JP6365158B2 - 筒内圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、筒内圧センサが検出する筒内圧に重畳するノイズを除去する技術に関する。

従来、内燃機関の気筒に設置した筒内圧センサが検出する筒内圧に基づいて、燃料が燃焼する燃焼期間中における熱発生率を算出することが行われている（例えば、特許文献１参照）。算出される熱発生率に基づいて気筒内の燃焼状態が検出され、燃料の噴射時期等が制御される。

筒内圧センサが検出する筒内圧にノイズが重畳し筒内圧の検出精度が低下すると、熱発生率の算出精度が低下するので、気筒内の燃焼状態を高精度に検出できなくなるという問題がある。

そこで、特許文献１には、筒内圧に基づいて算出される熱発生率がピーク値を越えて所定の下限値を下回るまでは熱発生率の値が大きいのでフィルタでノイズを除去せず、熱発生率が所定の下限値を下回ると熱発生率の値が小さくなりノイズの影響を受けやすくなるのでフィルタでノイズを除去することが記載されている。

特開２００９−１９７６７２号公報

しかしながら、ノイズの振幅が大きい場合、熱発生率が大きい期間においてもノイズを除去しないと、筒内圧の検出精度が低下するという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、筒内圧の検出対象気筒の燃焼期間中において筒内圧に重畳するノイズを除去して筒内圧を高精度に検出する技術を提供することを目的とする。

本発明の筒内圧検出装置は、筒内圧取得手段と、理論圧取得手段と、ノイズ検出手段と、筒内圧検出手段と、を備える。
筒内圧取得手段は、内燃機関の複数の気筒のうち少なくとも一つの気筒に筒内圧センサが設置されており、筒内圧センサが設置されたセンサ気筒のうちいずれか一つの検出対象気筒において燃焼が行われる燃焼期間中の筒内圧を検出する場合、センサ気筒のうち検出対象気筒以外の他気筒または検出対象気筒を取得対象気筒とし、取得対象気筒に設置された筒内圧センサが取得対象気筒において燃焼が行われない非燃焼期間中に検出する筒内圧を取得する。

理論圧取得手段は、取得対象気筒の非燃焼期間中における筒内圧の理論圧を取得する。ノイズ検出手段は、筒内圧取得手段が取得する筒内圧と理論圧取得手段が取得する理論圧との差分から、検出対象気筒において燃焼期間中に検出対象気筒に設置された筒内圧センサが検出する筒内圧に重畳するノイズを検出する。

筒内圧検出手段は、検出対象気筒の燃焼期間中に検出対象気筒の筒内圧センサが検出する筒内圧から、ノイズ検出手段が検出するノイズを除去した結果を検出対象気筒の燃焼期間中の筒内圧として検出する。

ここで、筒内圧センサが筒内圧の検出対象気筒の燃焼期間中に検出する筒内圧にノイズが重畳する場合、定期的に発生するノイズであれば、検出対象気筒の燃焼期間以外でもノイズは発生する。つまり、ある気筒の燃焼期間中に発生するノイズは、他気筒の非燃焼期間中に発生すると考えられる。

また、非燃焼期間中のノイズが重畳していない筒内圧の理論圧は、圧縮行程が始まるまでは一定であり、圧縮行程が開始されると数式から算出できる。
したがって、本発明のように、検出対象気筒またはセンサ気筒のうち検出対象気筒以外の他気筒を取得対象気筒とし、取得対象気筒に設置された筒内圧センサが非燃焼期間中に検出する筒内圧と非燃焼期間中の取得対象気筒の理論圧との差分を求めれば、検出対象気筒において燃焼期間中に検出対象気筒に設置された筒内圧センサが検出する筒内圧に重畳するノイズを検出できる。

そして、検出対象気筒の燃焼期間中に検出対象気筒の筒内圧センサが検出する筒内圧から検出されたノイズを除去すれば、フィルタを用いることなく検出対象気筒の燃焼期間中のノイズを除去した筒内圧を検出できる。これにより、筒内圧センサのセンサ信号を歪めることなく、検出対象気筒の燃焼期間中の筒内圧からノイズを除去して高精度に筒内圧を検出できる。

