(57)【要約】【課題】この発明は、筒内圧センサに生じた異常の故障モードを特定することのできる筒内圧センサの異常検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関の燃焼室内に配置された筒内圧センサの出力に基づいて、１サイクル中の最大筒内圧を検出する。複数サイクルにおいて検出された最大筒内圧の平均値μＰｍａｘ及びばらつきを示す指標値σＰｍａｘを、前記内燃機関の運転条件毎に算出する。所定の運転条件について、予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の最大筒内圧の基準平均値μＰｓｔｄと前記平均値μＰｍａｘとを比較した比較結果と、予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の最大筒内圧のばらつきを示す基準指標値σＰｓｔｄと前記指標値σＰｍａｘとを比較した比較結果に基づいて前記筒内圧センサの故障モードを特定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内に配置された筒内圧センサの異常検出装置であって、
前記筒内圧センサの出力に基づいて、１サイクル中の最大筒内圧を検出する最大筒内圧検出手段と、
複数サイクルにおいて前記最大筒内圧検出手段により検出された最大筒内圧の平均値μＰｍａｘ及びばらつきを示す指標値σＰｍａｘを、前記内燃機関の運転条件毎に算出する分布パラメータ値算出手段と、
所定の運転条件について、予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の最大筒内圧の基準平均値μＰｓｔｄと前記平均値μＰｍａｘとを比較する第１比較手段と、
予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の最大筒内圧のばらつきを示す基準指標値σＰｓｔｄと前記指標値σＰｍａｘとを比較する第２比較手段と、
前記第１比較手段と前記第２比較手段のそれぞれより得られた結果に基づいて前記筒内圧センサの故障モードを特定する故障モード特定手段と、
を備えることを特徴とする筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項２】
前記故障モードは、感度異常、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きの少なくとも１つを含むこと、を特徴とする請求項１記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項３】
前記感度異常は、感度低下を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも小さい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度低下であると判定する感度低下判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項２記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項４】
前記感度異常は、感度上昇を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度上昇であると判定する感度上昇判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項２又は３記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項５】
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの熱歪誤差悪化であると判定する熱歪誤差悪化判定手段を含むこと、を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項６】
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄと同じである場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの予荷重抜けであると判定する予荷重抜け判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項７】
前記故障モード特定手段は、前記指標値σＰｍａｘが０である場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの上張り付きであると判定する上張り付き判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項８】
前記燃焼室内での燃焼期間末期から排気バルブが開弁するまでの間の所定クランク角ａにおける前記筒内圧センサの出力に基づいて、発熱量に相当する発熱量相当値を算出する発熱量相当値算出手段を備え、
前記分布パラメータ値算出手段は、複数サイクルにおいて前記最大筒内圧検出手段により検出された最大筒内圧の平均値μＰｍａｘ及びばらつきを示す指標値σＰｍａｘと、複数サイクルにおいて前記発熱量相当値算出手段により算出された発熱量相当値の平均値μＱａ及びばらつきを示す指標値σＱａと、を前記内燃機関の運転条件毎に算出し、
予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の前記所定クランク角ａにおける発熱量相当値の基準平均値μＱｓｔｄと前記平均値μＱａとを比較する第３比較手段と、
予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の前記所定クランク角ａにおける発熱量相当値のばらつきを示す基準指標値σＱｓｔｄと前記指標値σＱａとを比較する第４比較手段とを更に備え、
前記故障モード特定手段は、前記第１比較手段乃至前記第４比較手段のそれぞれより得られた結果に基づいて前記筒内圧センサの故障モードを特定すること、
を特徴とする請求項１記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項９】
前記故障モードは、感度異常、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きの少なくとも１つを含むこと、を特徴とする請求項８記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項１０】
前記感度異常は、感度低下を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも小さい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度低下であると判定する感度低下判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項９記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項１１】
前記感度異常は、感度上昇を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度上昇であると判定する感度上昇判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項９又は１０記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項１２】
前記故障モード特定手段は、発熱量相当値についての前記平均値μＱａが前記基準平均値μＱｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＱａが前記基準指標値σＱｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの熱歪誤差悪化であると判定する熱歪誤差悪化判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項１３】
