JP6052325B2 - 内燃機関システム - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関システムに関する。

従来、例えば特許文献１には、筒内圧センサを備える内燃機関が開示されている。上記従来の内燃機関は、筒状の外形を有する筒内圧センサの外面と当該筒内圧センサを取り巻く燃焼室の壁面との間をシールするシール部を備えている。このシール部でのシールは、筒内圧センサの外面に形成されたテーパー状のテーパー部と、当該テーパー部と対向する燃焼室の壁面のテーパー部とが密着することによって行われる。

上記筒内圧センサが備える筒状のハウジングの一端には、筒内圧力を受けるダイアフラム（受圧部材）が設けられている。ハウジングの内部には、筒内圧力に基づく圧縮荷重がダイアフラムから圧力伝達部材を介して入力され、入力された圧縮荷重に応じた出力を発する検出素子（歪みゲージ素子）が配置されている。シール部は、ハウジングの軸方向において、検出素子よりもハウジングの上記一端側の位置に設けられている。

特開２００９−１２２０７６号公報 特開２０１１−２２０１２８号公報 特開２００５−０４３３６４号公報 特開２００６−００９６３０号公報

上記特許文献１に記載の構成がそうであるように、シール部がハウジングの軸方向において検出素子よりも燃焼室側の位置に設けられていると、次のような問題がある。すなわち、ハウジングと燃焼室の壁面との隙間に関して、シール部のシール機能が正常であれば、高温の燃焼ガスはシール部が設けられている位置よりも先端側の隙間までしか入ってこない。これに対し、シール部に異常が発生してシール機能が低下した場合には、高温の燃焼ガスがシール部よりも奥側の隙間にまで流入してしまう。その結果、受圧部材から検出素子までの圧縮荷重の伝達経路に位置する部材が燃焼ガスから受ける熱量が増加する。これにより、センサ先端部の外側の部材（ハウジング）と内側の部材との熱膨張の過渡的な差に起因して、受圧部材から検出素子までの圧力検出に関わるセンサ先端部の熱歪みに起因する筒内圧力の検出誤差が大きくなる。したがって、実機上でシール部のシール機能の異常の有無を判定可能とする手段を備えることが望まれる。

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、筒内圧センサと燃焼室の壁面とのシール部のシール機能の異常の有無を判定できるようにした内燃機関システムを提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関システムは、筒内圧センサと、クランク角センサと、シール部と、発熱量算出手段と、第１割合算出手段と、シール異常判定手段とを備える。筒内圧センサは、筒状のハウジングと、前記ハウジングの一端に設けられ、燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力を受ける受圧部材と、前記ハウジングの内部に配置され、筒内圧力に基づく圧縮荷重が前記受圧部材から入力され、入力された圧縮荷重に応じた出力を発する圧力検出素子と、を備える。クランク角センサは、クランク角度を検出する。シール部は、前記ハウジングの軸方向における前記圧力検出素子よりも前記燃焼室側の位置において、前記ハウジングの外面と当該ハウジングを取り巻く前記燃焼室の壁面との間をシールする。発熱量算出手段は、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧力のデータである筒内圧データに基づいて、燃焼による筒内の発熱量を算出する。第１割合算出手段は、前記発熱量算出手段により算出される発熱量が最大値を示すクランク角度から排気弁の開き時期までの膨張行程中の期間において、クランク角度の増加量に対する発熱量の低下量の割合である第１割合を算出する。シール異常判定手段は、前記第１割合とエンジン回転速度とに基づいて、前記シール部のシール機能の異常の有無を判定する。

前記シール異常判定手段は、エンジン回転速度の増加量に対する前記第１割合の低下量の割合である第２割合が第１閾値よりも大きい場合に、前記シール部のシール機能が異常であると判定することが好ましい。

前記シール異常判定手段は、前記第１割合が、当該第１割合の算出の基礎となる筒内圧データを取得したサイクルでのエンジン回転速度に対応する第２閾値よりも大きい場合に、前記シール部のシール機能が異常であると判定することが好ましい。前記第２閾値は、エンジン回転速度が高い場合には、エンジン回転速度が低い場合と比べて小さくなるように設定されていることが好ましい。

前記内燃機関システムは、燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、点火時期と燃焼質量割合とを用いて着火遅れ期間を算出する着火遅れ期間算出手段と、をさらに備えるものであってもよい。そして、前記着火遅れ期間算出手段は、算出した着火遅れ期間を前記第２割合の大きさに応じて補正するものであってもよい。
そのうえで、前記内燃機関システムは、前記着火遅れ期間算出手段により算出される着火遅れ期間と当該着火遅れ期間の目標値との差が無くなるように、燃料噴射量、吸入空気量および点火エネルギーのうちの少なくとも１つを調整する調整手段をさらに備えることが好ましい。

前記内燃機関システムは、燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、燃焼質量割合に基づいて燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、をさらに備えるものであってもよい。そして、前記燃焼重心位置算出手段は、算出した燃焼重心位置を前記第２割合の大きさに応じて補正するものであってもよい。
そのうえで、前記内燃機関システムは、前記燃焼重心位置算出手段により算出される燃焼重心位置と目標燃焼重心位置との差が無くなるように点火時期を調整する点火時期調整手段をさらに備えることが好ましい。

前記内燃機関システムは、燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、点火時期と燃焼質量割合とを用いて着火遅れ期間を算出する着火遅れ期間算出手段と、をさらに備えるものであってもよい。そして、前記着火遅れ期間算出手段は、算出した着火遅れ期間を前記第１割合の大きさに応じて補正するものであってもよい。
そのうえで、前記内燃機関システムは、前記着火遅れ期間算出手段により算出される着火遅れ期間と当該着火遅れ期間の目標値との差が無くなるように、燃料噴射量、吸入空気量および点火エネルギーのうちの少なくとも１つを調整する調整手段をさらに備えることが好ましい。

前記内燃機関システムは、燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、燃焼質量割合に基づいて燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、をさらに備えるものであってもよい。そして、前記燃焼重心位置算出手段は、算出した燃焼重心位置を前記第１割合の大きさに応じて補正するものであってもよい。
そのうえで、前記内燃機関システムは、前記燃焼重心位置算出手段により算出される燃焼重心位置と目標燃焼重心位置との差が無くなるように点火時期を調整する点火時期調整手段をさらに備えることが好ましい。

前記シール異常判定手段は、理論空燃比の下で内燃機関が運転されている時に前記シール部のシール機能の異常を判定することが好ましい。

本発明によれば、発熱量が最大値を示すクランク角度から排気弁の開き時期までの膨張行程中の期間において、クランク角度の増加量に対する発熱量の低下量の割合である第１割合が算出される。このようにして算出される第１割合は、熱歪みに起因する筒内圧センサの検出誤差の影響を受けて大きくなる。本発明の筒内圧センサが備えるものと同じ位置でシール部が備えられていた場合には、シール部のシール機能に異常が生じた場合に、第１割合が大きくなる。そして、第１割合に対しては、エンジン回転速度が支配的なパラメータとなる。したがって、第１割合とエンジン回転速度とに基づいて、シール部のシール機能の異常の有無を判定できるようになる。

本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。 筒内圧センサの要部の構成の一例を模式的に示す断面図である。 筒内圧センサと燃焼室の壁面とのシール部のシール方式を説明するための図である。 燃焼時の筒内圧波形の解析結果を表した図である。 クランク角度を横軸として、異なるエンジン回転速度での筒内圧力および熱歪み誤差の波形を比較して表した図である。 時間を横軸として、異なるエンジン回転速度での筒内圧力および熱歪み誤差の波形を比較して表した図である。 膨張行程での発熱量Ｑの勾配ｋとエンジン回転速度との関係を表した図である。 シール機能の異常検出の一例を表した図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２で用いられるシール部のシール機能の異常判定手法を説明するための図である。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。 シール部のシール機能の異常発生に伴う着火遅れ期間の誤検出について説明するための図である。 本発明の実施の形態３におけるシール機能の異常判定に用いる閾値αの設定を説明するための図である。 割合Ｘに基づくＳＡ−ＣＡ１０の補正量の設定を説明するための図である。 ＳＡ−ＣＡ１０と空燃比（Ａ／Ｆ）との関係を表した図である。 ＳＡ−ＣＡ１０を利用した燃料噴射量のフィードバック制御の概要を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。 割合Ｘに基づくＣＡ５０の補正量の設定を説明するための図である。 本発明の実施の形態４におけるＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御の概要を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示す内燃機関システムは、火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。筒内におけるピストン１２の頂部側には、燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。

吸気通路１６の吸気ポートには、当該吸気ポートを開閉する吸気弁２０が設けられており、排気通路１８の排気ポートには、当該排気ポートを開閉する排気弁２２が設けられている。また、吸気通路１６には、電子制御式のスロットルバルブ２４が設けられている。

