JP4385323B2 - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御装置および制御方法に関する。

従来から、筒内圧力を検出する筒内圧センサを備えた内燃機関が知られている。一般に内燃機関に適用される筒内圧センサによる筒内圧力の実測値は、筒内圧力の真値に所定の感度を乗じた値とバイアス値とを加算したものとなるが、筒内圧センサの感度は、経時的に変化するものであり、しかも、当該感度には個体差が存在する。このため、従来から、筒内圧力を精度よく検出するための技術として、筒内圧センサ（燃焼圧力センサ）からの信号に基づいて算出される図示トルクと、内燃機関に導入される燃料の量との比を用いて筒内圧センサの感度を補正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

なお、筒内圧センサの感度やバイアス値の変動（バラツキ）の影響を排除する技術としては、筒内圧センサにより圧縮行程中の任意の２点のクランク角に同期して内燃機関の気筒内圧力差を計測すると共に、計測された気筒内圧力差を内燃機関の任意の基準状態で得られる気筒内圧力差で正規化する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。同様に、筒内圧センサの感度やバイアス値の変動の影響を排除する技術として、筒内圧センサにより検出された筒内圧力に基づいて算出される演算トルクと、当該演算トルクに基づいて算出されるトルク変化量との比として定義されるトルク変化率が予め定められた変動率となるように空燃比を制御する技術も知られている（例えば、特許文献３参照。）。

特許第２７８２８４１号公報 特許第２５６４９３３号公報 特開平８−１７７５７７号公報

しかしながら、上述の従来手法により筒内圧センサの感度を補正する場合、燃料量を算出する際の公差の影響が大きくなり、結果として筒内圧センサの感度を良好に補正できないこともあった。

そこで、本発明は、筒内圧センサの感度を容易かつ精度よく推定可能とする内燃機関の制御装置および制御方法の提供を目的とする。

本発明による内燃機関の制御装置は、筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御装置において、吸気行程中の所定の１点における筒内圧センサの検出値と、吸気行程中の所定の１点に対応した時点における吸入空気の圧力と、圧縮行程中または膨張行程中の少なくとも所定の２点における筒内圧センサの検出値および筒内容積とに基づいて、筒内圧センサの感度の推定値を算出する演算手段を備えることを特徴とする。

この場合、上記吸気行程中の所定の１点は、吸気行程中に吸気弁を閉じる時点であると好ましい。

また、この内燃機関の制御装置は、吸気系統における吸入空気の圧力が筒内圧力と概ね一致するようになるまでの位相遅れ量に応じて、吸気行程中の所定の１点に対応した時点を設定する手段を更に備えると好ましい。

更に、この内燃機関の制御装置は、演算手段によって算出された筒内圧センサの感度の推定値に基づいて、筒内壁面の温度を推定する手段を更に備えると好ましい。

本発明による内燃機関の制御方法は、筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御方法において、吸気行程中の所定の１点における筒内圧センサの検出値と、吸気行程中の所定の１点に対応した時点における吸入空気の圧力と、圧縮行程中または膨張行程中の少なくとも所定の２点における筒内圧センサの検出値および筒内容積とに基づいて、筒内圧センサの感度の推定値を算出することを特徴とする。

本発明による他の内燃機関の制御装置は、筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御装置において、吸気行程中の所定の２点における筒内圧センサの検出値と、吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点における吸入空気の圧力とに基づいて、筒内圧センサの感度の推定値を算出する演算手段を備えることを特徴とする。

この場合、この内燃機関の制御装置は、吸気系統における吸入空気の圧力が筒内圧力と概ね一致するようになるまでの位相遅れ量に応じて、吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点を設定する手段を更に備えると好ましい。

