(57)【要約】【課題】圧電検出精度を高めて失火検出精度を向上する。【解決手段】受圧に応じて圧電素子３５により生起された電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプ２１０と、圧電素子３５のドリフト成分を抽出するドリフト成分抽出部２３０と、抽出されたドリフト成分に基づいて、当該ドリフト成分を除去するための補正信号を生成し、チャージアンプ２１０の入力側にフィードバックするドリフト補正部２５０と、補正信号に基づいて、失火検出を行う失火検出部４００とを備える。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する装置であって、
前記電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプと、
前記電圧信号に基づいて、前記圧電素子のドリフト成分を抽出するドリフト成分抽出部と、
前記抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、前記チャージアンプの入力側にフィードバックするドリフト補正部と、
前記補正信号に基づいて、前記燃焼異常が発生したことを検出する燃焼異常検出部と、を備えた燃焼異常検出装置。  
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記燃焼異常検出部は、
前記補正信号の値の変化に基づいて、前記燃焼異常として失火の発生を検出することを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、
前記燃焼異常検出部は、
前記補正信号の値の負方向への変化量と、予め設定した第１失火発生基準値と基づいて、前記失火の発生を検出することを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、
前記燃焼異常検出部は、
前記補正信号の値の時間変化率と、予め設定した第２失火発生基準値とに基づいて、前記失火の発生を検出することを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項５】
請求項１、２、３および４の内のいずれか一項に記載の装置であって、
前記圧電素子は抵抗値が負の温度特性を有することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、
前記圧電素子の材料はＺｎＯ（酸化亜鉛）であることを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置であって、
前記ドリフト成分抽出部は、
前記電圧信号に対して微分処理を施す微分処理部と、
前記微分処理が施された信号の低域周波数成分を抽出するローパスフィルタと、を含むことを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置であって、
前記ドリフト補正部は、
前記抽出されるドリフト成分がとり得る複数の値のそれぞれに対して、当該ドリフト成分においてフィードバックすべき前記補正信号の電流値を関連付けて登録した登録部を含み、
前記抽出されたドリフト成分に関連付けられた電流値を前記登録部の登録内容を参照して求め、求めた電流値に相当する電流信号を、前記補正信号として前記チャージアンプの入力側にフィードバックし、
前記燃焼異常検出部は、
前記電流信号に基づいて、前記失火の発生を検出することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置であって、
前記補正信号に基づいて、前記内燃機関の内部の温度を推定する温度推定部を更に備えることを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項１０】
受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する装置であって、
前記電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプと、
前記電圧信号に基づいて、前記圧電素子のドリフト成分を抽出するドリフト成分抽出部と、
前記抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、前記チャージアンプの入力側にフィードバックするドリフト補正部と、
前記抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、前記補正信号を生成するための信号に基づいて、前記燃焼異常が発生したことを検出する燃焼異常検出部と、を備えた燃焼異常検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、
前記燃焼異常検出部は、
前記抽出されたドリフト成分に基づいて生成される信号の値の変化に基づいて、前記燃焼異常として失火の発生を検出することを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の装置であって、
前記抽出されたドリフト成分に基づいて生成される信号に基づいて、前記内燃機関の内部の温度を推定する温度推定部を更に備えることを特徴とする燃焼異常検出装置。  
【請求項１３】
受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する方法であって、
前記電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプからの当該電圧信号に基づいて、前記圧電素子のドリフト成分を抽出する工程と、
前記抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、前記チャージアンプの入力側にフィードバックする工程と、
前記補正信号に基づいて、前記燃焼異常を検出する工程と、を含む燃焼異常検出方法。
【請求項１４】
受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する方法であって、
前記電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプからの当該電圧信号に基づいて、前記圧電素子のドリフト成分を抽出する工程と、
前記抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、前記チャージアンプの入力側にフィードバックする工程と、
前記抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、前記補正信号を生成するための信号に基づいて、前記燃焼異常が発生したこと検出する工程と、を含む燃焼異常検出方法。
【請求項１５】
受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する燃焼異常検出装置に、
前記電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプからの当該電圧信号に基づいて、前記圧電素子のドリフト成分を抽出する抽出機能と、
前記抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、前記チャージアンプの入力側にフィードバックする補正機能と、
