(57)【要約】【課題】筒内圧センサが搭載された内燃機関において、実クランク角に対応した筒内圧情報を高精度に検出可能な内燃機関の筒内圧検出装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０が未燃焼中であるか否かを判定する（ステップ１００）。その結果、未燃焼中である場合には、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈより大きいか否かを判定する（ステップ１０２）。その結果、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められた場合には、モータリング中の筒内圧最大値Ｐｍａｘを筒内圧センサ３４により特定し、当該Ｐｍａｘに対応するクランク角θＰｍａｘをクランク角センサ４２により検出し、θＰｍａｘがＴＤＣとなるようにクランク角を修正する（ステップ１０４）。次に、クランク角修正量を学習し、クランク角センサ４２の信号とそれに対応する実クランク角（計測値）との関係を補正する（ステップ１０６）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の所定気筒に設けられた筒内圧センサと、前記内燃機関のクランク軸の回転に同期した信号を出力するクランク角センサと、を有し、所定のクランク角における筒内圧を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、
前記内燃機関のモータリング時又は燃料カット時であり、且つ機関回転数が所定回転数より大きい場合に、前記筒内圧センサにより最大筒内圧が検出される時点での前記クランク角センサの信号に対応するクランク角がＴＤＣとなるように、前記クランク角センサの信号にクランク角を同期させる同期手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項２】
前記同期手段は、前記内燃機関の充填効率が高いほど前記所定回転数を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項３】
前記筒内圧センサの検出値に出力ズレが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記出力ズレが生じていると判定された場合に、前記同期手段による動作を制限する制限手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項４】
前記筒内圧センサの検出値に出力ズレが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記出力ズレが生じていると判定された場合に、当該出力ズレを補正する補正手段と、を更に備え、
前記同期手段は、前記補正手段による補正後の筒内圧を用いて最大筒内圧が検出される時点での前記クランク角センサの信号を取得することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項５】
前記判定手段は、発熱量の絶対値が所定値より小さい場合に、前記出力ズレが発生していることを判定する手段を含むことを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の筒内圧検出装置に係り、特に、筒内圧センサを用いて内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開昭６３−９６７９号公報には、基準クランク角位置の検出誤差を修正して、当該基準クランク角位置から気筒内圧力が最大となる位置までの圧力最大角を正確に検出する技術が開示されている。この技術では、より具体的には、内燃機関のモータリング時の気筒内圧力を検出し、その圧力最大値の発生位置を機関ピストンの実上死点位置として検出する。そして、当該実上死点位置情報に応じて基準クランク角位置を補正し、該補正基準クランク角位置に基づいて圧力最大角を求めることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−９６７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３６５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の技術では、内燃機関のモータリング時の圧力最大値の発生位置を実上死点位置として検出している。しかしながら、モータリング時における圧縮行程から膨張行程にかけては圧縮漏れが発生する。このため、圧力最大値の発生位置と実上死点位置との間にはズレが生じる。また、筒内圧センサによって検出される圧力には熱歪み等に起因する誤差の影響が重畳する場合がある。
【０００５】
このように、筒内圧センサを用いてモータリング時の圧力最大値を検出し、その発生位置を実上死点位置として検出する従来の技術では、実上死点位置の検出時に誤差の影響が重畳してしまい、実クランク角に対応する筒内圧情報を精度よく検出できないおそれがある。
【０００６】