また、この内燃機関の制御装置は、演算手段によって算出された筒内圧センサの感度の推定値に基づいて、筒内壁面の温度を推定する手段を更に備えると好ましい。

本発明による他の内燃機関の制御方法は、筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御方法において、吸気行程中の所定の２点における筒内圧センサの検出値と、吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点における吸入空気の圧力とに基づいて、筒内圧センサの感度の推定値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、筒内圧センサの感度を容易かつ精度よく推定可能とする内燃機関の制御装置および制御方法の実現が可能となる。

本発明者は、内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧センサの感度を容易かつ精度よく推定すべく鋭意研究を行い、その過程で、まず、筒内圧センサの実測値と筒内圧力の真値との関係に着目した。すなわち、クランク角がθである時の筒内圧力の実測値（筒内圧センサの出力電圧値を圧力に換算した値）をPc（θ）、クランク角がθである時の筒内圧力の真値をPct（θ）、筒内圧センサの感度（ゲイン）をα、筒内圧センサのバイアス値（オフセット量）をδとすれば、筒内圧力の実測値Pc（θ）と筒内圧力の真値Pct（θ）との間には、一般に次の（１）式に示される関係が成り立つ。

また、例えば吸気下死点付近（吸気行程中に吸気弁を閉じる〔閉じ始める〕時点）では、筒内圧力（真値）と吸気系統における吸入空気の圧力とが概ね一致することから、クランク角がθである時の吸入空気の圧力（絶対圧力）をPi（θ）とし、吸気行程中にクランク角がθ₀となる時に筒内圧力と吸入空気の圧力とが概ね一致するとすれば、

という関係が成り立つ。

ここで、（２）式における「λ」は、吸気系統における吸入空気の圧力が筒内圧力と概ね一致するようになるまでの位相遅れ量（筒内圧力と吸入空気の圧力とが概ね一致するタイミングの位相差）を示す。すなわち、吸気脈動等に起因して、例えば吸気下死点付近（クランク角がθ₀となる時点）での筒内圧力は、実際には、吸気下死点から多少遅れた時点（クランク角がθ₀＋λとなる時点）での吸入空気の圧力と概ね一致する。このような現象を考慮して、（２）式には、かかる位相遅れ量λが導入される。

一方、内燃機関の圧縮行程または膨張行程は、断熱過程であるとみなすことができるので、クランク角がθである際の筒内容積をV（θ）とし、筒内に導入されている混合気の比熱比をκ（例えば、κ＝１．３２）とすれば、圧縮行程または膨張行程中の所定の２点間（クランク角がθ₁，θ₂となる時点の間）では、次の（３）式に示される関係が成立する。

かかる（３）の関係式は、（１）式に基づいて、真値Pct(θ₁)，Pct(θ₂)を実測値Pc(θ₁)，Pc(θ₂)で置き換えれば、

と書き換えることができる。

そして、上記（２）式と上記（４）式とからバイアス値δを消去した上でαについて解けば、筒内圧センサの感度αの推定値αeを、

として算出することができる。これにより、かかる（５）式を用いれば、吸気行程中の所定の１点における筒内圧センサの検出値と、当該吸気行程中の所定の１点に対応した時点における吸入空気の圧力（吸気圧センサの検出値）と、圧縮行程中または膨張行程中の少なくとも所定の２点における筒内圧センサの検出値および筒内容積とから、筒内圧センサの感度αの推定値αeを容易かつ精度よく算出することが可能となる。

すなわち、上記（５）式を用いて筒内圧センサの感度αの推定値αeを求めるに際しては、まず、吸気行程中の所定の１点（クランク角がθ₀となる時点）および圧縮行程または膨張行程中の所定の２点（クランク角がθ₁，θ₂となる時点）にて筒内圧力を検出すると共に、上記吸気行程中の所定の１点に対応した時点（クランク角がθ₀＋λとなる時点）にて吸入空気の圧力を検出する。そして、上記所定の１点における筒内圧力Pc（θ₀）と、上記所定の１点に対応した時点における吸入空気の圧力Pi（θ₀＋λ）と、上記所定の２点における筒内圧力Pc（θ₁），Pc（θ_２）および筒内容積V（θ₁），V（θ₂）とを上記（５）式に代入することにより、筒内圧センサの感度αの正確な推定値αeを低負荷で容易に得ることが可能となる。また、上述のように、吸入空気の圧力を検出する時点（上記吸気行程中の所定の１点に対応した時点）を位相遅れ量λに応じて設定することにより、感度αの推定値αeの算出精度をより一層向上させることが可能となる。

