图8是在实施方式1的内燃机中由ECU50执行的程序的流程图。在图8的流程图中，通过步骤S100，实现上述第1预兆判定手段，通过步骤S102实现上述第2预兆判定手段。
在图8的程序中，首先，执行判定Pim/Pex是否是1的处理(步骤S100)。在该步骤中，首先，ECU50基于曲轴转角传感器8表示曲轴转角＝负180度时的汽缸内压力传感器5的输出，计算进气冲程压力Pim。进而，ECU50基于曲轴转角传感器8表示曲轴转角＝270度时的汽缸内压力传感器5的输出计算排气冲程压力Pex。此外，也可以使用上次的燃烧循环的排气冲程压力和本次的燃烧循环的进气冲程压力。之后，将在此取得的Pim和Pex的比即Pim/Pex与1进行比较。由此，完成两者是否是一致的判定处理。通过该步骤S100，实现上述的第1预兆判定手段。
在步骤S100的条件被否定的情况下，进而，判定V(Pim)＞Vmin的关系是否成立(步骤S102)。在该步骤中，对成为步骤S100中的Pim的基础的、汽缸内压力传感器5的输出电压V(Pim)和电路极限值Vmin进行比较。电路极限值Vmin是与汽缸内压力传感器5的规格相应而确定的值，预先由ECU50存储。在步骤S102的条件被否定的情况下，判断为当前时间点的汽缸内压力传感器5与第1预兆判定基准和第2预兆判定基准的任何一个都不相符合。因此，结束本次的程序。
在步骤S100和步骤S102之中至少一方的条件被肯定的情况下，进行漂移复位(步骤S104)。在该步骤中，漂移复位部30a采取消除汽缸内压力传感器5的温度漂移的措施。如果在步骤S100或者S102中发现的汽缸内压力传感器5的预兆是基于温度漂移而产生的，则应该通过该步骤S104的处理能够消除该预兆。
在步骤S104之后，进而，进行V(Pim)是否与Vmin一致的判定(步骤S106)。在该步骤中，与上述的步骤S102同样地，进行V(Pim)和Vmin的比较。在步骤S106的条件被否定的情况下、即V(Pim)和Vmin不一致的情况下，判断为在步骤S100或者S102发现的预加载荷消失异常是基于温度漂移而产生的。而且，判断为通过步骤S104的温度漂移的消除措施来处理汽缸内压力传感器5的异常。因此，在向步骤S110转移，并判定为无异常，以及，做出预兆是温度漂移的判定后，结束本次的程序。
另一方面，当步骤S106的条件被肯定的情况下，向步骤S108转移。在步骤S108中，做出产生了预加载荷消失异常的判定。这是因为，尽管是步骤S104的漂移复位后，但V(Pim)与Vmin一致。因此，例如，通过将异常标志设为ON等，确定在汽缸内压力传感器5中产生了预加载荷消失异常这一情况。之后，结束本次的程序。
根据以上的处理，能够检测出汽缸内压力传感器5的预加载荷消失异常。另外，根据实施方式1，通过使用第1、2预兆判定手段这两者，能够可靠地检测出预加载荷消失异常的预兆。
此外，在上述的实施方式1中，通过ECU50取得汽缸内压力传感器5的输出来实现上述本发明之1中的“取得单元”，通过图8的程序的步骤S100及S102实现上述本发明之1中的“输出异常检测单元”，通过图8的程序的步骤S104实现上述本发明之1中的“漂移复位单元”，通过图8的程序的步骤S106实现上述本发明之1中的“预加载荷消失异常检测单元”。另外，在实施方式1中，汽缸内压力传感器5与上述本发明之1中的“汽缸内压力传感器”相应，应变计元件20与上述本发明之1中的“压力检测元件”相当。
另外，在上述的实施方式1中，通过图8的程序的步骤S104实现上述本发明之2中的“异常时漂移复位单元”。
[实施方式1的变形例]
(第1变形例)
在实施方式1中，以具有应变计元件20的汽缸内压力传感器5为对象，检测有无预加载荷消失的异常。但是，设为本发明的异常检测对象的汽缸内压力传感器的构成，不限定于该汽缸内压力传感器5。只要是被施加预加载荷类型的汽缸内压力传感器，不管是应变计式还是压电式，都可以产生预加载荷消失的问题。从而，只要是被施加预加载荷类型的汽缸内压力传感器，都可以应用本发明。这样，应变计元件和压电元件的具体的构造不限定于本发明。
