(57)【要約】【課題】筒内圧センサの故障診断の正確性を高める。【解決手段】筒内圧センサの故障診断装置１００は、筒内圧センサＳＷ６と、エンジン制御部１１２と、吸気弁２１のバルブタイミングを変更する可変機構（吸気Ｓ−ＶＴ２３）と、診断部１１１と、を備える。診断部は、吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングに到達したことを判定する判定部（バルブタイミング判定部１１１５）を有し、診断部は、判定部が閉弁タイミングの目標タイミングへの到達を判定した後、筒内圧センサの信号を読み込むと共に、読み込んだ筒内圧センサの信号に基づいて、筒内圧センサの故障を診断する。【選択図】図１６
2020037890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載されたエンジンの燃焼室内に臨んで配設されかつ、前記燃焼室内の圧力変化に対応する信号を出力する筒内圧センサと、
少なくとも前記筒内圧センサを含む検知部の信号が入力されかつ、前記検知部の信号に基づいて前記エンジンを運転する信号を出力するエンジン制御部と、
前記エンジン制御部の信号を受けて、吸気弁のバルブタイミングを変更する可変機構と、
前記筒内圧センサの信号が入力されかつ、前記筒内圧センサの信号に基づいて前記筒内圧センサの故障を診断する診断部と、を備え、
前記診断部は、前記吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングに到達したことを判定する判定部を有し、
前記診断部は、前記判定部が前記閉弁タイミングの前記目標タイミングへの到達を判定した後、前記筒内圧センサの信号を読み込むと共に、前記読み込んだ前記筒内圧センサの信号に基づいて、前記筒内圧センサの故障を診断する筒内圧センサの故障診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の筒内圧センサの故障診断装置において、
前記エンジン制御部は、前記検知部の信号に基づいて前記エンジンの運転状態を判定すると共に、判定した運転状態に応じて、前記可変機構を通じて前記吸気弁のバルブタイミングを変更する筒内圧センサの故障診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の筒内圧センサの故障診断装置において、
前記エンジン制御部は、前記自動車の走行中に燃料カット条件が成立したときに、前記エンジンへの燃料の供給を停止すると共に、前記可変機構を通じて、前記吸気弁の閉弁タイミングが前記特定の目標タイミングになるよう前記バルブタイミングを変更する筒内圧センサの故障診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の筒内圧センサの故障診断装置において、
前記診断部は、前記筒内圧センサの信号の位相が、前記燃焼室の容積変化に伴う圧力変化の位相に対し、予め定めたしきい値よりも遅れているときに、前記筒内圧センサが故障であると診断する筒内圧センサの故障診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の筒内圧センサの故障診断装置において、
前記燃焼室に入る吸気の圧力に対応する信号を出力する吸気圧センサを備え、
前記診断部は、少なくとも圧縮上死点を含む特定のクランク角範囲における前記筒内圧センサの信号を読み込む読込部と、前記吸気圧センサの信号に基づいて、前記燃焼室内が最高圧力となるクランク角の値を判定する基準位相判定部と、を有し、
前記診断部は、前記基準位相判定部が判定したクランク角の値に対し、前記読込部が読み込んだ前記筒内圧センサの信号において最大値となるクランク角の値が、前記しきい値よりも離れているときに、前記筒内圧センサが故障であると診断する筒内圧センサの故障診断装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の筒内圧センサの故障診断装置において、
前記燃焼室内に臨んで配設されかつ、前記エンジン制御部の点火信号を受けて前記燃焼室内の混合気に点火をする点火部を備え、
前記燃焼室内の混合気は、前記点火部の強制点火によって一部の混合気が火炎伝播を伴う燃焼を開始した後、残りの未燃混合気が自己着火により燃焼し、
前記エンジン制御部は、前記未燃混合気が目標タイミングにおいて自己着火するよう、前記目標タイミングよりも前に、前記点火部に前記点火信号を出力し、
前記エンジン制御部はまた、前記筒内圧センサの信号に基づき、前記未燃混合気が自己着火したタイミングを推定する筒内圧センサの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、筒内圧センサの故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサの異常検出装置が記載されている。この装置は、エンジンが燃料カット運転をしているときの筒内圧センサの出力信号に基づいて筒内圧センサの異常を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されている筒内圧センサの異常検出装置は、エンジンが燃料カット運転を開始すると直ぐに、筒内圧センサの出力信号を読み込んで、筒内圧センサの異常検出を行う。
【０００５】
しかしながら、本願発明者らの検討によると、特許文献１に記載されている技術は、筒内圧センサの異常を誤検出する恐れがある。
【０００６】
誤検出の原因の一つは、燃焼カット運転を開始した直後は、燃焼室内の環境が安定していないことにあると考えられる。例えば、燃料カット運転中は、吸気弁の閉弁タイミングを、燃料カットからの復帰に適した特定の目標タイミングにする。燃焼カット運転を開始した直後は、吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングに到達していない場合がある。吸気弁の閉弁タイミングが変わると圧縮開始タイミングが変わるため、圧縮行程中の燃焼室内の圧力が変わる。その結果、筒内圧センサの出力は、筒内圧センサが故障していなくても、ばらついてしまう。
【０００７】
ここに開示する技術は、筒内圧センサの故障診断の正確性を高める。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示する技術は、筒内圧センサの故障診断装置に係る。故障診断装置は、自動車に搭載されたエンジンの燃焼室内に臨んで配設されかつ、前記燃焼室内の圧力変化に対応する信号を出力する筒内圧センサと、少なくとも前記筒内圧センサを含む検知部の信号が入力されかつ、前記検知部の信号に基づいて前記エンジンを運転する信号を出力するエンジン制御部と、前記エンジン制御部の信号を受けて、吸気弁のバルブタイミングを変更する可変機構と、前記筒内圧センサの信号が入力されかつ、前記筒内圧センサの信号に基づいて前記筒内圧センサの故障を診断する診断部と、を備える。
【０００９】
そして、前記診断部は、前記吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングに到達したことを判定する判定部を有し、前記診断部は、前記判定部が前記閉弁タイミングの前記目標タイミングへの到達を判定した後、前記筒内圧センサの信号を読み込むと共に、前記読み込んだ前記筒内圧センサの信号に基づいて、前記筒内圧センサの故障を診断する。
【００１０】
この構成によると、判定部が、吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングへ到達したことを判定するまで、診断部は、筒内圧センサの故障診断の実行を制限する。吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングへ到達すると、判定部の判定を受けて、診断部は、筒内圧センサの故障診断を実行する。筒内圧センサの故障診断を行うときには、吸気弁が一定のバルブタイミングにあるため、筒内圧センサの信号のばらつきが抑制される。診断部は、筒内圧センサの故障の診断を正確に行うことができる。
【００１１】
前記エンジン制御部は、前記検知部の信号に基づいて前記エンジンの運転状態を判定すると共に、判定した運転状態に応じて、前記可変機構を通じて前記吸気弁のバルブタイミングを変更する、としてもよい。
【００１２】
この構成によると、エンジン制御部は、エンジンの運転状態に応じて、吸気弁のバルブタイミングを変更する。エンジン制御部は、エンジンを適切に運転することができる。筒内圧センサの故障診断を行うときには、吸気弁の閉弁タイミングが特定の目標タイミングとなるよう、エンジン制御部は、吸気弁のバルブタイミングを変更する。
【００１３】
前記エンジン制御部は、前記自動車の走行中に燃料カット条件が成立したときに、前記エンジンへの燃料の供給を停止すると共に、前記可変機構を通じて、前記吸気弁の閉弁タイミングが前記特定の目標タイミングになるよう前記バルブタイミングを変更する、としてもよい。
【００１４】
エンジンが燃料カット運転をしているときに、吸気弁の閉弁タイミングは、特定の目標タイミングになる。診断部は、前述したように、吸気弁の閉弁タイミングが目標タイミングになるまで、筒内圧センサの故障診断の実行を制限する。診断部は、吸気弁の閉弁タイミングが目標タイミングとなった後、エンジンが燃料カット運転を行っている間に、筒内圧センサの故障診断を行うため、故障診断の正確性が高まる。
【００１５】
前記診断部は、前記筒内圧センサの信号の位相が、前記燃焼室の容積変化に伴う圧力変化の位相に対し、予め定めたしきい値よりも遅れているときに、前記筒内圧センサが故障であると診断する、としてもよい。
【００１６】
本願発明者らの検討によると、筒内圧センサにおいて、燃焼室に臨んで配設されかつ、燃焼室内の圧力を受けるダイヤフラムの支持部分（具体的には、筒内圧センサのハウジング）にクラックが生じていたり、当該支持部分が伸びていたりすると、筒内圧センサの信号の位相が、燃焼室の容積変化に伴う圧力変化の位相に対して遅れることが、新たにわかった。診断部が、筒内圧センサの信号の位相の遅れに基づいて筒内圧センサの故障を診断することによって、診断部は、筒内圧センサの故障を正確に診断することができる。
【００１７】
前記筒内圧センサの故障診断装置は、前記燃焼室に入る吸気の圧力に対応する信号を出力する吸気圧センサを備え、前記診断部は、少なくとも圧縮上死点を含む特定のクランク角範囲における前記筒内圧センサの信号を読み込む読込部と、前記吸気圧センサの信号に基づいて、前記燃焼室内が最高圧力となるクランク角の値を判定する基準位相判定部と、を有し、前記診断部は、前記基準位相判定部が判定したクランク角の値に対し、前記読込部が読み込んだ前記筒内圧センサの信号において最大値となるクランク角の値が、前記しきい値よりも離れているときに、前記筒内圧センサが故障であると診断する、としてもよい。
【００１８】
この構成によると、読込部が圧縮上死点を含む特定のクランク角範囲において筒内圧センサの信号を読み込むため、筒内圧センサの信号には、燃焼室内が最高圧力となったときの信号が含まれる。診断部は、読み込んだ筒内圧センサの信号において最大値となるクランク角の値と、基準位相判定部が判定した燃焼室内が最高圧力となるクランク角の値とを比較する。診断部は、筒内圧センサの信号の位相が、燃焼室内の圧力変化の位相に対して遅れていることを適切に判定することができる。筒内圧センサの故障診断の正確性が高まる。
【００１９】
また、基準位相判定部は、筒内圧センサの信号を用いずに、吸気圧センサの信号を用いて、燃焼室内が最高圧力となるクランク角の値を判定するため、基準位相判定部は、最高圧力となるクランク角の値を、精度良く判定することが可能になる。その結果、診断部は、筒内圧センサの故障の診断を正確に行うことができる。
【００２０】
前記筒内圧センサの故障診断装置は、前記燃焼室内に臨んで配設されかつ、前記エンジン制御部の点火信号を受けて前記燃焼室内の混合気に点火をする点火部を備え、前記燃焼室内の混合気は、前記点火部の強制点火によって一部の混合気が火炎伝播を伴う燃焼を開始した後、残りの未燃混合気が自己着火により燃焼し、前記エンジン制御部は、前記未燃混合気が目標タイミングにおいて自己着火するよう、前記目標タイミングよりも前に、前記点火部に前記点火信号を出力し、前記エンジン制御部はまた、前記筒内圧センサの信号に基づき、前記未燃混合気が自己着火したタイミングを推定する、としてもよい。
【００２１】
本願出願人は、ＳＩ（Spark Ignition）燃焼とＣＩ（Compression Ignition）燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ（SPark Controlled Compression Ignition）燃焼を提案している。ＳＩ燃焼は、燃焼室の中の混合気に強制的に点火を行うことにより開始する火炎伝播を伴う燃焼である。ＣＩ燃焼は、燃焼室の中の混合気が圧縮着火することにより開始する燃焼である。ＳＰＣＣＩ燃焼は、燃焼室の中の混合気に強制的に点火を行って、火炎伝播による燃焼を開始させると、ＳＩ燃焼の発熱及び火炎伝播による圧力上昇によって、燃焼室の中の未燃混合気がＣＩ燃焼する。