ところで、上記（２）式に示される関係は、筒内圧力（真値）と吸気系統における吸入空気の圧力とが概ね一致するタイミング付近において成立することから、吸気行程中にクランク角がθ_Ｘおよびθ_Ｙとなる時に筒内圧力と吸入空気の圧力とが概ね一致するとすれば、次の（６）および（７）に示される関係が成立する。

そして、上記（６）および（７）式からδを消去すれば、筒内圧センサの感度αの推定値αeを、

として算出することができる。これにより、かかる（８）式を用いても、吸気行程中の所定の２点における筒内圧センサの検出値と、当該吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点における吸入空気の圧力（吸気圧センサの検出値）とから、筒内圧センサの感度αの推定値αeを容易かつ精度よく算出することが可能となる。

すなわち、（８）式を用いて筒内圧センサの感度αの推定値αeを求めるに際しては、まず、吸気行程中の所定の２点（クランク角がθ_Ｘ，θ_Ｙとなる時点）にて筒内圧力を検出すると共に、当該吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点（クランク角がθ_Ｘ＋λとなる時点およびθ_Ｙ＋λとなる時点）にて吸入空気の圧力を検出する。そして、上記吸気行程中の所定の２点における筒内圧力Pc（θ_Ｘ）およびPc（θ_Ｙ）と、当該吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点における吸入空気の圧力Pi（θ_Ｘ＋λ）およびPi（θ_Ｙ＋λ）とを上記（８）式に代入することにより、筒内圧センサの感度αの正確な推定値αeを低負荷で容易に得ることが可能となる。また、上記（８）式を用いる場合も、吸入空気の圧力を検出する時点（吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点）を位相遅れ量λに応じて設定することにより、感度αの推定値αeの算出精度をより一層向上させることが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。

図１は、本発明による内燃機関を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図１には１気筒のみが示されるが、内燃機関１は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関１は、例えば４気筒エンジンとして構成される。

各燃焼室３の吸気ポートは、吸気マニホールドを介して吸気管５に接続され、各燃焼室３の排気ポートは、排気マニホールドを介して排気管６に接続されている。また、内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが燃焼室３ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構ＶＭによって開閉させられる。更に、内燃機関１は、気筒数に応じた数の点火プラグ７を有し、点火プラグ７は、対応する燃焼室３内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。

吸気管５は、図１に示されるように、サージタンク８に接続されている。サージタンク８には、給気管Ｌ１が接続されており、給気管Ｌ１は、エアクリーナ９を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、給気管Ｌ１の中途（サージタンク８とエアクリーナ９との間）には、スロットルバルブ（本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ）１０が組み込まれている。一方、排気管６には、図１に示されるように、三元触媒を含む前段触媒装置１１ａおよびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置１１ｂが接続されている。

更に、内燃機関１は、図１に示されるように、複数のインジェクタ１２を有し、インジェクタ１２は、対応する燃焼室３内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。また、内燃機関１の各ピストン４は、いわゆる深皿頂面型に構成されており、その上面には、凹部４ａが形成されている。そして、内燃機関１では、各燃焼室３内に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ１２から各燃焼室３内のピストン４の凹部４ａに向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。これにより、内燃機関１では、点火プラグ７の近傍に燃料と空気との混合気の層が周囲の空気層と分離された状態で形成（成層化）されるので、極めて希薄な混合気を用いて安定した成層燃焼を実行することが可能となる。なお、本実施形態の内燃機関１は、いわゆる直噴エンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明が吸気管（吸気ポート）噴射式の内燃機関に適用され得ることはいうまでもない。