另外，对于汽缸内压力传感器的构造和安装方式，可以有各种方式。例如，火花塞一体化方式、燃料喷射器一体化方式、日本特开2005-291091号公报那样的汽缸内压力传感器的构成的一部分进入汽缸内的方式等、各种类型的汽缸内压力传感器是公知的。在这些各种汽缸内压力传感器中，只要是被施加预加载荷类型的汽缸内压力传感器，就可以产生预加载荷消失异常的问题。因此，如果是被施加预加载荷，则可以将本发明广泛地应用于包含示例的这些方式、构造的各种汽缸内压力传感器。
另外，关于汽缸内压力传感器的输出漂移的产生，不管是压电式还是应变计式，已经在多数的文献中公知。例如，关于温度漂移，在日本特开平7-301145号公报中公知。另外，即使对输出漂移进行补偿的技术，例如，日本特开2007-327502号公报中公开那样，已经公知多的技术。因此，也可以用用于进行汽缸内压力传感器的输出漂移的补偿(漂移影响的消除)的各种手段，取代实施方式1中示例的手段进行适当地使用。另外，是统一将漂移的影响复位的类型的输出补偿功能、降低漂移量类型的输出补偿功能的哪个都可以。
此外，在图3～5中未进行图示，但是，若在汽缸内压力传感器5中产生了断路故障或短路，则输出特性在曲轴转角的全域范围内基本上呈平坦。相对于此，如图3～5所示那样，如果预加载荷消失，则能够残存表现灵敏度的区域(具体地说，从汽缸内压力较高的压缩冲程到膨胀冲程的区域)。也就是，在是预加载荷消失异常的的情况下，有可能误认为好像汽缸内压力传感器5产生了与汽缸内压力相应的输出。对于该点，在断路故障和短路之类的故障模式与预加载荷消失异常之间存在差异。
此外，在实施方式1中，对于进行基于节气门2的进气量控制的内燃机，检测预加载荷消失异常。但是，本发明不限定于此。例如，也有不是通过对节气门而是通过对进气门的开阀特性进行精密控制来进行进气量控制的类型的内燃机。即使是这样内燃机，如果处于进气压力和排气压力之差较大的运转环境下，则与实施方式1同样地，能够利用汽缸内压力传感器的输出值判定预加载荷消失异常。
实施方式2.
以下，对本发明的实施方式2进行说明。实施方式2，具有与实施方式1相同的硬件构成。以下，主要对与实施方式1的不同点进行说明，对于重复的事项省略说明。
图9是用于说明实施方式2涉及的预加载荷消失异常检测手段的图。图9中的输出特性90受到了预加载荷消失异常的影响。在产生了预加载荷消失异常的情况下，汽缸内压力传感器5的下方输出饱和点不一定成为电路极限值Vmin。如图9的输出特性90那样，有时下方输出饱和点位于基于零点偏置的电压V0和电路极限值Vmin之间。这样，若假定在下方输出饱和点存在波动，则在实施方式1中在图8的步骤S106进行的判定有可能不会有效地发挥功能。
本申请的发明者着眼于进气冲程中的汽缸内压力传感器5的输出的变化。图10表示与曲轴转角相应的、基于汽缸内压力传感器5的输出的汽缸内压力的值的变化率。也就是说，表示在将汽缸内压力设为P、将曲轴转角设为θ的情况下的dP/dθ。如图9所示那样，对于预加载荷消失异常的输出特性，在进气冲程中保持dP/dθ＝0。这明显与正常的输出特性不同。dP/dθ是否为零与在图9叙述的那样的下方输出饱和点的波动无关系。也就是，dP/dθ＝0的条件是能够针对下方输出饱和点不同的多个汽缸内压力传感器共同应用的判断基准。因此，在实施方式2，取代在实施方式1在图8的步骤S106进行的判定，进行使用了该dP/dθ的判定。
图11是在实施方式2由ECU50执行的程序的流程图。图11的流程图，除了步骤S206和步骤S202以外，与实施方式1涉及的图8的流程图相同。以下，以不同点为中心进行说明。