前記補正信号に基づいて、前記燃焼異常を検出する検出機能と、を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、失火発生を検出可能な燃焼異常検出置、燃焼異常検出方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のエンジンの燃焼が正常に行われない失火状態を検出する装置として、クランク軸の回転に応じて生成される信号に基づいて検出する装置が提案されていた。例えば、特許文献１に開示された失火検出装置によれば、クランク軸の１回転毎に発生する複数のパルス信号の間隔を計測し、計測したパルス信号間隔の時間変化に基づいてクランク軸の回転変動の極大値を判別し、判別された当該極大値と所定期間でのパルス信号の総数値とに基づいて失火判定を行う（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示された失火検出装置では、クランク軸の１回転毎に複数のパルス信号を発生するクランク角センサに加え、カム軸の１回転毎に１個のパルスを発生するセンサ等が必要であった。
【０００４】
また、一般に、クランク軸の回転に応じて生成される信号に基づいて失火検出を行う場合にあっては、不整路面走行により生じるクランク軸のねじり振動などに起因して、クランク軸の回転に応じて生成された信号が揺らぐため、誤検出が行われる可能性があった。
【０００５】
そこで、エンジンの失火状態を気筒内の圧力信号に基づいて検出した装置も提案されてきた。例えば、特許文献２の開示によれば、筒内圧センサにより得られた圧力信号をサンプリングし、サンプリングした圧力信号に基づいて気体状態方程式から燃焼温度を演算し、演算された燃焼温度と運転マップに記憶されている理論燃焼温度との差に基づいて失火検出を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１１８０３１号公報（第１−７頁、第２図）
【特許文献２】特開平７−１３９４１６号公報（第２−４頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された失火検出装置にあっては、失火判定時に実行する燃焼温度演算は、気筒内の気体が理想気体の状態方程式に従うとして実行するためなどによって、特にアイドリング時には失火検出誤差が生じ得る。また、理論燃焼温度を定義する運転マップを構築するには多大な工数を要していた。
【０００８】
本発明の目的は、従来の課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で圧力検出の精度を高めながら失火検出等の燃焼異常の検出精度を向上させた燃焼異常検出装置、燃焼異常検出方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明に係る燃焼異常検出装置は、受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する装置であって、
電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプと、
電圧信号に基づいて、圧電素子のドリフト成分を抽出するドリフト成分抽出部と、
抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、チャージアンプの入力側にフィードバックするドリフト補正部と、
補正信号に基づいて、燃焼に異常が発生したことを検出する燃焼異常検出部と、を備える。
【００１０】
この装置において、燃焼異常検出部は、補正信号の値の変化に基づいて、燃焼異常として失火の発生を検出する構成とすることができる。
【００１１】
より具体的には、燃焼異常検出部は、補正信号の値の負方向への変化量と、予め設定した第１失火発生基準値と基づいて、失火の発生を検出する構成とすることができる。また、燃焼異常検出部は、補正信号の値の時間変化率と、予め設定した第２失火発生基準値とに基づいて、失火の発生を検出することも可能である。
【００１２】
圧電素子は抵抗値が負の温度特性を有する。例えば、圧電素子の材料はＺｎＯ（酸化亜鉛）である。
【００１３】
また、ドリフト成分抽出部は、
電圧信号に対して微分処理を施す微分処理部と、
微分処理が施された信号の低域周波数成分を抽出するローパスフィルタと、を含んで成る。
【００１４】
また、ドリフト補正部は、
抽出されるドリフト成分がとり得る複数の値のそれぞれに対して、当該ドリフト成分においてフィードバックすべき補正信号としての電流値を関連付けて登録した登録部を含み、
抽出されたドリフト成分に関連付けられた電流値を登録部の登録内容を参照して求め、求めた電流値に相当する電流信号を補正信号として、チャージアンプの入力側にフィードバックし、
燃焼異常検出部は、
電流信号に基づいて、失火の発生を検出する構成としても良い。
【００１５】
本発明の他の態様は、受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する装置であって、
電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプと、
電圧信号に基づいて、前記圧電素子のドリフト成分を抽出するドリフト成分抽出部と、
抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、チャージアンプの入力側にフィードバックするドリフト補正部と、
抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、補正信号を生成するための信号に基づいて、燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする。
【００１６】
燃焼異常検出部は、抽出されたドリフト成分に基づいて生成される信号の値の変化に基づいて、失火の発生を検出する構成とすることができる。また、抽出されたドリフト成分に基づいて生成される信号に基づいて、内燃機関の内部の温度を推定する温度推定部を更に備える構成としても良い。
【００１７】
本発明の方法は、受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、燃焼異常の発生を検出する方法であって、
電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプからの電圧信号に基づいて、圧電素子のドリフト成分を抽出する工程と、
抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、チャージアンプの入力側にフィードバックする工程と、
補正信号に基づいて、内燃機関の燃焼の異常を検出する工程と、を含む燃焼異常検出方法である。
【００１８】
本発明の他の態様の方法は、受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に信号処理を施した信号に基づいて、内燃機関の燃焼異常の発生を検出する方法であって、
電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプからの電圧信号に基づいて、圧電素子のドリフト成分を抽出する工程と、
抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、チャージアンプの入力側にフィードバックする工程と、
抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、補正信号を生成するための信号に基づいて、燃焼異常が発生したことを検出する工程と、を含む燃焼異常検出方法である。
【００１９】
本発明のプログラムは、受圧に応じた電荷を生起する圧電素子を含む圧力センサの出力信号に対して信号処理を施した信号に基づいて、燃焼異常の発生を検出する燃焼異常検出装置に、
電荷に対応する電圧信号を出力するチャージアンプからの当該電圧信号に基づいて、圧電素子のドリフト成分を抽出する抽出機能と、
抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、チャージアンプの入力側にフィードバックする補正機能と、