内燃機関１０の各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁２６、および、混合気に点火するための点火プラグ２８が、それぞれ設けられている。さらに、各気筒には、燃焼室１４内のガスの圧力である筒内圧力を検出するための筒内圧センサ３０が組み込まれている。

さらに、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０は、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭ等からなる記憶回路、並びに入出力ポート等を備えている。ＥＣＵ４０の入力ポートには、上述した筒内圧センサ３０に加え、クランク角センサ４２およびエアフローメータ４４等の内燃機関１０の運転状態を取得するための各種センサが接続されている。クランク角センサ４２は、クランク角を検出する。ＥＣＵ４０は、検出したクランク角度の信号を利用してエンジン回転速度を取得することができる。エアフローメータ４４は、吸入空気量を計測する。また、ＥＣＵ４０の出力ポートには、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６および点火プラグ２８等の内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力ポートには、後述のシール部３４のシール機能の異常を運転者に知らせるための故障表示灯（ＭＩＬ）４６が接続されている。ＥＣＵ４０は、上記各種センサの出力と所定のプログラムとに基づいて上記各種のアクチュエータを駆動することにより、燃料噴射制御および点火制御等の所定のエンジン制御を行うものである。また、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０の出力信号を、クランク角度と同期させてＡＤ変換して取得する機能を有している。これにより、ＡＤ変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧力を検出することができる。さらに、ＥＣＵ４０は、クランク角度の位置によって決まる筒内容積の値を、クランク角度に応じて算出する機能を有している。

筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを備える本実施形態のシステムによれば、内燃機関１０の各サイクルにおいて、クランク角度（ＣＡ）同期での筒内圧データ（筒内圧波形）を取得することができる（後述の図４（Ｂ）参照）。得られた筒内圧データと熱力学第１法則とを用いて、任意のクランク角度θでの筒内の発熱量Ｑを次の（１）、（２）式にしたがって算出することができる。そして、算出された筒内の発熱量Ｑのデータを用いて、任意のクランク角度θにおける燃焼質量割合（以下、「ＭＦＢ」と称する）を次の（３）式にしたがって算出することができる。また、この（３）式を利用して、ＭＦＢが所定割合Ｘ（％）となる時のクランク角度を取得することができる。

ただし、上記（１）式において、Ｐは筒内圧力、Ｖは筒内容積、κは筒内ガスの比熱比である。また、上記（３）式において、θ_ｍｉｎは燃焼開始点（０％燃焼点ＣＡ０）であり、θ_ｍａｘは燃焼終了点（１００％燃焼点ＣＡ１００）である。

（筒内圧センサの概略構成例）
図２は、筒内圧センサ３０の要部の構成の一例を模式的に示す断面図である。図２に示す筒内圧センサ３０は、筒状のハウジング３０１を備えている。ハウジング３０１の一端（すなわち、筒内圧センサ３０の先端）には、筒内圧力を受ける受圧部材であるダイアフラム３０２が取り付けられている。ハウジング３０１の途中の部位には、センサ先端側のハウジング３０１の内部空間を閉塞するように、椀状の歪み部材３０３が配置されている。また、ハウジング３０１の内部には、棒状の伝達部材３０４が配置されている。伝達部材３０４は、ダイアフラム３０２と歪み部材３０３との間に介在している。このような構成によって、筒内圧力に基づく圧縮荷重がダイアフラム３０２から伝達部材３０４を介して歪み部材３０３に伝達されるようになっている。

伝達部材３０４が接触する表面と反対側の歪み部材３０３の表面には、歪みゲージ素子３０５が取り付けられている。歪みゲージ素子３０５は、上記圧縮荷重による歪み部材３０３の歪み量に応じた出力を発する。このような歪みゲージ素子３０５の出力は、筒内圧力と相関を有するものである。したがって、筒内圧センサ３０によれば、歪みゲージ素子３０５の出力に基づいて筒内圧力を検出することができる。なお、ここでは、歪みゲージ素子３０５を用いた構成を例示したが、圧力検出素子として圧電素子を利用する筒内圧センサについても、要部の基本構成は同様である。すなわち、圧電素子の場合であっても、筒内圧力に基づく圧縮荷重が受圧部材から圧電素子に対して電極などの中間部材を介してもしくは直接的に入力され、入力された圧縮荷重に応じた出力を発するという点については同様である。

（筒内圧センサと燃焼室の壁面とのシール）
図３は、筒内圧センサ３０と燃焼室１４の壁面とのシール部のシール方式を説明するための図である。筒内圧センサ３０とこれを取り巻く燃焼室１４の壁面（基本的には、シリンダヘッド３２の壁面）との間には、筒内のガスが筒内圧センサ３０と上記壁面との隙間を通って外部に漏れ出さないように当該隙間をシールするシール部３４が備えられている。シール方式としては、主に、テーパーシール方式とガスケット方式とが用いられる。図３は、説明の便宜上、筒内圧センサ３０の中心線を境に両方式を１つの図でまとめて表したものである。なお、図２に示す筒内圧センサ３０の構成例は、テーパーシール方式のものである。

筒内圧センサ３０を例に挙げて説明すると、テーパーシール方式は、ハウジング３０１の外面に形成されたテーパー状のテーパー部３０１ａと、当該テーパー部３０１ａと対向するシリンダヘッド３２の壁面のテーパー部３２ａとを密着させることを利用したものである。ガスケット方式は、ハウジングの外面とシリンダヘッドの壁面との間に介在するガスケット（シール部材）を利用したものである。

（シール部のシール機能の異常による筒内圧力の検出精度の低下）
図２に示す構成がそうであるように、シール部がハウジングの軸方向において圧力検出素子よりも燃焼室側の位置に設けられていると、シール部のシール機能の異常が発生した場合に筒内圧力の検出精度が低下するという問題がある。

図４は、燃焼時の筒内圧波形の解析結果を表した図である。図４（Ｂ）は、筒内圧センサ３０を用いた筒内圧力Ｐの検出値の波形を表しており、図４（Ａ）は、熱発生率（ｄＱ／ｄθ）の算出値の波形を表しており、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）中に細線で表した筒内圧力と太線で表した筒内圧力との差、すなわち、熱歪みの影響による筒内圧力の検出誤差（以下、単に「熱歪み誤差」とも称する）の算出値の波形を表しており、図４（Ｄ）は、発熱量Ｑの算出値の波形を表している。また、図４中の各図において細線で表した波形は、シール部３４のシール機能が正常で、かつ熱歪みが発生していないときのものであり（すなわち、実値の波形に相当し）、一方、太線で表した波形は、シール機能に異常が発生したとき（熱歪みが大きいとき）のものである。

まず、上記の問題の前提となる筒内圧センサ３０の熱歪みについて説明する。筒内圧センサ３０のセンサ先端部は、燃焼室１４に露出している。このため、燃焼室１４内の高温の燃焼ガスに晒されることにより、センサ先端部が変形する現象（すなわち、熱歪み）が発生する。センサ先端部に含まれるダイアフラム３０２に熱歪みが発生すると、ダイアフラム３０２が伝達部材３０４から離れる方向に膨張する。この変形によって、ダイアフラム３０２が伝達部材３０４を介して歪み部材３０３を押圧する量が減少してしまう。また、燃焼ガスからセンサ先端部への熱の伝達に関しては、センサ先端部の外側の部材であるハウジング３０１と内側の部材である伝達部材３０４との間で違いがある。より具体的には、外側のハウジング３０１よりも内側の伝達部材３０４への熱の伝達が遅くなることに起因して、伝達部材３０４の熱膨張がハウジング３０１の熱膨張よりも遅れて発生する。このような過渡的な熱膨張の差は、歪み部材３０３の押圧量の減少を拡大させる。

熱歪みによる歪み部材３０３の押圧量の減少が生じると、筒内圧力Ｐの検出値が実際の圧力に相当する値（図４（Ｂ）中の細線参照）よりも小さな値となってしまう。すなわち、熱歪み誤差が発生する。図４（Ａ）中の熱発生率（ｄＱ／ｄθ）の波形は、筒内ガスまたは火炎からセンサ先端部に与えられる熱量と当該熱が与えられるタイミングを示している。センサ先端部への入熱は、熱発生率がピークを示すタイミングにおいて最大となる。また、図４（Ｃ）に示すように、燃焼ガスからセンサ先端部への熱伝達の遅れなどの影響によって、熱歪み誤差は、図４（Ａ）に示す熱発生（すなわち、センサへの入熱）開始に対して少し遅れた後に大きくなる。

熱歪み誤差によって筒内圧力Ｐの検出値が実際の圧力よりも小さくなると、図４（Ａ）に示すように熱発生率が負の値になってしまうことがある。熱発生率が負の値になると、上記（２）式に示すように熱発生率を積算して得られる発熱量Ｑが低下する。より具体的には、図４（Ｄ）中に細線で示すように、シール機能が正常で、かつ熱歪み誤差が生じていない場合には、燃焼終了点θ_ｍａｘ以降の発熱量Ｑは一定となる。これに対し、シール機能が正常であっても、熱歪み誤差が発生すると、燃焼終了点θ_ｍａｘ付近から発熱量Ｑが低下し始める。その結果、クランク角度の増加量に対する発熱量Ｑの低下量の割合である勾配ｋが発生する。