在图11的程序中，首先，与实施方式1同样地进行步骤S100。在步骤S100的条件被否定的情况下，转到步骤S202。在步骤S202中，判定从BTDC180°到IVC的dP/dθ是否为零。关于dP/dθ的具体的数值计算方法，只要适当利用公知的运算手段即可，所以在此不进行详细说明。在此，所谓BTDC180°，即进气下止点，所谓IVC，即表示进气门闭阀的曲轴转角。在该步骤的条件被否定的情况下，在从BTDC180°到IVC的期间，汽缸内压力传感器5的输出发生了变化。因此，能够判断为在从BTDC180°到IVC的期间未产生汽缸内压力传感器5的不灵敏区异常。因此，结束本次的程序。
当步骤S202的条件被肯定的情况下，转到步骤S104。在步骤S104中，与实施方式1同样地，进行漂移复位。之后，在实施方式2中，处理向步骤S206转移。在步骤S206中，再次执行与在步骤202中进行的相同的处理。即、判定从BTDC180°到IVC的dP/dθ是否为零。当在步骤S206中再次确认dP/dθ＝0成立的情况下，转到步骤S108，与实施方式1同样地做出存在预加载荷消失异常的判定。另外，当步骤S206的条件被否定的情况下，转到步骤S110，并与实施方式1同样地做出无预加载荷消失异常的判定。之后，结束本次的程序。
根据以上的处理，能够以进气冲程中的汽缸内压力传感器的输出变化为基础，检测出汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常。如果以dP/dθ为基础，在汽缸内压力传感器在不灵敏区域表示的输出值的大小不同的多个状况下，能够共同地检测出汽缸内压力传感器的不灵敏区。如以上那样，根据实施方式2，能够有效地使用汽缸内压力传感器5的输出变化率进行预加载荷消失异常的预兆判定和预加载荷消失异常检测。此外，本发明，不只是限定于dP/dθ是否完全与零一致的判定。例如，通过dP/dθ实质上是否与视为零的微小值一致(或者是否是微小范围内)之类的判定，也可以进行与实施方式2同样的处理。
实施方式3.
实施方式3，具有与实施方式2同样的硬件构成。以下，叙述与实施方式2的不同点，对于重复的事项省略说明。
在实施方式1、2，共同地，基于Pim和Pex的比进行汽缸内压力传感器5的预加载荷消失异常的预兆判定。这利用了排气压力与进气压力相比充分高的关系。但是，有时无法利用该关系。例如，如果是具有增压器的内燃机，则也可能进气压力较高，成为Pim≥Pex。在这种情况下，有可能不能以充分高的精度进行基于Pim和Pex的比的预兆判定。
因此，在实施方式3中，鉴于上述的点，采用了下面那样的手段。图12是在实施方式3中由ECU50执行的程序的流程图。除了增加了步骤S300及S302的点以外，与实施方式2的图11的流程图相同。
即，在实施方式3中，首先，检测内燃机是否进行了燃料切断(步骤S300)。在是燃料切断过程中的情况下，将节气门2控制在完全关闭的状态(全闭状态)(S302)。在该状态下，执行基于Pim和Pex的比的预兆判定(步骤S100)。
由此，能够在进气压力和排气压力之差明显增大的节气门全闭状态下，进行基于Pim和Pex的比的预兆判定。其结果是，能够高精度地进行预兆判定。
此外，在实施方式3中，在通过执行图12的程序的步骤S300、S302关闭节气门后，执行步骤S100，由此实现上述本发明之6的“条件判定单元”。另外，在实施方式3中，通过图12的程序中的步骤S300的处理实现上述本发明之7中的“燃料切断检测单元”，通过步骤S302的处理实现上述本发明之7中的“闭锁单元”。
此外，在实施方式3中，在燃料切断过程中闭锁节气门2。但是，本发明不限定于此。例如，已知具备可以使进气门成为驱动休止状态的可变动阀系统的内燃机。在这样的内燃机中，通过使进气门适当休止而成为完全关闭状态，也可以闭锁进气通路而使Pim和Pex之差增大。通过使进气门成为完全关闭状态，例如即使是不具备节气门的内燃机(柴油发动机和根据进气门的开阀特性等控制进气量的汽油发动机等)，也可以得到与实施方式3同样的效果。
实施方式4.