尚、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態の燃料噴射システムを示すブロック図。 第１実施形態における筒内圧とノイズとの関係を示すタイムチャート。 検出対象気筒の筒内圧とノイズとの関係を示すタイムチャート。 筒内圧検出処理を示すフローチャート。 第２実施形態における筒内圧とノイズとの関係を示すタイムチャート。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す燃料噴射システム２のディーゼルエンジン（以下、「エンジン」とも言う。）１０は、シリンダブロック１２に形成されたシリンダ（気筒）１４内にピストン１６が収容され、シリンダ１４内を往復動するピストン１６の運動が、コンロッド１８を介してエンジン１０のクランク軸（図示せず）に回転運動として伝達される。

シリンダブロック１２の上端面には、ピストン１６の上部に燃焼室２０を形成するシリンダヘッド２２が固定されている。シリンダヘッド２２には、燃焼室２０に開口する吸気ポート２４と排気ポート２６とが形成されている。

吸気ポート２４と排気ポート２６とは、それぞれカム（図示せず）によって駆動される吸気弁２８と排気弁３０とで開閉される。
吸気ポート２４には、外気を吸入するための吸気管３２が接続され、排気ポート２６には、シリンダ１４から排気を排出するための排気管３４が接続されている、排気管３４と吸気管３２とはＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）管３６で接続されている。ＥＧＲ管３６に設置されているＥＧＲ弁３８が開弁することにより、排気管３４から吸気管３２に還流する排気のＥＧＲ量が制御される。

吸気弁２８が吸気ポート２４を開く吸入行程の際に、ピストン１６がシリンダ１４内を降下して筒内負圧が生じると、吸気管３２より吸入された外気とＥＧＲ管３６を通って還流されるＥＧＲガスとが、吸気ポート２４を通って気筒内へ流入する。

また、排気弁３０が排気ポート２６を開く排気行程の際に、ピストン１６の上昇により筒内から押し出された排気が、排気ポート２６を通って排気管３４へ排出される。
燃料噴射システム２は、高圧燃料を蓄圧するコモンレール４０と、このコモンレール４０に高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプ（図示せず）と、コモンレール４０に蓄圧された高圧燃料をエンジン１０の各気筒内にそれぞれ噴射する複数の燃料噴射弁４２と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０とを備えている。

コモンレール４０は、燃料供給ポンプより供給された高圧燃料を目標レール圧まで蓄圧し、その蓄圧された高圧燃料が、燃料配管１００を介して燃料噴射弁４２に供給される。コモンレール４０の目標レール圧は、ＥＣＵ５０により設定される。具体的には、アクセル開度および回転速度等からエンジン１０の運転状態を検出し、その運転状態に適した目標レール圧が設定される。

燃料噴射弁４２は、ＥＣＵ５０によって電子制御される電磁弁と、この電磁弁の開弁動作によって燃料を噴射するノズルとを有し、このノズルの先端部が各気筒内に突き出た状態で、シリンダヘッド２２に取り付けられている。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ５２、ＲＡＭ５４、ＲＯＭ５６と、図示しないフラッシュメモリ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ６０、アクセル開度センサ６２、燃圧センサ６４、筒内圧センサ６６、吸気圧センサ６８、吸気温センサ７０、空気量センサ７２、酸素濃度センサ７４、７６、水温センサ７８等から出力されるセンサ信号を入力し、これらのセンサ信号に基づいてエンジン１０の運転状態を検出する。

また、ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ５６またはフラッシュメモリ等の記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することにより、各種エンジン制御処理を実行する。
クランク角センサ６０は、エンジン１０のクランク軸と同期して回転するパルサ４４の周囲に配置され、パルサ４４が１回転する間に、パルサ４４の外周部に設けられた歯部の数に相当する複数のパルス信号（回転角信号）を出力する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ６０から出力される回転角信号に基づいて、エンジン１０の回転速度および回転角度位置（クランク角度）を検出する。