補正信号に基づいて、内燃機関の燃焼の異常を検出する検出機能と、を実現するためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な構成で圧力検出の精度を高めながら失火検出等の燃焼異常の検出精度を向上させた燃焼異常検出装置、燃焼異常検出方法、および、プログラムを提供できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】エンジン制御システム３００の構成を示す模式的な説明図である。
【図２】ＥＣＵ１００の機能構成図である。
【図３】圧力検出信号処理装置２００の構成である。
【図４】圧力センサ３０の模式的な構成図である。
【図５】チャージアンプ２１０の構成図である。
【図６】デジタル信号処理部２２０の構成図である。
【図７】補正処理部２５２の構成図である。
【図８】他の態様のデジタル信号処理部２２０の構成図である。
【図９】他の形態の補正処理部２５２の構成図である。
【図１０】圧力検出信号処理装置２００の動作の説明図である。
【図１１】失火検出原理の説明図である。
【図１２】失火検出時の信号の変化等の説明図である。
【図１３】Ａ部の拡大図である。
【図１４】圧電素子の温度特性例の説明図である。
【図１５】燃焼異常検出装置の構成例である。
【図１６】失火検出部の構成例である。
【図１７】失火発生の検出動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下に説明する本発明の実施形態は一例であり、本発明は、以下の実施形態に限定されず、以下の実施形態に対して種々の変形、変更が可能である。
【００２３】
以下、「エンジン制御システム３００の概要」、「ＥＣＵ１００の機能構成」、「圧力検出信号処理装置２００の構成」、「失火検出の原理、構成、動作」の順に説明する。
【００２４】
（エンジン制御システム３００の概要）
図１は、エンジン１、および、ＥＣＵ（Electric Control Unit）１００を含むエンジン制御システム３００の模式的な構成図である。エンジン制御システム３００は、圧力検出信号処理装置２００によって信号処理が施された圧力検出信号を利用してエンジン制御を行う。「圧力検出信号」は、圧力センサ３０からの出力信号である。なお、図１では理解の容易化のため、点火プラグを図示省略している。
【００２５】
エンジン１は、シリンダ２と、シリンダ２内部で上下方向に摺動可能に嵌合されるピストン３とを有する。ピストン３には、コンロッド４の一端側が接続されているとともに、コンロッド４の他端側は、クランクシャフト５に連結されている。クランクシャフト５の不図示の変速機側の端部には、フライホイール７が回転可能に連結されている。フライホイール７の外周の所定の角度領域には、磁性体でなる突起であるリラクタ２０が形成されている。
【００２６】
クランクシャフト５に対向して配置される電磁ピックアップ２２は、リラクタ２０が近づく時には、正電圧のパルスを出力するとともに、リラクタ２０が遠ざかる時には、負電圧のパルスを出力する。正・負両極のパルス信号に基づいて１個の矩形パルスが出力されるように、公知のパルス整形回路を用いてパルス整形を行うと、フライホイール７が１回転する毎に１つの矩形パルスが出力される。
【００２７】
よって、「吸気→圧縮→燃焼→排気」の１サイクルにおいて、クランクシャフト５が７２０°回転するので、電磁ピックアップ２２から１サイクルで２パルスの矩形信号（エンジン回転信号）が出力される。かくして、電磁ピックアップ２２は、クランクシャフト５の回転角度を検出するクランク角センサとなる。
【００２８】
この結果、電磁ピックアップ２２からのエンジン回転信号に基づいて、エンジン１の回転数を求めることができる。また、フライホイール７の外周上におけるリラクタ２０の形成位置を適宜の角度領域とし、電磁ピックアップ２２からのエンジン回転信号に基づいて、点火プラグに点火制御信号を与えることによって、燃料点火するタイミングを所望のタイミングとすることができる。所望のタイミングとは、上死点（TDC）、上死点より進角（BTDC）側、または、遅角(ATDC)側に対応したタイミングである。
【００２９】
また、シリンダ２の上部のシリンダヘッドには、吸気管８と排気管９とが接続されている。吸気管８の内部は、外部から燃焼室１５内に新気を取り込むための吸気通路となっている。また、吸気通路には、上流側から、新気の塵等を除去するためのエアクリーナ６、新気の吸入量を調整するためのスロットル弁２４、燃料噴射を行うためのインジェクタ４０などが配置されている。そして、新気を燃焼室１５内へ取り込むタイミングは、不図示のスプリングで閉弁方向に付勢される吸気弁１２の開弁・閉弁動作により制御される。
【００３０】
そして、圧力センサ３０は、燃焼室１５の圧力である燃焼圧を検出し、検出した燃焼圧を示す圧力検出信号を出力する。圧力センサ３０は、その先端が燃焼室内を臨む姿勢でシリンダヘッドの頂部に配置されている。なお、圧力センサ３０の搭載位置は、図１に示す位置には限られない。同様に、不図示の点火プラグも、その先端が燃焼室内を臨む姿勢でシリンダヘッドの適宜の位置に配置されている。点火プラグの内部に圧力センサ３０を一体に設ける構造とすることもできるし、圧力センサ３０と点火プラグとを別体に構成することもできる。
【００３１】
一方、排気管９の内部は、燃焼室１５からの排気を排出するための排気通路となっている。そして、排気の燃焼室１５内からの排出タイミングは、不図示のスプリングで閉弁方向に付勢される排気弁１０の開弁・閉弁動作により制御される。
【００３２】
エンジン１の動作を制御するＥＣＵ１００には、電磁ピックアップ２２、および、圧力センサ３０等からの信号が入力される。電磁ピックアップ２２からは、エンジン回転に応じた矩形パルス信号が入力される。圧力センサ３０からは、圧力検出信号が入力される。一方、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４０の燃料噴射を制御すると共に、点火プラグの点火を制御する。
【００３３】
そして、圧力センサ３０からの圧力検出信号は、圧力検出信号処理装置２００によって信号処理が施される。ＥＣＵ１００は、エンジン回転信号、および、圧力検出信号処理装置２００によって信号処理が施された圧力検出信号に基づいて、インジェクタ４０による燃料噴射制御（噴射量、噴射時期）と、点火プラグによる点火時期制御とを行う。
【００３４】
シリンダ２内でのピストン３の上下方向の往復運動が、クランクシャフト５の回転運動に変換される。クランクシャフト５の回転運動は、変速機を介して駆動輪に伝達される。かくして、「吸気→圧縮→燃焼→排気」の行程が繰り返されて、車両（二輪、四輪）が前進する。
【００３５】
なお、図１は、エンジン１、および、これを制御するＥＣＵ１００の構成例であり、例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン回転信号、および、圧力検出信号の他に、エンジン１の吸気温度、冷却水温度、排気中の酸素濃度、スロットル開度などを参照して、エンジン１の制御を行う構成とすることもできる。
【００３６】
（ＥＣＵ１００の機能構成）
図２は、ＥＣＵ１００の機能を示す機能構成図である。ＥＣＵ１００は、記憶部１３０と、エンジン制御部１５０と、圧力検出信号処理装置２００と、失火検出部４００とを有する。
【００３７】
記憶部１３０は、プログラム１３２、テーブル１３４、不揮発性記憶エリア１３６、および、ワークエリア１３８を有する。ワークエリア１３８は、演算過程等で各種パラメータを一時的に記憶するための一時記憶領域であり、不揮発性記憶エリア１３６は、演算で利用される各種パラメータ等を不揮発的に記憶するための記憶領域である。
【００３８】
エンジン制御部１５０は、圧力検出信号処理装置２００から出力される圧力検出信号などに基づいて、燃料噴射量を求め、求めた燃料噴射量に応じた燃料噴射信号を、電磁ピックアップ２２からのエンジン回転信号に基づいたタイミングでインジェクタ４０に与える。インジェクタ４０は、エンジン制御部１５０から与えられた燃料噴射信号に応じた燃料噴射量で燃料を噴射する。