在实施方式4中，设为与预加载荷消失异常的程度相应，对使用汽缸内压力传感器5的输出的各种应用的使用状况进行切换。如在实施方式1中叙述的那样，由于起因于爆震等的各种力而产生塑性变形，使得在应变计元件20中发生预加载荷消失。对于预加载荷消失的原因，例如，在汽缸内压力传感器5中施加的力的大小和汽缸内压力传感器5的变形的具体情况，可以根据状况不同而不同。因此，应变计元件20中的预加载荷的消失情况，不是总是一样的。与此相应，预加载荷消失异常的程度也会产生多个情况。例如，有在曲轴转角全区域内不能够测量汽缸内压力的严重程度的情况，也有只在进气冲程中的初期产生不灵敏区那样的较轻程度的情况。因此，在实施方式4中，设为，根据预加载荷消失异常的程度，对使用汽缸内压力传感器5的输出的各种应用的使用状况进行切换。
[实施方式4的构成、动作]
实施方式4具备与实施方式1相同的硬件构成。而且，在实施方式4中也与实施方式1(或者实施方式2或者3)同样地，能够执行预加载荷消失异常判定的处理。以下，以与实施方式1～3的不同点为中心进行说明，对于重复的事项省略说明。
实施方式4，在ECU50中搭载以下应用。
(a)基于汽缸内压力传感器5的汽缸内压力测量值按汽缸不同而检测进气量的程序(以下，称为“空气量检测程序”)
(b)基于汽缸内压力传感器5的汽缸内压力测量值的燃烧比例(MFB)计算程序、以及使用PVk的控制程序
(c)基于汽缸内压力传感器5的汽缸内压力测量值的爆震检测用程序
此外，基于汽缸内压力进行的按汽缸不同的进气量检测、燃烧比例(MFB)计算、使用了PVk的控制、以及爆震检测的技术，是已经公知的技术。因此，在此不进行详细的说明。
在实施方式4中，汽缸内压力传感器5所示的输出之中一部分的输出作为上述的各种程序的计算的基础而被使用。也就是说，曲轴转角在特定的区间内的汽缸内压力传感器5的输出，作为各程序的计算的基础而被使用。此外，输出的使用范围、即输出使用开始曲轴转角和输出使用结束曲轴转角，在各个程序之间未必一致。
图13是表示实施方式4的空气量检测程序中使用了汽缸内压力传感器5的输出的区间(以下，也称为“空气量检测区间”)的图。如图所示那样，在实施方式4中，曲轴转角是负60度到正60度的区间内的汽缸内压力传感器5的输出被使用于空气量检测程序。
图14是表示在实施方式4的MFB计算程序中使用了汽缸内压力传感器5的输出的区间(以下，也称为“MFB计算区间”)的图。如图所示那样，在实施方式4中，曲轴转角是负60度到正60度的区间内的汽缸内压力传感器5的输出被使用于MFB计算程序中。以下，为了方便，将MFB计算区间的开始点的曲轴转角也记为θ1。
图15是表示在实施方式4的爆震检测用程序中使用了汽缸内压力传感器5的输出区间(以下，也称为“爆震范围区间”)的图。如图所示那样，在实施方式4中，曲轴转角即将为0度的角度到正60度为止的区间内的汽缸内压力传感器5的输出被使用于爆震检测用程序。以下，为了方便，将爆震范围区间的开始点的曲轴转角记为θ2。
在实施方式4中，关于图13～15中的、空气量检测区间、MFB计算区间、以及爆震范围区间，检测在汽缸内压力传感器5中是否存在预加载荷消失异常。而且，根据预加载荷消失异常的程度不同，对各个程序的执行/停止进行切换。
[实施方式4的具体的处理]
以下，对实施方式4的具体的处理进行说明。图16是在实施方式4中由ECU50执行的程序的流程图。在图16中，步骤S100与实施方式1相同，步骤S300及S302与实施方式3相同。
在图16的程序中，首先，执行步骤S300、S302。由此与实施方式3同样地，判定用于进行高精度的预兆判定的条件是否具备。经过步骤S300、S302，在用于预兆判定的条件已具备的情况下，转到步骤S100，进行使用了Pim和Pex的比的预兆判定。在步骤S100的条件被否定的情况下，判断为不存在预加载荷消失异常的预兆并结束本次的程序。
在步骤S100的条件被肯定的情况下，判断为预加载荷消失异常的预兆存在。在该的情况下，转到步骤S400以后的处理。