【００２２】
ＣＩ燃焼は、筒内温度が、混合気の組成により定まる着火温度に到達したときに起こる。圧縮上死点付近で筒内温度が着火温度に到達してＣＩ燃焼が起これば、ＳＰＣＣＩ燃焼の燃費効率を最大化することができる。
【００２３】
一方、ＳＰＣＣＩ燃焼において、圧縮上死点の付近でＣＩ燃焼が起こると、筒内圧力が過度に上昇し、燃焼騒音が過大になる場合がある。この場合、点火時期を遅角させると、膨張行程においてピストンが相当下がった時期にＣＩ燃焼が起こるため、燃焼騒音を抑制することができる。しかし、エンジンの燃費効率は低下する。
【００２４】
ＳＰＣＣＩ燃焼を行うエンジンにおいて燃焼騒音の抑制と燃費性能の向上とを両立するには、クランク角の進行に対して変化する燃焼波形が適切な燃焼波形となるように、ＳＰＣＣＩ燃焼をコントロールしなければならない。
【００２５】
ＳＰＣＣＩ燃焼をコントロールするために、例えば、ＳＰＣＣＩ燃焼の特性を表すパラメータとしてのＣＩ燃焼開始時期θｃｉを用いることが考えられる。ＣＩ燃焼開始時期θｃｉは、未燃混合気が自己着火する時期である。実際のθｃｉが目標θｃｉよりも進角してしまうと、ＣＩ燃焼が圧縮上死点に近いタイミングで起きるため、燃焼騒音が大きくなってしまう。燃焼騒音を抑制しようとすると、エンジン制御部は、実際のθｃｉを把握しなければならない。
【００２６】
実際のθｃｉを推定することができれば、エンジン制御部は、実際のθｃｉと目標θｃｉとのずれに応じて点火時期を調整することにより、実際のθｃｉを目標θｃｉに近づけることができる。例えば実際のθｃｉが目標θｃｉよりも進角しているときに、エンジン制御部は、点火時期を遅角させることによって、実際のθｃｉが遅角する結果、燃焼騒音を抑制することができる。
【００２７】
本願出願人はまた、これまでに、筒内圧センサの信号に基づいてθｃｉを推定する技術も提案している。
【００２８】
筒内圧センサの故障診断を正確に行うことは、ＳＰＣＣＩ燃焼を行うエンジンにおいて、燃焼騒音の抑制と燃費性能の向上との両立を可能にする。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、前記の筒内圧センサの故障診断装置によると、診断の正確性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、エンジンの構成を例示する図である。
【図２】図２は、燃焼室の構成を例示する図であり、上図は燃焼室の平面視相当図、下図はII−II線断面図である。
【図３】図３は、エンジンの制御装置の構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、筒内圧センサの構成を例示する断面説明図である。
【図５】図５は、ＳＰＣＣＩ燃焼の波形を例示する図である。
【図６】図６は、エンジンの制御部の機能構成を例示するブロック図である。
【図７】図７は、エンジンの負荷に対する、吸気弁の閉弁タイミングの変化を例示する図である。
【図８】図８は、筒内圧センサの故障診断装置に係る機能構成を例示するブロック図である。
【図９】図９は、筒内圧センサが正常時に出力する信号の波形と、故障時に出力する信号の波形と、を例示する図である。
【図１０】図１０は、Ｐｍａｘ及びＰｍａｘとなるクランク角を判定する演算ブロックの構成を例示する図である。
【図１１】図１１は、筒内圧センサの故障診断に係る基準位相の補正値を例示する図である。
【図１２】図１２は、筒内圧センサが正常時に出力する信号の波形と、故障時に出力する信号の波形を例示する図である。
【図１３】図１３は、筒内圧センサの故障診断に係る第２しきい値を例示する図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、筒内圧センサの故障診断の手順の一部を例示するフローチャートである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、筒内圧センサの故障診断の手順の一部を例示するフローチャートである。
【図１５】図１５の上図は、エンジンの回転数とディレイサイクルとの関係、下図は、エンジンの回転数とディレイ時間との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、筒内圧センサの故障診断に関する各パラメータの変化を例示するタイムチャートである。
【図１７】図１７は、図１４Ｂとは異なる、筒内圧センサの故障診断の手順の一部を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、筒内圧センサの故障診断装置に関する実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明は、筒内圧センサの故障診断装置の一例である。
【００３２】
図１は、筒内圧センサの故障診断装置を備えている、圧縮着火式のエンジンの構成を例示する図である。図２は、エンジンの燃焼室の構成を例示する図である。尚、図１における吸気側は紙面左側であり、排気側は紙面右側である。図２における吸気側は紙面右側であり、排気側は紙面左側である。図３は、エンジンの制御装置の構成を例示するブロック図である。
【００３３】
エンジン１は、燃焼室１７が吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を繰り返すことにより運転する４ストロークのレシプロエンジンである。エンジン１は、四輪の自動車に搭載されている。エンジン１が運転することによって、自動車は走行する。エンジン１の燃料は、この構成例においてはガソリンである。燃料は、少なくともガソリンを含む液体燃料であればよい。燃料は、例えばバイオエタノール等を含むガソリンであってもよい。
【００３４】
（エンジンの構成）
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えている。シリンダブロック１２の内部に複数のシリンダ１１が形成されている。図１及び図２では、一つのシリンダ１１のみを示す。エンジン１は、多気筒エンジンである。
【００３５】
各シリンダ１１内には、ピストン３が摺動自在に内挿されている。ピストン３は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン３は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１７を区画する。尚、「燃焼室」は広義で用いる場合がある。つまり、「燃焼室」は、ピストン３の位置に関わらず、ピストン３、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３によって形成される空間を意味する場合がある。また、以下の説明では、燃焼室とほぼ同義の言葉として、「筒内」を用いる場合がある。
【００３６】
シリンダヘッド１３の下面、つまり、燃焼室１７の天井面は、図２の下図に示すように、傾斜面１３１１と、傾斜面１３１２とによって構成されている。傾斜面１３１１は、吸気側から、後述するインジェクタ６の軸Ｘ２に向かって上り勾配となっている。傾斜面１３１２は、排気側からインジェクタ６の軸Ｘ２に向かって上り勾配となっている。燃焼室１７の天井面は、いわゆるペントルーフ形状である。
【００３７】
ピストン３の上面は燃焼室１７の天井面に向かって隆起している。ピストン３の上面には、キャビティ３１が形成されている。キャビティ３１は、ピストン３の上面から凹陥している。キャビティ３１は、この構成例では、浅皿形状を有している。キャビティ３１の中心は、シリンダ１１の中心軸Ｘ１よりも排気側にずれている。
【００３８】
エンジン１の幾何学的圧縮比は、１０以上３０以下に設定されている。後述するようにエンジン１は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ燃焼を行う。ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼による発熱と圧力上昇とを利用して、ＣＩ燃焼をコントロールする。エンジン１は、圧縮着火式エンジンである。しかし、このエンジン１は、ピストン３が圧縮上死点に至った時の燃焼室１７の温度を高くする必要がない。エンジン１は、幾何学的圧縮比を、比較的低く設定することが可能である。幾何学的圧縮比を低くすると、冷却損失の低減、及び、機械損失の低減に有利になる。エンジン１の幾何学的圧縮比は、レギュラー仕様（燃料のオクタン価が９１程度の低オクタン価燃料）においては、１４〜１７とし、ハイオク仕様（燃料のオクタン価が９６程度の高オクタン価燃料）においては、１５〜１８としてもよい。
【００３９】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、吸気ポート１８が形成されている。図示は省略するが、吸気ポート１８は、第１吸気ポート及び第２吸気ポートの二つの吸気ポート１８を有している。吸気ポート１８は、燃焼室１７に連通している。吸気ポート１８は、いわゆるタンブルポートである。つまり、吸気ポート１８は、燃焼室１７の中にタンブル流が形成されるような形状を有している。
【００４０】
吸気ポート１８には、吸気弁２１が配設されている。吸気弁２１は、燃焼室１７と吸気ポート１８との間を開閉する。吸気弁２１は動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び／又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構とすればよい。この構成例では、図３に示すように、可変動弁機構は、吸気電動Ｓ−ＶＴ（Sequential-Valve Timing）２３を有している。吸気電動Ｓ−ＶＴ２３は、吸気カムシャフトの位相を所定の範囲内で連続的に変更する。吸気弁２１の開弁タイミング及び閉弁タイミングは、連続的に変化する。尚、吸気動弁機構は、電動Ｓ−ＶＴに代えて、油圧式のＳ−ＶＴを有していてもよい。
【００４１】
シリンダヘッド１３にはまた、シリンダ１１毎に、排気ポート１９が形成されている。排気ポート１９も、第１排気ポート及び第２排気ポートの二つの排気ポート１９を有している。排気ポート１９は、燃焼室１７に連通している。
【００４２】
排気ポート１９には、排気弁２２が配設されている。排気弁２２は、燃焼室１７と排気ポート１９との間を開閉する。排気弁２２は動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。この動弁機構は、バルブタイミング及び／又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構とすればよい。この構成例では、図３に示すように、可変動弁機構は、排気電動Ｓ−ＶＴ２４を有している。排気電動Ｓ−ＶＴ２４は、排気カムシャフトの位相を所定の範囲内で連続的に変更する。排気弁２２の開弁タイミング及び閉弁タイミングは、連続的に変化する。尚、排気動弁機構は、電動Ｓ−ＶＴに代えて、油圧式のＳ−ＶＴを有していてもよい。
【００４３】
吸気電動Ｓ−ＶＴ２３及び排気電動Ｓ−ＶＴ２４は、吸気弁２１と排気弁２２との両方が開弁するオーバーラップ期間の長さを調節する。オーバーラップ期間の長さを長くすると、燃焼室１７の中の残留ガスを掃気することができる。また、オーバーラップ期間の長さを調節することによって、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを燃焼室１７の中に入れることができる。吸気電動Ｓ−ＶＴ２３及び排気電動Ｓ−ＶＴ２４は、内部ＥＧＲシステムを構成している。尚、内部ＥＧＲシステムは、Ｓ−ＶＴによって構成されるとは限らない。
【００４４】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、インジェクタ６が取り付けられている。インジェクタ６は、燃焼室１７の中に燃料を直接噴射する。インジェクタ６は、燃料噴射部の一例である。インジェクタ６は、傾斜面１３１１と傾斜面１３１２とが交差する部分に配設されている。図２に示すように、インジェクタ６の軸Ｘ２は、シリンダ１１の中心軸Ｘ１よりも排気側に位置している。インジェクタ６の軸Ｘ２は、中心軸Ｘ１に平行である。インジェクタ６の軸Ｘ２とキャビティ３１の中心とは一致している。インジェクタ６は、キャビティ３１に対向している。尚、インジェクタ６の軸Ｘ２は、シリンダ１１の中心軸Ｘ１と一致していてもよい。その構成の場合に、インジェクタ６の軸Ｘ２と、キャビティ３１の中心とは一致していてもよい。
【００４５】
インジェクタ６は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型の燃料噴射弁によって構成されている。インジェクタ６は、図２に二点鎖線で示すように、燃料噴霧が、燃焼室１７の中央から放射状に広がるように燃料を噴射する。インジェクタ６は、本構成例においては、十個の噴孔を有しており、噴孔は、周方向に等角度に配置されている。