上述の各点火プラグ７、スロットルバルブ１０、各インジェクタ１２および動弁機構ＶＭ等は、内燃機関１の制御装置として機能するＥＣＵ２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ２０には、図１に示されるように、内燃機関１のクランク角センサ１４を始めとした各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２、動弁機構ＶＭ等を制御する。

また、内燃機関１は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ１５を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ１５は、対応する燃焼室３内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、図示されないＡ／Ｄ変換器等を介してＥＣＵ２０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ１５は、対応する燃焼室３における筒内圧力（相対圧力）を検出し、検出値を示す信号をＥＣＵ２０に与える。更に、内燃機関１は、サージタンク８内の吸入空気の圧力（吸気圧）を絶対圧力として検出する吸気圧センサ１６を有している。吸気圧センサ１６は、図示されないＡ／Ｄ変換器等を介してＥＣＵ２０に電気的に接続されており、検出したサージタンク８内の吸入空気の絶対圧力を示す信号をＥＣＵ２０に与える。クランク角センサ１４、各筒内圧センサ１５および吸気圧センサ１６の検出値は、微小時間おきにＥＣＵ２０に順次与えられ、ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。

次に、図２を参照しながら、上述の内燃機関１において筒内圧センサ１５の感度αの推定値αeを算出する手順について説明する。図２に示されるルーチンは、内燃機関１のＥＣＵ２０によって所定時間おきに実行され、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行タイミングになると、まず、クランク角センサ１４の検出値に基づいて、内燃機関１の回転数を取得する（Ｓ１０）。機関回転数を取得すると、ＥＣＵ２０は、記憶装置に記憶されている所定のマップまたは関数式を用いて、Ｓ１０にて取得した回転数に対応する位相遅れ量λを設定する（Ｓ１２）。

ここで、かかる位相遅れ量λは、本実施形態において、概ね吸気下死点になる時刻（吸気行程中に吸気弁を閉じる時点）と、吸入空気の圧力が吸気下死点における筒内圧力と概ね一致する時刻との差に応じた角度とされるが、本発明者の研究によれば、位相遅れ量λは、機関回転数が増加するにつれて大きくなり、機関回転数に対して概ね比例して増加することが判明している。このため、Ｓ１２では、図３に示されるような機関回転数と位相遅れ量λとの相関を規定するマップまたは関数式が用いられる。なお、Ｓ１２にて用いられるマップまたは関数式を作成するに際しては、吸気弁Ｖｉや排気弁Ｖｅの開閉タイミングやリフト量、更には内燃機関１における背圧を考慮すると好ましい。

Ｓ１２にて位相遅れ量λを設定すると、ＥＣＵ２０は、所定の記憶領域から、燃焼室３ごとに、クランク角がθ₀（例えば−１８０°）となる時の筒内圧力Pc（θ₀）と、クランク角がθ₁（例えば−１００°）となる時の筒内圧力Pc（θ₁）と、クランク角がθ₂（例えば−５０°）となる時の筒内圧力Pc（θ₂）とを読み出すと共に、クランク角がθ₀＋λ（例えば−１８０°＋λ）となる時の（吸気下死点付近における）吸入空気の圧力Pi（θ₀＋λ）を読み出す（Ｓ１４）。なお、角度θ₁およびθ₂は、圧縮行程または膨張行程中に含まれるように選択されば、それぞれの値は任意とされ得る。

そして、ＥＣＵ２０は、燃焼室３ごとに、Ｓ１４にて読み出した筒内圧力Pc（θ₀），Pc（θ₁），Pc（θ₂）を吸入空気の圧力Pi（θ₀＋λ）および筒内容積V（θ₁），V（θ₂）と共に上記（５）式に代入することにより、筒内圧センサ１５ごとに、感度αの推定値αeを算出する（Ｓ１６）。なお、Ｓ１６にて用いられる筒内容積V^κ（θ₁），V^κ（θ₂）の値（本実施形態では、Ｖ^κ（−１００°）およびＶ^κ（−５０°）の値）は、例えばκ＝１．３２として予め算出された上で記憶装置に記憶されており、ＥＣＵ２０は、これらV^κ（θ₁），V^κ（θ₂）の値を記憶装置から読み出してＳ２０の処理に用いる。