【００３９】
エンジン制御部１５０は、電磁ピックアップ２２からのエンジン回転信号に基づいて点火時期を判断し、点火プラグを制御する。また、エンジン制御部１５０は、電磁ピックアップ２２からのエンジン回転信号に加えて、圧力検出信号処理装置２００からの圧力検出信号にも基づいて、点火時期を制御することもできる。
【００４０】
そして、失火検出部４００は、圧力検出信号処理装置２００から出力される信号に基づいて失火検出を行う。なお、失火検出部４００の構成、動作などについては後述する。
【００４１】
また、図２に示したＥＣＵ１００の機能構成は一例に過ぎない。ＥＣＵ１００は、これ以外の機能構成を取り得る。一例として、圧力検出信号処理装置２００から出力される信号処理後の圧力検出信号は、燃料噴射制御、点火時期制御のみならず、ノッキング検知、失火検知、燃焼速度演算など各種パラメータの検出、制御等に応用可能である。
【００４２】
（圧力検出信号処理装置２００の構成）
図３は、圧力検出信号処理装置２００の構成図である。圧力検出信号処理装置２００は、チャージアンプ２１０と、デジタル信号処理部２２０とを有する。デジタル信号処理部２２０は、ＡＤ変換部２０５と、微分処理部２３０と、ローパスフィルタ部２４０と、ドリフト補正部２５０とを有し、ドリフト補正部２５０からの補正信号がチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックされる構成である。チャージアンプ２１０の出力信号は、デジタル信号処理装置２２０やエンジン制御部１５０に対して供給される構成である。
【００４３】
図４は、圧力センサ３０の模式的な構成図である。圧力センサ３０の筒状のハウジング３１には、圧力信号Ｐを受けるダイアフラム３２と、１対の電極３６、３７に挟まれた圧電素子３５とが実装される。一方の電極３６は、接地されたリード線が接続されるとともに、他方の電極３７は、圧力センサ３０の圧力検出信号Ｐｓを次段に伝送するためのリード線が接続されている。圧電素子３５は、受圧強度に応じた電荷を生起して出力する。圧電素子３５は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の誘電体材料で構成される。
【００４４】
ダイアフラム３２が、受圧強度に応じて圧電素子３５に圧力を与えると、圧電素子３５は、与えられた圧力に対応する電荷を生起し、次段のチャージアンプ２１０に出力される。かくして、圧力Ｐに対応する電荷が、圧力検出信号Ｐｓとしてチャージアンプ２１０に伝えられる。
【００４５】
図５は、チャージアンプ（電流増幅器）２１０の構成図である。チャージアンプ２１０は、抵抗値Ｒ１の抵抗２１２と容量値Ｃ１のコンデンサ２１４とが並列接続された並列回路が、オペアンプ２１１に負帰還接続されて構成される。オペアンプ２１１の非反転端子は、接地されて仮想接地状態になっている。また、チャージアンプ２１０は、コンデンサ２１４のみがオペアンプ２１１に負帰還接続されて構成しても良い。
【００４６】
オペアンプ２１１の入力インピーダンスは理想的には無限大であるので、圧電素子３５からの電荷は、コンデンサ２１４に蓄積されて、コンデンサ２１４の両端には、蓄積電荷に応じた電圧が生起される。かくして、チャージアンプ２１０は、圧電素子３５で生起された電荷を蓄積して、対応する電圧信号Ｖ（Ｑ＝Ｃ１・Ｖ（「Ｑ」は電荷、「Ｖ」は出力電圧）を出力する。
【００４７】
また、図３に示すＡＤ変換部２０５は、チャージアンプ２１０からのアナログの出力信号を入力し、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する。微分処理部２３０は、ＡＤ変換部２０５によってアナログデジタル変換されたデジタル信号に対して微分処理を施す。微分処理部２３０が行う微分処理は、当該微分処理部２３０に入力された信号の傾きを、順次、求めていくものである。
【００４８】
ＡＤ変換部２０５によるデジタルサンプリング周期を「Ｔ」として、時間経過「Ｔ、２・Ｔ、３・Ｔ、…、（ｎ−１）・Ｔ、ｎ・Ｔ」における信号を「ｙ（１）、ｙ（２）、ｙ（３）、…、ｙ（ｎ−１）、ｙ（ｎ）」とすると、微分処理は、「ｙ（２）−ｙ（１）、ｙ（３）−ｙ（２）、…、ｙ（ｎ）−ｙ（ｎ−１）」を求めていくことにより実現される。即ち、微分処理部２３０が施す微分処理は、デジタル信号の差分を、順次、求めてくことに対応する。
【００４９】
ローパスフィルタ部２４０は、微分処理部２３０により微分処理が施された微分信号のドリフト成分を抽出する。ローパスフィルタ部２４０は、微分信号において緩やかに変化するドリフト成分を抽出するローパスフィルタで実現できる。
【００５０】
ローパスフィルタの一例とし、「移動平均フィルタ」を採用できる。「移動平均フィルタ」は、デジタルサンプリング周期を「Ｔ」として、時間経過「Ｔ、２・Ｔ、３・Ｔ、…、（ｎ−１）・Ｔ、ｎ・Ｔ」における信号を「ｙ（１）、ｙ（２）、ｙ（３）、…、ｙ（ｎ−２）、ｙ（ｎ−１）、ｙ（ｎ）」とすると、「（ｙ（１）＋ｙ（２）＋ｙ（３））／３、…、（ｙ（ｎ−２）＋ｙ（ｎ−１）＋ｙ（ｎ））／３」を求めていくことにより実現できる。このように、微分処理部２３０及びローパスフィルタ部２４０は協働して、圧電素子３５のドリフト成分を抽出するドリフト成分抽出部として機能する。
【００５１】
つまり、移動平均フィルタは、注目するデジタル信号を含む前後ｎ個（ｎは３以上の整数）のデジタル信号における平均値を、順次、求めるものである。ｎの値を大きな値とすると、カットオフ周波数を下げることができる。例えば、移動平均フィルタのｎの値をエンジン回転数に応じて線形的に変化させることによって、波高値に関わらず安定した信号処理を実現することが可能となる。具体的例として、エンジン回転数とｎとが、比例するように設定することができる。
【００５２】
ドリフト補正部２５０は、チャージアンプ２１０の入力側にフィードバックすべき補正信号を出力する。より具体的には、ドリフト補正部２５０は、予め設定された目標値と、ローパスフィルタ部２４０の抽出信号との差分に相当する電圧信号をデジタルアナログ変換し、デジタルアナログ変換後のアナログ電圧信号に対応する電流信号を補正信号として、チャージアンプ２１０の入力側に加えるフィードバック制御を行う。
【００５３】
（デジタル信号処理部２２０の構成）
図６は、デジタル信号処理部２２０の構成図である。本構成例においては、微分制御（Ｄ制御）のみでドリフトを除去する点に特徴がある。また、以下の説明では、図６、図８、図９で説明するデジタル信号処理部２２０の前段に配置するＡＤ変換部２０５の図示を省略する。
【００５４】
図６に示すデジタル信号処理部２２０は、微分処理部２３０と、ローパスフィルタ部２４０と、差分算出部２５１と、補正処理部２５２とを有する。図３に示すドリフト補正部２５０は、差分算出部２５１、補正処理部２５２に対応する。
【００５５】
そして、ローパスフィルタ部２４０は、微分処理部２３０から出力される微分信号に基づいてドリフト成分を抽出した抽出信号を差分算出部２５１に対して出力する。差分算出部２５１は、予め設定された第１目標値と抽出信号との差分を求めて、補正処理部２５２に対して出力する。
【００５６】
図７は、補正処理部２５２の構成図である。補正処理部２５２は、ＤＡ変換部２５４と、ＶＩ変換部２５５とを有する。ＤＡ変換部２５４は、差分算出部２５１から出力される差分信号をデジタルアナログ変換して、ＶＩ変換部２５５に対して出力する。ＶＩ変換部２５５は、デジタルアナログ変換された差分信号を電圧電流変換（ＶＩ変換）し、この電圧電流変換後の電流信号を補正信号としてチャージアンプ２１０の入力側に加える。なお、ＶＩ変換部２５５をデジタル信号処理部２２０の外部でチャージアンプ２１０の直前に配置しても良い。
【００５７】
つまり、差分信号は、ＤＡ変換部２５４によってデジタルアナログ変換され、ＶＩ変換部２５５が、このデジタル変換された電圧信号に対応する電流信号をＶＩ変換して、チャージアンプ２１０に対して出力する。