在步骤S400中，首先，判定电压值V(Pim)是否与电路极限值Vmin一致。在该条件成立的情况下，有可能产生妨碍进气冲程的汽缸内压力的测量那样的预加载荷消失异常。因此，进而，执行预加载荷消失异常判定程序(步骤S406)。在该步骤S406中，执行在实施方式1中叙述过的图8的程序。其结果是，在判定为是预加载荷消失异常的情况下，将空气量检测程序设为OFF(步骤S408)。之后，结束本次的程序。
在实施方式4中，在步骤S400的条件不成立的的情况下，接着，转到步骤S402。在该步骤S402中，判定电压值V(Pθ1)是否与电路极限值Vmin一致。在此，所谓电压值V(Pθ1)是指成为用于计算曲轴转角θ1处的汽缸内压力Pθ1的基础的汽缸内压力传感器5的输出电压。在该条件成立的情况下，有可能产生妨碍测量应该成为MFB计算的基础的汽缸内压力那样的预加载荷消失异常。因此，进而，执行预加载荷消失异常判定程序(步骤S406)。其结果是，在判定为是预加载荷消失异常的情况下，将使用了PVk的控制程序设为OFF(步骤S410)。之后，结束本次的程序。
在实施方式4中，在步骤S402的条件不成立的的情况下，接着转到步骤S404。在该步骤S404中，判定电压值V(Pθ2)是否与电路极限值Vmin一致。在此，所谓电压值V(Pθ2)，是指成为用于计算曲轴转角θ2处的汽缸内压力Pθ1的基础的汽缸内压力传感器5的输出电压。在该条件成立的情况下，有可能产生了妨碍测量应该成为爆震检测程序的基础的汽缸内压力那样的预加载荷消失异常。因此，进而，执行预加载荷消失异常判定程序(步骤S406)。其结果是，在判定为是预加载荷消失异常的情况下，将爆震检测程序设为OFF(步骤S412)。之后，结束本次的程序。
根据以上的处理，能够在检测出预加载荷消失异常的情况下，根据需要限制使用汽缸内压力传感器5的输出。具体地说，在实施方式4中，能够抑制将包含预加载荷消失异常的影响的汽缸内压力传感器输出使用于上述各种程序中的情况。因此，能够抑制包含预加载荷消失异常的影响的汽缸内压力传感器5的输出对内燃机的控制带来坏影响这一情况。其结果是，能够抑制起因于预加载荷消失异常的对内燃机的运转状态的坏影响。
另外，根据实施方式4，当在不使用上述各种程序的区域中产生了预加载荷消失异常的影响的情况下，可以允许这样的异常。其结果是，能够在抑制对内燃机的运转状态的坏影响的同时，继续使用汽缸内压力传感器5的输出之中能够使用的输出。
另外，在上述的实施方式4中，ECU50与上述本发明之11中的“控制单元”相当，通过执行上述说明的图16的程序中的步骤S100～S412的处理，实现了上述本发明之11中的“限制单元”。
另外，在上述的实施方式4中，(a)～(c)的各自的程序与上述本发明之12中的“参数计算单元”相当，上述说明的图16的程序中的步骤S400、S402、S404的处理分别与上述本发明之12中的“影响判定单元”相当。另外，在上述的实施方式4中，通过执行图16的程序中的步骤S408、S410、S412的处理，实现上述本发明之12中的“传感器输出使用限制单元”。
此外，实施方式4所示的图16的程序是一例，能够进行其他的各种变形。例如，在步骤S100之后，也可以并行执行S400以后的处理、S402以后的处理、S404以后的处理。另外，也可以去掉S300、S302的处理。
此外，在上述实施方式4中，在预加载荷消失异常的程度是较轻程度的情况下，也就是，在预加载荷消失异常的影响在上述各种程序的使用区间外产生的情况下，继续使用汽缸内压力传感器5的输出。但是，本发明不限定于此。例如，根据必要，也可以采取根据预加载荷消失异常的判定条件，而一律地在曲轴转角的全域内禁止使用汽缸内压力传感器5的输出等措施。
此外，在上述的实施方式的具体的处理涉及的程序中，在进行汽缸内压力传感器输出中的不灵敏区检测(“预兆判定”)而检测出不灵敏区的情况下，采取了降低或消除输出漂移的措施。但是，在本发明不限定于此。
例如，与实施方式1不同，在与有无产生汽缸内压力传感器的不灵敏区无关，而时常(或者规定间隔，具体地说，例如，每隔规定时间，每隔规定曲轴转角、每隔规定循环等)进行输出漂移的降低和消除的情况下，也可以使用本申请的发明。或者，即使在不灵敏区产生以外的其他的规定条件成立时执行进行输出漂移的降低和消除的程序的情况下，也能够应用本发明。