アクセル開度センサ６２は、運転者が操作するアクセルペダル（図示せず）の操作量（踏込み量）を表すアクセル開度に応じた信号を出力する。
燃圧センサ６４は、コモンレール４０に取り付けられ、コモンレール４０に蓄圧された燃料圧力（レール圧）に応じた信号を出力する。

筒内圧センサ６６は、エンジン１０のシリンダヘッド２２に取り付けられ、筒内圧に応じた信号を出力する。本実施形態では、エンジン１０の４気筒は、すべて筒内圧センサ６６が設置されているセンサ気筒である。

筒内圧センサ６６のセンサ信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０により高周波ノイズを除去されてＥＣＵ５０に入力される。ＬＰＦ８０は、筒内圧を検出する筒内圧センサ６６のセンサ信号の周波数成分よりも例えば数倍以上高い周波数のノイズを除去するように設定されている。

吸気圧センサ６８は、吸気管３２に取り付けられ、吸気管３２内の吸気圧Ｐｍに応じた信号を出力する。吸気温センサ７０は、吸気管３２に取り付けられ、吸気管３２内を通過する吸気の温度（吸気温）Ｔａに応じた信号を出力する。空気量センサ７２は、吸気管３２に取り付けられ、吸気管３２内を通過する空気の流量（空気量）Ｇａに応じた信号を出力する。

酸素濃度センサ７４、７６には、例えば空燃比を検出するＡ／Ｆセンサが使用されている。酸素濃度センサ７４は、ＥＧＲ管３６が吸気管３２と接続する箇所よりも吸気流れの下流側に設置されており、吸気管３２およびＥＧＲ管３６を通りシリンダ１４内に流入する吸気中の酸素濃度に応じた信号を出力する。酸素濃度センサ７６は、排気管３４に設置されており、シリンダ１４内から排気管３４に排出される排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する。

水温センサ７８は、シリンダブロック１２に取り付けられ、シリンダブロック１２内の冷却水の温度（水温）に応じた信号を出力する。
ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転制御として、噴射圧制御、燃料噴射制御等を実施する。噴射圧制御はコモンレール４０に蓄圧される燃料圧力を制御するもので、燃圧センサ６４によって検出される実レール圧が目標レール圧と一致するように、燃料供給ポンプの吐出量（ポンプ吐出量）をフィードバック制御する。

燃料噴射制御は、燃料噴射弁４２からの噴射量および噴射時期を制御するもので、エンジン１０の運転状態に応じた最適な噴射量および噴射時期を演算し、その演算結果にしたがって燃料噴射弁４２の燃料噴射を制御する。燃料噴射制御においては、エンジン１０の運転状態に基づいて、メイン噴射を含む多段噴射を実施することもある。

（筒内圧）
次に、筒内圧センサ６６が検出する筒内圧について説明する。図２は、エンジン１０の＃１気筒〜＃４気筒のうち、＃１気筒〜＃３気筒における筒内圧の変化を示している。＃２気筒については、点線で示す筒内圧の理論圧２００の波形と筒内圧センサ６６が検出する実線で示す筒内圧２１０の波形との違いを示すために、理論圧２００と筒内圧２１０とを分けて記載している。＃１気筒および＃３気筒については、理論圧２００と筒内圧２１０とを重ねて記載している。図２において、噴射信号はパイロット噴射とメイン噴射とを指令する信号である。

ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に基づいて、筒内圧センサ６６が筒内圧を検出する検出対象気筒の燃焼期間における熱発生率を算出し、算出した熱発生率に基づいて検出対象気筒の燃焼期間における燃焼状態として、燃焼開始時期、燃焼量等を検出する。ＥＣＵ５０は、検出した燃焼状態に基づいて、検出対象気筒の燃料噴射弁４２に対し燃料噴射時期、噴射量等を調整する燃料噴射制御を行う。

本実施形態では、エンジン１０の４気筒すべてに筒内圧センサ６６が設置されているので、各気筒に設置された筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に基づいて、各気筒に設置された燃料噴射弁４２に対する燃料噴射制御を行う。そして、燃料噴射弁４２に対する燃料噴射制御を高精度に実行するために、検出対象気筒の燃焼期間における筒内圧を高精度に検出することが要求される。