【００４６】
インジェクタ６には、燃料供給システム６１が接続されている。燃料供給システム６１は、燃料タンク６３と、燃料タンク６３とインジェクタ６とを互いに連結する燃料供給路６２とを備えている。燃料タンク６３は、燃料を貯留する。燃料供給路６２には、燃料ポンプ６５とコモンレール６４とが介設している。燃料ポンプ６５は、コモンレール６４に燃料を圧送する。燃料ポンプ６５は、この構成例においては、クランクシャフト１５によって駆動されるプランジャー式のポンプである。コモンレール６４は、燃料ポンプ６５から圧送された燃料を、高い燃料圧力で蓄える。インジェクタ６が開弁すると、コモンレール６４に蓄えられていた燃料が、インジェクタ６の噴口から燃焼室１７の中に噴射される。燃料供給システム６１は、３０ＭＰａ以上の高い圧力の燃料を、インジェクタ６に供給することが可能である。インジェクタ６に供給する燃料の圧力は、エンジン１の運転状態に応じて変更してもよい。尚、燃料供給システム６１の構成は、前記の構成に限定されない。
【００４７】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、燃焼室１７の中の混合気に強制的に点火をする。点火プラグ２５は点火部の一例である。点火プラグ２５は、この構成例では、シリンダ１１の中心軸Ｘ１よりも吸気側に配設されている。点火プラグ２５は、二つの吸気ポート１８の間に位置している。点火プラグ２５は、上方から下方に向かって、燃焼室１７の中央に近づく方向に傾いて、シリンダヘッド１３に取り付けられている。点火プラグ２５の電極は、図２に示すように、燃焼室１７の中に臨んでかつ、燃焼室１７の天井面の付近に位置している。尚、点火プラグ２５を、シリンダ１１の中心軸Ｘ１よりも排気側に配置してもよい。また、点火プラグ２５をシリンダ１１の中心軸Ｘ１上に配置してもよい。
【００４８】
エンジン１の一側面には吸気通路４０が接続されている。吸気通路４０は、各シリンダ１１の吸気ポート１８に連通している。燃焼室１７に入るガスは、吸気通路４０を流れる。吸気通路４０の上流端部には、エアクリーナー４１が配設されている。エアクリーナー４１は、新気を濾過する。吸気通路４０の下流端近傍には、サージタンク４２が配設されている。サージタンク４２よりも下流の吸気通路４０は、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の下流端が、各シリンダ１１の吸気ポート１８に接続されている。
【００４９】
吸気通路４０におけるエアクリーナー４１とサージタンク４２との間には、スロットル弁４３が配設されている。スロットル弁４３は、弁の開度を調節することによって、燃焼室１７の中への新気の導入量を調節する。
【００５０】
吸気通路４０にはまた、スロットル弁４３の下流に、過給機４４が配設されている。過給機４４は、燃焼室１７に入るガスを過給する。この構成例において、過給機４４は、エンジン１によって駆動される機械式の過給機である。機械式の過給機４４は、ルーツ式、リショルム式、ベーン式、又は遠心式であってもよい。
【００５１】
過給機４４とエンジン１との間には、電磁クラッチ４５が介設している。電磁クラッチ４５は、過給機４４とエンジン１との間で、エンジン１から過給機４４へ駆動力を伝達したり、駆動力の伝達を遮断したりする。後述するように、ＥＣＵ１０が電磁クラッチ４５の遮断及び接続を切り替えることによって、過給機４４はオンとオフとが切り替わる。
【００５２】
吸気通路４０における過給機４４の下流には、インタークーラー４６が配設されている。インタークーラー４６は、過給機４４が圧縮したガスを冷却する。インタークーラー４６は、例えば水冷式又は油冷式に構成してもよい。
【００５３】
吸気通路４０には、バイパス通路４７が接続されている。バイパス通路４７は、吸気通路４０における過給機４４の上流部とインタークーラー４６の下流部とを互いに接続する。バイパス通路４７は、過給機４４及びインタークーラー４６をバイパスする。バイパス通路４７には、エアバイパス弁４８が配設されている。エアバイパス弁４８は、バイパス通路４７を流れるガスの流量を調節する。
【００５４】
ＥＣＵ１０は、過給機４４をオフにしたとき（つまり、電磁クラッチ４５を遮断したとき）に、エアバイパス弁４８を全開にする。吸気通路４０を流れるガスは、過給機４４をバイパスして、エンジン１の燃焼室１７に入る。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気の状態で運転する。
【００５５】
過給機４４をオンにすると、エンジン１は過給状態で運転する。ＥＣＵ１０は、過給機４４をオンにしたとき（つまり、電磁クラッチ４５を接続したとき）に、エアバイパス弁４８の開度を調節する。過給機４４を通過したガスの一部は、バイパス通路４７を通って過給機４４の上流に逆流する。ＥＣＵ１０がエアバイパス弁４８の開度を調節すると、燃焼室１７に入るガスの圧力が変わる。つまり、過給圧が変わる。尚、過給時とは、サージタンク４２内の圧力が大気圧を超える時をいい、非過給時とは、サージタンク４２内の圧力が大気圧以下になる時をいう、と定義してもよい。
【００５６】
この構成例においては、過給機４４とバイパス通路４７とエアバイパス弁４８とによって、過給システム４９が構成されている。
【００５７】
エンジン１は、燃焼室１７内に、スワール流を発生させるスワール発生部を有している。スワール流は、図２に白抜きの矢印で示すように流れる。スワール発生部は、吸気通路４０に取り付けられたスワールコントロール弁５６を有している。スワールコントロール弁５６は、詳細な図示は省略するが、二つの吸気ポート１８のうちの一方の吸気ポート１８につながるプライマリ通路と、他方の吸気ポート１８につながるセカンダリ通路との内の、セカンダリ通路に配設されている。スワールコントロール弁５６は、セカンダリ通路の断面を絞ることができる開度調節弁である。スワールコントロール弁５６の開度が小さいと、一方の吸気ポート１８から燃焼室１７に入る吸気流量が相対的に多くかつ、他方の吸気ポート１８から燃焼室１７に入る吸気流量が相対的に少ないから、燃焼室１７内のスワール流が強くなる。スワールコントロール弁５６の開度が大きいと、二つの吸気ポート１８のそれぞれから燃焼室１７に入る吸気流量が、略均等になるから、燃焼室１７内のスワール流が弱くなる。スワールコントロール弁５６を全開にすると、スワール流が発生しない。
【００５８】
エンジン１の他側面には、排気通路５０が接続されている。排気通路５０は、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１７から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。
【００５９】
排気通路５０には、複数の触媒コンバーターを有する排気ガス浄化システムが配設されている。上流の触媒コンバーターは、図示は省略するが、エンジンルーム内に配設されている。上流の触媒コンバーターは、三元触媒５１１と、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）５１２とを有している。下流の触媒コンバーターは、エンジンルーム外に配設されている。下流の触媒コンバーターは、三元触媒５１３を有している。尚、排気ガス浄化システムは、図例の構成に限定されるものではない。例えば、ＧＰＦは省略してもよい。また、触媒コンバーターは、三元触媒を有するものに限定されない。さらに、三元触媒及びＧＰＦの並び順は、適宜変更してもよい。
【００６０】
吸気通路４０と排気通路５０との間には、ＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、排気ガスの一部を吸気通路４０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２は、外部ＥＧＲシステムを構成する。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における上流の触媒コンバーターと下流の触媒コンバーターとの間に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路４０における過給機４４の上流部に接続されている。ＥＧＲ通路５２を流れるＥＧＲガスは、バイパス通路４７のエアバイパス弁４８を通らずに、吸気通路４０における過給機４４の上流部に入る。
【００６１】
ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラー５３が配設されている。ＥＧＲクーラー５３は、排気ガスを冷却する。ＥＧＲ通路５２にはまた、ＥＧＲ弁５４が配設されている。ＥＧＲ弁５４は、ＥＧＲ通路５２を流れる排気ガスの流量を調節する。ＥＧＲ弁５４の開度を調節することによって、冷却した排気ガス、つまり外部ＥＧＲガスの還流量を調節することができる。
【００６２】
このエンジン１は、ＥＧＲシステム５５として、外部ＥＧＲシステムと、内部ＥＧＲシステムとを有している。外部ＥＧＲシステムは、内部ＥＧＲシステムよりも低温の排気ガスを、燃焼室１７に供給することができる。
【００６３】
圧縮着火式エンジンの制御装置は、エンジン１を運転するためのＥＣＵ（Engine Control Unit）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、周知のマイクロコンピュータをベースとする制御部であって、図３に示すように、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）を含むマイクロコンピュータ１０１と、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリ１０２と、電気信号を入出力するＩ／Ｆ回路１０３と、を備えている。
【００６４】
ＥＣＵ１０には、図１及び図３に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１７が接続されている。センサＳＷ１〜ＳＷ１７は、信号をＥＣＵ１０に出力する。センサには、以下のセンサが含まれる。
【００６５】
エアフローセンサＳＷ１：吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されかつ、吸気通路４０を流れる新気の流量に対応する信号を出力する
第１吸気温度センサＳＷ２：吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されかつ、吸気通路４０を流れる新気の温度に対応する信号を出力する
第１圧力センサＳＷ３：吸気通路４０におけるＥＧＲ通路５２の接続位置よりも下流でかつ、過給機４４の上流に配置されかつ、過給機４４に入るガスの圧力に対応する信号を出力する
第２吸気温度センサＳＷ４：吸気通路４０における過給機４４の下流でかつ、バイパス通路４７の接続位置よりも上流に配置されかつ、過給機４４から流出したガスの温度に対応する信号を出力する
吸気圧センサＳＷ５：サージタンク４２に取り付けられかつ、過給機４４の下流のガスの圧力に対応する信号を出力する
筒内圧センサＳＷ６：各シリンダ１１に対応してシリンダヘッド１３に取り付けられかつ、各燃焼室１７内の圧力に対応する信号を出力する
排気温度センサＳＷ７：排気通路５０に配置されかつ、燃焼室１７から排出した排気ガスの温度に対応する信号を出力する
リニアＯ２センサＳＷ８：排気通路５０における上流の触媒コンバーターよりも上流に配置されかつ、排気ガス中の酸素濃度に対応する信号を出力する
ラムダＯ２センサＳＷ９：上流の触媒コンバーターにおける三元触媒５１１の下流に配置されかつ、排気ガス中の酸素濃度に対応する信号を出力する
水温センサＳＷ１０：エンジン１に取り付けられかつ、冷却水の温度に対応する信号を出力する
クランク角センサＳＷ１１：エンジン１に取り付けられかつ、クランクシャフト１５の回転角に対応する信号を出力する
アクセル開度センサＳＷ１２：アクセルペダル機構に取り付けられかつ、アクセルペダルの操作量に比例するアクセル開度に対応する信号を出力する
吸気カム角センサＳＷ１３：エンジン１に取り付けられかつ、吸気カムシャフトの回転角に対応する信号を出力する
排気カム角センサＳＷ１４：エンジン１に取り付けられかつ、排気カムシャフトの回転角に対応する信号を出力する
ＥＧＲ差圧センサＳＷ１５：ＥＧＲ通路５２に配置されかつ、ＥＧＲ弁５４の上流及び下流の差圧に対応する信号を出力する
燃圧センサＳＷ１６：燃料供給システム６１のコモンレール６４に取り付けられかつ、インジェクタ６に供給する燃料の圧力に対応する信号を出力する
第３吸気温度センサＳＷ１７：サージタンク４２に取り付けられかつ、サージタンク４２内のガスの温度、換言すると燃焼室１７に入る吸気の温度に対応する信号を出力する。
【００６６】
