JP2014105675A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子を有する筒内圧センサを用いて、内燃機関停止後の筒内圧を予測する。
【解決手段】圧電素子を有する筒内圧センサを備える内燃機関の、停止から次回始動までの期間に含まれる所定期間、筒内圧が変化しなかった場合の、所定期間内の所定時点における筒内圧センサの出力が予測される。そして、この所定期間内の開始点における筒内圧と、所定時点における筒内圧センサの出力値と、予測された筒内圧センサの出力予測値と、に応じて、所定時点における筒内圧が算出される。
【選択図】図３

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、筒内圧センサが搭載された内燃機関の制御装置に関する。

一般に、内燃機関の気筒に筒内圧センサを設置し、この出力値に応じて筒内圧や燃焼圧を検出することが知られている。筒内圧や燃焼圧は気筒内の燃焼状態を直接的に示すパラメータとなり、内燃機関の各種制御に用いられる。また内燃機関の停止後も、ピストンリング等からの圧抜けによって筒内圧は低下する。この筒内圧の変化によって、例えば、燃料の気化特性も変化するため、気化安定時間も変化する。従って、内燃機関の始動時に最適な時期に点火を行うためには、始動時の筒内圧を正確に把握して点火遅延時間を設定することが望ましい。このように内燃機関の始動時の種々の制御等においては、内燃機関の始動時の筒内圧を把握することが必要となる。この点、特許文献１のシステムでは、内燃機関の停止後の経過時間に応じて、内燃機関停止中の筒内圧が推定され、推定された始動時の筒内圧に基づいて、点火遅延時間が補正されている。

特開２００６−１８３６３０号公報 特開２０１２−１４５０４１号公報 特開２００９−１５０２９１号公報

特許文献１のシステムでは、内燃機関の停止後の経過時間に応じて、始動時の筒内圧が推定される。しかし、ピストンリング等の磨耗状況の違いにより、圧抜けの速度は異なる。従って、経過時間だけでは筒内圧の変化を正確に推定することは難しい。

また、圧電素子を用いた筒内圧センサは、筒内圧の変化に応じて圧電素子が出力する電圧に応じた出力を発するものである。このような圧電素子を用いた筒内圧センサの場合、静圧の検出が難しい。つまり、内燃機関の停止後、筒内圧の変化がごく小さい状態では、筒内圧センサでは筒内圧を高い精度で検出することが難しくなる。

特に、圧電素子を備え、かつ内蔵回路にオフセット補正機能を備えた筒内圧センサを用いたシステムにおいて、内燃機関が膨張行程の途中で停止すると、筒内圧センサの出力変化には、実際の筒内圧の低下による圧電素子の出力変化と、オフセット補正機能による一定出力への収束による変化とが、重畳することになる。しかし、内燃機関停止後の筒内圧変化はごく小さなものであるため、オフセット補正機能による補正の影響が過度に大きくなる。従って、正確に筒内圧を検出することが難しい。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止後の筒内圧をより高い精度で推定できるよう改良した内燃機関の制御装置を提供するものである。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、圧電素子を有する筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の停止から次回始動までの期間に含まれる所定期間の間、筒内圧が変化しなかった場合の、前記所定期間内の所定時点における筒内圧センサの出力を予測する予測手段と、
前記所定期間内の開始点における筒内圧と、前記所定時点における筒内圧センサの出力と、前記予測手段により予測された前記筒内圧センサの出力予測値と、に応じて、前記所定時点における筒内圧を算出する算出手段と、を備える。

上記において、「開始点における筒内圧」及び「所定時点における筒内圧」としているが、筒内圧の値を直接的に示す数値に限るものではなく、例えば、これら「筒内圧」に対応した筒内圧センサの理論的な出力値など、筒内圧と相関を有するパラメータをも含まれるものとする。