シール機能に異常が発生すると、図４（Ｂ）中に太線で示す波形のように筒内圧力Ｐの検出値の低下量が大きくなり、その結果として、熱歪みによる筒内圧力の検出誤差が大きくなってしまう。その理由は、次の通りである。すなわち、ハウジング３０１と燃焼室１４の壁面との隙間に関して、シール部３４のシール機能が正常であれば、図３（Ａ）に示すように、高温の燃焼ガスはシール部３４が設けられている位置よりも先端側の隙間までしか入ってこない。これに対し、図３（Ｂ）に示すように、シール部３４に異常が発生してシール機能が低下した場合には、高温の燃焼ガスがシール部３４よりも奥側の隙間にまで流入してしまう。その結果、ダイアフラム３０２から歪みゲージ素子３０５までの圧縮荷重の伝達経路に位置する部材（すなわち、伝達部材３０４および歪み部材３０３）が燃焼ガスから受ける熱量が増加する。このため、シール機能の異常が生じると、ダイアフラム３０２から歪みゲージ素子３０５までの圧力検出に関わるセンサ先端部の熱歪みに起因する筒内圧力の検出誤差（すなわち、熱歪み誤差）が大きくなる。その結果、図４（Ｄ）中に太線で示すように、シール機能の異常が発生すると、シール機能が正常である時と比べて、勾配ｋが大きくなる。

なお、テーパーシール方式の場合には、シール機能の異常は、シール面の応力緩和、あるいはシール面への異物の噛み込み等によるシール面の浮きが生じたときに発生する。また、ガスケット方式の場合には、シール機能の異常は、ガスケットの溶損もしくは破損、シール面への異物の噛み込み、または、シール面への大きな傷が生じたときに発生する。また、熱歪みは、上述したように、燃焼に伴って膨張行程にて発生する現象である。そして、熱歪み誤差は、燃焼終了後にはセンサ先端部への入熱が無くなることで、次第に減少していき、次のサイクルに至るまでには解消する。すなわち、熱歪みが発生する状況下では、燃焼と同じ周期で熱歪みが発生し、発生したサイクル中に当該熱歪みが解消するという動作が繰り返される。したがって、熱歪みによる筒内圧力の波形の変化は、ピストンリング磨耗等の理由による筒内の圧縮ガスの漏れの発生時とは異なり、吸気弁２０が閉じてから点火して燃焼が始まるまでの期間中に生じることはない。

［実施の形態１におけるシール部のシール機能の異常判定］
本実施形態のシステムは、発熱量Ｑの勾配ｋとエンジン回転速度とに基づく割合Ｘを利用して、実機上でシール部３４のシール機能の異常の有無を判定できるようにした点に特徴を有している。

（シール機能の異常発生時に熱歪み誤差を積極的に発生させる手法）
勾配ｋの大きさを利用して異常判定を精度良く行えるようにするためには、シール機能の正常時と異常時との間で、勾配ｋの大きさに十分な差が生じるようになっていることが好ましい。勾配ｋは、上述したように、熱歪み誤差が増加して膨張行程での発熱量Ｑが大きくアンダーシュートすることで大きくなる。熱歪み誤差は、例えば、次のような手法を用いることで、シール機能の異常発生時に積極的に発生させられるようになる。したがって、シール機能の異常判定を行ううえでは、下記の手法による構成を備えていることが好ましい。

すなわち、シール部３４がハウジング３０１の軸方向において歪みゲージ素子３０５よりも燃焼室１４側の位置に設けられていると、シール機能の異常が生じた際に、ダイアフラム３０２から歪みゲージ素子３０５までの圧縮荷重の伝達経路に位置する部材（すなわち、伝達部材３０４および歪み部材３０３）への入熱量が増加する。そこで、熱歪み誤差を積極的に発生させるためには、例えば、ダイアフラム３０２から歪みゲージ素子３０５までの部位の長さを長く設定することが考えられる。入熱初期には、外側のハウジング３０１と内側の伝達部材３０４との間での熱の伝わり易さの違いに起因する過渡的な熱膨張差が発生する。部材の長さが長いと、ある温度上昇に対する部材の伸び量が大きくなる。このため、上記部位の長さが長いと、ある温度上昇に対する当該部位の伸び量が大きくなる。したがって、上記部位の長さに関する上記設定によれば、熱膨張差の発生時に、伝達部材３０４の伸び量に対するハウジング３０１の相対的な伸び量が大きくなる。このため、熱歪み誤差が増加する。また、熱歪み誤差を積極的に発生させるためには、例えば、ハウジング３０１の線膨張係数を伝達部材３０４のそれと比べて大きくなるようにこれらの部材の材料を選定することが考えられる。

ここで、勾配ｋの算出手法について説明する。熱歪み誤差は燃焼に伴って発生する。そして、熱歪み誤差によって発熱量Ｑの算出値が低下し始める位置が、発熱量Ｑのデータ上における燃焼終了点θ_ｍａｘ（発熱量Ｑのデータ上で発熱量Ｑが最大値を示すクランク角度）となる。このため、燃焼終了点θ_ｍａｘから排気弁２２の開き時期までのクランク角度期間であれば、発熱量Ｑの波形に直線性が確保されるといえる。そこで、勾配ｋは、当該クランク角度期間中のクランク角度同期での任意の２点の発熱量Ｑのデータに基づいて算出することができる。また、勾配ｋの算出に用いる発熱量Ｑのデータの数は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。具体的には、例えば、３つ以上のデータのうちの２つのデータを任意に組み合わせて複数の勾配ｋを算出したうえで、算出した複数の勾配ｋの平均値を最終的な勾配ｋとして用いるものであってもよい。

（勾配ｋの性質）
図５は、クランク角度を横軸として、異なるエンジン回転速度での筒内圧力および熱歪み誤差の波形を比較して表した図である。図６は、時間を横軸として、異なるエンジン回転速度での筒内圧力および熱歪み誤差の波形を比較して表した図である。より具体的には、図５および図６は、筒内充填空気量が同じでエンジン回転速度は異なる時の波形を例示している。

図５より、クランク角度基準では、エンジン回転速度が高い場合には、それが低い場合と比べて熱歪み誤差の波形の変化が緩慢となっていることが分かる。一方、図６より、時間基準では、エンジン回転速度が変化しても、熱歪み誤差の波形に変化がないことが分かる。燃焼サイクル内に発生する熱歪みは、高温の燃焼ガスまたは火炎との接触による瞬時の入熱によってセンサ先端部が熱変形し、その後にその変形が解消されるという過程を辿る現象である。このため、これらの図から分かるように、１サイクル中の熱歪み誤差の変化量は、クランク角度の関数ではなく、時間の関数となる。換言すると、１サイクル中の熱歪み誤差の変化の特性は、筒内圧センサ固有の熱変形の時定数によって定まるものとなる。したがって、クランク角度同期で取得される筒内圧力を用いて発熱量Ｑを算出する際に熱歪み誤差に起因して生じる勾配ｋは、エンジン回転速度を利用して正規化することができる。

ここで、熱歪み誤差に対する筒内充填空気量ＫＬの影響について補足的に説明する。気体の状態方程式は、以下の（４）式のように表される。ただし、Ｐは筒内圧力、Ｖは行程容積、ｎは筒内ガス（すなわち、作動ガス）のモル数、Ｒはガス定数、Ｔは筒内ガスの温度である。筒内ガスのモル数は筒内充填空気量ＫＬに比例する。したがって、（４）式は（５）式に示すように変形することができる。筒内充填空気量ＫＬが増加すると筒内圧力は比例的に増大するので、（５）式より、筒内充填空気量ＫＬが増加しても筒内ガスの温度Ｔは変化しないといえる。すなわち、熱歪み誤差への筒内充填空気量ＫＬの影響はほとんどないとみなすことができる。付け加えると、筒内ガスの温度Ｔは、厳密には筒内充填空気量ＫＬの増大に伴う気流の乱れの影響を多少は受けるが、これは無視できる程度である。以上のことからも、内燃機関１０の運転条件に関する運転条件パラメータのうちで勾配ｋの支配的なパラメータは、エンジン回転速度であるといえる。

（シール機能の異常判定手法の概要）
図７は、膨張行程での発熱量Ｑの勾配ｋとエンジン回転速度との関係を表した図である。勾配ｋは上記の性質を有するため、勾配ｋとエンジン回転速度との間には、エンジン回転速度の増加量に対する勾配ｋの低下量の割合Ｘが一定値となるという関係がある。この割合Ｘは、エンジン回転速度をｘ座標値とし、勾配ｋをｙ座標値とするｘｙ平面上で勾配ｋを所定エンジン回転速度毎にプロットした場合に、各プロット点に関する１次の近似直線の傾きに相当する。