【００５８】
かくして、図６に示すデジタル信号処理部２２０は、微分処理部２３０、差分算出部２５１、補正処理部２５２によって、微分制御（Ｄ制御：Differential制御）でのフィードバック制御を行う。
【００５９】
（他の態様のデジタル信号処理部２２０の構成）
図８は、他の態様のデジタル信号処理部２２０の構成図である。本構成にあっては、微分制御（Ｄ制御）、比例制御（Ｐ制御：Proportional制御）、積分制御（Ｉ制御：Integral制御）のＰＩＤ制御でドリフトを除去すると共に圧力検出信号のベースラインを一定に保持する点に特徴がある。
【００６０】
図８に示すデジタル信号処理部２２０は、図６に示す構成において更に、ローパスフィルタ部２６０と、差分算出部２８０と、差分算出部２８１と、比例処理部２７０と、積分処理部２７１とを有する。
【００６１】
ローパスフィルタ部２６０は、チャージアンプ２１０が出力する電圧信号の所定の低域周波数帯域の成分を抽出した信号を出力する。差分算出部２８０は、予め設定される第２目標値と、ローパスフィルタ部２６０の出力信号との差分を求め、求めた差分を示す差分信号を比例処理部２７０に対して出力する。
【００６２】
同様に、差分算出部２８１は、予め設定される第２目標値と、ローパスフィルタ部２６０の出力信号との差分を求め、求めた差分を示す差分信号を積分処理部２７１に対して出力する。なお、図８に示す微分処理部２３０、ローパスフィルタ２４０、差分算出部２５１は、図６に示すものと変わる点は無い。
【００６３】
比例処理部２７０は、差分算出部２８０から出力される差分信号に比例定数を乗じた比例信号を補正処理部２５２に対して出力する。積分処理部２７１は、差分算出部２８１から出力される差分信号に対して積分処理を施した積分信号を、補正処理部２５２に対して出力する。
【００６４】
なお、差分算出部２８０または差分算出部２８１のいずれか一方のみを設け、その出力を比例処理部２７０と積分処理部２７１の両方の入力とする構成を採用することもできる。
【００６５】
図９は、他の態様の補正処理部２５２の構成図である。補正処理部２５２は、加算部２５３と、ＤＡ変換部２５４と、ＶＩ変換部２５５とを有する。加算部２５３は、入力された信号を加算して加算信号とし、ＤＡ変換部２５４は、当該加算信号をデジタルアナログ変換して、ＶＩ変換部２５５に対して出力する。
【００６６】
ＶＩ変換部２５５は、デジタルアナログ変換された加算信号を電圧電流変換（ＶＩ変換）し、当該電圧電流変換後の電流信号を補正信号として、チャージアンプ２１０の入力側に加える。
【００６７】
すなわち、補正処理部２５２は、差分算出部２５１、比例処理部２７０、積分処理部２７１からの信号を加算して加算信号を求め、求めた加算信号をデジタルアナログ変換し、このデジタルアナログ変換した信号に対してＶＩ変換した電流信号を、補正信号としてチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックする。
【００６８】
なお、デジタルサンプリング周期を「Ｔ」として、時間経過「Ｔ、２・Ｔ、３・Ｔ、…、（ｎ−１）・Ｔ、ｎ・Ｔ」における信号を「ｙ（１）、ｙ（２）、ｙ（３）、…、ｙ（ｎ−１）、ｙ（ｎ）」とすると、積分処理は、「ｙ（１）・Ｔ、ｙ（１）・Ｔ＋ｙ（２）・Ｔ、ｙ（１）・Ｔ＋ｙ（２）・Ｔ＋ｙ（３）・Ｔ、…、ｙ（１）・Ｔ＋ｙ（２）・Ｔ＋ｙ（３）・Ｔ＋…＋ｙ（ｎ）・Ｔ」を求めていくことにより実現される。即ち、積分処理部２７１が施す積分処理は、デジタル信号の総和を、順次、求めてくことに対応する。
【００６９】
かくして、図８に示すデジタル信号処理部２２０は、微分制御（Ｄ制御）でのフィードバック制御を行うことに加えて、比例処理部２７０、積分処理部２７１、差分算出部２８０、差分算出部２８１、補正処理部２５２によって、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）でのフィードバック制御を行うように構成されている。したがって、微分制御（Ｄ制御）に加えて、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）を行うので、目標値への収束が速く制御性を一層向上することができる。
【００７０】
微分処理部２３０、差分算出部２５１で成る「交流変動対応用回路系」は、交流的に変動するドリフト成分を除去する作用を有するとともに、比例処理部２７０、積分処理部２７１、差分算出部２８０、差分算出部２８１で成る「ベース電圧保持用回路系」は、圧力検出信号のベースとなる電圧であるベースラインを保持する作用を有する。
【００７１】
（動作）
次に、図１０を参照して、デジタル信号処理部２２０の動作について説明する。図１０（ａ）は、チャージアンプ２１０からの出力信号（図３の符号「ａ」の位置での信号）である。チャージアンプ２１０の出力信号は、積分されたドリフト成分が混在しており、時間の経過とともに変化する。
【００７２】
次いで、図１０（ａ）に示す信号に対して、微分処理部２３０が微分処理を施すと、図１０（ｂ）に示す信号となる（図３の符号「ｂ」の位置での信号）。微分処理部２３０の作用によって、ドリフト成分を抽出できる。つまり、微分処理を施すことによって、積分前のドリフト成分が抽出可能となる。
【００７３】
次いで、ローパスフィルタ部２４０は、図１０（ｂ）に示す信号において、カットオフ周波数よりも高い周波数成分を減衰させ、ベースラインを中心に、極微小で交流的に変動する信号を得る（図１０（ｃ）に示す信号：図３の符号「ｃ」の位置での信号）。
【００７４】
次いで、差分算出部２５１が、第１目標値と、図１０（ｃ）に示す信号との差分として、ドリフト成分の値を抽出する。ここで、第１目標値として、例えば「０Ｖ」が設定される。すなわち、実質的には、微分処理部２３０及びローパスフィルタ部２４０による処理でドリフト成分が抽出されていることになる。換言すれば、差分算出部２５１からの差分信号とローパスフィルタ部２４０からの抽出信号は、いずれもドリフト成分を示す信号として補正処理部２５２の入力に利用することができる。そのため、差分算出部２５１を省略し、ローパスフィルタ部２４０からの抽出信号が補正処理部２５２に入力される構成としてもよい。
【００７５】
そして、図１０（ｄ）は、補正処理部２５２が、ドリフト成分を示す抽出信号又は差分信号に基づいてフィードバック制御を行う補正信号を求め、求めた補正信号をチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックしたときの信号である（図３の符号（ｄ）の位置での信号）。図１０（ｄ）に示す信号によれば、ドリフト成分が除去されていることが分かる。
【００７６】
また、比例処理部２７０が施す比例処理、および、積分処理部２７１が施す積分処理にあっては、設定した第２目標値となるように、チャージアンプ２１０からの出力信号のベースライン電圧が補正される。例えば、第２目標値を「０．５（Ｖ）」に設定すると、チャージアンプ２１０からの出力信号のベースライン電圧が「０．５（Ｖ）」になる。なお、第１目標値、第２目標値等のＰＩＤ制御に必要なパラメータは、例えば、不揮発性メモリ１３６に予め不揮発的に記憶されている。
【００７７】
以上説明してきた実施形態によれば、チャージアンプ２１０が、受圧に応じて圧電素子３５により生起された電荷を蓄積して対応する電圧信号を出力し、微分処理部２３０が、この電圧信号に対して微分処理を施した微分信号を出力する。さらに、ローパスフィルタ部２４０が、微分信号に基づいてドリフト成分を抽出する。
【００７８】
そして、ドリフト補正部２５０は、抽出されたドリフト成分を低減するための電流信号を求め、求めた電流信号を補正信号として、チャージアンプ２１０の入力側にフィードバックするので、圧電素子３５のドリフトを除去して、精度の良い圧力検出信号を得ることが可能となる。