第２の発明は、第１の発明において、前記予測手段が、前記開始点における前記筒内圧センサの出力と、前記筒内圧センサが有するオフセット補正機能の収束点とに応じて、前記所定時点における前記出力予測値を予測するものである。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記開始点における筒内圧が、前記内燃機関の停止時に検出された前記筒内圧センサの出力に基づくものである。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記所定期間は、前記内燃機関の停止直後から一定時間ごとに区切られて繰り返される複数の期間であって、
前記所定時点は、前記所定期間それぞれの終了点であって、
前記予測手段は、前記所定期間それぞれの開始点における筒内圧センサの出力に基づいて、前記所定期間それぞれの終了点における出力予測値を予測し、
前記複数の所定期間のうち、前記内燃機関の停止後の最初の所定期間の開始点における筒内圧は、前記内燃機関の停止時に検出された前記筒内圧センサの出力に基づく筒内圧であって、
前記最初の所定期間を除く他の１の所定期間の開始点における筒内圧は、前記１の所定期間の直前の所定期間において前記算出手段により算出された該終了点の筒内圧であるものである。

第３、第４の発明においても、上記同様に「筒内圧」には筒内圧と相関を有するパラメータも含まれる。そして「停止時に検出された筒内圧センサの出力に基づく筒内圧」には、筒内圧センサの出力を直接用いる場合も含まれる。また「内燃機関の停止時に検出された」とは、内燃機関の停止直前や停止直後に検出されたものも含まれる。従って、例えば内燃機関の停止前に最後に検出された筒内圧センサの出力、あるいは停止後最初に検出された筒内圧センサの出力も含まれる。

第５の発明は、第１から第４の発明において、前記所定期間の所定時点は、前記内燃機関の停止後、基準時間が経過した後の時点であって、
前記内燃機関の停止後かつ前記所定時点より前の筒内圧と、前記算出手段により算出された該所定時点における筒内圧とに基づいて、前記内燃機関の筒内圧の異常を検出する検出手段を、更に備えるものである。

第６の発明は、第１から第４の発明において、前記所定期間の所定時点は、前記内燃機関の停止後、基準時間が経過した後の時点であって、
前記所定時点における前記出力予測値と、前記所定時点における前記筒内圧センサの出力との差が、基準範囲外である場合に、前記内燃機関の筒内圧の異常を検出する検出手段を、更に備えるものである。

第１の発明によれば、内燃機関の停止中の所定期間内のある時点の筒内圧が変化しなかった場合に予測される筒内圧センサの出力予測値と、その時点の筒内圧センサの出力とに応じて、筒内圧が検出される。ここで、筒内圧センサが有するオフセット補正機能のセンサ出力への影響は、筒内圧が変化しなかった場合の出力予測値に近似する。従って、筒内圧センサの出力からオフセット補正機能の影響を排除して、より正確に筒内圧を求めることができる。

第１から第４の発明によれば、内燃機関の停止中の筒内圧の小さな変化を、オフセット補正機能の影響を排除した状態で算出することができる。従って、第５、第６の発明によれば、上記のように算出された筒内圧又はその変化に応じて、高い精度で筒内圧の異常を検出することができる。

本発明の実施の形態１のシステムの全体構成を説明するための図である。 内燃機関の停止後の筒内圧の変化と筒内圧センサの出力について説明するための図である。 本発明の実施の形態１における筒内圧の算出手法について説明するための図である。 本発明の実施の形態１における筒内圧の算出手法について説明するための図である。 本発明の実施の形態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。 内燃機関の停止後の筒内圧の変化について説明するための図である。 本発明の実施の形態２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。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態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である。内燃機関１０の各気筒内には、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。

シリンダヘッド１４には、燃焼室１６の頂部から燃焼室１６内に突出するように点火プラグ２６と、燃料を筒内に噴射するための燃料噴射弁２８とが設けられている。更に、シリンダヘッド１４には、各気筒の筒内圧力を検出するための筒内圧センサ３０がそれぞれ組み込まれている。筒内圧センサ３０は圧電素子タイプの筒内圧センサであり、その内蔵回路にオフセットドリフト機能を備えたものである。

本実施の形態のシステムは、制御装置４０を備えている。制御装置４０の入力部には、上述した筒内圧センサ３０の他、クランク軸の回転位置を検知するためのクランク角センサ４２等の各種センサが接続されている。また、制御装置４０の出力部には、上述したスロットルバルブ、点火プラグ２６、燃料噴射弁２８等の各種アクチュエータが接続されている。制御装置４０は、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御する。また、制御装置４０は、内燃機関１０の運転・停止を間欠的、かつ自動的に行うエコラン制御を実行する。