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、実クランク角に対応した筒内圧情報を高精度に検出可能な内燃機関の筒内圧検出装置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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の所定気筒に設けられた筒内圧センサと、前記内燃機関のクランク軸の回転に同期した信号を出力するクランク角センサと、を有し、所定のクランク角における筒内圧を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、前記内燃機関のモータリング時又は燃料カット時であり、且つ機関回転数が所定回転数より大きい場合に、前記筒内圧センサにより最大筒内圧が検出される時点での前記クランク角センサの信号に対応するクランク角がＴＤＣとなるように、前記クランク角センサの信号にクランク角を同期させる同期手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記同期手段は、前記内燃機関の充填効率が高いほど前記所定回転数を大きい値に設定する手段を含むことを特徴としている。
【０００９】
第３の発明は、第１または２の発明において、
前記筒内圧センサの検出値に出力ズレが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記出力ズレが生じていると判定された場合に、前記同期手段による動作を制限する制限手段と、
を更に備えることを特徴としている。
【００１０】
第４の発明は、第１または２の発明において、
前記筒内圧センサの検出値に出力ズレが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記出力ズレが生じていると判定された場合に、当該出力ズレを補正する補正手段と、を更に備え、
前記同期手段は、前記補正手段による補正後の筒内圧を用いて最大筒内圧が検出される時点での前記クランク角センサの信号を取得することを特徴としている。
【００１１】
第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記判定手段は、発熱量の絶対値が所定値より小さい場合に、前記出力ズレが発生していることを判定する手段を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、モータリング時または燃料カット時の筒内圧が筒内圧センサにより計測され、その筒内圧が最大となる位置でのクランク角センサの信号（以下、「基準信号」と称する）に対応するクランク角がＴＤＣとなるように、当該クランク角センサの信号にクランク角の値が同期される。この際、基準信号の取得は、内燃機関の機関回転数が所定回転数よりも大きい場合に行われる。筒内の圧縮漏れの影響は機関回転数が大きい領域において発生し難い。このため、本発明によれば、圧縮漏れの影響が極力排除された筒内圧検出値を用いて基準信号の取得およびクランク角の同期動作が行なわれるので、クランク角に対応した筒内圧情報を高精度に検出することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、機関の充填効率（機関負荷）が高いほど、基準信号の取得条件である機関回転数の下限値が大きな値に設定される。機関の充填効率が高いほど圧縮漏れは大きくなる。このため、本発明によれば、機関の充填効率が高いほど機関回転数の下限値が大きな値に設定されるので、充填効率が高い場合であっても、基準信号の取得条件を圧縮漏れの小さい範囲に限定することが可能となる。
【００１４】
第３の発明によれば、筒内圧検出値に出力ズレが生じている場合には、基準信号の取得動作が制限される。このため、本発明によれば、出力ズレの影響が重畳した基準信号を用いてクランク角の同期動作が行なわれることを有効に抑止することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、筒内圧検出値に出力ズレが生じている場合には、当該出力ズレを補正した上で基準信号が取得される。このため、本発明によれば、出力ズレの影響が排除された基準信号を用いてクランク角の同期動作が行なわれるので、クランク角に対応した筒内圧情報を高精度に検出することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、発熱量の絶対値が所定値よりも小さい場合に、出力ズレが発生していると判定される。出力ズレが生じていない場合には、発熱量が０近傍で推移するのに対して、出力ズレが発生していると、発熱量が０近傍を超えて大きな値に推移する。このため、本発明によれば、発熱量の絶対値と所定値とを比較することにより、出力ズレの発生有無を高精度に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。
【図２】モータリング時のクランク角に対する筒内圧変化を示す図である。
【図３】図２におけるＴＤＣ近傍の筒内圧変化を詳細に説明するための図である。
【図４】機関回転数に対するＰｍａｘの実ＴＤＣからのズレ量を示す図である。
【図５】機関負荷の大きさに応じた所定回転数ＮＥｔｈの設定例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図７】出力ズレの有無による筒内圧力挙動の差異を示す図である。
【図８】出力ズレの有無による発熱量挙動を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２において実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】出力ズレの影響を補正する手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、ガソリンを燃料とする火花点火式の多気筒エンジンとして構成されている。内燃機関１０の筒内には、その内部を往復運動するピストン１２が設けられている。また、内燃機関１０は、シリンダヘッド１４を備えている。ピストン１２とシリンダヘッド１４との間には、燃焼室１６が形成されている。燃焼室１６には、吸気通路１８および排気通路２０の一端がそれぞれ連通している。吸気通路１８および排気通路２０と燃焼室１６との連通部には、それぞれ吸気弁２２および排気弁２４が配置されている。