【００７９】
また、微分処理部２３０及びローパスフィルタ部２６０の前段と、チャージアンプ２１０との間に、入力が所定レベルを超えると、この超えた部分の信号を当該所定レベルに抑制するスライス機能を有するスライス部を設けると、波高値に関わらず安定したドリフト抽出が行えることを確認している。スライス部は、例えばツエナーダイオード等の回路素子で実現することや、クリッピング処理を実行するプログラム等で実現することができる。
【００８０】
また、本発明の圧力検出信号処理装置２００によれば、ＥＣＵ１００等での圧力検出信号を高精度に処理することが可能となるので、圧力検出信号処理装置２００からの出力信号に基づいて、失火検出等の燃焼異常検出を高精度で行うことが可能となる。
【００８１】
また、上述した補正処理部２５２の構成などは一例に過ぎない。例えば、ドリフト成分（抽出信号もしくは差分信号の値）と、これに対応する補正信号の電流値とを関連付けてテーブル１３４に予め登録しておき、補正処理部２５２が電流制御部（図１６（ｃ）で後述）を有するようにしてもよい。そして、電流制御部が、ドリフト成分に対応する電流値をテーブル１３４から読み出し、読み出した電流値となる補正信号をチャージアンプの入力側にフィードバックする構成なども採用可能である。
【００８２】
差分信号（もしくは抽出信号）、比例信号、及び積分信号のそれぞれについて信号別にテーブル１３４を構築した構成とし、電流制御部が、各信号の値に対応する電流値を各テーブル１３４から読み出し、読み出した電流値を加算部２５３で加算した値となる補正信号をチャージアンプの入力側にフィードバックするようにしてもよい。また、加算値と、これに対応する電流値を関連受付けてテーブル１３４に予め登録しておき、電流制御部が、加算部２５３からの加算信号が示す加算値に対応する電流値となる補正信号をチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックするようにしてもよい。
【００８３】
以上が、圧力センサ３０からの圧力信号に対して、圧力検出精度を向上させる信号処理を施す圧力検出信号処理装置２００の説明である。次に、失火検出の一例について説明する。
【００８４】
（失火検出原理）
まず、図１１、図１２、図１３、図１４等を参照して失火発生の検出原理について説明する。
【００８５】
図１１（ａ）は、圧電素子３５の素子温度と素子抵抗との関係を示す図である。図１１（ｂ）は、圧電素子３５の素子抵抗と漏れ電流との関係を示す図である。図１１（ｃ）は、圧電素子３５の漏れ電流と補正電流（補正信号）との関係を示す図である。
【００８６】
図１１（ａ）に示す圧電素子３５は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）特性を有している。つまり、この圧電素子３５は、素子の温度である素子温度が上昇すると抵抗値（素子抵抗）が減少する特性を有する。
【００８７】
図１１（ａ）に示すように、圧電素子３５の素子温度が「Ｔａ」から「Ｔｃ」に上昇すると、素子抵抗が「Ｒａ」から「Ｒｃ」まで小さくなる。一方、圧電素子３５の素子温度が「Ｔａ」から「Ｔｂ」に下降すると、素子抵抗が「Ｒａ」から「Ｒｂ」まで大きくなる。
【００８８】
また、図１１（ｂ）に示すように、圧電素子３５の素子抵抗が「Ｒａ」から「Ｒｂ」まで大きくなると、圧電素子３５の漏れ電流が「ｉａ」から「ｉｂ」まで減少する。一方、圧電素子３５の素子抵抗が「Ｒａ」から「Ｒｃ」まで小さくなると、圧電素子３５の漏れ電流が「ｉａ」から「ｉｃ」までに増加する。
【００８９】
また、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子３５の漏れ電流が「ｉａ」から「ｉｃ」まで増加すると、補正電流が「ＩＨａ」から「ＩＨｃ」まで増加する。一方、圧電素子３５の漏れ電流が「ｉａ」から「ｉｂ」まで減少すると、補正電流が「ＩＨａ」から「ＩＨｂ」まで減少する。
【００９０】
以上より、圧電素子３５の素子温度が上昇すると、圧電素子３５の漏れ電流が増加することにより、補正電流が増加する。一方、圧電素子３５の素子温度が下降すると、圧電素子３５の漏れ電流が減少することにより、補正電流が減少する。
【００９１】
つまり、圧電素子３５の素子温度が上昇すると、補正電流が増加する一方で、圧電素子３５の素子温度が下降すると、補正電流が減少する。その結果、素子温度と補正電流とは一意に対応するので、補正電流の値の変化が分かれば圧電素子３５の素子温度の変化が分かることになる。ここで、補正電流は、圧力検出信号処理装置２００が備えるドリフト補正部２５０から出力される「補正信号」に対応する。
【００９２】
ここで、エンジン１において失火が発生すると、燃焼室１５内での燃焼が行われなくなるので、燃焼室１５を臨む姿勢で配置された圧力センサ３０の雰囲気温度も低下する。その結果、圧力センサ３０を構成する圧電素子３５の素子温度が低下する。
【００９３】
そして、圧電素子３５の素子温度が低下すると、ドリフト補正部２５０から出力される補正信号の値が低下する。したがって、補正信号の値の変化に基づいて失火発生の検出が可能となる。なお、ここでの失火発生には、間欠的に燃焼が行われない場合も、所定期間連続して燃焼が行われない場合も含まれる。
【００９４】
図１２は、失火発生時の補正信号等の値の変化を示す説明図である。図１２中最上段は、圧力センサ３０の出力信号「補正前信号」の時間変化を示し、図１２中最下段は、圧力検出信号処理装置２００からの出力信号「補正後燃焼圧波形」の時間変化を示している。先に説明したように、圧力検出信号処理装置２００によって実行される信号処理によって、「補正前信号」におけるドリフト成分が除去されて、「補正後燃焼圧波形」となっている。なお、出力信号「補正前信号」は、補正前のチャージアンプ２１０の出力信号であり、出力信号「補正後燃焼圧波形」は、補正後のチャージアンプ２１０の出力信号である。
【００９５】
図１２の上から２番目、３番目の図は、それぞれ、圧電素子３５の「素子温度」の時間変化、「補正電流」の値の時間変化を示している。「補正電流」は、ドリフト補正部２５０の補正信号に対応する。
【００９６】
図１２の符号Ａの丸い点線内に示すように、失火が発生すると不燃焼状態が起こるので、失火発生に応答して、圧電素子３５の素子温度が低下する。その結果、補正電流（補正信号）が減少していることが分かる（符号Ａの点線部参照）。
【００９７】
図１３は、図１２における符号Ａの点線部の拡大図である。図１３に示すように、失火が発生すると補正電流（補正信号）の値が小さくなる。エンジン燃焼が正常となって失火発生が解消されると、再度、補正電流（補正信号）の値は大きくなる。
【００９８】
つまり、この例では、補正電流（補正信号）の値は負方向に変化し、極小値を有している。今、図１３に示すように、補正電流（補正信号）の値の負方向の変化量を「Δｉ」とすると、「Δｉ」と第１既定値（予め設定した第１失火発生基準値）と基づいて失火の発生を検出することができる。
【００９９】
より具体的には、Δｉが第１既定値以上である場合、失火が発生したことを検出することができる。このように、補正信号の値の変化量を評価して失火の発生を検出することができる。第１既定値は、各種のシミュレーション、実験等を行った結果に基づいて予め定めおくことができる。
【０１００】
また、補正信号の値の時間変化率と、第２既定値（予め設定した第２失火発生基準値）とに基づいて失火の発生を検出することもできる。より具体的には、失火発生時から補正電流（補正信号）の値の負方向の変化量がΔｉとなるまでに要する時間を「Δｔ」とすれば、「Δｉ／Δｔ」が第２既定値以上である場合、失火が発生したことを検出することができる。
【０１０１】
このように、補正信号の値の時間変化率を評価して失火の発生を検出することができる。第２既定値も第２既定値と同様に、各種のシミュレーション、実験等を行った結果に基づいて予め定めておけば良い。