［実施の形態１の動作］
図２は、筒内圧センサ３０の出力に基づく筒内圧検出値について説明するための図である。図２において横軸は経過時間、縦軸は筒内圧を示している。また、図２では、時点ｔ_１において、内燃機関１０の運転が停止した例を表しており、破線（ａ）は実際の筒内圧を表し、実線（ｂ）は筒内圧センサ３０に基づいて求められた筒内圧を示している。

筒内圧センサ３０は圧電素子を有する。圧電素子は気筒内に発生した圧力差に応じた電圧を発する。また、筒内圧センサ３０は、オフセットドリフトを補正する機能（以下「オフセット補正回路」とも称する）を内蔵している。オフセット補正回路は、一定の時定数に基づいて、センサ出力を一定の収束値に収束させる。内燃機関１０の運転中は、このオフセット補正回路により補正されたセンサ出力に基づいて筒内圧が正しく検出される。

しかし、内燃機関１０停止後の筒内圧の変化は、例えばピストンリングからの空気の漏れなど、小さなものである。従って、筒内圧センサ３０に用いられている圧電素子が発する電圧も、圧力変化に応じた小さなものとなる。一方、ある気筒において一定の圧縮圧がかかった状態で内燃機関１０が停止した場合、停止後のオフセット補正回路による補正値が圧電素子の出力に比して大きくなる。従って、図２に示されるように、内燃機関１０停止後、筒内圧センサの出力に基づく筒内圧（ｂ）と、実際の筒内圧（ａ）との乖離Ａが大きくなる。

そこで本実施の形態１では、内燃機関１０停止後は、オフセット補正回路の影響を排除して、内燃機関１０停止後の筒内圧を検出する。図３は、内燃機関１０停止後の筒内圧センサ３０の出力変化予測と、筒内圧検出値とを表す図であり、図４は、本実施の形態１により算出される筒内圧推定値について説明するための図である。図３及び図４において、横軸は時間、縦軸は筒内圧を表している。なお、筒内圧センサ３０は、一般的には電圧等をその出力とし、この出力信号に基づいて制御装置４０において筒内圧の値が検出される。しかしながら、簡略化のため以下の説明では、筒内圧センサ３０が筒内圧の値を直接出力するものとして説明する。

図３において、曲線Ｘ_ｉ（ｉ＝０，１，２,・・・・）は、ある時点ｔ_ｉにおける筒内圧センサの出力変化の予測線を表している。この予測線Ｘ_ｉは、内燃機関１０の停止後のある時点ｔ_ｉから筒内圧変化がないとすれば得られるであろう筒内圧センサ３０の出力変化を予測したものである。この筒内圧センサ３０の出力変化は、筒内圧センサ３０が有するオフセット補正回路の機能によるものであり、予測線Ｘ_ｉは現時点ｔ_ｉの筒内圧出力値ＣＰ_ｉと、オフセット補正回路の収束値Ｐｆｉｘとの偏差ｄＰｉと、オフセット補正回路が有する放電時定数ｅ^ｔ/Ｔとにより、次式（１）に従って求めることができる。
筒内圧予測線Ｘ_ｉ＝ｄＰ_ｉ×（１−ｅ^ｔ/Ｔ） ・・・・（１）
上記式（１）において収束値Ｐｆｉｘはオフセット補正回路ごとに固有の、固定値である。