前記故障モード特定手段は、発熱量相当値についての前記平均値μＱａが０であり、かつ、前記指標値σＱａが０である場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの予荷重抜けであると判定する予荷重抜け判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項１４】
前記故障モード特定手段は、前記指標値σＰｍａｘが０である場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの上張り付きであると判定する上張り付き判定手段を含むこと、
を特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【請求項１５】
前記所定クランク角ａは燃焼終了時のクランク角であること、
を特徴とする請求項８乃至１４のいずれか１項記載の筒内圧センサの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、筒内圧センサの異常検出装置に関する。より具体的には、内燃機関の燃焼室内に配置された筒内圧センサの出力異常を検出する装置として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高まる低燃費ニーズから、アイドリングストップや減筒運転など種々の発明がなされている。こうした発明の中には、筒内圧センサの出力から算出される図示トルクなどを用いた制御が多数ある。しかし、筒内圧センサを用いた図示トルクなどは、筒内圧センサが出力異常を起こした場合に正しく算出されないという課題がある。
【０００３】
このような課題に対して、例えば特許文献１には、筒内圧センサの異常を検出する異常検出装置が開示されている。この異常検出装置は、燃料カット運転時に圧縮上死点を中心として対称となる基準圧力特性と、実際の燃料カット運転時に筒内圧センサの出力信号に基づいて検出した検出圧力特性とを比較し、圧力特性のずれ量が所定ずれ量を超える場合に筒内圧センサの異常を検出する。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１７２号公報
【特許文献２】特開２００４−０１９５６６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４９５６２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３３３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、筒内圧センサの異常には、感度異常（感度低下、感度上昇）、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付き等の故障モード（異常状態の分類）がある。上述した特許文献１の異常検出装置では、筒内圧センサに出力異常が生じたことは検出できるものの、その故障モードが、感度異常（感度低下、感度上昇）、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きのいずれであるのかは判別できない。
【０００６】
筒内圧センサの故障モードによって、筒内圧センサの出力精度を向上させるために施される処置（補正制御など）は異なる。筒内圧センサの出力を用いた各種制御を好適に実行する上で、筒内圧センサに生じた異常の故障モードを特定できることが望まれている。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、筒内圧センサに生じた異常の故障モードを特定することのできる筒内圧センサの異常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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃焼室内に配置された筒内圧センサの異常検出装置であって、
前記筒内圧センサの出力に基づいて、１サイクル中の最大筒内圧を検出する最大筒内圧検出手段と、
複数サイクルにおいて前記最大筒内圧検出手段により検出された最大筒内圧の平均値μＰｍａｘ及びばらつきを示す指標値σＰｍａｘを、前記内燃機関の運転条件毎に算出する分布パラメータ値算出手段と、
所定の運転条件について、予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の最大筒内圧の基準平均値μＰｓｔｄと前記平均値μＰｍａｘとを比較する第１比較手段と、
予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の最大筒内圧のばらつきを示す基準指標値σＰｓｔｄと前記指標値σＰｍａｘとを比較する第２比較手段と、
前記第１比較手段と前記第２比較手段のそれぞれより得られた結果に基づいて前記筒内圧センサの故障モードを特定する故障モード特定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記故障モードは、感度異常、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きの少なくとも１つを含むこと、を特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記感度異常は、感度低下を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも小さい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度低下であると判定する感度低下判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第２又は第３の発明において、
前記感度異常は、感度上昇を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが筒内圧センサの感度上昇であると判定する感度上昇判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第２乃至第３の発明のいずれかにおいて、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの熱歪誤差悪化であると判定する熱歪誤差悪化判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第２乃至第５の発明のいずれかにおいて、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄと同じである場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの予荷重抜けであると判定する予荷重抜け判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第２乃至第６の発明のいずれかにおいて、
前記故障モード特定手段は、前記指標値σＰｍａｘが０である場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの上張り付きであると判定する上張り付き判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１５】
また、第８の発明は、第１の発明において、
前記燃焼室内での燃焼期間末期から排気バルブが開弁するまでの間の所定クランク角ａにおける前記筒内圧センサの出力に基づいて、発熱量に相当する発熱量相当値を算出する発熱量相当値算出手段を更に備え、
前記分布パラメータ値算出手段は、複数サイクルにおいて前記最大筒内圧検出手段により検出された最大筒内圧の平均値μＰｍａｘ及びばらつきを示す指標値σＰｍａｘと、複数サイクルにおいて前記発熱量相当値算出手段により算出された発熱量相当値の平均値μＱａ及びばらつきを示す指標値σＱａと、を前記内燃機関の運転条件毎に算出し、