【００２０】
吸気弁２２には、バルブタイミングを可変制御する吸気バルブタイミング制御装置３６が備えられている。本実施形態では、吸気バルブタイミング制御装置３６として、クランク軸に対するカム軸（図示略）の位相角を変化させることで、作用角は一定のまま開閉タイミングを進角或いは遅角する可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）が用いられているものとする。
【００２１】
吸気通路１８の入口には、エアクリーナ２６が取り付けられている。エアクリーナ２６の下流には、スロットルバルブ２８が配置されている。スロットルバルブ２８は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。
【００２２】
シリンダヘッド１４には、燃焼室１６の頂部から燃焼室１６内に突出するように点火プラグ３０が取り付けられている。また、シリンダヘッド１４には、燃料を筒内に噴射するための燃料噴射弁３２が設けられている。更に、シリンダヘッド１４には、各気筒の筒内圧力を検出するための筒内圧センサ（ＣＰＳ）３４がそれぞれ組み込まれている。
【００２３】
本実施の形態のシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、上述した筒内圧センサ３４の他、クランク軸の回転位置を検知するためのクランク角センサ４２等の各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述したスロットルバルブ２８、点火プラグ３０、燃料噴射弁３２等の各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００２４】
［実施の形態１の動作］
筒内圧センサ（ＣＰＳ）は、筒内の燃焼状態を直接検出することができる点で、非常に有効なセンサである。このため、該ＣＰＳの出力は、内燃機関の各種制御の制御パラメータとして利用される。例えば、検出された筒内圧は、筒内へ吸入された吸入空気量の算出、図示トルクの変動等の演算、発熱量ＰＶκやＭＦＢ（燃焼質量割合）の演算等に用いられる。これらは、失火検出や最適点火時期制御などに利用される。
【００２５】
但し、ＣＰＳから取得される信号を各種制御に用いるためには、当該信号が実クランク角情報と正確に同期していなければならない。しかしながら、筒内圧とクランク角とは、それぞれ異なるセンサによって計測された後、ＥＣＵ等によりその情報が紐付けられる。このため、これらのセンサのアナログ信号のセンシングからデジタル情報の格納までの過程において、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理やＡ／Ｄ変換処理において各種時間的遅れが発生し、筒内圧情報とクランク角情報とが正確に紐付けできないおそれがある。
【００２６】
上記課題を解決するための方法としては、モータリング時又は燃料カット時（すなわち筒内燃焼が行われていない状態での機関駆動時であって、モータリング時は燃料噴射時または燃料未噴射時のモータリングを含む）の筒内圧情報を用いて、当該筒内圧が最大値となる時期を圧縮ＴＤＣとしてクランク角信号と実クランク角との関係を補正する方法（いわゆるＴＤＣ補正）が知られている。しかしながら、ＴＤＣ補正を実走行中に行うこととすると、ピストンリングとシリンダボアとの隙間から圧縮空気が漏れ出す現象（圧縮漏れ）が発生することがある。
【００２７】
図２は、モータリング時のクランク角に対する筒内圧変化を示す図である。この図に示すとおり、圧縮漏れが有る場合における筒内圧最大値Ｐｍａｘのクランク角は、圧縮漏れがない場合のＰｍａｘのクランク角（すなわち、実ＴＤＣ）に比して進角側にずれていることが分かる。このことを、図３を用いて詳細に説明する。図３は、図２におけるＴＤＣ近傍の筒内圧変化を詳細に説明するための図である。尚、図３中（ａ）は、ＴＤＣ近傍における圧縮漏れによる圧力減少量を示す図であり、図３中（ｂ）は、圧縮漏れ有無によるＰｍａｘの変化を示す図である。
【００２８】
圧縮漏れは高圧側の領域において時間に応じて進行する。このため、図３中（ａ）に示すとおり、ＴＤＣ近傍での圧縮漏れによる圧力減少量は、クランク角が遅角側へ移行するほど多量となる。したがって、図３中（ｂ）に示すとおり、圧力変化が小さいＴＤＣ近傍において（ａ）に示すような圧縮漏れが発生すると、Ｐｍａｘのクランク角が進角側にずれてしまう。
【００２９】
また、圧縮漏れの度合は機関回転数に関連している。図４は、機関回転数に対するＰｍａｘの実ＴＤＣからのズレ量を示す図である。上述したとおり、圧縮漏れは時間に応じて進行する。このため、この図に示すとおり、機関回転数が低い領域においてＰｍａｘの実ＴＤＣからのズレ量が大きくなっている。
【００３０】
このように、モータリング時のＰｍａｘの実ＴＤＣからのズレ量は、機関回転数に応じて変化する。そこで、本実施の形態では、所定回転数ＮＥｔｈより大きい場合にＴＤＣ補正を行うこととする。所定回転数ＮＥｔｈは、圧縮空気の漏れが発生する時間が短く筒内圧の低下が無視できる回転数として、予め設定された回転数（例えば、２０００ｒｐｍ以上）を用いることができる。尚、このような条件が成立する場面としては、例えば、高回転時の燃料カットや、ハイブリッド車両において機関走行からＥＶ走行に切り替わった場合等が想定される。これにより、圧縮漏れの影響が無視できるほどに小さい場合の筒内圧検出値を用いてＴＤＣ補正を行うことができるので、ＴＤＣ補正の精度向上を図ることができる。