内燃機関の停止時ｔ_０の筒内圧センサ３０の出力値ＣＰ_０（以下、「筒内圧出力値」とも称する）に応じて求められる予測線Ｘ_０の、次の時点ｔ_１における値、即ち、時点ｔ_１での筒内圧予測値ＣＰＦ_１は、上記式（１）に従って、筒内圧出力値ＣＰ_０と収束値Ｐｆｉｘと放電時定数に従って求めることができる。この筒内圧予測値ＣＰＦ_１は、内燃機関１０の停止時ｔ_０の筒内圧が時点ｔ_１まで変化しなかったと仮定した場合の筒内圧センサ３０の出力の予測値である。従って、時点ｔ_１における筒内圧予測値ＣＰＦ_１と、実際の筒内圧センサ３０の筒内圧出力値ＣＰ_１との差ｄＣＰＴ_１は、時点ｔ_０から時点ｔ_１に実際に発生した筒内圧の変化量に近似すると考えられる。従って、図４に示すように、内燃機関１０停止時の筒内圧出力値ＣＰ_０から、筒内圧変化量ｄＣＰＴ_１を減算した筒内圧を、時点ｔ_１における筒内圧推定値Ｐｄ_１として算出する。なお、内燃機関１０の運転中は筒内圧の大きく変化するためオフセット補正回路による出力誤差が生じない。従って、正常な筒内圧センサ３０であれば、内燃機関１０の停止時までは、そのセンサ出力に基づき筒内圧を正確に検出することができる。従って、停止時の筒内圧出力値ＣＰ_０が、そのまま停止時の筒内圧であると推定され、用いられる。

本実施の形態では、内燃機関１０の停止直後から一定時間ごとに区切られた所定期間ごとに、上記と同様の処理を繰り返し筒内圧の算出を行う。まず、前回の筒内圧出力値ＣＰ_ｉ−１と収束値Ｐｆｉｘとの偏差ｄＰ_ｉ―１に基づいて、ある時点ｔ_ｉ−１から筒内圧が変化しなかった場合に、時点ｔ_ｉにおいて得られるはずの筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉが求められる。次に、筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉと、現時点ｔ_ｉの筒内圧出力値ＣＰ_ｉとの差を、時点ｔ_ｉ−１から時点ｔ_ｉの間に発生した筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉとして求める。その後、筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉを、前回の筒内圧推定値Ｐｄ_ｉ−１から減算することで、現時点ｔ_ｉにおける筒内圧推定値Ｐｄ_ｉが算出される。

[実施の形態１の具体的な制御のルーチン]
図５は、本発明の実施の形態１において制御装置４０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５のルーチンは、一定時間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。図５のルーチンでは、まず、内燃機関１０が停止中であるか否かが判別される（Ｓ１００）。内燃機関１０が停止中であることが認められない場合、このルーチンで筒内圧の算出回数のカウンタとなるｉがゼロとされ（Ｓ１０２）、今回の処理は一旦終了する。

一方、ステップＳ１００において内燃機関１０が停止中であることが認められると、次に、現時点ｔ_ｉにおける筒内圧出力値ＣＰ_ｉが検出される（Ｓ１０４）。ここでは筒内圧出力値ＣＰ_ｉは筒内圧センサ３０の出力値である。

次に、現時点ｔ_ｉにおいて、ｉ＞０であるか否かがか判別される（Ｓ１０６）。ここで、ｉは初期値においてゼロに設定され、内燃機関１０の停止から、次回の始動までの間に、このルーチンで筒内圧が算出されるたびに１が加算されるカウンタである。ｉ＞０である場合、筒内圧推定値Ｐｄ_ｉが、まだ一度も算出されておらず、筒内圧推定値Ｐｄｉの算出履歴がないことになる。この場合、ステップＳ１０４において検出された筒内圧出力値ＣＰ_ｉが、内燃機関１０停止直後の筒内圧推定値Ｐｄ_０として記憶され（Ｓ１０７）、ステップＳ１１６においてｉに１が加算されてインクリメントされた後、今回の処理は終了する。

一方、ステップＳ１０６において、ｉ＞０であることが認められると、次に、前回の筒内圧出力値ＣＰ_ｉ−１が呼出される（Ｓ１０８）。次に、今回の筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉが算出される（Ｓ１１０）。ここでは、上記式（１）に従って、前回筒内圧出力値ＣＰ_ｉ−１と収束値Ｐｆｉｘとの偏差ｄＰ_ｉ−１と時定数とにより、この時点ｔ_ｉでの筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉが算出される。

次に、筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉが算出される（Ｓ１１２）。筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉは、今回筒内圧出力値ＣＰ_ｉを筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉから減じた値（ＣＰＦ_ｉ−ＣＰ_ｉ）である。