【０１０２】
なお、補正電流（補正信号）の値の変化に基づいて失火発生を検出する手法は、変化量の評価と時間変化率の評価とを組み合わせた手法とすることや、他の手法を採用することもできる。
【０１０３】
図１４は、圧電素子３５の一例である酸化亜鉛（ＺＮＯ）の温度特性を他の圧電素子である水晶の温度特性と比較して示している。圧電素子３５は、素子温度が上昇するのに応じて素子抵抗が低下する負の温度特性を有している。その中でも、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、例えば１００（℃）から２００（℃）において、特にその感度が高いため本発明に適している。
【０１０４】
実験等によれば、圧電素子３５を含む圧力センサ３０が臨むように配置される燃焼室１５内での温度が、１００（℃）から２００（℃）程度であることが確認された。ＺｎＯは、この温度域で温度変化による抵抗値の変化が大きい。それ故、図１１を参照して説明したように、素子温度の変化に応じて補正電流の値の変化が大きいので、より高精度に失火発生を検出することができる。
【０１０５】
（失火検出構成）
図１５は、失火検出機能を有する燃焼異常検出装置の構成例である。燃焼異常検出装置は、チャージアンプ２１０と、デジタル信号処理部２２０と、失火検出部４００とを有する。
【０１０６】
デジタル信号処理部２２０は、ＡＤ変換部２０５と、微分処理部２３０と、ローパスフィルタ部２４０と、ドリフト補正部２５０とを有し、ドリフト補正部２５０からの補正信号がチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックされる構成である。チャージアンプ２１０の出力信号は、デジタル信号処理装置２２０やエンジン制御部１５０に対して供給される。
【０１０７】
チャージアンプ２１０およびデジタル信号処理部２２０の構成は、先に図３などを参照して説明したものと相違無い。失火検出部４００は、ドリフト補正部２５０からの補正信号に基づいて失火発生を検出する。図１６は、失火検出部４００とドリフト補正部２５０の構成例である。
【０１０８】
図１６（ａ）は、本発明における基本構成例である。図１６におけるドリフト補正部２５０は、予め設定された目標値とローパスフィルタ部２４０による抽出信号との差分に相当する差分信号を算出する差分算出部２５１と、差分信号に基づいて補正信号を生成してチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックする補正処理部２５２とを有する。
【０１０９】
図１６（ａ）では、失火検出部４００は、ドリフト補正部２５０（より具体的には補正処理部２５２）からの補正信号に基づいて、失火が発生したことを検出する。
【０１１０】
図１６（ｂ）におけるドリフト補正部２５０は、図１６（ａ）において同一符号で示すものと構成には相違が無いが、失火検出部４００は、差分算出部２５１からの差分信号に基づいて失火が発生したことを検出する。つまり、この構成例では、失火検出部４００は、補正信号に代えて差分信号に基づいて失火が発生したことを検出する。
【０１１１】
図１６（ｃ）は、ドリフト補正部２５０を構成する補正処理部２５２の構成に特徴がある。補正処理部２５２は、電流制御部２５６と、ＤＡ変換部２５４と、ＶＩ変換部２５５とを有する。
【０１１２】
電流制御部２５６は、差分算出部２５１が出力する差分信号に関連付けられた電流値をテーブル１３４の登録内容を参照して求め、求めた電流値を示す信号をＤＡ変換部２５４に出力する。ＤＡ変換部２５４は、電流制御部２５６から出力された信号をデジタルアナログ変換し、ＶＩ変換部２５５に出力する。ＶＩ変換部２５５は、デジタルアナログ変換された信号を電圧電流変換（ＶＩ変換）し、この電圧電流変換後の電流信号を補正信号としてチャージアンプ２１０にフィードバックする。すなわち、この補正信号（電流信号）の電流値は、テーブル１３４から求められた電流値となる。
【０１１３】
図１６（ｃ）の構成では、失火検出部４００は、テーブル１３４から読み出された電流値に基づいて失火の発生を検出する。すなわち、失火検出部４００は、電流制御部２５６から出力された信号に基づいて失火検出を行う。また、図１６（ｃ）の構成においては、電流制御部２５６から出力された信号が、ＤＡ変換部２５４によりデジタルアナログ変換された信号に基づいて、失火検出を行うようにしてもよく、ＶＩ変換部２５５によりＶＩ変換された信号に基づいて失火検出を行うようにしてもよい。
【０１１４】
すなわち、失火検出部４００は、補正信号（電流信号）の電流値を、デジタル電圧値で示す信号から取得してもよく、アナログ電圧値で示す信号から取得してもよく、電流信号そのものの電流値から取得してもよい。
【０１１５】
また、図１６（ｃ）の構成において、電流制御部２５６に入力される差分信号に基づいて失火検出を行うようにしてもよい。ここで、ドリフト成分が大きくなるに従って、それを相殺するためにフィードバックすべき補正信号の値は大きくなる。すなわち、ドリフト成分と補正信号の値には、比例関係となる相関関係がある。
【０１１６】
したがって、補正信号に代えて、抽出されたドリフト成分を示す差分信号に基づいて失火検出を行うようにしてもよい。また、上述したように、抽出されたドリフト成分は、差分信号に限らず、抽出信号によっても示されているため、補正信号に代えて、抽出信号に基づいて失火検出を行うようにしてもよい。
【０１１７】
以上のように、失火検出部４００は、ドリフト補正部２５２からの補正信号、差分算出部２５１からの差分信号、電流制御部２５６からの補正信号の電流値を示す信号などに基づいて、失火発生を検出することができる。
【０１１８】
なお、例えば、図１６（ａ）〜１６（ｃ）に示す構成の補正処理部２５２にあっては、ＶＩ変換部２５５からチャージアンプ２１０にフィードバックする補正信号を更にＡＤ変換した信号（デジタル補正信号）に基づいて失火発生の検出を行っても良いし、ＤＡ変換２５４からの信号を更にＡＤ変換した信号に基づいて失火発生の検出をしても良い。
【０１１９】
また、差分算出部２５１、比例処理部２７０、積分処理部２７１からの信号別にテーブル１３４を構築した構成とした場合には、各テーブル１３４から読み出した電流値を加算した値に基づいて失火発生の検出を行ってもよい。更に、加算値と電流値を関連付けたテーブル１３４を構築した構成とした場合には、加算部２５３からの加算信号が示す加算値に対応する電流値に基づいて失火発生の検出をしてもよい。
【０１２０】
要するに、失火検出部４００は、ドリフト補正部２５０が生成する補正信号や、抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、当該ドリフト成分を除去するための信号（差分信号等）に基づいて、失火発生を検出することができる。すなわち、ドリフト成分を除去するための信号は、補正信号を生成するための信号に相当し、ドリフト成分そのものを示す信号や、その信号に基づいて生成されて補正信号と相関関係を有する信号が含まれる。
【０１２１】
（失火検出動作）
（第１の動作例）
図１７は失火検出部４００が行う失火検出の第１の動作例を示すフローチャートである。図１７（ａ）は、失火検出動作の第１の動作例を示す。図１３、図１７を参照しながら失火検出部４００の動作を説明する。
【０１２２】
まず、ステップＳ１７１０において、失火検出部４００は、補正信号の一例としての補正電流の変化量を評価する。失火検出部４００は、補正信号の値の変化において負方向の変化量（図１３の「Δｉ」）を求める。この変化量は、例えば、補正信号において、負方向への変化開始点から極小点（極小値をとる極値点）までの変化量として求めればよい。
【０１２３】
次に、ステップＳ１７２０において、失火検出部４００は、変化量（Δｉ）が第１規定値以上か否かを判定する。失火検出部４００は、変化量（Δｉ）が第１規定値以上であると判定した場合（ステップＳ１７２０のＹｅｓ）には、ステップ１７３０に進み、失火発生を検出したとしてフラグを立てる等の失火発生検出に対応する制御等を実行して、ステップＳ１７１０に戻る。