【００３１】
尚、圧縮漏れの度合は機関負荷（充填効率）にも関連している。すなわち、圧縮漏れは筒内圧が高圧であるほど多量となるため、筒内の充填効率が高いＰｍａｘの実ＴＤＣからのズレ量が大きくなる。そこで、本実施の形態では、充填効率の高さに応じて所定回転数ＮＥｔｈを設定することとしてもよい。図５は、充填効率の高さに応じた所定回転数ＮＥｔｈの設定例を説明するための図である。この図に示すとおり、充填効率が高いほど所定回転数ＮＥｔｈを大きな値に設定することが好ましい。これにより、充填効率が高い場合であっても、圧縮漏れの影響が無視できるほどに小さい場合の筒内圧検出値を用いてＴＤＣ補正を行うことができる。
【００３２】
［実施の形態１の具体的処理］
次に、フローチャートを参照して、本実施の形態のシステムにおいて実行されるＴＤＣ補正の具体的処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態１のルーチンを示すフローチャートである。図６に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０が未燃焼中であるか否かが判定される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、内燃機関１０の始動前の燃料未噴射のクランキング中や始動後のフューエルカット中であるか否かが判定される。その結果、未燃焼中ではないと判定された場合には、筒内圧のモータリング波形を検出することができないため、本ルーチンは速やかに終了される。
【００３３】
一方、上記ステップ１００において、未燃焼中であると判定された場合には、筒内圧のモータリング波形を検出可能と判断されて、次のステップに移行し、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈより大きいか否かが判定される（ステップ１０２）。所定回転数ＮＥｔｈは、圧縮空気の漏れが発生する時間が短く筒内圧の低下が無視できる回転数として、予め設定された回転数（例えば、２０００ｒｐｍ以上）が読み込まれる。尚、所定回転数ＮＥｔｈは、上述したように機関の充填効率に基づいて設定することとしてもよい。
【００３４】
上記ステップ１０２の結果、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められない場合には、筒内圧検出値に圧縮漏れによる出力ズレの影響が重畳していると判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ１０２において、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められた場合には、出力ズレの影響が無視できる程度に小さいと判断されて、次のステップに移行し、ＴＤＣ補正が行われる（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、筒内圧センサ３４を用いて、モータリング中の筒内圧最大値Ｐｍａｘが特定される。次に、Ｐｍａｘに対応するクランク角θＰｍａｘ（基準信号）がクランク角センサ４２により検出される。そして、次式（１）に従い、クランク角θＰｍａｘがＴＤＣとなるようにクランク角が修正される。
修正後のクランク角（ＴＤＣ）＝θＰｍａｘ＋クランク角修正量  ・・・（１）
（クランク角修正量＝ＴＤＣ−θＰｍａｘ）
【００３５】
次に、上記ステップ１０４において算出されたクランク角修正量が学習される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４において算出されたクランク角修正量を用いて、クランク角センサ４２の信号とそれに対応するクランク角（計測値）との関係が補正される。
【００３６】
以上説明したとおり、本実施の形態１の筒内圧検出装置によれば、ＴＤＣ補正を高精度に実現することにより、筒内圧センサ３４の検出信号とクランク角センサ４２の検出信号とを精度よく同期させることができる。これにより、実クランク角に対応する筒内圧を精度よく検出することが可能となる。
【００３７】
ところで、上述した実施の形態１の筒内圧検出装置では、充填効率に基づいて所定回転数ＮＥｔｈを設定する例について説明したが、冷却水温が低いほど圧縮漏れの影響は大きくなる傾向にあるため、冷却水温を更なるパラメータとして、所定回転数ＮＥｔｈの設定へ反映させることとしてもよい。具体的には、例えば、充填効率および冷却水温に対応する所定回転数ＮＥｔｈをマップ等に記憶しておくことで実現することができる。
【００３８】
尚、上述した実施の形態１においては、θＰｍａｘが前記第１の発明の「筒内圧センサにより最大筒内圧が検出される時点でのクランク角センサの信号」に相当している。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１００〜１０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「同期手段」が実現されている。
【００３９】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図７乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に後述する図９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。
【００４０】