図７に示すように、勾配ｋは、エンジン回転速度が高いほど小さくなる。これは、エンジン回転速度が高くなると、ある時間内に発熱量Ｑが同じ量だけ低下する間に経過するクランク角度期間が長くなるためである。そのうえで、図７より、シール機能の異常が発生した場合には、シール機能が正常である場合と比べて、エンジン回転速度の増加量に対する勾配ｋの低下量の割合Ｘが大きくなることが分かる（言い換えると、上記１次の近似直線の傾きとしてはマイナス側に大きくなる）。

そこで、本実施形態では、内燃機関１０の運転中に所定エンジン回転速度区間毎に勾配ｋの値を取得して割合Ｘを算出することとした。そして、算出した割合Ｘが所定の閾値αよりも大きい場合に、シール部３４のシール機能に異常が発生していると判定することとした。

図８は、シール機能の異常検出の一例を表した図である。横軸は、内燃機関１０を搭載する車両のトリップの回数である。内燃機関１０の運転中には、割合Ｘの算出のために、後述の例外的な運転条件を除き、内燃機関１０のサイクル毎に勾配ｋの算出が行われる。勾配ｋは、算出対象の所定のエンジン回転速度範囲内の所定エンジン回転速度区間毎に、個々のエンジン回転速度区間を代表するエンジン回転速度値と関連付けてＥＣＵ４０のバッファに格納される。各エンジン回転速度区間についての勾配ｋの取得は、所定サイクル数分だけ行われる。具体的には、図７に示すように、エンジン回転速度と勾配ｋとで規定されるｘｙ平面上に点がプロットされていくイメージである。そして、各エンジン回転速度区間において所定サイクル数分のデータが蓄積された場合に、割合Ｘの算出が行われる。

図８に示す例では、内燃機関１０の出荷時の試運転中にも割合Ｘが取得されるようになっている。この例では、出荷時には割合Ｘが閾値αを下回っている。その後に、トリップ毎に割合Ｘが閾値αと比較される。この例では、９回目のトリップ時に割合Ｘが閾値αを超えている。このため、このトリップ時に、シール機能に異常が生じていると判定される。また、この例のように出荷時にも異常判定を行うことにより、筒内圧センサ３０が正常に組み付けられたか否かを検査する工程に対しても本判定を活用することができる。

（実施の形態１における具体的処理）
図９は、本発明の実施の形態１におけるシール部３４のシール機能の異常判定を実現するためにＥＣＵ４０が実行するルーチンを示すフローチャートである。なお、内燃機関１０が搭載する筒内圧センサ３０のそれぞれに対して（すなわち、各気筒において）サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。

図９に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、クランク角センサ４２を用いて今回のサイクルでのエンジン回転速度を取得する（ステップ１００）。次いで、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０およびクランク角センサ４２を用いて、クランク角度同期での筒内圧データを取得する（ステップ１０２）。次いで、ＥＣＵ４０は、取得した筒内圧データを利用して、クランク角度同期での発熱量Ｑのデータを算出する（ステップ１０４）。

次に、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の現在の運転条件が勾配ｋの算出対象となるものであるか否かを判定する（ステップ１０６）。既述したように、勾配ｋについては、エンジン回転速度が支配的な運転条件パラメータとなる。しかしながら、極端に燃焼速度が変化するような運転条件下では、その燃焼速度の変化が勾配ｋに影響を与えてしまう。したがって、そのような運転条件下では、勾配ｋの算出を行わないことが望ましい。具体的には、所定値よりも大きなＥＧＲ率で大量のＥＧＲガスが導入される場合、または、大きく希薄化した空燃比の下で希薄燃焼が行われる場合のように燃焼が極端に緩慢となる運転条件は、勾配ｋの算出対象から除外されることが望ましい。そこで、本実施形態では、理論空燃比にて燃焼が行われる運転条件下において勾配ｋの算出が行われるようになっている。これにより、燃焼が極端に緩慢となることで燃焼状態が異常判定の精度に影響を与えてしまう運転条件を確実に避けながら、シール機能の異常判定を行えるようになる。また、プレイグニッションなどの異常燃焼が発生したサイクルも勾配ｋの算出対象から除外される。

ステップ１０６の判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０はステップ１０８に進み、勾配ｋを算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、ステップ１０４において算出した発熱量Ｑのデータの中から、第１クランク角度θ_１および第２クランク角度θ_２での発熱量Ｑのデータである第１発熱量Ｑ_１および第２発熱量Ｑ_２をそれぞれ取得する（取得例は、図４（Ｄ）参照）。第１クランク角度θ_１および第２クランク角度θ_２は、燃焼終了点θ_ｍａｘから排気弁２２の開き時期までのクランク角度期間中の２点として予め設定されたものである。第２クランク角度θ_２は、第１クランク角度θ_１よりも遅角側のクランク角度θである。ＥＣＵ４０は、クランク角度θの増加量（すなわち、θ_２−θ_１）に対する発熱量Ｑの低下量（すなわち、Ｑ_１−Ｑ_２）の割合（すなわち、（Ｑ_１−Ｑ_２）／（θ_２−θ_１））を勾配ｋとして算出する。なお、既述したように、勾配ｋの算出に用いる発熱量Ｑのデータの数は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１０８にて算出した勾配ｋを、ステップ１００にて取得したエンジン回転速度と関連付けた状態で、ＥＣＵ４０の一時的な記憶領域であるバッファに格納する（ステップ１１０）。

次に、ＥＣＵ４０は、今回の車両のトリップにおいて割合Ｘの算出が済んでいるか否かを判定する（ステップ１１２）。その結果、本判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０は今回のサイクルの処理を速やかに終了する。一方、割合Ｘの算出が済んでいない場合には、ＥＣＵ４０は、割合Ｘの算出条件が成立するか否かを判定する（ステップ１１４）。このように、割合Ｘの算出は、各トリップにおいて１回行われることになる。上述のように、勾配ｋの算出は、算出対象の所定のエンジン回転速度範囲内の所定エンジン回転速度区間毎に所定サイクル数分だけ行われる。本ステップ１１４の算出条件は、対象となる各エンジン回転速度区間にて所定サイクル数分の勾配ｋの算出が完了した時に成立する。

ステップ１１４の判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０はステップ１１６に進み、バッファに格納された勾配ｋのデータ（すなわち、エンジン回転速度と関連付けられた勾配ｋ）を利用して、割合Ｘを算出する。割合Ｘは、図７に示すようにエンジン回転速度をｘ座標値とし、勾配ｋをｙ座標値とするｘｙ平面における勾配ｋの各プロット点の一次の近似直線の傾きに相当する。そこで、本ステップ１１６では、ＥＣＵ４０は、バッファに格納された勾配ｋのデータに対して最小２乗法を適用し、上記の近似直線を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、算出した近似直線の傾きを割合Ｘとして算出する。ここで、割合Ｘ（近似直線の傾き）は、少なくとも２つのプロット点があれば算出可能であるといえる。したがって、割合Ｘは、例えば、２つのプロット点を用いて算出されるものであってもよい。ただし、本実施形態で説明する手法のように、多くのエンジン回転速度区間での所定サイクル数分のプロット点を利用する方が、算出される割合Ｘの信頼性を良好に確保することができる。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１１６にて算出した割合Ｘが閾値αよりも大きいか否かを判定する（ステップ１１８）。閾値αは、シール機能の異常の有無を判断可能な値として事前に適合された値である。より具体的には、熱歪み誤差自体は、シール機能が正常な時であっても、異常発生時と比べて程度は小さいが存在する。したがって、内燃機関に搭載する筒内圧センサについてのシール機能正常時の割合Ｘを事前に実験等によって把握しておき、閾値αは、この正常時の割合Ｘを基準値として設定すればよい。また、出荷時の試運転中に取得した割合Ｘを基準値として用い、この基準値からの変化量の大小に基づいて異常判定を行うようにしてもよい。これにより、内燃機関に搭載される筒内圧センサの個体差によるばらつき、筒内圧センサの内燃機関への組み付けのばらつきを考慮した判定が可能となる。

割合Ｘが閾値α以下である場合には、ＥＣＵ４０は、シール部３４のシール機能は正常であると判定する（ステップ１２０）。一方、割合Ｘが閾値αよりも大きい場合には、ＥＣＵ４０は、シール部３４のシール機能に異常が発生したと判定し、シール異常判定フラグをＯＮとする（ステップ１２２）。この場合には、シール機能の異常を運転者に知らせるために、故障表示灯４６の点灯などが行われる。

既述したように、勾配ｋに対しては、エンジン回転速度が支配的な運転条件パラメータとなる。また、図７に示すように、シール機能に異常が発生すると、エンジン回転速度の増加量に対する勾配ｋの低下量の割合Ｘが大きくなる。このため、以上説明した図９に示すルーチンの処理のように割合Ｘが閾値αよりも大きい場合には、シール部３４のシール機能に異常が発生したと判定することができる。このように、本実施形態の手法によれば、勾配ｋとエンジン回転速度とに基づく異常判定指標値である割合Ｘを利用して筒内圧センサ３０の熱応答特性を監視することで、シール機能の異常の有無を判定することができる。