予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の前記所定クランク角ａにおける発熱量相当値の基準平均値μＱｓｔｄと前記平均値μＱａとを比較する第３比較手段と、
予め記憶した前記筒内圧センサ正常時の前記所定クランク角ａにおける発熱量相当値のばらつきを示す基準指標値σＱｓｔｄと前記指標値σＱａとを比較する第４比較手段とを更に備え、
前記故障モード特定手段は、前記第１比較手段乃至前記第４比較手段のそれぞれより得られた結果に基づいて前記筒内圧センサの故障モードを特定すること、を特徴とする。
【００１６】
また、第９の発明は、第８の発明において、前記故障モードは、感度異常、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きの少なくとも１つを含むこと、を特徴とする。
【００１７】
また、第１０の発明は、第９の発明において、
前記感度異常は、感度低下を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも小さい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度低下であると判定する感度低下判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１８】
また、第１１の発明は、第９又は第１０の発明において、
前記感度異常は、感度上昇を含み、
前記故障モード特定手段は、前記平均値μＰｍａｘが前記基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、前記指標値σＰｍａｘが前記基準指標値σＰｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの感度上昇であると判定する感度上昇判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００１９】
また、第１２の発明は、第９乃至第１１の発明のいずれかにおいて、
前記故障モード特定手段は、発熱量相当値についての前記平均値μＱａが前記基準平均値μＱｓｔｄよりも小さく、かつ、前記指標値σＱａが前記基準指標値σＱｓｔｄよりも大きい場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの熱歪誤差悪化であると判定する熱歪誤差悪化判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００２０】
また、第１３の発明は、第９乃至第１２の発明のいずれかにおいて、
前記故障モード特定手段は、発熱量相当値についての前記平均値μＱａが０であり、かつ、前記指標値σＱａが０である場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの予荷重抜けであると判定する予荷重抜け判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００２１】
また、第１４の発明は、第９乃至第１３の発明のいずれかにおいて、
前記故障モード特定手段は、前記指標値σＰｍａｘが０である場合に、前記故障モードが前記筒内圧センサの上張り付きであると判定する上張り付き判定手段を含むこと、を特徴とする。
【００２２】
また、第１５の発明は、第８乃至第１４の発明のいずれかにおいて、前記所定クランク角ａは燃焼終了時のクランク角であること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、所定の運転条件について、予め記憶した筒内圧センサ正常時の最大筒内圧の基準平均値μＰｓｔｄと実際に検出した最大筒内圧の平均値μＰｍａｘとの比較と、予め記憶した筒内圧センサ正常時の最大筒内圧のばらつきを示す基準指標値σＰｓｔｄと検出した最大筒内圧のばらつきを示す指標値σＰｍａｘとの比較とに基づいて、筒内圧センサに生じた異常の故障モードを特定することができる。
【００２４】
第２の発明によれば、感度異常、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きといった故障モードを判定することができる。なお、予荷重抜けとは、筒内圧センサ１８の圧力検出素子の予荷重を緩める方向へと筒内圧センサの構造が変化することであり、予荷重が緩むと、予荷重によって向上せしめていた出力感度が低下し、結果的に筒内圧の測定に支障をきたすこととなる。上張り付きとは、零点を示す筒内圧センサの出力電圧が上昇することにより、最大の出力電圧までの変化量が小さくなり、検出可能な筒内圧の最大値が低下することである。
【００２５】
第３の発明によれば、最大筒内圧の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが感度低下であることを特定することができる。
【００２６】
第４の発明によれば、最大筒内圧の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが感度上昇であることを特定することができる。
【００２７】
第５の発明によれば、最大筒内圧の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが熱歪誤差悪化であることを特定することができる。
【００２８】
第６の発明によれば、最大筒内圧の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが予荷重抜けであることを特定することができる。
【００２９】
第７の発明によれば、最大筒内圧のばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが上張り付きであることを特定することができる。
【００３０】
第８の発明によれば、所定の運転条件について、予め記憶した筒内圧センサ正常時の最大筒内圧の基準平均値μＰｓｔｄと実際に検出した最大筒内圧の平均値μＰｍａｘとの比較と、予め記憶した筒内圧センサ正常時の最大筒内圧のばらつきを示す基準指標値σＰｓｔｄと検出した最大筒内圧のばらつきを示す指標値σＰｍａｘとの比較と、予め記憶した筒内圧センサ正常時の所定クランク角ａにおける発熱量相当値の基準平均値μＱｓｔｄと実際に検出した発熱量相当値の平均値μＱａとの比較と、予め記憶した筒内圧センサ正常時の所定クランク角ａにおける発熱量相当値のばらつきを示す基準指標値σＱｓｔｄと実際に検出した発熱量相当値のばらつきを示す指標値σＱａとの比較とに基づいて、筒内圧センサに生じた異常の故障モードを特定することができる。
【００３１】
第９の発明によれば、感度異常、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きといった故障モードを判定することができる。
【００３２】
第１０の発明によれば、最大筒内圧の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが感度低下であることを特定することができる。
【００３３】
第１１の発明によれば、最大筒内圧の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが感度上昇であることを特定することができる。
【００３４】
第１２の発明によれば、所定クランク角ａにおける発熱量相当値の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが熱歪誤差悪化であることを特定することができる。
【００３５】
第１３の発明によれば、所定クランク角ａにおける発熱量相当値の平均値とばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが予荷重抜けであることを特定することができる。
【００３６】
第１４の発明によれば、最大筒内圧のばらつきを示す指標値の正常時からの変化に基づいて、故障モードが上張り付きであることを特定することができる。
【００３７】