上述した実施の形態１のシステムでは、未燃焼時の筒内圧センサ３４の検出値を用いて、クランク角信号と実クランク角との関係を補正することとしている。しかしながら、例えば、高負荷運転からフューエルカットに移行した場合など、筒内圧センサ３４のセンサ温度が変化している最中の検出値には、熱膨張もしくは収縮に起因する熱歪みや温度ドリフトによる出力ズレ（以下、単に「出力ズレ」と称する）が重畳する。図７は、出力ズレの有無による筒内圧力挙動の差異を示す図である。この図に示す通り、出力ズレが発生している場合には、出力ズレが発生していない場合に対して圧力挙動にズレが生じている。このような場合には、Ｐｍａｘを精度よく特定することができないので、クランク角のＴＤＣ補正には不向きである。
【００４１】
そこで、本実施の形態のシステムでは、出力ズレの有無を判断した上で、出力ズレの生じていない筒内圧挙動を選別し、ＴＤＣ補正を実施することとする。出力ズレの有無は、具体的には、未燃焼時の発熱量挙動から判断することができる。図８は、出力ズレの有無による発熱量挙動を示す図である。この図に示すとおり、出力ズレの生じていない未燃焼時には、発熱量ＰＶκが０近傍の範囲にあるのに対して、出力ズレが生じている場合には、発熱量が０近傍の範囲を超えて大きくなっている。したがって、未燃焼時の発熱量（絶対値）が所定の範囲に含まれているか否かを判定することで、出力ズレの有無を正確に判定することが可能となる。
【００４２】
このように、出力ズレの有無を判断した上で、出力ズレの生じていない筒内圧挙動を用いてＴＤＣ補正を行うことにより、補正精度を高めることが可能となる。
【００４３】
[実施の形態２の具体的処理]
次に、実施の形態２のシステムにおける具体的処理について説明する。図９は、ＥＣＵ４０が本実施の形態２において実行するルーチンを示すフローチャートである。図９に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０が未燃焼中であるか否かが判定される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、未燃焼中ではないと判定された場合には、筒内圧のモータリング波形を検出することができないため、本ルーチンは速やかに終了される。
【００４４】
一方、上記ステップ２００において、未燃焼中であると判定された場合には、筒内圧のモータリング波形を検出可能と判断されて、次のステップに移行し、発熱量の絶対値が所定値Ｑｔｈよりも小さいか否かが判定される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、未燃焼時の圧縮行程から膨張行程にかけての発熱量が順次算出されて所定値Ｑｔｈと比較される。所定値Ｑｔｈは、未燃焼時の発熱量が正常であることを判定するための閾値として、予め記憶された値が読み込まれる。
【００４５】
上記ステップ２０２の処理の結果、｜発熱量｜＜Ｑｔｈの成立が認められない場合には、出力ズレが発生しているためＴＤＣ補正を行うことができないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ２０２において、｜発熱量｜＜Ｑｔｈの成立が認められた場合には、出力ズレが発生していないためＴＤＣ補正を行うことができると判断されて、次のステップに移行し、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈより大きいか否かが判定される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。その結果、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められない場合には、筒内圧検出値に圧縮漏れによる出力ズレの影響が重畳していると判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００４６】
一方、上記ステップ２０４において、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められた場合には、出力ズレの影響が無視できる程度に小さいと判断されて、次のステップに移行し、ＴＤＣ補正が行われる（ステップ２０６）。次に、上記ステップ２０６において算出されたクランク角修正量が学習される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４〜１０６と同様の処理が実行される。
【００４７】
以上説明したとおり、本実施の形態２の筒内圧検出装置によれば、出力ズレが発生していない場合にクランク角のＴＤＣ補正が実施される。これにより、筒内圧センサ３４の検出信号とクランク角の計測値との関係を有効に補正することができるので、実クランク角に対応する筒内圧を精度よく検出することが可能となる。
【００４８】
ところで、上述した実施の形態２の筒内圧検出装置では、出力ズレが発生していない場合にクランク角補正を実施することとしているが、出力ズレが発生している場合であっても、筒内圧挙動に重畳する出力ズレの影響を補正した上でクランク角のＴＤＣ補正を行うこととしてもよい。図１０は、出力ズレの影響を補正する手法を説明するための図である。尚、図１０中の（ａ）は補正前後のＰＶκ挙動を、図１０中の（ｂ）は、補正前後の筒内圧挙動を示している。図１０（ａ）に示すとおり、先ず、補正前のＰＶκから出力ズレの影響を補正する。具体的には、例えば、正常時の発熱量挙動を学習しておき、補正後の発熱量ＰＶκが当該学習された正常値となるように補正する。そして、補正後のＰＶκをＶκで除算することにより、図１０中（ｂ）に示す補正後の筒内圧挙動を算出することができる。尚、正常時の発熱量挙動は、デポジットの堆積等による冷却損失の変化により、０（ゼロ）とはならない。このため、ここでは、デポジットの指標等を用いてベースの発熱量の波形に対する変化量を学習し、これらの影響を踏まえた正常時の発熱量挙動を学習しておく必要がある。発熱量挙動を補正して筒内圧挙動に変換する技術は、例えば、特開２０１０−２３６５３４号公報等に詳細に記載されているので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４９】