次に筒内圧推定値Ｐｄ_ｉが算出される（Ｓ１１４）。筒内圧推定値Ｐｄ_ｉは、前回の筒内圧推定値Ｐｄ_ｉ−１から、ステップＳ１１２で求められた筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉを減じた値（Ｐｄ_ｉ−１−ｄＣＰＴ_ｉ）である。次に、カウンタｉがインクリメントされ（Ｓ１１６）、その後、今回の処理は終了する。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、内燃機関１０停止後の筒内圧センサ３０の出力変化を予測し、この予測値と筒内圧センサ３０の出力値との差分を筒内圧の変化量として求め、この変化量に応じて内燃機関１０停止後の筒内圧を推定する。これによりオフセット補正回路による影響を排除して筒内圧を求めることができる。従って、圧縮圧がかかった状態で停止した気筒の、内燃機関１０停止中の小さな筒内圧の変化をも、より正確に把握することができる。また、本実施の形態１において活用されるのは、オフセット補正回路の時定数及び収束値であり、経時的な変化の影響のない固定値である。従って、高い精度で筒内圧の推定が可能となる。

なお、たとえば実施の形態１において、ステップＳ１１０の処理が実行されることで、本発明の「予測手段」が実現し、ステップＳ１１２及びＳ１１４の処理が実行されることで「算出手段」が実現する。

また、例えば、実施の形態１において、内燃機関の停止時ｔ_０から一定時間ごとの、図５のルーチンが繰り返される期間や、前回の時点ｔ_ｉ−１から今回の時点ｔ_ｉまでの期間が、本発明の「所定期間」に該当する。そして、例えば、今回の時点ｔ_ｉが、本発明の「所定時点」かつ「終了点」に該当し、前回の時点ｔ_ｉ−１は、本発明の「開始点」に該当する。また、内燃機関１０の停止時ｔ_０からｔ_１までの期間は、本発明の「内燃機関の停止後の最初の所定期間」に該当し、停止時の筒内圧ＣＰ_０は、本発明の「開始点における筒内圧」に該当する。それ以降、時点ｔ_ｉ−１の筒内圧推定値Ｐｄ_ｉ−１は、本発明の「最初の所定期間を除く他の１の所定期間の開始点における筒内圧」に該当する。

上記のように本実施の形態１では、筒内圧を検出する一定時間ごとの所定期間に、前回の所定期間の筒内圧出力値ＣＰ_ｉ−１に基づく筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉを算出し、この予測値ＣＰＦ_ｉと今回の出力値ＣＰ_ｉから筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉを求める場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、内燃機関１０の停止時の筒内圧ＣＰ_０に応じて出力予測線（図３のＸ_０）を算出し、この予測線（Ｘ_０）と予測値を求める時点の内燃機関１０の停止からの経過時間とから、その時点における筒内圧予測値を求めるものとしてもよい。

また、本実施の形態１では、筒内圧センサ３０は、その内蔵回路にオフセット補正機能を有する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、筒内圧センサ３０が接続する制御装置４０や、外部コントロールユニット等に、同様のオフセット補正機能を有するものであってもよい。

また、オフセット補正機能は、一定の収束値にセンサ出力を収束させる機能である。従って、例えば圧縮圧のかかっていない場合や、停止後の経過時間が長くなり、センサ出力が収束した場合には、オフセット補正機能の影響はない。このような場合、本実施の形態１の制御では、筒内圧予測値ＣＰＦ_ｉがゼロとなり、それ以降は筒内圧センサの出力に基づく筒内圧がそのまま用いられることとなる。但し、現在の筒内圧とオフセット補正機能の収束値との差が、所定より大きい場合にのみ上記の制御を行うこととしてもよい。

また、本実施の形態１では、内燃機関１０停止後の筒内圧センサ３０の出力の外乱要因として、オフセット補正機能を挙げ、この影響を排除する場合について説明した。しかし、センサ出力には、例えば、温度変化に伴う出力ドリフトなど、他の外乱要因も含まれる。これらについても、そのドリフトの予測量を算出できるものであれば、上記同様の手法で、このドリフト分を除いた内燃機関停止後の筒内圧を推定することができる。より具体的には、現在の筒内圧センサの出力値から現在の筒内圧予測値を減算し、実際の筒内圧変化量を求め、求められた筒内圧変化量と、前回までの筒内圧推定値又は停止時の筒内圧に応じて、その時点での筒内圧推定値が算出される。