ＥＣＵ１０は、これらのセンサＳＷ１〜ＳＷ１７の信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、予め定められている制御ロジックに従って、各デバイスの制御量を演算する。制御ロジックは、メモリ１０２に記憶されている。制御ロジックは、メモリ１０２に記憶しているマップを用いて、目標量及び／又は制御量を演算することを含む。
【００６７】
ＥＣＵ１０は、演算をした制御量に係る電気信号を、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３、排気電動Ｓ−ＶＴ２４、燃料供給システム６１、スロットル弁４３、ＥＧＲ弁５４、過給機４４の電磁クラッチ４５、エアバイパス弁４８、及び、スワールコントロール弁５６に出力する。
【００６８】
例えば、ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサＳＷ１２の信号とマップとに基づいて、エンジン１の目標トルクを設定すると共に、目標過給圧を決定する。そして、ＥＣＵ１０は、目標過給圧と、第１圧力センサＳＷ３及び吸気圧センサＳＷ５の信号から得られる過給機４４の前後差圧とに基づいて、エアバイパス弁４８の開度を調節するフィードバック制御を行う。このフィードバック制御により、過給圧が目標過給圧になる。
【００６９】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態とマップとに基づいて目標ＥＧＲ率（つまり、燃焼室１７の中の全ガスに対するＥＧＲガスの比率）を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、目標ＥＧＲ率とアクセル開度センサＳＷ１２の信号に基づく吸入空気量とに基づき目標ＥＧＲガス量を決定すると共に、ＥＧＲ差圧センサＳＷ１５の信号から得られるＥＧＲ弁５４の前後差圧に基づいてＥＧＲ弁５４の開度を調節するフィードバック制御を行う。このフィードバック制御により、燃焼室１７の中に入る外部ＥＧＲガス量が、目標ＥＧＲガス量になる。
【００７０】
さらに、ＥＣＵ１０は、所定の制御条件が成立しているときに空燃比フィードバック制御を実行する。具体的にＥＣＵ１０は、リニアＯ２センサＳＷ８、及び、ラムダＯ２センサＳＷ９の信号から得られる排気中の酸素濃度に基づいて、混合気の空燃比が所望の値となるように、インジェクタ６の燃料噴射量を調節する。
【００７１】
尚、その他のＥＣＵ１０によるエンジン１の制御の詳細は、後述する。
【００７２】
ＥＣＵ１０にはまた、報知部５７が接続されている。報知部は、例えばインストルメントパネルに設けたワーニングランプによって構成されている。後述するように、筒内圧センサＳＷ６の故障診断装置１００が筒内圧センサＳＷ６の故障を診断したときに、報知部５７は、ユーザに報知を行う。
【００７３】
（筒内圧センサの構成）
図４は、筒内圧センサＳＷ６の構成を例示している。筒内圧センサＳＷ６は、燃焼室１７内に臨んで配設されるダイヤフラム７１を有している。ダイヤフラム７１は、可撓性を有する材料によって構成されている。ダイヤフラム７１は、筒内圧センサＳＷ６の先端に配設されている。ダイヤフラム７１の周縁部は、ハウジングに支持されている。ハウジングは、アウタハウジング７２とインナハウジング７３とを有している。燃焼室１７内の圧力が高くなると、ダイヤフラム７１の外面が押されることによって、アウタハウジング７２及びインナハウジング７３に支持されていないダイヤフラム７１の中央部が撓む。
【００７４】
アウタハウジング７２は、図示は省略するが、エンジン１のシリンダヘッド１３に固定される。アウタハウジング７２は先端が開口している筒状である。ダイヤフラム７１はアウタハウジング７２の先端面に取り付けられる。ダイヤフラム７１の周縁部は、アウタハウジング７２に対し、溶接により固定されている。
【００７５】
インナハウジング７３は、アウタハウジング７２に内挿されている。インナハウジング７３は、アウタハウジング７２における先端部に位置している。インナハウジング７３は、複数の部品を組み合わせることによって構成されている。インナハウジング７３も筒状である。ダイヤフラム７１の周縁部は、インナハウジング７３にも、溶接により固定されている。
【００７６】
インナハウジング７３は、付勢部材７４によって、筒内圧センサＳＷ６の先端に向かって付勢されている。付勢部材７４は、アウタハウジング７２の内部における、インナハウジング７３よりも筒内圧センサＳＷ６の基端側（つまり、図４における上側）に配設されている。
【００７７】
インナハウジング７３の内部には、圧電素子７５が配設されている。圧電素子７５は、ダイヤフラム７１が撓むことにより変形すると共に、その変形量に応じた微弱電流を出力する。
【００７８】
圧電素子７５の先端部には、台座７６が取り付けられている。台座７６は、その中央部に、筒内圧センサＳＷ６の先端に向かって突出する突出部７６１を有している。突出部７６１は、インナハウジング７３の先端部に設けた貫通孔７３１内に位置している。
【００７９】
ダイヤフラム７１の内面における中央部には、筒内圧センサＳＷ６の基端に向かって突出する中央突起７１１が、ダイヤフラム７１と一体に設けられている。ダイヤフラム７１の中央突起７１１と台座７６の突出部７６１とは互いに当接している。ダイヤフラム７１の中央部が撓むと、中央突起７１１によって台座７６が筒内圧センサＳＷ６の基端に向かって押されることにより、圧電素子７５が変形する。
【００８０】
圧電素子７５の基端部には、電極７７が取り付けられている。圧電素子７５の微弱電流は、電極７７を通じて出力される。
【００８１】
電極７７の基端部は、電極支持部７８に支持されている。電極支持部７８も複数の部材が組み合わさって構成されている。電極支持部７８は、インナハウジング７３に溶接されている。電極支持部７８の内部には、導電部７９が配設されている。導電部７９は、筒内圧センサＳＷ６の基端に向かって延びている。導電部７９の基端は、筒内圧センサＳＷ６が有するチャージアンプ７１０に接続されている。チャージアンプ７１０は、圧電素子７５の微弱電流を増幅して、ＥＣＵ１０に出力する。
【００８２】
電極７７と導電部７９との間には、圧縮ばね７９１が配設されている。圧縮ばね７９１は、電極７７と導電部７９との間を導通させる。
【００８３】
一体化された台座７６、圧電素子７５、及び、電極７７と、インナハウジング７３との間には、環状の絶縁部７１２が介設している。絶縁部７１２は、図４において黒色に着色した部分である。
【００８４】
（ＳＰＣＣＩ燃焼のコンセプト）
エンジン１は、燃費の向上及び排出ガス性能の向上を主目的として、所定の運転状態のときに、圧縮自己着火による燃焼を行う。自己着火による燃焼は、圧縮開始前の燃焼室１７の中の温度がばらつくと、自己着火のタイミングが大きく変化する。そこで、エンジン１は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ燃焼を行う。
【００８５】
ＳＰＣＣＩ燃焼は、点火プラグ２５が、燃焼室１７の中の混合気に強制的に点火をすることによって、混合気が火炎伝播によりＳＩ燃焼をすると共に、ＳＩ燃焼の発熱により燃焼室１７の中の温度が高くなりかつ、火炎伝播により燃焼室１７の中の圧力が上昇することによって、未燃混合気が自己着火によるＣＩ燃焼をする形態である。
【００８６】
ＳＩ燃焼の発熱量を調節することによって、圧縮開始前の燃焼室１７の中の温度のばらつきを吸収することができる。ＥＣＵ１０が点火タイミングを調節することによって、混合気を目標タイミングで自己着火させることができる。
【００８７】
ＳＰＣＣＩ燃焼において、ＳＩ燃焼時の熱発生は、ＣＩ燃焼時の熱発生よりも穏やかである。ＳＰＣＣＩ燃焼における熱発生率（ｄＱ／ｄθ）の波形は、図５に例示するように、立ち上がりの傾きが、ＣＩ燃焼の波形における立ち上がりの傾きよりも小さくなる。また、燃焼室１７の中における圧力変動率（ｄｐ／ｄθ）も、ＳＩ燃焼時は、ＣＩ燃焼時よりも穏やかになる。
【００８８】
ＳＩ燃焼の開始後、未燃混合気が自己着火すると、自己着火のタイミングで、熱発生率の波形の傾きが、小から大へと変化する場合がある。熱発生率の波形は、ＣＩ燃焼が開始するタイミングで、変曲点Ｘを有する場合がある。
【００８９】
ＣＩ燃焼の開始後は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とが並行して行われる。ＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼よりも熱発生が大きいため、熱発生率は相対的に大きくなる。しかし、ＣＩ燃焼は、圧縮上死点後に行われるため、熱発生率の波形の傾きが大きくなりすぎることが回避される。ＣＩ燃焼時の圧力変動率（ｄｐ／ｄθ）も、比較的穏やかになる。
【００９０】
圧力変動率（ｄｐ／ｄθ）は、燃焼騒音を表す指標として用いることができる。前述の通りＳＰＣＣＩ燃焼は、圧力変動率（ｄｐ／ｄθ）を小さくすることができるため、燃焼騒音が大きくなりすぎることを回避することが可能になる。エンジン１の燃焼騒音は、許容レベル以下に抑えられる。
【００９１】
ＣＩ燃焼が終了することによって、ＳＰＣＣＩ燃焼が終了する。ＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼に比べて、燃焼期間が短い。ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼よりも、燃焼終了時期が早まる。
【００９２】
ＳＰＣＣＩ燃焼の熱発生率の波形は、ＳＩ燃焼によって形成された第１熱発生率部ＱＳＩと、ＣＩ燃焼によって形成された第２熱発生部ＱＣＩと、が、この順番に連続するように形成されている。
【００９３】
ここで、ＳＰＣＣＩ燃焼の特性を示すパラメータとして、ＳＩ率を定義する。本願出願人は、ＳＩ率を、ＳＰＣＣＩ燃焼により発生した全熱量に対し、ＳＩ燃焼により発生した熱量の割合に関係する指標と定義する。ＳＩ率は、燃焼形態の相違する二つの燃焼によって発生する熱量比率である。ＳＩ率が高いと、ＳＩ燃焼の割合が高く、ＳＩ率が低いと、ＣＩ燃焼の割合が高い。ＳＰＣＣＩ燃焼におけるＳＩ燃焼の割合が高いと、燃焼騒音の抑制に有利になる。ＳＰＣＣＩ燃焼におけるＣＩ燃焼の割合が高いと、エンジン１の燃費効率の向上に有利になる。
【００９４】
ＳＩ率は、ＣＩ燃焼により発生した熱量に対するＳＩ燃焼により発生した熱量の比率と定義してもよい。つまり、ＳＰＣＣＩ燃焼において、ＣＩ燃焼が開始するクランク角をＣＩ燃焼開始時期θｃｉとして、図５に示す波形８０１において、θｃｉよりも進角側であるＳＩ燃焼の面積ＱＳＩと、θｃｉを含む遅角側であるＣＩ燃焼の面積ＱＣＩとから、ＳＩ率＝ＱＳＩ／ＱＣＩとしてもよい。
【００９５】
（エンジンの制御ロジック）
図６は、エンジン１の制御ロジックを実行するＥＣＵ１０の機能構成を例示するブロック図である。ＥＣＵ１０は、メモリ１０２に記憶している制御ロジックに従いエンジン１を運転する。具体的にＥＣＵ１０は、各センサＳＷ１〜ＳＷ１７の信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、燃焼室１７の中の燃焼が、運転状態に応じたＳＩ率の燃焼となるよう、燃焼室１７の中の状態量の調節、噴射量の調節、噴射タイミングの調節、及び、点火タイミングの調節を行うための演算を行う。
【００９６】
ＥＣＵ１０は、ＳＩ率とθｃｉとの二つのパラメータを用いてＳＰＣＣＩ燃焼をコントロールする。具体的にＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に対応する目標ＳＩ率及び目標θｃｉを定め、実際のＳＩ率が目標ＳＩ率に一致しかつ、実際のθｃｉが目標θｃｉとなるように、燃焼室１７内の温度の調節と、点火時期の調節とを行う。燃焼室１７内の温度は、燃焼室１７内に入る排気ガスの温度及び／又は量を調節することによって調節する。
【００９７】
ＥＣＵ１０は先ず、Ｉ／Ｆ回路１０３を通じて各センサＳＷ１〜ＳＷ１７の信号を読み込む。次いで、ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１０１における、目標ＳＩ率／目標θｃｉ設定部１０１ａは、各センサＳＷ１〜ＳＷ１７の信号に基づいてエンジン１の運転状態を判断すると共に、目標ＳＩ率（つまり、目標熱量比率）及び目標ＣＩ燃焼開始時期θｃｉを設定する。目標ＳＩ率は、エンジン１の運転状態に応じて定められている。目標ＳＩ率は、メモリ１０２の目標ＳＩ率記憶部１０２１に、記憶されている。目標ＳＩ率／目標θｃｉ設定部１０１ａは、エンジン１の負荷が低いときには、目標ＳＩ率を低く設定し、エンジン１の負荷が高いときには、目標ＳＩ率を高く設定する。エンジン１の負荷が低いときには、ＳＰＣＣＩ燃焼におけるＣＩ燃焼の割合を高めることによって、燃焼騒音の抑制と燃費性能の向上とが両立する。エンジン１の負荷が高いときには、ＳＰＣＣＩ燃焼におけるＳＩ燃焼の割合を高めることによって、燃焼騒音の抑制に有利になる。
【００９８】