即使在这些情况下，只要基于在进行输出漂移的降低后或者消除后，汽缸内压力传感器的输出特性中是否存在不灵敏区，执行预加载荷消失异常的有无检测的处理(具体地说，在上述实施方式中，图8的S106、S108、S110的处理)即可。此外，关于在怎样的时刻(时期、条件)进行输出漂移的降低和消除，已经公知了各种技术，所以只要利用这些各种公知技术即可。
此外，更具体地说，例如，制成每一定间隔执行图8的程序的步骤S104涉及的漂移复位处理的漂移复位用程序。而且，与该漂移复位用程序不同，预先制成在基于该程序的输出漂移的降低后或者消除后执行图8的S106、S108、S110的处理的程序。或者，在该漂移复位用程序中，在漂移复位的接下来的步骤中执行图8的S106、S108、S110的处理，如此，将S106、S108、S110包含也可以。
由此，能够基于在输出漂移的降低后或者消除后在汽缸内压力传感器的输出特性中是否存在不灵敏区，检测有无预加载荷消失异常。
符号的说明
1空气滤清器、2节气门、3空气流量计、4浪涌调整槽、5汽缸内压力传感器、6火花塞、7燃料直喷喷射器、8曲轴转角传感器、9爆震传感器、10催化剂、11催化剂、20应变计元件、22壳体、24壳体、26传递杆、28压力薄膜、30电路部、30a漂移复位部

Claims (13)

1.一种汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，具备：
取得单元，其与具备被施加了预加载荷的压力检测元件的汽缸内压力传感器连接，并取得该汽缸内压力传感器的输出；
输出异常检测单元，检测上述汽缸内压力传感器的输出特性是否产生了不灵敏区；
漂移复位单元，降低或消除上述汽缸内压力传感器的输出漂移；和
预加载荷消失异常检测单元，在由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后，基于上述汽缸内压力传感器的输出特性是否存在不灵敏区，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
2.根据权利要求1所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
上述漂移复位单元包含异常时漂移复位单元，在上述输出异常检测单元检测出产生了上述不灵敏区的情况下，该异常时漂移复位单元降低或消除上述汽缸内压力传感器的输出漂移，
上述预加载荷消失异常检测单元在由上述异常时漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后，基于上述汽缸内压力传感器的输出特性是否存在不灵敏区，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
3.根据权利要求2所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
上述输出异常检测单元，检测上述汽缸内压力传感器的输出特性是否产生了妨碍测量的不灵敏区，该测量是对计量对象汽缸的进气压力和排气压力的至少一方的测量。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
上述漂移复位单元降低或消除输出漂移，直到至少达到能够测量计量对象汽缸的进气压力和排气压力之中较低的压力的程度，
上述预加载荷消失异常检测单元在由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后，基于妨碍对计量对象汽缸的进气压力和排气压力中至少一方进行的测量的不灵敏区是否存在，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，具备：
进气冲程汽缸内压力取得单元，基于上述汽缸内压力传感器的输出，取得计量对象汽缸的进气冲程中的汽缸内压力即进气冲程汽缸内压力；和