感度αの推定値αeを得ると、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ１５（燃焼室３）ごとに、推定値αeが予め定められている閾値Ａを下回っているか否か判定する（Ｓ１８）。そして、ＥＣＵ２０は、Ｓ１８にて推定値αeが閾値Ａを下回っていると判断した筒内圧センサ１５について、所定の記憶領域に記憶されている感度αをＳ１６にて算出した推定値αeで更新し（Ｓ２０）、これにより、各筒内圧センサ１５の出力が補正されることになる。
そして、本実施形態では、Ｓ２０の処理の後、更新された各筒内圧センサ１５の感度α（Ｓ１６にて算出された推定値αe）を用いて各燃焼室３の壁面温度（筒内壁面の温度）を推定する処理が実行される（Ｓ２２）。

ここで、筒内圧センサの感度は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等のセンサ素子の温度に依存するものであり、筒内圧センサの感度を求めるということは、センサ素子の温度を把握することに繋がる。そして、センサ素子の温度は、筒内圧センサの取付箇所周辺の温度（壁面温度）と密接な相関を有することから、燃焼室の所定箇所における壁面温度と、当該燃焼室に設けられている筒内圧センサの感度の初期値（あるいは前回値）からの変化量とは、例えば図４に示されるような相関を有している。

このような点を踏まえて、本実施形態では、燃焼室３の壁面温度と筒内圧センサ１５の感度αの初期値（あるいは前回値）α₀からの変化量との相関を規定する筒内壁温推定マップが予め作成され、記憶装置に格納されている。そして、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２にて、筒内圧センサ１５ごとに、感度α（推定値αe）と初期値α₀との偏差Δαを求めると共に、筒内壁温推定マップから、偏差Δαに対応する壁面温度を燃焼室３ごとに読み出す。更に、本実施形態では、Ｓ２２において、得られた壁面温度と予め作成されているマップとを用いて、燃焼室３ごとに壁面に付着した燃料の量の推定値が算出され、算出された燃料付着量の推定値は、燃料噴射制御に際して用いられる。このようなＳ２２の処理を実行すると、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの次の実行タイミングまで待機することになる。

上述のように、内燃機関１では、各燃焼室３に備えられる筒内圧センサ１５の感度αの正確な推定値αeを得ることが可能である。そして、上述のようにして算出される感度αの正確な推定値αeを用いれば、各燃焼室３における壁面温度や壁面に対する燃料付着量等を容易かつ精度よく把握すると共に、それらを内燃機関１の制御に有効利用することが可能となる。

一方、Ｓ１８にて何れかの筒内圧センサ１５の感度αの推定値αeが閾値Ａ以上になっていると判断された場合、当該筒内圧センサ１５の感度劣化がある程度進行していることになる。このため、Ｓ１８にて何れかの筒内圧センサ１５について否定判断を行った場合、ＥＣＵ２０は、該当する筒内圧センサ１５に異常が発生しているとみなし、図示されない所定の警告灯を点灯させるなどして警報を発生させた上で（Ｓ２４）、待機状態へと移行する。