実施の形態２．
実施の形態２のシステムは図１と同様の構成を有する。実施の形態２のシステムは、実施の形態１と同様の制御により筒内圧を算出した後、算出された筒内圧推定値に基づき、筒内の異常検出を実行する。

図６は、本発明の実施の形態２における制御の概要について説明するための図である。図６において、横軸は時間、縦軸は筒内圧を表している。また実線（ａ）は正常な場合の筒内圧を表し、破線（ｂ）は、筒内圧が高くなる異常が発生している場合、破線（ｃ）は、筒内圧が低くなる異常が発生している場合の筒内圧を、それぞれ表している。

内燃機関１０の停止後、筒内圧が抜けていく先となるクランクケース内圧が高くなっている場合、筒内圧が高いままの状態が続く。従って、クランクケース内圧が高くなる異常が発生している場合には、図６の破線（ｂ）に示されるように、内燃機関１０の停止後のあるべき筒内圧変化（実線（ａ）参照）に対して、高い筒内圧変化を示す。また、一方、リング磨耗やバルブ噛み込み等によりコンプレッションの低下が発生している場合、内燃機関１０の停止後の筒内圧が早くに低下する。従って、コンプレッションが低下する異常が発生している場合には、図６の破線（ｃ）に示されるように、内燃機関１０の停止後のあるべき筒内圧変化に対して、筒内圧が低くなる。

従って、内燃機関１０停止後、所定時間が経過した後の筒内圧推定値の低下度合いを算出値、低下度合いが、正常時の低下度合いの許容範囲を超えて小さくなるときは、クランクケースの内圧異常と判定する。また、筒内圧の低下度合いが、正常時の低下度合いの許容範囲を超えて大きくなる場合には、コンプレッションの異常と判定する。

より具体的には、内燃機関１０の停止時の筒内圧Ｐ０と所定時間経過後の時点ｔ_ｘにおいて、実施の形態１の方法で算出された筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｘを、所定時間の間の基準変化量ｄＣＰＳから減算した差分ｄＰｖが、基準値αよりも大きい場合にはクランクケースの内圧異常と判定し、基準値βよりも小さい場合には、コンプレッションの異常と判定する。

ここで、正常な気筒の筒内圧の変化は、内燃機関１０の停止時の筒内圧と経過時間に応じて異なる。従って、基準変化量ｄＣＰＳと、その気筒の停止時の気筒内と経過時間との関係を定めたマップをあらかじめ制御装置４０に記憶し、このマップに従って基準変化量ｄＣＰＳが設定されるものとする。このようなマップは予め実験やシミュレーション等によって適宜求められる。また、基準値α、βは、異常と判定するか否かの判断の基準となる値であり、所定時間における正常時の低下度合との差の許容範囲の上限、および下限値近傍の値であり、予め実験やシミュレーション等によって求められ制御装置に記憶される。

図７は、本発明の実施の形態２において制御装置４０が実行する制御のルーチンについて説明するための図である。図７のルーチンは、図５のルーチンに替えて実行される。図７のルーチンでは、内燃機関１０の停止中であることが認められ、図５のステップＳ１００〜Ｓ１１４と同様に筒内圧推定値Ｐｄｉが算出され、ステップＳ１１６においてカウンタｉに１が加算された後、次に、内燃機関１０の停止からの経過時間が所定時間を越えたか否かが判別される（Ｓ２００）。所定時間は、筒内に生じる圧力異常の影響が検出できる程度に大きくなるまでに要する時間であり、予め制御装置等に記憶されている。

ステップＳ２００において、内燃機関の停止後の経過時間が所定時間に達したことが認められない場合には、今回の処理は一度終了する。一方、停止後の経過時間が所定時間に達したことが認められると、次に、筒内圧変化量と基準変化量との差分ｄＰｖが算出される（Ｓ２０４）。基準変化量ｄＣＰＳは、予め制御装置４０に記憶されたマップに従い、停止後の経過時間と、内燃機関停止時の筒内圧ＣＰ_０に応じて算出される。算出された基準変化量ｄＣＰＳから、ステップＳ１１２において求められた筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉが減算されて、差分ｄＰｖが求められる。