【０１２４】
一方、ステップＳ１７２０において、失火検出部４００が、変化量（Δｉ）が第１規定値以上でないと判定した場合（ステップＳ１７２０のＮｏ）には、ステップ１７４０に進み、失火発生が検出されない「正常燃焼」であるとして失火不検出に対応する制御等を実行して、ステップＳ１７１０に戻る。
【０１２５】
以上によって失火検出部４００が補正信号の値の変化の変化量を評価することによって失火検出を行うことができる。
【０１２６】
（第２の動作例）
図１７（ｂ）は、失火検出動作の第２の動作例を示す。まず、ステップＳ１７１０において、失火検出部４００は、補正信号の一例としての補正電流の時間変化率を評価する。失火検出部４００は、補正信号の値の時間変化率「Δｉ／Δｔ」を求める。この時間変化率は、例えば、補正信号において、負方向への変化開始点から極小点までの変化量を、その変化量の変化が生じた時間で除算することで求めればよい。
【０１２７】
次に、ステップＳ１７６０において、失火検出部４００は、「Δｉ／Δｔ」が第２規定値以上か否かを判定する。失火検出部４００は、「Δｉ／Δｔ」が第２規定値以上であると判定した場合（ステップＳ１７７０のＹｅｓ）には、ステップ１７７０に進み、失火発生を検出したとしてフラグを立てる等の失火検出に対応する制御等を実行して、ステップＳ１７５０に戻る。
【０１２８】
一方、ステップＳ１７６０において、失火検出部４００が、「Δｉ／Δｔ」が第２規定値以上でないと判定した場合（ステップＳ１７６０のＮｏ）には、ステップ１７４０に進み、失火発生が検出されない「正常燃焼」であるとして失火不検出に対応する制御等を実行して、ステップＳ１７５０に戻る。
【０１２９】
以上によって失火検出部４００が補正信号の値の時間変化率を評価することによって失火検出を行うことができる。
【０１３０】
なお、ステップＳ１７３０、ステップＳ１７７０における失火検出に応じて、失火検出部４００が、エンジン制御部１５０にその旨の信号を与え、当該信号を受け取ったエンジン制御部１５０が、インジェクタ４０による燃料噴射を制御するなどの各種のエンジン制御を実行することが可能である。
【０１３１】
以上説明してきたように、本発明の実施形態によれば、ドリフト補正部２５０が、微分処理部２３０、ローパスフィルタ２３０（ドリフト成分抽出部）によって抽出されたドリフト成分を除去するため補正信号を生成してチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックし、失火検出部４００が、この補正信号に基づいて失火発生（燃焼異常）を検出する。
【０１３２】
したがって、圧電素子３５を含む圧力センサ３０からの圧力検出信号のドリフト除去を行って圧力検出精度を高めることにより、失火発生検出の検出精度を向上することができる。
【０１３３】
また、ドリフト補正部２５０が、補正信号に相当する電流値と、ドリフト成分（差分信号もしくは抽出信号の値）とを関連付けて登録したテーブル１３４を含み、抽出されたドリフト成分に関連付けられた電流値をテーブル１３４の登録内容を参照して求め、求めた電流値に相当する電流信号をチャージアンプ２１０の入力側にフィードバックするとともに、失火検出部４００が、電流信号に基づいて失火の発生を検出することによっても、圧力センサ３０のドリフト除去を行って圧力検出精度を高めることにより、失火検出の検出精度を向上することができる。
【０１３４】
また、ドリフト補正部２５０が、抽出されたドリフト成分を除去するための補正信号を生成して、チャージアンプ２１０の入力側にフィードバックするとともに、失火検出部４００が抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、補正信号を生成するための信号に基づいて失火発生を検出することによっても、圧力センサ３０のドリフト除去を行って圧力検出精度を高めることにより、失火検出の検出精度を向上することができる。
【０１３５】
（温度推定処理）
本発明の実施形態によれば、失火検出のみならず燃焼室１５内の温度も推定することができる。
【０１３６】
先に説明したように、圧電素子３５の素子温度が上昇すると、補正電流が増加する一方で、圧電素子３５の素子温度が下降すると、補正電流が減少するので、素子温度と補正電流とは一意に対応するので、補正電流の値の変化が分かれば圧電素子３５の素子温度の変化が分かることになる。
【０１３７】
また、圧力センサ３０は、燃焼室１５の内部を臨む姿勢で配置されているので、圧電素子３５の素子温度は燃焼室１５内の温度に対応する。つまり、ドリフト補正部２５０からの補正信号と燃焼室１５内の温度とが一意に対応付けられ、補正信号の変化が温度変化に対応するので、補正信号に基づいて燃焼室１５内の温度を推定することができる。
【０１３８】
よって、ＥＣＵ１００が、更に、温度推定部（図示せず）を有するようにしてもよい。温度推定部は、圧力検出信号処理装置２００のドリフト補正部２５０から出力された補正信号に基づいて、燃焼室１５内の温度を推定する。
【０１３９】
より具体的には、温度推定部は、補正信号と温度とを対応付けて登録したテーブルを参照して、補正信号に対応する温度を求め、求めた温度を出力する構成とすれば良い。補正信号は先に説明した補正電流等である。また、このテーブルは、例えば、記憶部１３０に格納される。
【０１４０】
そして、温度推定部は、推定した温度を示す温度信号をエンジン制御部１５０等に出力する。したがって、エンジン制御部１５０は温度センサを不要としながら、温度推定部からの温度信号に基づいて、燃焼室１５内の温度を用いた各種の制御を行うことが可能となる。
【０１４１】
温度推定部が内燃機関の温度推定を行う際においても、補正信号の他、差分信号等の補正信号を生成するための信号であって、抽出されたドリフト成分に基づいて生成される、当該ドリフト成分を除去するための信号（差分信号等）に基づいて温度推定を行うことが可能である。
【０１４２】
以上述べてきた各種の動作は、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサが、プログラムを実行することにより実現することができる。また、本発明は、プログラムを記録した非一時的な記録媒体も提供することができる。プログラムを記録する非一時的な記録媒体としては、ＲＯＭ等の半導体素子が挙げられる。記録媒体としては、これに記憶しておいたプログラムを読み取り手段により読み取ることによりコンピュータ上で実行可能となれば良くその種類などは問われない。
【０１４３】
さらに、図１にエンジン制御システム３００にあっては、ＥＣＵ１００内に圧力検出信号処理装置２００及び失火検出部４００を設けた構成としたが、ＥＣＵ１００と、圧力検出信号処理装置２００及び失火検出部４００と、を別体にして設け、圧力検出信号処理装置２００からの圧力検出信号及び失火検出部４００からの失火検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に供給するシステム構成としても良い。
【符号の説明】
【０１４４】
１  エンジン
３０  圧力センサ
３５  圧電素子
３６、３７  電極
１００  ＥＣＵ
２００  圧力検出信号処理装置
２１０  チャージアンプ
２１１  オペアンプ
２１２  抵抗
２１４  コンデンサ
２０５  ＡＤ変換部
２２０  デジタル信号処理部
２３０  微分処理部
２４０  ローパスフィルタ部
２５０  ドリフト補正部
２５１  差分算出部
２５２  補正処理部
４００  失火検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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