排气冲程汽缸内压力取得单元，基于上述汽缸内压力传感器的输出，取得计量对象汽缸的排气冲程中的汽缸内压力即排气冲程汽缸内压力，
上述输出异常检测单元包含压力比异常检测单元，该压力比异常检测单元基于上述进气冲程汽缸内压力和上述排气冲程汽缸内压力的比检测上述不灵敏区。
6.根据权利要求5所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
还具备条件判定单元，该条件判定单元判定内燃机是否处于进气冲程中的汽缸内压力和排气冲程中的汽缸内压力之差比通常运转过程中的压力差大的状态，
上述压力比异常检测单元在由上述条件判定单元判定为进气冲程中的汽缸内压力和排气冲程中的汽缸内压力之差较大的情况下，检测是否产生了上述不灵敏区。
7.根据权利要求5所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，具备：
燃料切断检测单元，检测是否已进行了内燃机的燃料切断；
闭锁单元，在上述内燃机的燃料切断过程中闭锁该内燃机的进气通路，
上述压力比异常检测单元当上述进气通路已被闭锁时，检测是否产生了上述不灵敏区。
8.根据权利要求5～7的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
上述输出异常检测单元根据上述压力比异常检测单元的检测结果、进气冲程中的上述汽缸内压力传感器的输出的大小或波动，对上述不灵敏区的产生进行检测。
9.根据权利要求1～8的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
上述预加载荷消失异常检测单元根据由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后的上述汽缸内压力传感器的输出值和上述汽缸内压力传感器的输出信号范围的上限值或下限值即输出界限值之间的比较，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
10.根据权利要求1～8的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其特征在于，
上述预加载荷消失异常检测单元根据由上述漂移复位单元将输出漂移降低后或消除后的计量对象汽缸的进气冲程中的上述汽缸内压力传感器的输出变化率，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
11.一种内燃机控制装置，其特征在于，具备：
汽缸内压力传感器，其具备被施加了预加载荷的压力检测元件；
控制单元，其利用上述汽缸内压力传感器的输出来控制内燃机；
权利要求1～10的任意一项所述的汽缸内压力传感器异常检测装置，其把上述汽缸内压力传感器作为预加载荷消失异常的检测对象；和
限制单元，在检测出上述汽缸内压力传感器的预加载荷消失异常的情况下，以不使用该汽缸内压力传感器的输出之中的由于预加载荷消失异常而产生的不灵敏区域的输出的方式，限制上述控制单元使用上述汽缸内压力传感器的输出。
12.根据权利要求11所述的内燃机控制装置，其特征在于，
上述控制单元包含参数计算单元，该参数计算单元使用上述汽缸内压力传感器发出的输出中的一部分的输出来计算与内燃机控制相关的参数，
上述限制单元包含：
影响判定单元，判定上述参数计算单元使用的上述一部分的输出是否产生了预加载荷消失异常的影响；和
传感器输出使用限制单元，当上述参数计算单元使用的上述一部分的输出产生了预加载荷消失异常的影响的情况下，禁止以上述汽缸内压力传感器的输出为基础的上述参数计算单元的计算，或者禁止基于上述参数计算单元计算出的参数的内燃机的控制。
13.一种汽缸内压力传感器异常检测方法，其特征在于，
基于具备被施加了预加载荷的压力检测元件的汽缸内压力传感器的输出特性是否产生了即使对该汽缸内压力传感器实施输出漂移消除措施也不能消除的不灵敏区，检测上述汽缸内压力传感器有无预加载荷消失异常。
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