図５は、上述の内燃機関１において筒内圧センサ１５の感度αの推定値αeを算出する他の手順を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、上述の（８）式を利用するものであり、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行タイミングになると、クランク角センサ１４の検出値に基づいて、内燃機関１の回転数を取得し（Ｓ３０）、更に、Ｓ３０にて取得した回転数に対応する位相遅れ量λを設定する（Ｓ３２）。Ｓ３２にて位相遅れ量λを設定すると、ＥＣＵ２０は、所定の記憶領域から、クランク角がθ_Ｘ（例えば−３００°）となる時の筒内圧力Pc（θ_Ｘ）と、クランク角がθ_Ｙ（例えば−２００°）となる時の筒内圧力Pc（θ_Ｙ）とを燃焼室３ごとに読み出すと共に、クランク角がθ_Ｘ＋λ（例えば−３００°＋λ）となる時の吸入空気の圧力Pi（θ_Ｘ＋λ）と、クランク角がθ_Ｙ＋λ（例えば−２００°＋λ）となる時の吸入空気の圧力Pi（θ_Ｙ＋λ）とを読み出す（Ｓ３４）。なお、角度θ_Ｘおよびθ_Ｙは、吸気行程中に含まれ、かつ、筒内圧力と吸入空気の圧力とが概ね一致するタイミングであれば、それぞれの値は任意とされ得る。

そして、ＥＣＵ２０は、燃焼室３ごとに、Ｓ３４にて読み出した筒内圧力のPc（θ_Ｘ），Pc（θ_Ｙ）を吸入空気の圧力Pi（θ_Ｘ＋λ），Pi（θ_Ｙ＋λ）と共に上記（８）式に代入することにより、筒内圧センサ１５ごとに、感度αの推定値αeを算出する（Ｓ３６）。感度αの推定値αeを得ると、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ１５（燃焼室３）ごとに、推定値αeが予め定められている閾値Ａを下回っているか否か判定する（Ｓ３８）。

そして、ＥＣＵ２０は、Ｓ３８にて推定値αeが閾値Ａを下回っていると判断した筒内圧センサ１５について、所定の記憶領域に記憶されている感度αをＳ３６にて算出した推定値αeで更新する（Ｓ４０）。更に、ＥＣＵ２０は、Ｓ４０の処理の後、更新された各筒内圧センサ１５の感度α（Ｓ３６にて算出された推定値αe）を用いて上述のＳ２２と同様の処理を実行する（Ｓ４２）。また、Ｓ３８にて何れかの筒内圧センサ１５の感度αの推定値αeが閾値Ａ以上になっていると判断した場合、ＥＣＵ２０は、該当する筒内圧センサ１５に異常が発生しているとみなし、図示されない所定の警告灯を点灯させるなどして警報を発生させた上で（Ｓ４４）、待機状態へと移行する。

このように、上述の（８）式を用いた図５のルーチンが実行されても、各燃焼室３に備えられる筒内圧センサ１５の感度αの正確な推定値αeを得ることが可能である。そして、図５のルーチンを経て算出される感度αの正確な推定値αeを用いれば、各燃焼室３における壁面温度や壁面に対する燃料付着量等を容易かつ精度よく把握すると共に、それらを内燃機関１の制御に有効利用することが可能となる。

なお、図２および図５のルーチンにおいて、感度αの推定値αeを用いて各筒内圧センサ１５の異常を判定するに際しては、感度αの初期値α₀あるいは前回値からの変化量、すなわち、推定値αeと初期値α₀（あるいは前回値）との偏差を求め、当該変化量（偏差）が予め定められた閾値以上になった場合に、その筒内圧センサ１５に異常が発生していると判断するようにしてもよい。また、上記Ｓ２２やＳ４２における処理には、燃焼室３ごとに、壁面温度に基づいて燃焼室壁部（シリンダブロック２）に伝わった熱エネルギの量を求める工程が含まれてもよい。