さらに、勾配ｋの大きさ自体は、シール部３４のシール性能の低下に伴うセンサ先端部への入熱量の変化に伴って変化するものである。そして、運転条件パラメータとの関係では、勾配ｋは、エンジン回転速度の影響が支配的となり、筒内充填空気量ＫＬなどの他の運転条件パラメータの影響は基本的に受けないといえる（ただし、既述したように燃焼が極端に緩慢となったり、異常燃焼発生時のように燃焼速度が極端に高くなったりする運転条件は除く）。したがって、割合Ｘを利用することで、エンジン回転速度以外の運転条件パラメータに依らない異常判定指標値を得ることができる。これにより、シール機能の異常判定のための適合工数を抑制することができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、内燃機関１０を搭載する車両のトリップ毎に割合Ｘを算出し、これを閾値αと比較することとしている。しかしながら、内燃機関１０の出荷時に異常判定を行う場合を除き、本発明におけるシール部のシール機能の異常判定は、次のような手法を用いるようにしてもよい。すなわち、運転中に算出した割合Ｘを前回値として、次回のトリップ時の異常判定のためにＥＣＵ４０に記憶させておく。そして、今回のトリップ時に算出した割合Ｘとその前回値との差が所定の判定値よりも大きい場合に、シール部３４のシール機能に異常が生じたと判定してもよい。なお、上記判定値と前回値との和を閾値として捉えることにより、このような手法についても、本発明において第２割合（割合Ｘ）が第１閾値よりも大きい場合にシール機能に異常が発生したと判定するものに該当しているといえる。

なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１０４の処理を実行することにより本発明における「発熱量算出手段」が実現されており、ＥＣＵ４０が上記ステップ１０８の処理を実行することにより本発明における「第１割合算出手段」が実現されており、そして、ＥＣＵ４０が上記ステップ１１６〜１２２の処理を実行することにより本発明における「シール異常判定手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図１０および図１１を主に参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図９に示すルーチンに代えて後述の図１１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ものである。

［実施の形態２におけるシール部のシール機能の異常判定］
図１０は、本発明の実施の形態２で用いられるシール部３４のシール機能の異常判定手法を説明するための図である。上述した実施の形態１においては、エンジン回転速度の増加量に対する勾配ｋの低下量の割合Ｘを指標値として利用した異常判定手法について説明した。

これに対し、本実施形態の異常判定手法は、算出した勾配ｋが、当該勾配ｋの算出の基礎となる筒内圧データを取得したサイクルでのエンジン回転速度に対応する所定の閾値βよりも大きいか否かに基づいて、シール部３４のシール機能の異常の有無が判定される。具体的には、図１０に示すように、勾配ｋを算出したサイクルでのエンジン回転速度がＮＥ１であるときを例に挙げると、点Ｐ１のように勾配ｋがエンジン回転速度ＮＥ１での閾値β１以下である場合にはシール機能は正常であると判定される。一方、点Ｐ２のように勾配ｋが閾値β１よりも大きい場合にはシール機能に異常が生じたと判定される。

実施の形態１の閾値αの設定と同様の考えに基づき、閾値βについても、シール機能が正常である時の勾配ｋを事前に実験等によって把握しておき、この正常時の勾配ｋを基準値として設定すればよい。そのうえで、図７を参照して既述したように、勾配ｋはエンジン回転速度が高いほど小さくなる。このことに対応して、本実施形態では、図１０に示すように、閾値βは、エンジン回転速度が高いほど小さくなるように設定されている。これにより、勾配ｋとエンジン回転速度との関係を考慮して、閾値βをより適切に設定することができる。

（実施の形態２における具体的処理）
図１１は、本発明の実施の形態２におけるシール部３４のシール機能の異常判定を実現するためにＥＣＵ４０が実行するルーチンを示すフローチャートである。なお、図１１において、実施の形態１における図９に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１１に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１０８にて勾配ｋを算出した後にステップ２００に進む。ＥＣＵ４０は、図１０に示すようにエンジン回転速度が高いほど小さくなるように設定されたβを記憶している。ステップ２００では、ＥＣＵ４０は、ステップ１００にて取得した現在のエンジン回転速度に応じた閾値βを算出する。次いで、ＥＣＵ４０は、勾配ｋが閾値βよりも大きいか否かを判定する（ステップ２０２）。その結果、ＥＣＵ４０は、本判定が不成立となる場合にはシール機能が正常であると判定し（ステップ１２０）、一方、本判定が成立する場合にはシール機能が異常であると判定する（ステップ１２２）。

以上説明した図１１に示すルーチンの処理によっても、勾配ｋとエンジン回転速度との関係を利用して筒内圧センサ３０の熱応答特性を監視することで、シール機能の異常の有無を判定することができる。

ところで、上述した実施の形態２においては、エンジン回転速度が高いほど連続的に小さくなるように閾値βが設定されている。しかしながら、本発明において第１割合（勾配ｋ）とエンジン回転速度との関係を考慮して設定される第２閾値は、エンジン回転速度が高い場合にエンジン回転速度が低い場合と比べて小さくなるように設定されているものであれば、閾値βの上記設定以外の態様であってもよい。具体的には、第２閾値は、エンジン回転速度が高いほど、２段もしくは３段以上で段階的に小さくなるように設定されたものであってもよい。

また、上述した実施の形態２においては、勾配ｋを算出したサイクルでのエンジン回転速度に対応する閾値βを算出したうえで、勾配ｋと閾値βとを比較するようにしている。このような処理に代え、次のような処理に基づく異常判定手法が用いられていてもよい。すなわち、勾配ｋとエンジン回転速度とを入力軸として用いて異常判定変数を格納するマップをＥＣＵ４０に備えるようにする。具体的には、本マップは、図１０に示す関係のようなマップ領域を有するものであり、図１０の閾値βの直線を境にしてシール正常領域とシール異常領域とが設定されたものである。異常判定変数は、シール機能の異常の有無を１と０で示す変数であり、シール正常領域では０とされ、シール異常領域では１とされる。このようなマップを参照して、あるサイクルでの勾配ｋとエンジン回転速度に対応するマップの異常判定変数が０であるか１であるかに応じてシール機能の異常の有無を判定してもよい。

また、実施の形態２のように勾配ｋを利用する場合においても、割合Ｘの前回値と今回値とを利用する実施の形態１の変形例と同様の考え方を用いた判定を行うようにしてもよい。具体的には、同一エンジン回転速度の下での勾配ｋに関して、前回のトリップ時の取得値と今回のトリップ時の取得値との差が所定の判定値よりも大きいか否かに基づいて、シール機能の異常の有無を判定してもよい。

なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１０４の処理を実行することにより本発明における「発熱量算出手段」が実現されており、ＥＣＵ４０が上記ステップ１０８の処理を実行することにより本発明における「第１割合算出手段」が実現されており、そして、ＥＣＵ４０が上記ステップ２００、２０２、１２０および１２２の処理を実行することにより本発明における「シール異常判定手段」が実現されている。

実施の形態３．
次に、図１２〜図１８を主に参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図９に示すルーチンに代えて後述の図１７および図１８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ものである。

［シール機能の異常発生に伴う着火遅れ期間の誤検出］
図１２は、シール部３４のシール機能の異常発生に伴う着火遅れ期間の誤検出について説明するための図である。図１２（Ａ）に示すように、シール機能に異常が生じた場合には、熱歪みの影響により、筒内圧センサ３０の検出値を利用した発熱量Ｑのデータ上での燃焼終了点θ_ｍａｘの位置が、シール機能が正常であると比べて進角する。その結果、シール機能に異常が生じた場合には、図１２（Ｂ）に示すように、ＭＦＢの波形の立ち上がりがシール正常時と比べて急になる。ここで、着火遅れ期間は、点火時期ＳＡから１０％燃焼点ＣＡ１０までのクランク角度期間（ＳＡ−ＣＡ１０）として、発熱量Ｑのデータに基づくＭＦＢの算出結果を利用して算出することができる。しかしながら、ＭＦＢの波形の上記変化により、シール機能に異常が生じた場合には、ＣＡ１０の検出値がシール正常時と比べて進角側の値として検出される。それに伴い、シール機能に異常が生じた場合の着火遅れ期間（ＳＡ−ＣＡ１０）は、シール正常時の値に対して短い値として算出されてしまう。すなわち、着火遅れ期間が現実の着火遅れ期間よりも短いものとして誤検出されてしまう。