θｃｉは、前述したように、ＳＰＣＣＩ燃焼において、ＣＩ燃焼が開始するクランク角タイミングを意味する（図５参照）。目標θｃｉも、エンジン１の運転状態に応じて定められている。目標θｃｉは、メモリ１０２の目標θｃｉ記憶部１０２２に、記憶されている。θｃｉが遅角側であれば、燃焼騒音が小さくなる。θｃｉが進角側であれば、エンジン１燃費性能が向上する。目標θｃｉは、燃焼騒音を許容レベル以下に抑えることができる範囲において、可能な限り進角側に設定されている。
【００９９】
目標筒内状態量設定部１０１ｂは、メモリ１０２に記憶しているモデルに基づいて、設定した目標ＳＩ率及び目標θｃｉを実現するための目標筒内状態量を設定する。具体的に目標筒内状態量設定部１０１ｂは、燃焼室１７の中の目標温度、目標圧力、及び、目標状態量を設定する。
【０１００】
筒内状態量制御部１０１ｃは、目標筒内状態量を実現するために必要な、ＥＧＲ弁５４の開度、スロットル弁４３の開度、エアバイパス弁４８の開度、スワールコントロール弁５６の開度、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３の位相角（つまり、吸気弁２１のバルブタイミング）、及び、排気電動Ｓ−ＶＴ２４の位相角（つまり、排気弁２２のバルブタイミング）を設定する。筒内状態量制御部１０１ｃは、これらのデバイスの制御量を、メモリ１０２に記憶しているマップに基づいて設定する。筒内状態量制御部１０１ｃは、設定した制御量に基づいて、ＥＧＲ弁５４、スロットル弁４３、エアバイパス弁４８、スワールコントロール弁（ＳＣＶ）５６、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３、及び、排気電動Ｓ−ＶＴ２４に制御信号を出力する。ＥＣＵ１０の信号に基づいて各デバイスが動作をすることによって、燃焼室１７の中の状態量が目標状態量になる。
【０１０１】
筒内状態量制御部１０１ｃはさらに、設定した各デバイスの制御量に基づいて、燃焼室１７の中の状態量の予測値、及び、状態量の推定値をそれぞれ算出する。状態量予測値は、吸気弁２１が閉弁する前の燃焼室１７の中の状態量を予測した値である。状態量予測値は、後述するように、吸気行程における燃料の噴射量の設定に用いる。状態量推定値は、吸気弁２１が閉弁した後の燃焼室１７の中の状態量を推定した値である。状態量推定値は、後述するように、圧縮行程における燃料の噴射量の設定、及び、点火タイミングの設定に用いる。
【０１０２】
第１噴射量設定部１０１ｄは、状態量予測値に基づいて、吸気行程中における燃料の噴射量を設定する。吸気行程中に分割噴射を行うときには、各噴射の噴射量を設定する。尚、吸気行程中に燃料の噴射を行わないとき、第１噴射量設定部１０１ｄは、燃料の噴射量をゼロにする。第１噴射制御部１０１ｅは、インジェクタ６が所定の噴射タイミングで燃焼室１７の中に燃料を噴射するよう、インジェクタ６に制御信号を出力する。第１噴射制御部１０１ｅはまた、吸気行程中の燃料の噴射結果を出力する。
【０１０３】
第２噴射量設定部１０１ｆは、状態量推定値と、吸気行程中の燃料の噴射結果と、に基づいて、圧縮行程中における燃料の噴射量を設定する。尚、圧縮行程中に燃料の噴射を行わないとき、第２噴射量設定部１０１ｆは、燃料の噴射量をゼロにする。第２噴射制御部１０１ｇは、予め設定されているマップに基づく噴射タイミングで、インジェクタ６が燃焼室１７の中に燃料を噴射するよう、インジェクタ６に制御信号を出力する。第２噴射制御部１０１ｇはまた、圧縮行程中の燃料の噴射結果を出力する。
【０１０４】
点火時期設定部１０１ｈは、状態量推定値と、圧縮行程中の燃料の噴射結果と、に基づいて、点火タイミングを設定する。点火制御部１０１ｉは、設定した点火タイミングで、点火プラグ２５が燃焼室１７の中の混合気に点火をするよう、点火プラグ２５に制御信号を出力する。
【０１０５】
ここで、点火時期設定部１０１ｈは、状態量推定値に基づき燃焼室１７の中の温度が目標温度よりも低くなると予想したときには、点火タイミングを進角することが可能になるよう、圧縮行程中の噴射タイミングを、マップに基づく噴射タイミングよりも進角させる。また、点火時期設定部１０１ｈは、状態量推定値に基づき燃焼室１７の中の温度が目標温度よりも高くなると予想したときには、点火タイミングを遅角することが可能になるよう、圧縮行程中の噴射タイミングを、マップに基づく噴射タイミングよりも遅角させる。
【０１０６】
つまり、燃焼室１７の中の温度が低いと、火花点火によってＳＩ燃焼が開始した後、未燃混合気が自己着火するタイミング（ＣＩ燃焼開始時期θｃｉ）が遅れてしまい、ＳＩ率が、目標のＳＩ率からずれてしまう。この場合、未燃燃料の増大や、排出ガス性能の低下を招く。
【０１０７】
そこで、燃焼室１７の中の温度が目標温度よりも低くなると予想したときに、第１噴射制御部１０１ｅ及び／又は第２噴射制御部１０１ｇは、噴射タイミングを進角すると共に、点火時期設定部１０１ｈは、点火タイミングを進角する。ＳＩ燃焼の開始が早まることによってＳＩ燃焼により十分な熱発生が可能になるから、燃焼室１７の中の温度が低いときに、未燃混合気の自己着火のタイミングθｃｉが遅れることを防止することができる。その結果、θｃｉは、目標のθｃｉに近づくと共に、ＳＩ率は、目標のＳＩ率に近づく。
【０１０８】
また、燃焼室１７の中の温度が高いと、火花点火によってＳＩ燃焼が開始して直ぐに、未燃混合気が自己着火してしまい、ＳＩ率が、目標のＳＩ率からずれてしまう。この場合、燃焼騒音が増大してしまう。
【０１０９】
そこで、燃焼室１７の中の温度が目標温度よりも高くなると予想したときに、第１噴射制御部１０１ｅ及び／又は第２噴射制御部１０１ｇは、噴射タイミングを遅角すると共に、点火時期設定部１０１ｈは、点火タイミングを遅角する。ＳＩ燃焼の開始が遅くなるから、燃焼室１７の中の温度が高いときに、未燃混合気の自己着火のタイミングθｃｉが早くなることを防止することができる。その結果、θｃｉは、目標のθｃｉに近づくと共に、ＳＩ率は、目標のＳＩ率に近づく。
【０１１０】
点火プラグ２５が混合気に点火をすることにより、燃焼室１７の中でＳＩ燃焼又はＳＰＣＣＩ燃焼が行われる。筒内圧センサＳＷ６は、燃焼室１７の中の圧力の変化を計測する。
【０１１１】
筒内圧センサＳＷ６の計測信号は、θｃｉずれ演算部１０１ｋに入力される。θｃｉずれ演算部１０１ｋは、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいて、ＣＩ燃焼開始時期θｃｉを推定すると共に、推定したＣＩ燃焼開始時期θｃｉと、目標θｃｉとのずれを計算する。θｃｉずれ演算部１０１ｋは、計算したθｃｉずれを、目標筒内状態量設定部１０１ｂに出力する。目標筒内状態量設定部１０１ｂは、θｃｉずれに基づいて、モデルを修正する。目標筒内状態量設定部１０１ｂは、次回以降のサイクルにおいて、修正したモデルを用いて目標筒内状態量を設定する。
【０１１２】
このエンジン１の制御ロジックは、スロットル弁４３、ＥＧＲ弁５４、エアバイパス弁４８、スワールコントロール弁５６、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３、及び排気電動Ｓ−ＶＴ２４を含む状態量設定デバイスによって、ＳＩ率及びθｃｉを、エンジン１の運転状態に対応するように、調節する。
【０１１３】
状態量設定デバイスの制御の一例として、図７は、エンジン１の負荷に対する吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣの変化を示している。同図において、吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣは上にいくほど進角する。吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣが進角すると、吸気弁２１の開弁タイミングＩＶＣも進角するから、吸気弁２１及び排気弁２２の両方が開弁するポジティブオーバーラップ期間が長くなる。よって、燃焼室１７の中に入るＥＧＲガスの量が増える。
【０１１４】
ここで、エンジン１は、特定の運転状態にあるときに、混合気のＡ／Ｆを理論空燃比又は略理論空燃比にすると共に、Ｇ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにして運転する。これにより、エンジン１は、三元触媒を利用した排気ガスの浄化性能を確保すると共に、燃費性能の向上を図る。エンジン１の負荷が低いと、燃料供給量が少ない。エンジン１の負荷が低いときに、ＥＣＵ１０は、吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣを遅角側のタイミングに設定する。燃焼室１７の中に入る空気量が、少ない燃料供給量に対応するように制限される。また、燃焼室１７の中に入るＥＧＲガスの量も制限されるから、燃焼安定性が確保される。
【０１１５】
エンジン１の負荷が高くなると、燃料供給量が増えるため、燃焼安定性が高まる。ＥＣＵ１０は、吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣを進角側のタイミングに設定する。燃焼室１７の中に入る空気量が増えると共に、燃焼室１７の中に入るＥＧＲガスの量が増える。
【０１１６】
エンジン１の負荷がさらに高くなると、燃焼室１７の中の温度がさらに高くなる。燃焼室１７の中の温度が高くなりすぎないように、内部ＥＧＲガスの量を減らし、外部ＥＧＲガスの量を増やす。そのために、ＥＣＵ１０は、吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣを、再び、遅角側のタイミングに設定する。
【０１１７】
エンジン１の負荷がさらに高くなると、燃料供給量が多くなる。多い燃料供給量に対して、混合気のＡ／Ｆが理論空燃比又は略理論空燃比になるだけの空気量を、燃焼室１７内に入れるために、過給機４４は過給を行う。過給機４４が過給を行うようになると、ＥＣＵ１０は、吸気弁２１の閉弁タイミングを、再び、進角側のタイミングに設定する。燃焼室１７内に入る空気量が増えると共に、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を開弁するポジティブオーバーラップ期間が設けられるため、燃焼室１７の中の残留ガスを掃気することができる。
【０１１８】
エンジン１の制御ロジックは、このように燃焼室１７の中の状態量を調節することによって、ＳＩ率の大まかな調節を行う。エンジン１の制御ロジックはまた、燃料の噴射タイミング及び点火タイミングを調節することによって、ＳＩ率及びθｃｉを調節するよう構成されている。噴射タイミング及び点火タイミングの調節によって、例えば気筒間差の補正を行ったり、自己着火タイミングの微調節を行ったりすることができる。ＳＩ率の調節を二段階に行うことによって、エンジン１は、運転状態に対応する狙いのＳＰＣＣＩ燃焼を正確に実現することができる。
【０１１９】
（燃焼騒音抑制制御）
ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とを組み合わせた燃焼形態であるため、ＳＩ燃焼に起因したノッキング、及び、ＣＩ燃焼に起因したノッキングのそれぞれが発生する可能性がある。ＳＩ燃焼に起因したノッキングをＳＩノックとし、ＣＩ燃焼に起因したノッキングをＣＩノックとすると、ＳＩノックとは、燃焼室１７内において混合気がＳＩ燃焼した領域の外側の未燃ガスが異常な局所自着火（正常なＣＩ燃焼とは明確に異なる局所自着火）により急速燃焼する現象のことであり、ＣＩノックとは、ＣＩ燃焼による圧力変動に起因してエンジン１の主要部品（シリンダブロック／ヘッド、ピストン、クランクジャーナル部など）が共振する現象のことである。ＳＩノックは、局所自着火により燃焼室１７内で気柱振動が起きることにより、約６．３ｋＨｚの周波数をもった大きな騒音として出現する。一方、ＣＩノックは、エンジン１の主要部品の共振が起きることにより、約１〜４ｋＨｚの周波数（より厳密には当該範囲に含まれる複数の周波数）をもった大きな騒音として出現する。このように、ＳＩノックとＣＩノックとは、異なる原因に起因した異なる周波数の騒音として出現するものである。
【０１２０】
ＥＣＵ１０は、ＳＩノック及びＣＩノックが共に発生しないよう、ＳＰＣＣＩ燃焼を制御する。具体的にＥＣＵ１０は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号をフーリエ変換することによって、ＳＩノックと関連したＳＩノック指標値と、ＣＩノックと関連したＣＩノック指標値とを算出する。ＳＩノック指標値とは、ＳＩノックの発生に伴い増大する６．３ｋＨｚ付近の筒内圧力スペクトルであり、ＣＩノック指標値とは、ＣＩノックの発生に伴い増大する１〜４ｋＨｚ付近の筒内圧力スペクトルである。
【０１２１】
そして、ＥＣＵ１０は、ＳＩノック指標値及びＣＩノック指標値のそれぞれが許容限界を超えないようなθｃｉ限界を、予め定めたマップに従って決定すると共に、エンジン１の運転状態から定めたθｃｉと、θｃｉ限界とを比較することにより、θｃｉ限界がθｃｉと同じ又は進角側であれば、θｃｉを目標θｃｉに定める一方、θｃｉ限界がθｃｉよりも遅角側であれば、θｃｉ限界を目標θｃｉに定める。この制御により、ＳＩノック及びＣＩノックは、共に抑制される。