本実施形態に対し、４気筒のうち１気筒だけに筒内圧センサ６６が設置されている場合、一つの筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に基づいて、筒内圧センサ６６が設置されている気筒以外の他気筒の燃焼状態を推定する。

各気筒の筒内圧センサ６６のグランドラインは通常共通であるから、ある気筒の筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に重畳する電気ノイズは、他気筒の筒内圧センサ６６が検出する筒内圧にも重畳する。例えば、噴射信号により燃料噴射弁４２が電気的に駆動されるとノイズが発生し、筒内圧センサ６６が検出する筒内圧にノイズが重畳する。

燃料噴射弁４２が電気的に駆動されることにより発生するノイズは、燃焼期間において筒内圧を検出する筒内圧センサ６６のセンサ信号の周波数と近い低周波ノイズである。したがって、筒内圧センサ６６が検出する筒内圧からフィルタによりノイズを除去することは困難である。

検出対象気筒と他気筒との燃焼期間において燃料噴射により発生するノイズは同程度であると考えられる。したがって、図３に示すように、他気筒の燃焼期間に対応する検出対象気筒の非燃焼期間において、検出対象気筒に設置された筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に重畳するノイズは他気筒の燃焼により発生するものであるが、検出対象気筒の燃焼期間において発生するノイズと見なして推定できる。

ここで、検出対象気筒の燃焼期間に対し吸気行程側の非燃焼期間において筒内圧センサ６６が検出する筒内圧を取得することが望ましい。検出対象気筒の燃焼期間に対し吸気行程側の非燃焼期間は、燃焼期間に対し排気行程側の非燃焼期間よりも他気筒の燃焼によるノイズ以外に筒内圧を変動させる要因が少ない。

したがって、検出対象気筒の燃焼期間に対し吸気行程側の非燃焼期間において筒内圧センサ６６が検出するノイズが重畳した筒内圧から、ノイズを含まない筒内圧の理論圧を減算すれば、ノイズを高精度に抽出することができる。

そして、検出対象気筒の燃焼期間において筒内圧センサ６６が検出するノイズが重畳した筒内圧から、抽出したノイズを減算して除去すれば、検出対象気筒の燃焼期間において、ノイズを除去した筒内圧を検出できる。

非燃焼期間中の吸気行程における筒内圧の理論圧は、吸気圧センサ６８が検出する吸気圧と見なすことができる。吸気行程に続き、非燃焼期間中において燃焼が開始される前の圧縮行程における筒内圧の理論圧は、次式（１）から算出することができる。

Ｐ（θ）＝Ｐｍ×｛Ｖ０／Ｖ（θ）｝^ｎ ・・・（１）
式（１）において、θ：クランク角度、Ｐ（θ）：断熱圧縮中の筒内圧、Ｐｍ：圧縮開始時の吸気圧（筒内圧）、Ｖ０：圧縮開始時のシリンダ容積、Ｖ（θ）：断熱圧縮中のシリンダ容積、ｎ：ポリトロープ指数、である。圧縮行程で使用するときの式（１）のポリトロープ指数の値は、気筒内のガスの比熱比になる。

尚、検出対象気筒において、燃焼期間を除くすべての非燃焼期間で筒内圧センサ６６のセンサ信号をＡＤ変換してノイズを検出すると処理負荷が大きくなる。そこで、例えば検出対象気筒の燃焼期間の直前の他気筒の燃焼期間に対応する非燃焼期間で筒内圧センサ６６のセンサ信号をＡＤ変換すれば、ＡＤ変換による処理負荷を低減できる。

［１−２．処理］
ＥＣＵ５０が実行する筒内圧検出処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。ＥＣＵ５０は、検出対象気筒の燃焼期間よりも前の非燃焼期間において他気筒の燃焼期間に対応する期間の筒内圧を取得してＡＤ変換し（Ｓ４００）、ＡＤ変換した筒内圧をローパスフィルタ処理する（Ｓ４０２）。