次に、差分ｄＰｖが基準値αより大きいか否かが判別される（Ｓ２０６）。差分ｄＰｖが基準値αより大きい場合には、筒内圧低下度合いが正常範囲を超えて小さい状態であると判断される。従って、クランクケース内圧異常であると判定され（Ｓ２０８）、今回の処理は終了する。

一方、ステップＳ２０６において、差分ｄＰｖが基準値αより大きいことが認められない場合、差分ｄＰｖが基準値βより小さいか否かが判別される。基準値βは基準値αよりも小さな基準値であり、予め制御装置４０に記憶されている。ステップＳ２１０において、差分ｄＰｖが基準値βより小さいことが認められると、筒内圧の低下度合いが正常範囲を超えて大きい状態であると判断される。この場合、コンプレッション異常が発生していることが検出される（Ｓ２１２）。その後、今回の処理が終了する。

以上説明したように、本実施の形態２によれば検出された筒内圧変化量に基づいて、異常の検出が実行される。これにより、より正確な筒内圧の推定に基づき、高い精度で異常の検出を行うことができる。

なお、本実施の形態２においては、ある時点において算出されている筒内圧変化量ｄＣＰＴ_ｉをそのまま利用して、異常の判定を行う場合について説明した。しかし、本発明における異常判定は、これに限られるものではない。例えば、ある時点ｔ_ｉにおいて推定された筒内圧推定値Ｐｄ_ｉと、停止時の筒内圧ＣＰ_０または、時点ｔ_ｉより前に算出された筒内圧推定値Ｐｄ_ｘ（ｘ＜ｉ）との差を求め、この差が、正常な筒内圧が示す変化の許容範囲を超えている場合に、異常と判定するものとしてもよい。このようにしても、オフセット補正回路による影響を排除して推定される筒内圧に基づいて、より高い精度で異常を検出することができる。

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。

１０ 内燃機関
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
２６ 点火プラグ
２８ 燃料噴射弁
３０ 筒内圧センサ
４０ 制御装置
４２ クランク角センサ

Claims (6)

1. 圧電素子を有する筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の停止から次回始動までの期間に含まれる所定期間の間、筒内圧が変化しなかった場合の、前記所定期間内の所定時点における筒内圧センサの出力を予測する予測手段と、
   前記所定期間内の開始点における筒内圧と、前記所定時点における筒内圧センサの出力と、前記予測手段により予測された前記筒内圧センサの出力予測値と、に応じて、前記所定時点における筒内圧を算出する算出手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
2. 前記予測手段は、前記開始点における筒内圧センサの出力と、前記筒内圧センサが有するオフセット補正機能の収束点とに応じて、前記所定時点における前記出力予測値を予測する、
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記開始点における筒内圧は、前記内燃機関の停止時に検出された前記筒内圧センサの出力に基づくものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記所定期間は、前記内燃機関の停止直後から一定時間ごとに区切られて繰り返される複数の期間であって、
   前記所定時点は、前記所定期間それぞれの終了点であって、
   前記予測手段は、前記所定期間それぞれの開始点における前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記所定期間それぞれの終了点における出力予測値を予測し、
   前記複数の所定期間のうち、前記内燃機関の停止後の最初の所定期間の開始点における筒内圧は、前記内燃機関の停止時に検出された前記筒内圧センサの出力に基づく筒内圧であって、
   前記最初の所定期間を除く他の１の所定期間の開始点における筒内圧は、前記１の所定期間の直前の所定期間において前記算出手段により算出された該終了点の筒内圧である、
   請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記所定期間の所定時点は、前記内燃機関の停止後、基準時間が経過した後の時点であって、
   前記内燃機関の停止後かつ前記所定時点より前の筒内圧と、前記算出手段により算出された該所定時点における筒内圧とに基づいて、前記内燃機関の筒内圧の異常を検出する検出手段を、更に備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記所定期間の所定時点は、前記内燃機関の停止後、基準時間が経過した後の時点であって、
   前記所定時点における前記出力予測値と、前記所定時点における前記筒内圧センサの出力との差が、基準範囲外である場合に、前記内燃機関の筒内圧の異常を検出する検出手段を、更に備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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