【０１２２】
（筒内圧センサの故障診断）
ＳＰＣＣＩ燃焼を行うエンジン１は、前述の通り、筒内圧センサＳＷ６の検知信号を用いて、点火制御及び燃焼騒音の抑制制御を行う。エンジン１において、筒内圧センサＳＷ６の検知信号は重要である。筒内圧センサＳＷ６の故障によって、誤った検知信号が出力されてしまうと、エンジン１の運転制御に支障が生じる恐れがある。そこで、エンジン１は、筒内圧センサＳＷ６の故障診断装置を備えている。
【０１２３】
図８は、筒内圧センサＳＷ６の故障診断装置１００の構成を例示している。故障診断装置１００は、診断部１１１と、エンジン制御部１１２とを備えている。診断部１１１及びエンジン制御部１１２は、ＥＣＵ１０において構成される機能ブロックである。エンジン制御部１１２は、エンジン１の運転を制御する。故障診断装置１００においてエンジン制御部１１２は、主に、エンジン１の燃料カット制御を行う。具体的に、エンジン制御部１１２は、自動車の走行中に、減速燃料カット条件が成立したときに、インジェクタ６を通じてエンジン１への燃料の供給を停止する。エンジン制御部１１２は、アクセル開度センサＳＷ１２の検知信号に基づいて、減速燃料カット条件が成立したことを判定する。
【０１２４】
燃料の供給が停止すると、エンジン１は、燃料カット運転を行う。燃料カット運転中は、点火プラグ２５も点火を行わない。吸気Ｓ−ＶＴ２３は、吸気弁２１のバルブタイミングを、予め設定されている目標バルブタイミングにする。目標バルブタイミングは、燃料カットからの復帰に適したバルブタイミングである。エンジン制御部１１２は、エンジン１への燃料の供給を停止した後、吸気Ｓ−ＶＴ２３を通じて、吸気弁２１のバルブタイミングを目標バルブタイミングに変更する。
【０１２５】
診断部１１１は、筒内圧センサＳＷ６の故障を診断する。診断部１１１は、エンジン１が燃料カット運転をしている間に、筒内圧センサＳＷ６の故障を診断する。こうすることで、診断部１１１は、混合気の燃焼の影響を受けない燃焼室１７内の圧力変化に基づいて、筒内圧センサＳＷ６の故障を診断することができる。また、エンジン１が燃料カット運転をしている間は点火プラグ２５が点火を行わないため、筒内圧センサＳＷ６の検知信号が、点火プラグ２５のノイズの影響を受けないという利点もある。
【０１２６】
診断部１１１は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号を読み込む読込部１１１１と、読み込んだ筒内圧センサＳＷ６の検知信号に基づいて、筒内圧センサＳＷ６の故障を判定する故障判定部１１１２と、を備えている。
【０１２７】
故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相遅れに基づいて、筒内圧センサＳＷ６の故障を判定する。詳細は後述するが、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相遅れは、筒内圧センサＳＷ６のハウジングの損傷に起因する。故障判定部１１１２はまた、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の出力低下に基づいて、筒内圧センサＳＷ６の故障を判定する。筒内圧センサＳＷ６の検知信号の出力低下は、筒内圧センサＳＷ６の絶縁部７１２の絶縁異常に起因する。
【０１２８】
診断部１１１はまた、故障判定部１１１２による故障の判定を制限する制限部１１１３を備えている。制限部１１１３は、具体的には、エンジン１への燃料の供給を停止してから、設定時間が経過するまでは、故障判定部１１１２が、筒内圧センサＳＷ６の故障の判定を行うことを制限する。エンジン１への燃料の供給を停止した直後は、燃焼室１７内の環境が安定していない。例えば、エンジン１への燃料の供給を停止した直後は、ＥＧＲ通路５２に残留しているＥＧＲガスが燃焼室１７内に入ることにより、燃焼室１７内のガスの比熱比が一定にならないことがある。また、エンジン１への燃料の供給を停止した直後は、燃焼室１７の壁面の温度の変動が大きいことがある。その結果、筒内圧センサＳＷ６が故障していなくても、筒内圧センサＳＷ６の出力がばらついてしまい、筒内圧センサＳＷ６の故障の診断の正確性が低下してしまう。
【０１２９】
そこで、制限部１１１３は、エンジン１への燃料の供給を停止してから、設定時間が経過するまでは、故障判定部１１１２が、筒内圧センサＳＷ６の故障の判定を行うことを制限する。こうすることで、診断部１１１は、筒内圧センサＳＷ６の故障の診断を正確に行うことができる。
【０１３０】
診断部１１１は、ディレイ判定部１１１４を備えている。ディレイ判定部１１１４は、エンジン１のサイクル数を計数する。ディレイ判定部１１１４は、前述した設定時間が経過したことを計測するためのタイマーである。ディレイ判定部１１１４は、エンジン制御部１１２から、エンジン１への燃料の供給を停止したことを示す信号を受けると、サイクル数の計数を開始する。ディレイ判定部１１１４は、エンジン１への燃料の供給を停止してから、設定したサイクル数が経過したことを判定すると、制限部１１１３に信号を出力する。尚、ディレイ判定部１１１４は、サイクル数を計数する代わりに、エンジン１への燃料の供給を停止してからの時間を計測してもよい。
【０１３１】
制限部１１１３はまた、吸気弁２１のバルブタイミングが目標バルブタイミングになるまで、筒内圧センサＳＷ６の故障診断を制限する。筒内圧センサＳＷ６の故障診断は、エンジン１が燃料カット運転をしている間に行うため、筒内圧センサＳＷ６は、燃焼室１７の容積変化に伴う圧力変化に対応する信号を出力する。故障判定部１１１２は、燃焼室１７の容積変化に伴う圧力変化に対応する、筒内圧センサＳＷ６の検知信号に基づいて、故障判定を行う。吸気弁２１の閉弁タイミングが変わると、燃焼室１７内のガスの圧縮開始のタイミングが変わるため、圧縮行程中の燃焼室１７内の圧力及び最高圧力が変わってしまう。よって、筒内圧センサＳＷ６の検知信号がばらついてしまう。吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングとなるまで、筒内圧センサＳＷ６の故障診断を制限することによって、故障判定部１１１２は、吸気弁２１が、特定の閉弁タイミングであるときに、筒内圧センサＳＷ６の故障判定を行うことができる。筒内圧センサＳＷ６の故障診断の正確性を高めることができる。
【０１３２】
診断部１１１は、バルブタイミング判定部１１１５を備えている。バルブタイミング判定部１１１５には、吸気カム角センサＳＷ１３の検知信号が入力される。バルブタイミング判定部１１１５は、吸気カム角センサＳＷ１３の検知信号に基づいて、吸気弁２１のバルブタイミングが目標バルブタイミングになったことを判定すると、制限部１１１３に信号を出力する。
【０１３３】
故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６の故障を判定したときには、報知部５７を通じて報知を行う。筒内圧センサＳＷ６が故障していることが、ユーザに伝えられる。
【０１３４】
（筒内圧センサの故障例１）
図９は、筒内圧センサＳＷ６が正常であるときに出力する検知信号と、筒内圧センサＳＷ６が故障しているときに出力する検知信号と、の例を示している。図９の横軸はクランク角であり、０は圧縮上死点である。図９の縦軸は、筒内圧力であり、筒内圧力は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号に比例する。
【０１３５】
エンジン１を燃料カット運転しているときには、燃焼室１７内において燃焼が行われないため、燃焼室１７内の圧力は、燃焼室１７の容積変化に伴い変化する。燃焼室１７内の圧力は、圧縮上死点付近において最大（Ｐｍａｘ）となる。筒内圧センサＳＷ６が正常であれば、燃焼室１７内の圧力変化に対応するよう、筒内圧センサＳＷ６の検知信号は、圧縮上死点付近において最大となる。これに対し、筒内圧センサＳＷ６が故障していると、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の最大値が、圧縮上死点から遅れてしまう。つまり、燃焼室１７の容積変化に伴う圧力変化の位相に対して、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相が遅れる。本願発明者等の検討によると、筒内圧センサＳＷ６においてダイヤフラムを支持しているハウジングにクラックが生じていたり、ハウジングが伸びていたりしたときに、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相が遅れることが、新たにわかった。
【０１３６】
そこで、診断部１１１は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相が、燃焼室１７の容積変化に伴う圧力変化の位相（つまり、基準位相）に対し、第１しきい値よりも遅れているときに、筒内圧センサＳＷ６が故障であると診断する。これにより診断部１１１は、筒内圧センサＳＷ６のハウジングに関連する故障を、正確に診断することができる。
【０１３７】
診断部１１１は、具体的には、燃焼室１７内が最高圧力（Ｐｍａｘ）となるクランク角の値を判定する（つまり、判定クランク角。図９の縦の点線参照）。判定クランク角は、基準位相に相当する。診断部１１１はまた、筒内圧センサＳＷ６の信号が最大値となるクランク角の値（つまり、検知クランク角。図９の縦の実線及び破線参照）が、判定クランク角に対して、第１しきい値よりも離れているときに、筒内圧センサＳＷ６が故障であると診断する。
【０１３８】
判定クランク角は、診断部１１１の基準位相判定部１１１６が判定する（図８参照）。ここで、基準位相判定部１１１６が実行する、Ｐｍａｘ及びＰｍａｘとなるクランク角の値の判定方法について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、Ｐｍａｘ及びＰｍａｘとなるクランク角の値を判定するための演算ブロックを示している。
【０１３９】
先ず、Ｐｍａｘの判定について説明をする。基準位相判定部１１１６は、吸気カム角センサＳＷ１３の検知信号を受けて、吸気弁２１の閉弁タイミング（つまり、吸気弁２１が閉弁するクランク角）を特定する。基準位相判定部１１１６はまた、特定した閉弁タイミングを、エンジン回転数及び筒内空気量に応じて補正する。基準位相判定部１１１６は、予め定めたマップ又はモデルに基づいて、閉弁タイミングの補正を行う。吸気弁２１の閉弁タイミングは、前述したように、燃焼室１７内の圧縮開始タイミングに相当する。圧縮開始タイミングが変化すると、Ｐｍａｘとなるクランク角が変化する。Ｐｍａｘ及びＰｍａｘとなるクランク角の値の判定において、吸気弁２１の閉弁タイミングを考慮することにより、Ｐｍａｘ及びＰｍａｘとなるクランク角の値の判定精度を高めることができる。
【０１４０】
基準位相判定部１１１６は次に、吸気弁２１が閉弁したタイミング（ＩＶＣ）における燃焼室１７の容積（つまり、筒内容積Ｖ１）を演算する。基準位相判定部１１１６は、特定した吸気弁２１の閉弁タイミングと、予め定めたマップ又はモデルに基づいて筒内容積Ｖ１を演算する。基準位相判定部１１１６はまた、ピストン３が圧縮上死点に至ったときの燃焼室１７の容積（つまり、筒内容積Ｖ２）を演算する。基準位相判定部１１１６は、前記のマップ又はモデルに基づいて筒内容積Ｖ２を演算する。
【０１４１】
基準位相判定部１１１６は、筒内容積Ｖ１及び筒内容積Ｖ２に基づいて、圧縮を開始した時点から圧縮上死点に到達した時点までの、燃焼室１７の容積変化の割合（Ｖ１／Ｖ２）を演算する。そして、基準位相判定部１１１６は、燃焼室１７の容積変化の割合（Ｖ１／Ｖ２）に、燃焼室１７内のガス（つまり、空気）の比熱比を、べき乗する（（Ｖ１／Ｖ２）γ）。基準位相判定部１１１６は、燃焼室１７内のガスがポリトロープ変化をすると仮定して、Ｐｍａｘを判定する。基準位相判定部１１１６は、吸気圧センサＳＷ５の検知信号に基づくインテークマニホールド圧力Ｐ１を乗算することによって、Ｐｍａｘを判定する（Ｐｍａｘ＝Ｐ１＊（Ｖ１／Ｖ２）γ）。
【０１４２】
次に、Ｐｍａｘとなるクランク角の値の判定について説明をする。基準位相判定部１１１６は、前述の手順に従って判定したＰｍａｘに基づいて、Ｐｍａｘとなるクランク角の値を判定する。具体的に基準位相判定部１１１６は、判定したＰｍａｘから、当該Ｐｍａｘ時点における筒内温度を演算する。次いで、基準位相判定部１１１６は、演算した筒内温度とエンジン回転数とから、予め定めたマップに従い、Ｐｍａｘとなるクランク角を判定する（つまり、判定クランク角）。
【０１４３】