［実施の形態３の特徴部分］
（割合Ｘに基づく着火遅れ期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の補正）
着火遅れ期間を利用した何らかのエンジン制御、判定処理もしくは推定処理を行っていた場合には、割合Ｘの増加によって着火遅れ期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の検出値に現実値との誤差（以下、単に「着火遅れ誤差」とも称する）が生じると、そのエンジン制御等が影響を受けて精度の良くないものになってしまう。

図１３は、本発明の実施の形態３におけるシール機能の異常判定に用いる閾値αの設定を説明するための図である。図１３に示すように、着火遅れ誤差は、割合Ｘが大きいほど大きくなる。したがって、図１３に示す関係より、割合Ｘに基づいて着火遅れ誤差を把握することが可能となる。そこで、シール機能の異常を検出するための閾値αは、内燃機関１０のシステムにおける上記エンジン制御等の効果を担保できる範囲内の着火遅れ誤差の上限値に対応する値として事前に決定されている。

本実施形態のシステムは、割合Ｘが閾値αよりも大きい場合にはシール機能に異常が生じていると判定するという点において実施の形態１のシステムと同様である。そのうえで、本実施形態では、割合Ｘが閾値α以下である場合には、割合Ｘの値に応じて、着火遅れ期間の指標値であるＳＡ−ＣＡ１０を補正することとしている。

図１４は、割合Ｘに基づくＳＡ−ＣＡ１０の補正量の設定を説明するための図である。上記図１３に示すように、着火遅れ誤差は割合Ｘが大きいほど大きくなる。このことに対応して、ＳＡ−ＣＡ１０の補正量は、図１４に示すように、割合Ｘが大きいほど大きくなるように設定されている。

（ＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比などのフィードバック制御）
本実施形態のシステムは、筒内圧センサ３０の検出値に基づく着火遅れ期間を利用した上記エンジン制御等の１つとして、ＳＡ−ＣＡ１０を利用した空燃比のフィードバック制御を行う。具体的には、本フィードバック制御は、所望の目標空燃比に対応した目標ＳＡ−ＣＡ１０と検出ＳＡ−ＣＡ１０との差がゼロとなるように燃料噴射量を調整するというものである。ここでいう検出ＳＡ−ＣＡ１０とは、筒内圧センサ３０の検出値に基づいて算出されるＳＡ−ＣＡ１０のことである。なお、上述した空燃比のフィードバック制御は、燃料噴射量に代え、あるいはそれとともに、吸入空気量を調整するものであってもよい。また、点火エネルギーを高めると、着火遅れ期間を短縮することができる場合がある。したがって、ＳＡ−ＣＡ１０のフィードバック制御には、空燃比の変化を伴わないＳＡ−ＣＡ１０（すなわち、着火遅れ期間）のフィードバック制御、具体的には、点火エネルギーの調整を用いたＳＡ−ＣＡ１０のフィードバック制御も含まれる。なお、ここでいう吸入空気量の調整は、例えば、各サイクルにおいて筒内に吸入される空気量を高応答に制御可能な公知の吸気可変動弁機構を用いて行うことが好適である。また、点火エネルギーの調整は、例えば、点火プラグ２８のために複数の点火コイルを備えるようにしておき、必要に応じて放電に用いる点火コイルの数を変更することなどによって行うことができる。

図１５は、ＳＡ−ＣＡ１０と空燃比（Ａ／Ｆ）との関係を表した図である。図１５より、ＳＡ−ＣＡ１０は、空燃比と高い相関性を有していることが分かる。また、ＳＡ−ＣＡ１０は、リーンリミット付近においても空燃比に対して線形性を良好に保持している。ここでいうリーンリミットとは、内燃機関１０のトルク変動の観点で決まる希薄燃焼限界の空燃比のことである。

ここで、ＳＡ−ＣＡ１０は、次のような理由により、空燃比自体よりもリーンリミットの代表性が高いといえる。すなわち、リーンリミットとなる空燃比は運転条件（例えば、エンジン水温の高低）により変化するが、ＳＡ−ＣＡ１０は空燃比よりも運転条件に応じて変化しにくいものである。言い換えると、リーンリミットとなる空燃比は混合気の着火要因に依るところが大きいため、着火遅れを代表するＳＡ−ＣＡ１０の方が空燃比自体よりも運転条件等による影響を受けにくいといえる。ただし、エンジン回転速度が変わると、１クランク角度当たりの時間が変化するため、ＳＡ−ＣＡ１０の目標値である目標ＳＡ−ＣＡ１０は、エンジン回転速度に応じて設定されていることが好ましい。より好適には、ＳＡ−ＣＡ１０は筒内充填空気量によっても変化するため、目標ＳＡ−ＣＡ１０は、エンジン回転速度に代え、或いはそれとともに、筒内充填空気量に応じて設定されていると良い。また、ＳＡ−ＣＡ１０とは異なりトルク変動値を指標としてリーンリミット近傍に空燃比を制御しようとした場合には、統計処理が必要となる。しかしながら、統計処理に基づくトルク変動値を利用する手法では、時間がかかり、過渡運転においては成立しないため、実用性が低いといえる。これに対し、ＳＡ−ＣＡ１０によれば、統計処理に依らない手法でのリーンリミット制御を行えるようになる。

次に、着火遅れの指標としてのクランク角度期間を点火時期との間で特定するために用いる燃焼点（ＭＦＢが所定燃焼質量割合となる時の所定クランク角度）として、ＣＡ１０が他の燃焼点と比べて好ましい理由について説明する。主燃焼が開始する前の初期燃焼期間（ＣＡ０−ＣＡ１０）内のＣＡ１０以外の燃焼点を利用した場合にも、得られるクランク角度期間は、着火に影響する因子の影響が良く表れたものとなるので、本実施形態のフィードバック制御に利用可能である。その一方で、燃焼開始点（ＣＡ０）は、ＥＣＵ４０が取得する筒内圧センサ３０からの出力信号に重畳するノイズの影響によって誤差が生じ易い。このノイズの影響は、燃焼開始点（ＣＡ０）から離れるにつれて小さくなる。したがって、耐ノイズ性を考慮すると、本実施形態で用いるように、点火時期（ＳＡ）との間で遅れ期間を規定するクランク角度期間としてはＣＡ１０が最も優れているといえる。

以上のように、ＳＡ−ＣＡ１０の利用は、低燃費のために空燃比をリーンリミット近傍にフィードバック制御する際の指標値として優れたものであるといえる。ただし、ＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比のフィードバック制御自体は、希薄燃焼に限らず、理論空燃比燃焼に対しても適用可能なものである。

図１６は、ＳＡ−ＣＡ１０を利用した燃料噴射量のフィードバック制御の概要を説明するためのブロック図である。このフィードバック制御では、図１６に示すように、エンジン運転状態（具体的には、エンジン回転速度および筒内充填空気量）に応じた目標ＳＡ−ＣＡ１０が設定される。検出ＳＡ−ＣＡ１０は、各気筒においてサイクル毎に算出される。

このフィードバック制御では、目標ＳＡ−ＣＡ１０と検出ＳＡ−ＣＡ１０との差が無くなるように燃料噴射量を調整するために、一例としてＰＩ制御が使用されている。このＰＩ制御では、目標ＳＡ−ＣＡ１０と検出ＳＡ−ＣＡ１０との差と所定のＰＩゲイン（比例項ゲインと積分項ゲイン）とを用いて、当該差およびその積算値の大きさに応じた燃料噴射量補正率が算出される。そして、気筒毎に算出される燃料噴射量補正率が、対象となる気筒の燃料噴射量に反映される。これにより、内燃機関（ＥＮＧ）１０の各気筒の燃料噴射量が上記フィードバック制御によって調整（補正）されることになる。

（実施の形態３における具体的処理）
まず、図１７のフローチャートを参照して、上述したＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比のフィードバック制御を実現するためにＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンについて説明する。なお、本ルーチンは、本フィードバック制御の対象となる運転条件が成立した際に、各気筒において燃焼終了後の所定タイミングにてサイクル毎に繰り返し実行されるものとする。また、本ルーチンは、後述の図１８と並行して実行されるものとする。

図１７に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、クランク角センサ４２とエアフローメータ４４とを用いて、エンジン回転速度および筒内充填空気量を取得する（ステップ３００）。次いで、ＥＣＵ４０は、目標ＳＡ−ＣＡ１０を算出する（ステップ３０２）。ＥＣＵ４０は、実験等の結果に基づいてエンジン回転速度および筒内充填空気量との関係で目標ＳＡ−ＣＡ１０を予め定めたマップ（図示省略）を記憶している。本ステップ３０２では、そのようなマップを参照して、ステップ３００において取得したエンジン回転速度および筒内充填空気量に基づいて目標ＳＡ−ＣＡ１０が取得される。

次に、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを利用して燃焼時に計測された筒内圧データを取得する（ステップ３０４）。次いで、ＥＣＵ４０は、点火時期を取得する（ステップ３０６）。ＥＣＵ４０は、筒内充填空気量とエンジン回転速度との関係で目標（要求）点火時期（基本的には、最適点火時期）を定めたマップ（図示省略）を記憶しており、本ステップ３０６では、そのようなマップを参照して点火時期を取得する。