また、上述した実施の形態２の筒内圧検出装置では、機関回転数と機関負荷率とに基づいて基準クランク角θＰｍａｘｔｇｔを特定することとしているが、機関回転数と機関負荷率との何れか一方のみを用いてθＰｍａｘｔｇｔを特定してもよい。また、冷却水温が低いほど圧縮漏れの影響は大きくなる傾向にある。そこで、冷却水温を更なるパラメータとして、θＰｍａｘｔｇｔの特定へ反映させることとしてもよい。具体的には、例えば、機関回転数、機関負荷率および冷却水温に対応する基準クランク角θＰｍａｘｔｇｔをマップ等に記憶しておくことで実現することができる。これにより、基準クランク角θＰｍａｘｔｇｔを更に精度よく特定することが可能となる。
【００５０】
また、上述した実施の形態２の筒内圧検出装置では、機関負荷に基づいて所定回転数ＮＥｔｈを設定する例について説明したが、冷却水温が低いほど圧縮漏れの影響は大きくなる傾向にあるため、冷却水温を更なるパラメータとして、所定回転数ＮＥｔｈの設定へ反映させることとしてもよい。具体的には、例えば、機関負荷および冷却水温に対応する所定回転数ＮＥｔｈをマップ等に記憶しておくことで実現することができる。
【００５１】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより、前記第４，第５および第６の発明における「判定手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００５２】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  シリンダヘッド
１６  燃焼室
１８  吸気通路
２０  排気通路
２２  吸気弁
２４  排気弁
２６  エアクリーナ
２８  スロットルバルブ
３０  点火プラグ
３２  燃料噴射弁
３４  筒内圧センサ（ＣＰＳ）
３６  吸気バルブタイミング制御装置（ＶＶＴ）
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２  クランク角センサ
【図１】
2014080918.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年9月18日(2013.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の所定気筒に設けられた筒内圧センサと、前記内燃機関のクランク軸の回転に同期した信号を出力するクランク角センサと、を有し、所定のクランク角における筒内圧を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、
前記内燃機関のモータリング時又は燃料カット時であり、且つ機関回転数が所定回転数より大きい場合に、前記筒内圧センサにより最大筒内圧が検出される時点での前記クランク角センサの信号に対応するクランク角がＴＤＣとなるように、前記クランク角センサの信号にクランク角を同期させる同期手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項２】
前記同期手段は、前記内燃機関の充填効率が高いほど前記所定回転数を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項３】
前記筒内圧センサの検出値に出力ズレが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記出力ズレが生じていると判定された場合に、前記同期手段による動作を制限する制限手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項４】
前記筒内圧センサの検出値に出力ズレが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記出力ズレが生じていると判定された場合に、当該出力ズレを補正する補正手段と、を更に備え、
前記同期手段は、前記補正手段による補正後の筒内圧を用いて最大筒内圧が検出される時点での前記クランク角センサの信号を取得することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【請求項５】
前記判定手段は、発熱量の絶対値が所定値より小さい場合に、前記出力ズレが発生していないことを判定する手段を含むことを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の筒内圧検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記判定手段は、発熱量の絶対値が所定値より小さい場合に、前記出力ズレが発生していないことを判定する手段を含むことを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第５の発明によれば、発熱量の絶対値が所定値よりも小さい場合に、出力ズレが発生していないと判定される。出力ズレが生じていない場合には、発熱量が０近傍で推移するのに対して、出力ズレが発生していると、発熱量が０近傍を超えて大きな値に推移する。このため、本発明によれば、発熱量の絶対値と所定値とを比較することにより、出力ズレの発生有無を高精度に判定することができる。