例えば、検出対象気筒の燃焼期間が−４０°〜６０°ＡＴＤＣとすると、検出対象気筒の非燃焼期間において他気筒の燃焼期間に対応する期間は、検出対象気筒の燃焼期間を−１８０°ずらした−２２０°〜−１２０°ＡＴＤＣになる。

ＥＣＵ５０は、検出対象気筒において、圧縮行程の前の非燃焼期間中における筒内圧として吸気圧センサ６８が検出する吸気圧を取得し（Ｓ４０４）、非燃焼期間中の圧縮行程における筒内圧として圧縮行程における断熱圧縮を仮定して式（１）から筒内圧を算出して取得する（Ｓ４０６）。Ｓ４０４およびＳ４０６で取得する筒内圧が非燃焼期間における筒内圧の理論圧である。

ＥＣＵ５０は、Ｓ４００で検出対象気筒の非燃焼期間において筒内圧センサ６６から取得する実際の筒内圧とＳ４０４およびＳ４０６で取得する理論圧との差分として、実際の筒内圧から理論圧を減算し、減算結果をノイズとして抽出する（Ｓ４０８）。この場合、Ｓ４００で複数回取得する実際の筒内圧と、Ｓ４０４およびＳ４０６で複数回取得する理論圧との差分を平均してノイズを抽出することが望ましい。

ここで、エンジン回転数が高いほど吸気効率は低下するので、筒内圧は吸気圧よりも低下すると考えられる。そこで、Ｓ４０８においてノイズを抽出する場合、Ｓ４０４で取得した吸気圧を吸気効率等で補正して理論圧として使用してもよい。

本実施形態では、Ｓ４００で実際の筒内圧を取得し、Ｓ４０４およびＳ４０６で理論圧を取得する対象となる取得対象気筒は検出対象気筒である。
ただし、本実施形態のようにエンジン１０のすべての気筒が筒内圧センサ６６を設置されたセンサ気筒である場合、Ｓ４００で実際の筒内圧を取得し、Ｓ４０４およびＳ４０６で理論圧を取得する対象となる取得対象気筒は、検出対象気筒以外の他気筒でもよい。例えば、図２で検出対象気筒を＃２気筒とした場合、取得対象気筒を＃３気筒としてもよい。

ＥＣＵ５０は、＃２気筒の燃焼期間に対応する＃３気筒の非燃焼期間において、＃３気筒の筒内圧センサ６６が検出する実際の筒内圧から＃３気筒の理論圧を減算することにより、＃２気筒の燃焼により発生するノイズを抽出する。＃２気筒の燃焼期間に対応する＃３気筒の非燃焼期間は、＃３気筒の燃焼期間に対し吸気行程側であるから、他気筒の燃焼によるノイズ以外に筒内圧を変動させる要因は少ない。したがって、ノイズを高精度に抽出できる。

ここで、圧縮行程中の圧力は、ＥＧＲ量の変化による気筒内ガスの比熱比の変化、あるいは気筒位置の違いによる気筒からの熱逃げ量の違いによる筒内圧のばらつきのために、実際の筒内圧と式（１）から算出する理論圧との間に誤差が生じる可能性がある。

＃２気筒の燃焼期間に対応する＃３気筒の非燃焼期間は圧縮行程を含まないので、理論圧を取得するときに式（１）を用いず、吸気圧センサ６８が検出する吸気圧を理論圧とすることができる。これにより、実際の筒内圧と式（１）から算出する筒内圧との誤差を極力低減できる。

また、検出対象気筒を＃１気筒とし、取得対象気筒を＃３気筒とした場合、ＥＣＵ５０は、＃１気筒の燃焼期間に対応する＃３気筒の非燃焼期間において、＃３気筒の筒内圧センサ６６が検出する実際の筒内圧から＃３気筒の理論圧を減算することにより、＃１気筒の燃焼により発生するノイズを抽出してもよい。