基準位相判定部１１１６は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号を利用しないで、燃焼室１７内の最高圧力（Ｐｍａｘ）及びＰｍａｘとなるクランク角を判定するため、筒内圧センサＳＷ６が故障していたとしても、その影響を受けることなく、Ｐｍａｘ及びＰｍａｘとなるクランク角を正確に判定することができる。筒内圧センサＳＷ６の故障診断の正確性の向上に有利になる。
【０１４４】
基準位相判定部１１１６はまた、このようにして判定したＰｍａｘとなるクランク角（つまり、判定クランク角）を、エンジン１の運転状態に応じて補正する（図９の破線の矢印参照）。図１１は、判定クランク角の補正値を例示している。基準位相判定部１１１６は、エンジン１の回転数が高いときには、低いときよりも判定クランク角を進角させる。エンジン回転数の高低により、冷却損失が変化する。エンジン回転数が高いと冷却損失が少なく、エンジン回転数が低いと冷却損失が多い。冷却損失の多寡によって最高圧力Ｐｍａｘとなるクランク角が変化する。基準位相判定部１１１６は、エンジン１の回転数が高いときには、低いときよりも、判定クランク角を進角する補正を行うことにより、Ｐｍａｘとなるクランク角を精度良く判定することができる。
【０１４５】
基準位相判定部１１１６はまた、燃焼室１７内の空気量が多いときには、少ないときよりも判定クランク角を進角させる。燃焼室１７内の空気量が多いときには、燃焼室１７の圧縮中にピストンリングの合口からの漏れが多くなる。漏れ損失の多寡によって最高圧力Ｐｍａｘとなるクランク角も変化する。基準位相判定部１１１６は、燃焼室１７内の空気量が多いときには、少ないときよりも、判定クランク角を進角する補正を行うことにより、Ｐｍａｘとなるクランク角を精度良く判定することができる。
【０１４６】
尚、ここでは、基準位相判定部１１１６が、エンジン１の運転状態に応じて判定クランク角を補正するようにしているが、判定クランク角を補正する代わりに、故障判定部１１１２が、故障判定のための第１しきい値（図９参照）を、エンジン１の運転状態に応じて変更してもよい。
【０１４７】
具体的に、故障判定部１１１２は、エンジン１の回転数が高いときには、低いときよりも、第１しきい値を小さくする。前述の通り、エンジン回転数が高いと冷却損失が少なくなって、燃焼室１７の容積変化に伴う圧力変化の位相が進角するから、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相も進角する。そのため、筒内圧センサＳＷ６が故障していても、判定クランク角に対する、検知信号の位相の遅れが小さい。エンジン１の回転数が高いときには、低いときよりも、第１しきい値を小さくすることにより、筒内圧センサＳＷ６の故障を正確に判定することができる。
【０１４８】
故障判定部１１１２はまた、燃焼室１７内の空気量が多いときには、少ないときよりも第１しきい値を小さくする。燃焼室１７内の空気量が多いと漏れ損失が多くなって、燃焼室１７の容積変化に伴う圧力変化の位相が進角するから、筒内圧センサＳＷ６の検知信号の位相も進角する。燃焼室１７内の空気量が多いときには、少ないときよりも、第１しきい値を小さくすることにより、筒内圧センサＳＷ６の故障を正確に判定することができる。
【０１４９】
（筒内圧センサの故障例２）
図１２は、筒内圧センサＳＷ６が正常であるときに出力する検知信号と、筒内圧センサＳＷ６が故障しているときに出力する検知信号と、の例を示している。図１２の横軸はクランク角であり、図１２の縦軸は、燃焼室１７内の圧力（つまり、筒内圧センサＳＷ６の検知信号に相当）である。
【０１５０】
エンジン１を燃料カット運転しているときには、前述したように、燃焼室１７内の圧力は、燃焼室１７の容積変化に伴い変化する。燃焼室１７内の圧力は、圧縮上死点付近において最大（Ｐｍａｘ）になると共に、最大圧力Ｐｍａｘとなるクランク角を中央にして、対称、又は、略対称となる。筒内圧センサＳＷ６が正常であれば、燃焼室１７内の圧力変化に対応するよう、筒内圧センサＳＷ６の検知信号は、圧縮上死点付近を中央にして、対称、又は、略対称となる。これに対し、筒内圧センサＳＷ６が故障していると、筒内圧センサＳＷ６の検知信号は、圧縮上死点前、言い替えると圧縮行程中の信号値に比べて、圧縮上死点後、言い替えると膨張行程中の信号値が小さくなってしまう。本願発明者等の検討によると、絶縁部７１２に絶縁異常が生じたときに、筒内圧センサＳＷ６の信号の値が小さくなることが、新たにわかった。
【０１５１】
そこで、診断部１１１は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号に基づいて、圧縮上死点に対して特定クランク角だけ進角したタイミング（−α°ＣＡ）における筒内圧センサＳＷ６の検知信号の値（つまり、トップ前信号値）と、圧縮上死点に対して、同じ特定クランク角だけ遅角したタイミング（＋α°ＣＡ）における筒内圧センサＳＷ６の信号の値（つまり、トップ後信号値）との差が、第２しきい値よりも大きいときに、筒内圧センサＳＷ６が故障であると診断する。特定クランク角は、例えば６０°ＣＡ付近に設定してもよい。こうすることで、故障診断の正確性を高めることができる。
【０１５２】
故障診断の正確性の向上のために、故障判定部１１１２は、故障判定のための第２しきい値を、エンジン１の運転状態に応じて変更する。図１３は、エンジン回転数と第２しきい値との関係を例示している。故障判定部１１１２は、エンジン１の回転数が高いときには、低いときよりも、第２しきい値を小さくする。エンジン回転数が高くなると、冷却損失が少なくなるため、圧縮上死点後の燃焼室１７内の圧力が高くなる。筒内圧センサＳＷ６の検知信号が大きくなるため、第２しきい値を小さくすることにより、故障診断の正確性を向上させることができる。
【０１５３】
尚、エンジン１の回転数が、所定回転数ＮＥ以上であるときには、故障判定部１１１２は、エンジン回転数が高くなるほど、第２しきい値を大きくする。これは、本願発明者等の検討から得られた結果である。
【０１５４】
故障判定部１１１２はまた、燃焼室１７内の空気量が多いときには、少ないときよりも、第２しきい値を大きくする。燃焼室１７内の空気量が多いときには、圧縮行程中の、ピストン３の合口からの漏れが多くなって、圧縮上死点後の燃焼室１７内の圧力が低くなる。故障判定部１１１２は、燃焼室１７内の空気量が多いときには、少ないときよりも、第２しきい値を大きくする補正を行うことにより、筒内圧センサＳＷ６の故障診断を正確に行うことができる。
【０１５５】
（筒内圧センサの故障診断の手順）
図１４Ａ及び１４Ｂは、故障診断装置１００が実行する、筒内圧センサＳＷ６の故障診断の手順を示すフローチャートである。スタート後のステップＳ１において、故障診断装置１００は、各センサＳＷ１〜ＳＷ１７の検知信号を読み込む。続くステップＳ２において、エンジン制御部１１２は、減速燃料カット条件が成立したか否かを判定する。エンジン制御部１１２は、具体的には、アクセル開度センサＳＷ１２の検知信号に基づいて、アクセル開度がゼロになったか否かを判定する。アクセル開度がゼロになって減速燃料カット条件が成立したときには、プロセスはステップＳ３に進む。減速燃料カット条件が成立していないときには、プロセスはリターンする。
【０１５６】
ステップＳ３においてエンジン制御部１１２は、水温センサＳＷ１０の検知信号に基づいて、エンジン水温が所定値を超えているか否かを判定する。エンジン水温が所定値を超えていれば、燃料カットを実行する。エンジン水温が所定値を超えていなければ、燃料カットを実行しない。ステップＳ３の判定がＹＥＳのときに、プロセスはステップＳ４に移行する。ステップＳ３の判定がＮＯのときに、プロセスはリターンする。
【０１５７】
ステップＳ４においてエンジン制御部１１２は、ＥＧＲ弁５４の開度がゼロ、又は、ほぼゼロになったか否かを判定する。ＥＧＲ弁５４は、燃焼カット中は閉弁する。ステップＳ４の判定がＹＥＳのときには、プロセスはステップＳ５に進み、ステップＳ４の判定がＮＯのときには、プロセスはリターンする。
【０１５８】
ステップＳ５においてエンジン制御部１１２は、インジェクタ６を通じて、エンジン１への燃料の供給を停止する（つまり、燃料カット）。続くステップＳ６において、エンジン制御部１１２は、吸気Ｓ−ＶＴ２３を通じて、吸気弁２１のバルブタイミングを、燃料カット運転中に設定される目標バルブタイミングに変更する。
【０１５９】
ステップＳ７においてエンジン制御部１１２は、減速燃料カットの中止条件が成立したか否かを判定する。例えばエンジン回転数が下がり過ぎたときは、燃料カットを中止する。また、アクセル開度がゼロを超えると、燃料カットを中止する。ステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、プロセスはステップＳ８に進み、エンジン制御部１１２は、減速燃料カットを中止する。ステップＳ７の判定がＮＯであるときには、プロセスはステップＳ９に進む。
【０１６０】
エンジン１が燃料カット運転をしているステップＳ９からステップＳ２４は、診断部１１１が筒内圧センサＳＷ６の故障診断を実行するステップに相当する。
【０１６１】
ステップＳ９において、診断部１１１のバルブタイミング判定部１１１５は、吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングになったか、又は、目標タイミングにほぼなったか否かを判定する。ステップＳ９の判定がＮＯの間は、プロセスはステップＳ９を繰り返す。制限部１１１３は、故障判定部１１１２による故障診断の実行を制限する。ステップＳ９の判定がＹＥＳになれば、プロセスはステップＳ１０に移行する。
【０１６２】
ステップＳ１０において診断部１１１のディレイ判定部１１１４は、燃料カットが開始してからディレイサイクルが経過したか否かを判定する。ここで、図１５の上図１５１は、エンジン回転数とディレイサイクルとの関係を示している。ディレイサイクルは、エンジン回転数の高低に関わらず一定である。所定回数のサイクルを経過させることにより、各燃焼室１７について、少なくとも一回のガス交換を行うことができ、各燃焼室１７内の環境が安定する。
【０１６３】
尚、前述したように、ディレイ判定部１１１４は、エンジン１のサイクル数を計数する代わりに、時間を計測してもよい。図１５の下図１５２は、エンジン回転数とディレイ時間との関係を例示している。エンジン回転数が高いほど、ディレイ時間は短くなる。エンジン回転数が高いほど、１サイクルに要する時間が短くなるためである。
【０１６４】
図１４Ａのフローに戻り、ステップＳ１０の判定がＮＯのときには、プロセスはステップＳ１０を繰り返す。制限部１１１３は、故障判定部１１１２による故障診断の実行を制限する。ステップＳ１０の判定がＹＥＳになれば、プロセスはステップＳ１１に進む。
【０１６５】
制限部１１１３が、吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングになったこと、及び、燃料カットを開始してからディレイサイクル（又はディレイ時間）が経過したこと、の二つ条件が成立するまで、筒内圧センサＳＷ６の故障診断を制限する。このことにより、故障判定部１１１２は、燃焼室１７内が同じ状態にあるときに、筒内圧センサＳＷ６の故障診断を行うことができるから、故障診断の正確性を向上させることができる。
【０１６６】
ステップＳ１１において診断部１１１の読込部１１１１は、筒内圧センサＳＷ６の検知信号を読み込む。ステップＳ１１以降、プロセスは、ステップＳ１２〜ステップＳ１７の第１プロセスと、ステップＳ１８〜ステップＳ２２の第２プロセスとに分かれる。第１プロセスと第２プロセスとは並行に行われる。
【０１６７】
ステップＳ１２において、診断部１１１の基準位相判定部１１１６は、前述したように、吸気圧センサＳＷ５の検知信号に基づいて、燃焼室１７内が最高圧力（Ｐｍａｘ）となるクランク角（判定クランク角）を判定する。基準位相判定部１１１６は、ステップＳ１２において、判定したクランク角の補正も行う。故障判定部１１１２は、ステップＳ１３において、判定クランク角と、吸気圧センサＳＷ５の検知信号に基づく検知クランク角とを比較する（図９参照）。
【０１６８】
ステップＳ１４において故障判定部１１１２は、判定クランク角と検知クランク角との差が、第１しきい値を超えているか否かを判定する。第１しきい値を超えているときには、筒内圧センサＳＷ６が故障していると考えられるため、プロセスはステップＳ１５に進み、故障判定部１１１２は、第１故障判定カウンタを１だけカウントアップする。クランク角差が第１しきい値を超えていないときには、筒内圧センサＳＷ６が故障していないと考えられるため、プロセスはステップＳ１６に進み、故障判定部１１１２は、第１故障判定カウンタをゼロにする。
【０１６９】
その後、ステップＳ１７において故障判定部１１１２は、第１故障判定カウンタが所定値を超えたか否かを判定する。所定値は、例えば３〜５程度としてもよい。ステップＳ１７の判定がＮＯのときには、プロセスはリターンする。ステップＳ１７の判定がＹＥＳのときには、プロセスはステップＳ２３に進む。つまり、故障判定部１１１２が筒内圧センサＳＷ６の故障を数回程度連続して判定したときに、故障判定部１１１２は、ステップＳ２３において、筒内圧センサＳＷ６が故障していると診断する。筒内圧センサＳＷ６の故障を、複数回の判定に基づいて診断することにより、誤診断を抑制することができる。