そして、図２および図５のルーチンの何れにおいても、筒内圧力や吸入空気の圧力のサンプリング点θ₀，θ₁，θ₂またはθ_Ｘ，θ_Ｙを少しずつずらし、多数のサンプリング点に基づいて各筒内圧センサ１５の感度αの推定値αeを複数求め、複数の推定値αeを平均化してもよい。これにより、各筒内圧センサ１５の感度αの推定値αeをより精度よく算出可能となる。また、サージタンク８の吸気圧センサ１６を省略し、吸入空気の圧力をスロットルバルブ１０の開度や、吸入空気量を測定する図示されないエアフローメータの測定値から推定して用いてもよい。そして、上述の内燃機関１は、ガソリンエンジンであるものとして説明されたが、これに限られるものではなく、本発明がディーゼルエンジンに適用され得ることはいうまでもない。

本発明による制御装置を含む内燃機関を示す概略構成図である。 図１の内燃機関において筒内圧センサの感度の推定値を算出する手順を説明するためのフローチャートである。 内燃機関の回転数と、吸気系統における吸入空気の圧力が筒内圧力と概ね一致するようになるまでの位相遅れ量との関係を例示するグラフである。 燃焼室に設けられている筒内圧センサの感度の変化量と、当該燃焼室の壁面温度との関係を例示するグラフである。 図１の内燃機関において筒内圧センサの感度の推定値を算出する他の手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ 燃焼室
４ ピストン
５ 吸気管
６ 排気管
７ 点火プラグ
８ サージタンク
１０ スロットルバルブ
１２ インジェクタ
１４ クランク角センサ
１５ 筒内圧センサ
１６ 吸気圧センサ
Ｌ１ 給気管
Ｖｅ 排気弁
Ｖｉ 吸気弁
ＶＭ 動弁機構

Claims (7)

1. 筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御装置において、
   吸気行程中の所定の１点における前記筒内圧センサの検出値と、前記吸気行程中の所定の１点に対応した時点における吸入空気の圧力と、圧縮行程中または膨張行程中の少なくとも所定の２点における前記筒内圧センサの検出値および筒内容積とに基づいて、前記筒内圧センサの感度の推定値を算出する演算手段と、
   前記演算手段によって算出された前記筒内圧センサの感度の推定値に基づいて、当該筒内圧センサの取付箇所周辺の筒内壁面の温度を推定する温度推定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記温度推定手段により推定された筒内壁面の温度から当該壁面に付着した燃料の量を推定する手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記演算手段は、クランク角がθである時の筒内圧力の実測値をPc（θ）、クランク角がθである時の筒内圧力の真値をPct（θ）、筒内圧センサの感度をα、筒内圧センサのバイアス値をδとしたときに、筒内圧力の実測値Pc（θ）を、次式により求めることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
   

   
4. 筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御方法において、
   吸気行程中の所定の１点における前記筒内圧センサの検出値と、前記吸気行程中の所定の１点に対応した時点における吸入空気の圧力と、圧縮行程中または膨張行程中の少なくとも所定の２点における前記筒内圧センサの検出値および筒内容積とに基づいて、前記筒内圧センサの感度の推定値を算出し、
   算出された前記筒内圧センサの感度の推定値に基づいて、当該筒内圧センサの取付箇所周辺の筒内壁面の温度を推定する
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。
5. 筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御装置において、
   吸気行程中の所定の２点における前記筒内圧センサの検出値と、前記吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点における吸入空気の圧力とに基づいて、前記筒内圧センサの感度の推定値を算出する演算手段と、
   前記演算手段によって算出された前記筒内圧センサの感度の推定値に基づいて、当該筒内圧センサの取付箇所周辺の筒内壁面の温度を推定する手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 吸気系統における吸入空気の圧力が筒内圧力と概ね一致するようになるまでの位相遅れ量に応じて、前記吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点を設定する手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 筒内圧力を検出する筒内圧センサを含む内燃機関の制御方法において、
   吸気行程中の所定の２点における前記筒内圧センサの検出値と、前記吸気行程中の所定の２点の各々に対応した時点における吸入空気の圧力とに基づいて、前記筒内圧センサの感度の推定値を算出し、
   算出された前記筒内圧センサの感度の推定値に基づいて、当該筒内圧センサの取付箇所周辺の筒内壁面の温度を推定する
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。

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