この場合、＃１気筒の燃焼期間に対応する＃３気筒の非燃焼期間と＃３気筒の圧縮行程とが重なるので、理論圧を取得するときに式（１）を用いる必要がある。
尚、エンジンの複数の気筒のうち一つの気筒だけに筒内圧センサが設置されている場合には、この一つの気筒がセンサ気筒と検出対象気筒と取得対象気筒になる。

Ｓ４０８で抽出したノイズの振幅が所定値よりも小さい場合（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、検出対象気筒の燃焼期間において筒内圧センサ６６が検出する筒内圧にノイズが重畳しても、高精度に筒内圧を検出できると判断する。

そこで、ＥＣＵ５０は、検出対象気筒の燃焼期間において筒内圧センサ６６が検出する筒内圧からＳ４０８で抽出したノイズを除去せず、Ｓ４０２と同様にローパスフィルタ処理をした筒内圧に基づいて、検出対象気筒における燃焼状態を表わす燃焼指標として、例えば熱発生率のピーク位置等を算出する（Ｓ４１２）。

Ｓ４１０で判定に使用する所定値は、エンジン運転条件に応じて設定してもよいし、固定値でもよい。固定値の場合、Ｓ４１２でノイズを除去せずに取得する筒内圧に基づいて算出する燃焼指標の精度を低下させない値に設定する。

Ｓ４１０において抽出したノイズの振幅と所定値とを比較することにより、抽出したノイズの振幅が所定値よりも小さい場合、後述するＳ４１４、Ｓ４１６の処理を省略し処理負荷を低減できる。

抽出したノイズの振幅が所定値以上の場合（Ｓ４１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、補正手段として、Ｓ４０８で抽出したノイズに対し、ゲイン補正および位相補正の少なくとも一方を行う（Ｓ４１４）。

Ｓ４０８で抽出したノイズは、他気筒の燃料噴射によって発生したものであるから、検出対象気筒のノイズとして見なす場合、他気筒と検出対象気筒とのそれぞれの燃料噴射弁４２の開弁遅れ等の噴射特性を考慮し、抽出したノイズに対し、ゲイン補正および位相補正の少なくとも一方を行うことが望ましい。

尚、筒内圧センサ６６として歪みゲージ式のセンサを使用する場合、吸気弁２８、排気弁３０の開閉に起因するノイズが検出する筒内圧に重畳することがある。この場合には、ノイズを発生する吸気弁２８、排気弁３０と検出対象気筒との距離に応じて、抽出したノイズに対しゲイン補正および位相補正の少なくとも一方を行うことが望ましい。

ＥＣＵ５０は、検出対象気筒の燃焼期間中に筒内圧センサ６６から取得する筒内圧からＳ４１４で補正したノイズを減算してノイズを除去する（Ｓ４１６）。
Ｓ４１６でノイズを減算する場合、ノイズに窓関数を掛けてノイズの両側を０レベルにしてから減算することが望ましい。これにより、筒内圧センサ６６から取得する筒内圧からノイズを減算した箇所が不連続にならず連続する。その結果、ＥＣＵ５０は、ノイズを除去した筒内圧に基づいて、検出対象気筒における燃焼状態を表わす燃焼指標として、Ｓ４１２と同様に熱発生率のピーク位置等を高精度に算出できる（Ｓ４１８）。

［１−３．効果］
以上説明した第１実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１）筒内圧センサ６６が検出対象気筒の燃焼期間中に検出する筒内圧から、フィルタを使用することなくノイズを除去できる。これにより、筒内圧センサ６６が検出する筒内圧を歪ませることなく筒内圧を高精度に検出できるので、筒内圧に基づいて検出対象気筒の燃焼状態を表わす熱発生率等を高精度に算出できる。

（２）検出対象気筒以外の他気筒を取得対象気筒とする場合、検出対象気筒の燃焼期間に対応する取得対象気筒の非燃焼期間において、取得対象気筒の筒内圧センサ６６が検出する筒内圧と理論圧との差分から、検出対象気筒の燃焼期間中に発生するノイズを検出できる。