【０１７０】
一方、第２プロセスに関し、故障判定部１１１２は、ステップＳ１８において、図１２に示すように、トップ前信号値とトップ後信号値とを比較し、続くステップＳ１９において、故障判定部１１１２は、トップ前信号値とトップ後信号値との差が第２しきい値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１９の判定がＹＥＳのときには、プロセスはステップＳ２０に進み、故障判定部１１１２は、第２故障判定カウンタを１だけカウントアップする。ステップＳ１９の判定がＮＯのときには、プロセスはステップＳ２１に進み、故障判定部１１１２は、第２故障判定カウンタをゼロにする。
【０１７１】
ステップＳ２２において故障判定部１１１２は、第２故障判定カウンタが所定値を超えたか否かを判定する。所定値は、前記と同様に、例えば３〜５程度としてもよい。ステップＳ２２の判定がＮＯのときには、プロセスはリターンする。ステップＳ２２の判定がＹＥＳのときには、プロセスはステップＳ２３に進む。故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６が故障していると診断する。
【０１７２】
続くステップＳ２４において、故障判定部１１１２は、報知部５７を通じて、報知を実行する。筒内圧センサＳＷ６が故障していることがユーザに伝えられる。その結果、故障している筒内圧センサＳＷ６の交換等が行われる。
【０１７３】
（タイムチャート）
図１６は、筒内圧センサＳＷ６の故障診断装置１００が、図１４Ａ及び１４Ｂのフローチャートに従って筒内圧センサＳＷ６の故障診断を行ったときの、各パラメータの変化を例示するタイムチャートである。図１６の横軸は、時間の経過を示している。
【０１７４】
先ず、自動車の走行中に、運転者が、踏んでいたアクセルペダルを戻すことにより、アクセル開度が次第に小さくなり、時刻ｔ１において、アクセル開度がゼロになったとする（波形１６１参照）。ＥＧＲ弁５４の開度は、アクセル開度と共に、次第に小さくなり、時刻ｔ１においてＥＧＲ弁５４の開度もゼロになる（波形１６２参照）。尚、図１６には示していないが、エンジン１の水温は所定値を超えており、減速燃料カットが可能である。Ｆ／Ｃフラグは、波形１６３に示すように、時刻ｔ１にゼロから１になる。Ｆ／Ｃフラグが１になると、エンジン制御部１１２は、燃料の供給を停止する。従って、時刻ｔ１以降は、エンジン１は燃料カット運転をしている。
【０１７５】
吸気弁２１の閉弁タイミングは、予め設定されている目標タイミングに変更される。変更前の閉弁タイミングと、目標タイミングとの位相差に応じて、吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングに到達するまでの時間は変わる。位相差が大きいときには、波形１６４に実線で示すように、吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングに到達するまでの時間が長い。位相差が小さいときには、波形１５４に一点鎖線で示すように、吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングに到達するまでの時間が短い。
【０１７６】
波形１６５に示すように、燃料カットが開始すると、ディレイ判定部１１１４は、サイクルのカウントを開始する。ディレイサイクルは、例えば７〜９サイクルとしてもよい。図１６の例では、時刻ｔ２にディレイサイクルが経過する。
【０１７７】
ここで、ディレイサイクルは、吸気弁２１の閉弁タイミングが目標タイミングに到達するまでの最長時間（ｔ３−ｔ１）と、最短時間（ｔ３’−ｔ１）との間になるように設定されている。筒内圧センサＳＷ６の故障診断は、エンジン１が燃料カット運転をしている間に行う。エンジン１が燃料カット運転を終了すると、筒内圧センサＳＷ６の故障診断を行うことができない。筒内圧センサＳＷ６の故障診断の頻度を高くしようとすると、エンジン１への燃料の供給を停止してから速やかに故障診断を行うことが好ましい。診断頻度を高めるには、ディレイサイクルは可能な限り少なくした方が有利である。吸気弁２１のバルブタイミングが目標タイミングになる最長の変更時間よりも、ディレイサイクルの経過時間を短くすることによって、故障診断の頻度の向上に有利になる。
【０１７８】
一方、ディレイサイクルの経過時間を、吸気弁２１のバルブタイミングが目標タイミングになる最短の変更時間よりも、長くすることによって、燃焼室１７内の状態が安定化するため、故障診断の正確性の向上に有利になる。ディレイサイクル（又はディレイ時間）を調整することによって、故障診断の正確性の向上と、故障診断の頻度の向上と、を両立させることができる。
【０１７９】
図１６に示す例では、時刻ｔ３において、ディレイサイクルが経過することと、吸気弁２１のバルブタイミングが目標バルブタイミングになることとの両方の条件が成立する。故障診断の実行フラグは、波形１６６に示すように、時刻ｔ３においてゼロから１となり、故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６の故障判定を実行する。
【０１８０】
尚、図１６に示す例において、吸気弁２１のバルブタイミングが目標タイミングになる時刻が早いとき（時刻ｔ３’）には、故障診断の実行フラグは、波形１６６に一点鎖線で示すように、時刻ｔ２においてゼロから１となる。
【０１８１】
そして、時刻ｔ４において、運転者がアクセルペダルを踏むことにより、アクセル開度がゼロよりも大きくなると、燃料カットを中止するために、Ｆ／Ｃフラグがゼロになる。それと共に、筒内圧センサＳＷ６の故障診断も中止になるから、故障診断実行フラグもゼロになる。
【０１８２】
（他の実施形態）
図１７は、筒内圧センサＳＷ６の故障診断に係るフローの変形例を示している。図１７のステップＳ１４〜Ｓ２８は、図１４ＢのステップＳ１４〜Ｓ２４に置き換わる。
【０１８３】
先ずステップＳ１４において、診断部１１１が、クランク角差が第１しきい値よりも大きいと判定したときに、プロセスはステップＳ１５１に進み、クランク角差が第１しきい値以下と判定したときに、プロセスはステップＳ１６１に進む。
【０１８４】
ステップＳ１５１において故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６が故障していると考えられるため、第１故障判定カウンタを１だけカウントアップし、第１正常判定カウンタを１だけカウントダウンする。一方、ステップＳ１６１において故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６が故障していないと考えられるため、第１故障判定カウンタを１だけカウントダウンし、第１正常判定カウンタを１だけカウントアップする。
【０１８５】
続くステップＳ１７１において、故障判定部１１１２は、第１故障判定カウンタが所定値を超えたか否かを判定する。ステップＳ１７１の判定がＹＥＳのときには、プロセスはステップＳ２３に進む。つまり、筒内圧センサＳＷ６が故障していると判定される頻度が、筒内圧センサＳＷ６が故障していないと判定される頻度よりも高いことから、故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６が故障していると診断し、続くステップＳ２４において故障判定部１１１２は、報知部５７を通じて報知を行う。
【０１８６】
一方、ステップＳ１７１の判定がＮＯのときには、プロセスはステップＳ２５に進む。ステップＳ２５において故障判定部１１１２は、第１正常判定カウンタが所定値を超えたか否かを判定する。ステップＳ２５の判定がＹＥＳのときには、プロセスはステップＳ２６に進む。筒内圧センサＳＷ６が故障していないと判定される頻度が、筒内圧センサＳＷ６が故障していると判定される頻度よりも高いことから、故障判定部１１１２は、筒内圧センサＳＷ６が故障していないと診断して、第１故障判定カウンタをゼロにする。また、故障判定部１１１２は、第１正常判定カウンタもゼロにする。一方、ステップＳ２５の判定がＮＯのときには、プロセスはリターンする。
【０１８７】
ステップＳ１９において、故障判定部１１１２は、圧縮上死点を挟んだ前後の信号値差が第２しきい値を超えているか否かを判定し、信号値差が第２しきい値を超えているときには、プロセスはステップＳ２０１に進む。一方、信号値差が第２しきい値を超えていないときには、プロセスはステップＳ２１１に進む。
【０１８８】
ステップＳ２０１において、故障判定部１１１２は、第２故障判定カウンタを１だけカウントアップすると共に、第２正常判定カウンタを１だけカウントダウンする。一方、ステップＳ２１１において、故障判定部１１１２は、第２故障判定カウンタを１だけカウントダウンすると共に、第２正常判定カウンタを１だけカウントアップする。
【０１８９】
ステップＳ２２１において、故障判定部１１１２は第２故障判定カウンタが所定値を超えているか否かを判定する。ステップＳ２２１の判定がＹＥＳのときには、筒内圧センサＳＷ６が故障していると判定される頻度が、筒内圧センサＳＷ６が故障していないと判定される頻度よりも高いことから、故障判定部１１１２は、ステップＳ２３において筒内圧センサＳＷ６が故障していると診断する。続くステップＳ２４において、故障判定部１１１２は、報知部５７を通じて報知を行う。
【０１９０】
一方、ステップＳ２２１の判定がＮＯのときには、プロセスはステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において故障判定部１１１２は、第２正常判定カウンタが所定値を超えているか否かを判定する。第２正常判定カウンタが所定値を超えているときには、プロセスはステップＳ２８に進む。筒内圧センサＳＷ６が故障していないと判定される頻度が、筒内圧センサＳＷ６が故障していると判定される頻度よりも高いことから、故障判定部１１１２は、ステップＳ２８において筒内圧センサＳＷ６が故障していないと判定する。故障判定部１１１２は、第２故障判定カウンタをゼロにすると共に、第２正常判定カウンタもゼロにする。一方、ステップＳ２７の判定がＮＯのときには、プロセスはリターンする。
【０１９１】
このように、正常判定カウンタと故障判定カウンタとの二種類のカウンタを利用して、筒内圧センサＳＷ６の故障を診断することにより、故障診断装置１００は、誤診断を抑制することができる。
【０１９２】
尚、ここに開示する技術は、前述した構成のエンジン１に適用することに限定されない。エンジン１の構成は、様々な構成を採用することが可能である。
【符号の説明】
【０１９３】
１  エンジン
１００  故障診断装置
１１１  診断部
１１２  エンジン制御部
１１１１  読込部
１１１２  故障判定部
１１１３  制限部
１１１４  ディレイ判定部
１１１５  バルブタイミング判定部
１１１６  基準位相判定部
１７  燃焼室
２３  吸気Ｓ−ＶＴ（可変機構）
２５  点火プラグ（点火部）
３  ピストン
６  インジェクタ（燃料噴射部）
ＳＷ１  エアフローセンサ（計測部）
ＳＷ２  第１吸気温度センサ（計測部）
ＳＷ３  第１圧力センサ（計測部）
ＳＷ４  第２吸気温度センサ（計測部）
ＳＷ５  吸気圧センサ（計測部）
ＳＷ６  筒内圧センサ（計測部）
ＳＷ７  排気温度センサ（計測部）
ＳＷ８  リニアＯ２センサ（計測部）
ＳＷ９  ラムダＯ２センサ（計測部）
ＳＷ１０  水温センサ（計測部）
ＳＷ１１  クランク角センサ（計測部）
ＳＷ１２  アクセル開度センサ（計測部）
ＳＷ１３  吸気カム角センサ（計測部）
ＳＷ１４  排気カム角センサ（計測部）
ＳＷ１５  ＥＧＲ差圧センサ（計測部）
ＳＷ１６  燃圧センサ（計測部）
ＳＷ１７  第３吸気温度センサ（計測部）
【図１】
2020037890.tif 000003
【図２】
2020037890.tif 000004
【図３】
2020037890.tif 000005
【図４】
2020037890.tif 000006
【図５】
2020037890.tif 000007
【図６】
2020037890.tif 000008
【図７】
2020037890.tif 000009
【図８】
2020037890.tif 000010
【図９】
2020037890.tif 000011
【図１０】
2020037890.tif 000012
【図１１】
2020037890.tif 000013
【図１２】
2020037890.tif 000014
【図１３】
2020037890.tif 000015
【図１４Ａ】
2020037890.tif 000016
【図１４Ｂ】
2020037890.tif 000017
【図１５】
2020037890.tif 000018
【図１６】
2020037890.tif 000019
【図１７】
2020037890.tif 000020