次に、ＥＣＵ４０は、検出ＳＡ−ＣＡ１０を算出する（ステップ３０８）。検出ＳＡ−ＣＡ１０のベース値は、ステップ３０６において取得した点火時期（ＳＡ）から、ステップ３０４において取得した筒内圧データの解析結果として得られるＣＡ１０までのクランク角度期間として算出される。そのうえで、後述の図１８に示すルーチンのステップ４００の処理により検出ＳＡ−ＣＡ１０の補正量が算出された場合には、上記ベース値に対して当該補正量が加算される。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ３０２および３０８において算出した目標ＳＡ−ＣＡ１０と検出ＳＡ−ＣＡ１０との差を算出する（ステップ３１０）。ＥＣＵ４０は、次いで、算出された差と所定のＰＩゲイン（比例項ゲインと積分項ゲイン）とを用いて、当該差およびその積算値の大きさに応じた燃料噴射量補正率を算出する（ステップ３１２）。そのうえで、ＥＣＵ４０は、算出した燃料噴射量補正率に基づいて、次のサイクルで使用する燃料噴射量を補正する（ステップ３１４）。具体的には、例えば、目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも検出ＳＡ−ＣＡ１０が大きい場合には、図１５に示す関係より、空燃比が狙い値よりもリーン側にずれている場合に相当するため、空燃比をリッチ補正するために燃料噴射量が燃料噴射量のベース値に対して増やされることになる。

以上説明した図１７に示すルーチンによれば、目標ＳＡ−ＣＡ１０と検出ＳＡ−ＣＡ１０との差が無くなるように燃料噴射量のフィードバック制御が実行される。既述したように、ＳＡ−ＣＡ１０はリーンリミット付近においても空燃比に対して線形性を有している。このため、本実施形態の手法によって目標ＳＡ−ＣＡ１０と検出ＳＡ−ＣＡ１０との差が無くなるように燃料噴射量を調整することで、リーンリミット近傍に空燃比を制御する場合を含めて所望の目標空燃比が得られるように空燃比を好適に制御できるようになる。また、本実施形態の手法とは異なり、ＣＡ１０のみを用いて検出ＣＡ１０が目標値となるように燃料噴射量を調整することとした場合には、次のような問題がある。すなわち、点火時期が変化すると、それに伴い、ＣＡ１０が変化する。これに対し、点火時期が変化しても、点火時期からＣＡ１０になるまでのクランク角度期間であるＳＡ−ＣＡ１０はほとんど変化しない。このため、燃料噴射量の調整のための指標としてＳＡ−ＣＡ１０を用いることで、ＣＡ１０のみを用いる場合と比べ、点火時期の影響を排除して空燃比との相関性を好適に把握できるようになる。

次に、図１８のフローチャートを参照して、シール部３４のシール機能の異常判定と検出ＳＡ−ＣＡ１０の補正量の算出とを実現するためにＥＣＵ４０が実行するルーチンについて説明する。なお、図１８において、実施の形態１における図９に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、ＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比のフィードバック制御は、上述したように、特に希薄燃焼運転時の空燃比制御として好適なものである。一方、実施の形態１では、ステップ１０６における勾配ｋの算出対象の運転条件として理論空燃比燃焼運転時を例示した。しかしながら、勾配ｋの算出は、ＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比のフィードバック制御が希薄燃焼運転時に行われている場合であっても、既述したように燃焼が極端に緩慢となるほど空燃比がリーン化されていない状況下であれば、精度良く行える。

図１８に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１１６にて割合Ｘを算出した後に、割合Ｘに基づく異常判定処理（ステップ１１８〜１２２）と、割合Ｘに基づく検出ＳＡ−ＣＡ１０の補正量の算出処理（ステップ４００）とを並列で実行する。ステップ４００では、ＥＣＵ４０は、図１４を参照して既述したように、割合Ｘが大きいほど大きい値として検出ＳＡ−ＣＡ１０の補正量を算出する。

以上説明した図１８に示すルーチンが上記図１７に示すルーチンとともに実行されることにより、割合Ｘに応じて検出ＳＡ−ＣＡ１０が補正される。これにより、シール部３４のシール性能の低下に起因して、ＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比のフィードバック制御の精度が低下することを抑制することができる。また、上記ルーチンによれば、検出ＳＡ−ＣＡ１０の補正とシール機能の異常判定とが並行して行われる。これにより、シール機能の異常発生が検知されて故障表示灯４６が点灯した後の退避走行中に、ＳＡ−ＣＡ１０を用いた空燃比のフィードバック制御の精度の低下（すなわち、燃費および内燃機関１０のドライバビリティの悪化）をできるだけ抑えられるようになる。

ところで、上述した実施の形態３においては、割合Ｘに応じて着火遅れ期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の検出値の補正を行う例について説明を行った。しかしながら、ＳＡ−ＣＡ１０等で特定される着火遅れ期間の検出値の補正は、実施の形態２で説明した異常判定処理と組み合わせて行うようにしてもよい。すなわち、例えば、特定のエンジン回転速度区間で取得される勾配ｋと着火遅れ期間との関係を事前に把握しておき、当該関係を把握したエンジン回転速度区間にて取得される勾配ｋに応じて着火遅れ期間の補正量を算出してもよい。

なお、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを用いて取得した燃焼期間中の筒内圧データを使用して燃焼質量割合を算出することにより本発明における「燃焼質量割合算出手段」が実現されており、ＥＣＵ４０が上記ステップ３０８の処理を実行することにより本発明における「着火遅れ期間算出手段」が実現されており、そして、ＥＣＵ４０が上記ステップ３１０〜３１４の処理を実行することにより本発明における「調整手段」が実現されている。

実施の形態４．
次に、図１９〜図２２を主に参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図９に示すルーチンに代えて後述の図２１および図２２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ものである。

［実施の形態４の特徴部分］
上記図１２（Ｂ）に示すように、シール機能に異常が生じた場合には、１０％燃焼点ＣＡ１０だけでなく、燃焼重心位置に相当する５０％燃焼点ＣＡ５０も、シール正常時と比べて進角側にずれてしまう。ずれ量としては、図１２（Ｂ）から分かるように、ＣＡ５０の方がＣＡ１０よりも大きくなる。

（割合Ｘに基づく燃焼重心位置（ＣＡ５０）の補正）
燃焼重心位置（ＣＡ５０）を利用した何らかのエンジン制御、判定処理もしくは推定処理を行っていた場合には、割合Ｘの増加によってＣＡ５０の検出値に現実値との誤差が生じると、そのエンジン制御等が影響を受けて精度の良くないものになってしまう。

図１９は、割合Ｘに基づくＣＡ５０の補正量の設定を説明するための図である。ＣＡ５０の検出値と現実値との誤差は割合Ｘが大きいほど大きくなる。このことに対応して、ＣＡ５０の補正量は、図１９に示すように、割合Ｘが大きいほど大きくなるように設定されている。

（ＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御）
本実施形態のシステムは、筒内圧センサ３０の検出値に基づく燃焼重心位置（ＣＡ５０）を利用した上記エンジン制御等の１つとして、ＣＡ５０を利用した点火時期のフィードバック制御を行う。具体的には、本フィードバック制御は、所定の目標ＣＡ５０と検出ＣＡ５０との差がゼロとなるように点火時期を調整するというものである。ここでいう検出ＣＡ５０とは、筒内圧センサ３０の検出値に基づいて算出されるＣＡ５０のことである。

図２０は、本発明の実施の形態４におけるＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御の概要を説明するためのブロック図である。目標ＣＡ５０と検出ＣＡ５０との差が無くなるように点火時期を補正するために、このＣＡ５０を利用したフィードバック制御についても、一例としてＰＩ制御が使用されている。このＰＩ制御では、目標ＣＡ５０と検出ＣＡ５０との差と所定のＰＩゲイン（比例項ゲインと積分項ゲイン）とを用いて、当該差およびその差の積算値の大きさに応じた点火時期補正量が算出される。そして、気筒毎に算出される点火時期補正量が、対象となる気筒の点火時期に反映される。これにより、内燃機関（ＥＮＧ）１０の各気筒における点火時期が上記フィードバック制御によって調整（補正）されることになる。

（実施の形態４における具体的処理）
まず、図２１のフローチャートを参照して、上述したＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御を実現するためにＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンについて説明する。なお、図２１において、実施の形態３における図１７に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、本ルーチンは、後述の図２２と並行して実行されるものとする。