（３）検出対象気筒以外の他気筒を取得対象気筒とする場合、検出対象気筒の燃焼期間に対応する取得対象気筒の非燃焼期間を取得対象気筒の圧縮行程を含まない期間にすることができる。例えば、前述したように、図２において、検出対象気筒を＃２気筒とし、取得対象気筒を＃３気筒とすると、＃２気筒の燃焼期間に対応する＃３気筒の非燃焼期間を＃３気筒の圧縮行程を含まない期間にすることができる。

これにより、式（１）を使用せずに圧縮行程中の筒内圧の理論圧を取得できるので、取得対象気筒の非燃焼期間において、実際の筒内圧と理論圧との誤差を低減できる。その結果、検出対象気筒の燃焼期間中に発生するノイズを高精度に検出し、検出対象気筒の燃焼期間中の筒内圧を高精度に検出できる。したがって、筒内圧に基づいて検出対象気筒の燃焼状態を表わす熱発生率等を高精度に算出できる。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態の燃料噴射システムの構成は第１実施形態の燃料噴射システム２と実質的に同一である。但し、第２実施形態では、図５に示すように、ＥＣＵ５０は、センサ信号取得手段として、検出対象気筒の燃焼期間中に検出対象気筒に設置された筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に重畳するノイズを、筒内圧センサ６６のセンサ信号からではなく、他のセンサのセンサ信号から抽出する。筒内圧センサ６６とグランドラインが共通であれば、筒内圧センサ６６が検出する筒内圧に重畳するノイズは、筒内圧センサ６６以外の他のセンサのセンサ信号にも重畳する筈である。

筒内圧センサ６６以外の他のセンサとして、吸気圧センサ６８、吸気温センサ７０、空気量センサ７２、酸素濃度センサ７４、７６、水温センサ７８等が考えられる。
例えば、筒内圧センサ６６以外の他のセンサのセンサ信号をフィルタ処理して高周波を除去し、低周波のノイズだけを抽出する。そして、検出対象気筒の燃焼期間中に検出対象気筒に設置された筒内圧センサ６６が検出する筒内圧から抽出したノイズを減算すれば、ノイズを除去することができる。

尚、ノイズを抽出するために使用する筒内圧センサ６６以外の他のセンサとして、筒内圧センサ６６よりもサンプリング周波数が高いセンサが望ましい。これにより、ノイズの波形を高精度に抽出できる。

［２−２．効果］
以上説明した第２実施形態では、第１実施形態の（１）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。

検出対象気筒の燃焼期間中に発生するノイズを筒内圧センサ以外のセンサで抽出するので、筒内圧の理論圧を取得する式（１）を使用することなく、検出対象気筒の燃焼期間中に発生するノイズ自体を抽出できる。

［３．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、以下の種々の形態を取り得る。

（１）上記実施形態で検出したノイズは、筒内圧センサ６６と共通のグランドラインに接続される筒内圧センサ６６以外の他のセンサのセンサ信号にも重畳することがある。したがって、上記実施形態で検出したノイズに基づいて、筒内圧センサ６６以外の他のセンサに重畳するノイズを除去してもよい。

（２）上記実施形態では、コモンレール式のディーゼルエンジン１０を使用した燃料噴射システム２に本発明を適用した。これ以外にも、筒内圧センサを使用するのであれば、ディーゼルエンジン１０に限らず、例えばガソリンエンジンに本発明を適用してもよい。

（３）上記実施形態における一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（４）上述した筒内圧検出装置の他、当該筒内圧検出装置を構成要素とする燃料噴射システム、当該筒内圧検出装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体、筒内圧検出方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

２：燃料噴射システム、１０：ディーゼルエンジン（内燃機関）、１４：シリンダ（気筒）、４２：燃料噴射弁、５０：ＥＣＵ（筒内圧検出装置、理論圧取得手段、筒内圧取得手段、ノイズ検出手段、筒内圧検出手段）、６６：筒内圧センサ

Claims (7)

1. 内燃機関（１０）の複数の気筒のうち少なくとも一つの気筒に筒内圧センサ（６６）が設置されており、前記筒内圧センサが設置されたセンサ気筒のうちいずれか一つの検出対象気筒において燃焼が行われるクランク角度範囲で表される燃焼期間中の前記筒内圧を検出する場合、前記センサ気筒のうち前記検出対象気筒以外の他気筒または前記検出対象気筒を取得対象気筒とし、前記取得対象気筒に設置された前記筒内圧センサが前記取得対象気筒において燃焼が行われないクランク角度範囲で表される非燃焼期間中に検出する前記筒内圧を取得する筒内圧取得手段（Ｓ４００）と、
   前記取得対象気筒の前記非燃焼期間中における前記筒内圧の理論圧を取得する理論圧取得手段（Ｓ４０４、Ｓ４０６）と、
   前記筒内圧取得手段が取得する前記筒内圧と前記理論圧取得手段が取得する前記理論圧との差分から、前記検出対象気筒において前記燃焼期間中に前記検出対象気筒に設置された前記筒内圧センサが検出する前記筒内圧に重畳するノイズを検出するノイズ検出手段（Ｓ４０８）と、
   前記検出対象気筒の前記燃焼期間中に前記検出対象気筒の前記筒内圧センサが検出する前記筒内圧から、前記ノイズ検出手段が検出する前記ノイズを除去した結果を前記検出対象気筒の前記燃焼期間中の前記筒内圧として検出する筒内圧検出手段（Ｓ４１６）と、
   を備えることを特徴とする筒内圧検出装置（５０）。
2. 請求項１に記載の筒内圧検出装置であって、
   前記理論圧取得手段と前記筒内圧取得手段とは前記検出対象気筒を前記取得対象気筒とし、
   前記ノイズ検出手段は、前記筒内圧と前記検出対象気筒において取得される前記理論圧との差分から、前記検出対象気筒において前記燃焼期間中に前記検出対象気筒に設置された前記筒内圧センサが検出する前記筒内圧に重畳するノイズを検出する、
   ことを特徴とする筒内圧検出装置。
3. 請求項１に記載の筒内圧検出装置であって、
   前記理論圧取得手段と前記筒内圧取得手段とは、前記センサ気筒のうち前記検出対象気筒以外の他気筒を前記取得対象気筒とし、
   前記ノイズ検出手段は、前記筒内圧と前記他気筒において取得される前記理論圧との差分から、前記検出対象気筒において前記燃焼期間中に前記検出対象気筒に設置された前記筒内圧センサが検出する前記筒内圧に重畳するノイズを検出する、
   ことを特徴とする筒内圧検出装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の筒内圧検出装置であって、
   前記筒内圧取得手段は、前記センサ気筒のうち前記取得対象気筒以外の他気筒の前記燃焼期間に対応する前記取得対象気筒の前記非燃焼期間において、前記取得対象気筒に設置された前記筒内圧センサが出力するセンサ信号をＡＤ変換して前記筒内圧を取得する、
   ことを特徴とする筒内圧検出装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の筒内圧検出装置であって、
   前記筒内圧取得手段は、前記取得対象気筒の前記燃焼期間に対し吸気行程側の前記非燃焼期間中に前記取得対象気筒に設置された前記筒内圧センサが検出する前記筒内圧を取得する、
   ことを特徴とする筒内圧検出装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の筒内圧検出装置であって、
   前記ノイズ検出手段は、前記筒内圧取得手段が複数回取得する前記筒内圧と前記理論圧取得手段が複数回取得する前記理論圧との差分を平均して前記ノイズを検出する、
   ことを特徴とする筒内圧検出装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の筒内圧検出装置であって、
   前記ノイズ検出手段が検出した前記ノイズに対し前記内燃機関の運転条件に応じて設定されたゲインおよび位相の少なくともいずれか一方の補正を行う補正手段（Ｓ４１４）を備え、
   前記筒内圧検出手段は、前記検出対象気筒の前記燃焼期間中に前記検出対象気筒に設置された前記筒内圧センサが検出する前記筒内圧から、前記補正手段が補正したノイズを除去した結果を、前記検出対象気筒の前記燃焼期間中の前記筒内圧として検出する、
   ことを特徴とする筒内圧検出装置。

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