図２１に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ３００にてエンジン回転速度と筒内充填空気量とを取得した後にステップ５００に進む。ステップ５００では、ＥＣＵ４０は、目標ＣＡ５０を算出する。目標ＣＡ５０は、ステップ３００において取得したエンジン回転速度および筒内充填空気量に基づいて設定される。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ３０６において筒内圧データを取得した後にステップ５０２に進む。ステップ５０２では、ＥＣＵ４０は、取得した筒内圧データの解析結果を利用して検出ＣＡ５０を算出する。ＥＣＵ４０は、次いで、ステップ５００および５０２において算出した目標ＣＡ５０と検出ＣＡ５０との差を算出する（ステップ５０４）。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ５０４において算出された差と所定のＰＩゲイン（比例項ゲインと積分項ゲイン）とを用いて、当該差およびその積算値の大きさに応じた点火時期補正量を算出する（ステップ５０６）。そのうえで、ＥＣＵ４０は、算出した点火時期補正量に基づいて、次のサイクルで使用する点火時期を補正する（ステップ５０８）。具体的には、ＣＡ５０と点火時期との間には、ほぼ１対１の関係があり、例えば、目標ＣＡ５０よりも検出ＣＡ５０が大きい場合（すなわち、目標ＣＡ５０よりも検出ＣＡ５０が遅角している場合）には、燃焼を早めるために点火時期が進角されることになる。

以上説明した図２１に示すルーチンによれば、ＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御が実行される。これにより、点火時期の調整によって、適切な燃焼が得られる位置となるように燃焼重心位置（ＣＡ５０）を制御できるようになる。

次に、図２２のフローチャートを参照して、シール部３４のシール機能の異常判定と検出ＣＡ５０の補正量の算出とを実現するためにＥＣＵ４０が実行するルーチンについて説明する。なお、図２２において、実施の形態１における図９に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図２２に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１１６にて割合Ｘを算出した後に、割合Ｘに基づく異常判定処理（ステップ１１８〜１２２）と、割合Ｘに基づく検出ＣＡ５０の補正量の算出処理（ステップ６００）とを並列で実行する。ステップ６００では、ＥＣＵ４０は、図１９を参照して既述したように、割合Ｘが大きいほど大きい値として検出ＣＡ５０の補正量を算出する。

以上説明した図２２に示すルーチンが上記図２１に示すルーチンとともに実行されることにより、割合Ｘに応じて検出ＣＡ５０が補正される。これにより、シール部３４のシール性能の低下に起因して、ＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御の精度が低下することを抑制することができる。また、上記ルーチンによれば、検出ＣＡ５０の補正とシール機能の異常判定とが並行して行われる。これにより、シール機能の異常発生が検知されて故障表示灯４６が点灯した後の退避走行中に、ＣＡ５０を用いた点火時期のフィードバック制御の精度の低下（すなわち、燃費および内燃機関１０のドライバビリティの悪化）をできるだけ抑えられるようになる。

ところで、上述した実施の形態４においては、割合Ｘに応じて検出ＣＡ５０の補正を行う例について説明を行った。しかしながら、検出ＣＡ５０の補正は、実施の形態２で説明した異常判定処理と組み合わせて行うようにしてもよい。すなわち、例えば、特定のエンジン回転速度区間で取得される勾配ｋと検出ＣＡ５０との関係を事前に把握しておき、当該関係を把握したエンジン回転速度区間にて取得される勾配ｋに応じて検出ＣＡ５０の補正量を算出してもよい。さらに、割合Ｘもしくは勾配ｋに応じた検出ＣＡ５０の補正を、実施の形態３において上述した割合Ｘもしくは勾配ｋに応じた着火遅れ期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の検出値の補正と組み合わせて行うようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ４０が筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを用いて取得した燃焼期間中の筒内圧データを使用して燃焼質量割合を算出することにより本発明における「燃焼質量割合算出手段」が実現されており、ＥＣＵ４０が上記ステップ５０２の処理を実行することにより本発明における「燃焼重心位置算出手段」が実現されており、そして、ＥＣＵ４０が上記ステップ５０４〜５０８の処理を実行することにより本発明における「点火時期調整手段」が実現されている。

ところで、上述した実施の形態１〜４においては、勾配ｋの算出のために（２）式にしたがって算出される発熱量Ｑを利用することとしている。しかしながら、本発明におけるシール部のシール機能の異常判定では、発熱量Ｑに代えて、発熱量Ｑに相関のあるパラメータＰＶ^κを用いるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１〜４においては、火花点火式の内燃機関１０を例に挙げて、シール部のシール機能の異常判定およびこの異常判定に用いるパラメータ（割合Ｘまたは勾配ｋ）を利用したエンジン制御について説明を行った。しかしながら、シール部のシール機能の異常判定については、火花点火式の内燃機関に限らず、圧縮着火式の内燃機関に対しても適用してもよい。

１０ 内燃機関
１２ ピストン
１４ 燃焼室
１６ 吸気通路
１８ 排気通路
２０ 吸気弁
２２ 排気弁
２４ スロットルバルブ
２６ 燃料噴射弁
２８ 点火プラグ
３０ 筒内圧センサ
３２ シリンダヘッド
３２ａ シリンダヘッドのテーパー部
３４ シール部
４０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２ クランク角センサ
４４ エアフローメータ
４６ 故障表示灯
３０１ 筒内圧センサのハウジング
３０１ａ ハウジングのテーパー部
３０２ 筒内圧センサのダイアフラム
３０３ 筒内圧センサの歪み部材
３０４ 筒内圧センサの伝達部材
３０５ 筒内圧センサのゲージ素子

Claims (12)

1. 筒状のハウジングと、前記ハウジングの一端に設けられ、燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力を受ける受圧部材と、前記ハウジングの内部に配置され、筒内圧力に基づく圧縮荷重が前記受圧部材から入力され、入力された圧縮荷重に応じた出力を発する圧力検出素子と、を備える筒内圧センサと、
   クランク角度を検出するクランク角センサと、
   前記ハウジングの軸方向における前記圧力検出素子よりも前記燃焼室側の位置において、前記ハウジングの外面と当該ハウジングを取り巻く前記燃焼室の壁面との間をシールするシール部と、
   前記筒内圧センサにより検出された筒内圧力のデータである筒内圧データに基づいて、燃焼による筒内の発熱量を算出する発熱量算出手段と、
   前記発熱量算出手段により算出される発熱量が最大値を示すクランク角度から排気弁の開き時期までの膨張行程中の期間において、クランク角度の増加量に対する発熱量の低下量の割合である第１割合を算出する第１割合算出手段と、
   前記第１割合とエンジン回転速度とに基づいて、前記シール部のシール機能の異常の有無を判定するシール異常判定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関システム。
2. 前記シール異常判定手段は、エンジン回転速度の増加量に対する前記第１割合の低下量の割合である第２割合が第１閾値よりも大きい場合に、前記シール部のシール機能が異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
3. 前記シール異常判定手段は、前記第１割合が、当該第１割合の算出の基礎となる筒内圧データを取得したサイクルでのエンジン回転速度に対応する第２閾値よりも大きい場合に、前記シール部のシール機能が異常であると判定し、
   前記第２閾値は、エンジン回転速度が高い場合には、エンジン回転速度が低い場合と比べて小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
4. 燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
   点火時期と燃焼質量割合とを用いて着火遅れ期間を算出する着火遅れ期間算出手段と、
   をさらに備え、
   前記着火遅れ期間算出手段は、算出した着火遅れ期間を前記第２割合の大きさに応じて補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関システム。
5. 前記着火遅れ期間算出手段により算出される着火遅れ期間と当該着火遅れ期間の目標値との差が無くなるように、燃料噴射量、吸入空気量および点火エネルギーのうちの少なくとも１つを調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関システム。
6. 燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
   燃焼質量割合に基づいて燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、
   をさらに備え、
   前記燃焼重心位置算出手段は、算出した燃焼重心位置を前記第２割合の大きさに応じて補正することを特徴とする請求項２、４または５に記載の内燃機関システム。
7. 前記燃焼重心位置算出手段により算出される燃焼重心位置と目標燃焼重心位置との差が無くなるように点火時期を調整する点火時期調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関システム。
8. 燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
   点火時期と燃焼質量割合とを用いて着火遅れ期間を算出する着火遅れ期間算出手段と、
   をさらに備え、
   前記着火遅れ期間算出手段は、算出した着火遅れ期間を前記第１割合の大きさに応じて補正することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関システム。
9. 前記着火遅れ期間算出手段により算出される着火遅れ期間と当該着火遅れ期間の目標値との差が無くなるように、燃料噴射量、吸入空気量および点火エネルギーのうちの少なくとも１つを調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関システム。
10. 燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
    燃焼質量割合に基づいて燃焼重心位置を算出する燃焼重心位置算出手段と、
    をさらに備え、
    前記燃焼重心位置算出手段は、算出した燃焼重心位置を前記第１割合の大きさに応じて補正することを特徴とする請求項３、８または９に記載の内燃機関システム。
11. 前記燃焼重心位置算出手段により算出される燃焼重心位置と目標燃焼重心位置との差が無くなるように点火時期を調整する点火時期調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関システム。
12. 前記シール異常判定手段は、理論空燃比の下で内燃機関が運転されている時に前記シール部のシール機能の異常を判定することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の内燃機関システム。

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