第１５の発明によれば、発熱量相当値のサイクル間のばらつきが大きい（Ｓ／Ｎ比が高い）クランク角を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための概念図である。
【図２】走行履歴における運転条件の頻度イメージを示す図である。
【図３】筒内圧センサ１８の出力正常時の筒内圧パラメータの分布例を示す図である。
【図４】筒内圧センサ１８の出力異常時の筒内圧パラメータの分布例を示す図である。
【図５】筒内圧センサの異常検出装置における処理概要を示すフローチャートである。
【図６】筒内圧センサ１８に出力異常が生じた場合の筒内圧パラメータの分布の変化傾向をまとめた図である。
【図７】本発明の実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行する筒内圧センサ１８の故障モード特定ルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２においてＥＣＵ５０が実行する筒内圧センサ１８の故障モード特定ルーチンのフローチャートである。
【図９】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎の筒内圧Ｐを表したグラフである。
【図１０】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎の発熱量相当値ＰＶκを表したグラフである。
【図１１】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図１２】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図１３】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図１４】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図１５】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図１６】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図１７】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図１８】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図１９】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図２０】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図２１】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図２２】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図２３】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図２４】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図２５】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図２６】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図２７】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図２８】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図２９】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図３０】筒内圧センサ１８の感度低下時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図３１】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図３２】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図３３】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図３４】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図３５】筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図３６】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時における筒内圧の変動量ΔＰの例を表したグラフである。
【図３７】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図３８】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図３９】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図４０】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図４１】筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図４２】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図４３】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図４４】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図４５】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図４６】筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図４７】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図４８】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図４９】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図５０】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図５１】筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図５２】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図５３】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図５４】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図５５】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図５６】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（２ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図５７】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（２ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図５８】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（５ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図５９】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（５ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図６０】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６１】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６２】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６３】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６４】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６５】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６６】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（２ＭＰａ）時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６７】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（２ＭＰａ）時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６８】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（２ＭＰａ）時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図６９】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（５ＭＰａ）時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図７０】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（５ＭＰａ）時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図７１】筒内圧センサ１８の予荷重抜け（５ＭＰａ）時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図７２】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図７３】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図７４】筒内圧センサ１８の上張り付き（５ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図７５】筒内圧センサ１８の上張り付き（５ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図７６】筒内圧センサ１８の上張り付き（２ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図７７】筒内圧センサ１８の上張り付き（２ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図７８】筒内圧センサ１８の上張り付き（１ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰを表したグラフである。
【図７９】筒内圧センサ１８の上張り付き（１ＭＰａ）時におけるクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【図８０】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８１】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８２】筒内圧センサ１８の出力正常時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８３】筒内圧センサ１８の上張り付き（５ＭＰａ）時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８４】筒内圧センサ１８の上張り付き（５ＭＰａ）時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８５】筒内圧センサ１８の上張り付き（５ＭＰａ）時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８６】筒内圧センサ１８の上張り付き（２ＭＰａ）時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８７】筒内圧センサ１８の上張り付き（２ＭＰａ）時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８８】筒内圧センサ１８の上張り付き（２ＭＰａ）時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図８９】筒内圧センサ１８の上張り付き（１ＭＰａ）時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図９０】筒内圧センサ１８の上張り付き（１ＭＰａ）時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【図９１】筒内圧センサ１８の上張り付き（１ＭＰａ）時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。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。
【００４０】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための概念図である。
図１に示すシステムは、内燃機関（以下、単にエンジンとも称する）１０を備えている。内燃機関１０は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、例えば、過給リーンバーンエンジンである。
【００４１】
図１には１つの気筒のみが描かれているが、車両用の内燃機関１０は、一般的に複数の気筒から構成されている。各気筒には、その内部を往復運動するピストンが配置されている。各気筒のピストン上面からシリンダヘッドまでの空間は燃焼室１２を形成している。各気筒には、燃焼室１２内に燃料を噴射する燃料噴射弁１４が取り付けられている。燃料として、例えばガソリンやアルコールが用いられる。また、各気筒には、点火時期に応じて筒内の混合気に点火する点火プラグ１６、筒内圧（燃焼圧）Ｐを検出するための筒内圧センサ（ＣＰＳ）１８が配置されている。なお、ピストンの往復運動は、クランク軸の回転運動に変換される。クランク軸の近傍には、クランク位置、クランク角速度及びエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ２０が取り付けられている。
【００４２】
内燃機関１０には、空気を気筒内に取り込むための吸気通路２２と、気筒内から排気ガスを排出するための排気通路２４とが接続されている。吸気通路２２の入口近傍には、吸気通路２２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２６が取り付けられている。
【００４３】
エンジン１０は、排気ガスのエネルギによって過給を行うターボチャージャ２８を備えている。エアフローメータ２６の下流には、ターボチャージャ２８のコンプレッサ２８ａが配置されている。ターボチャージャ２８は、コンプレッサ２８ａと一体的に連結され排気ガスのエネルギによって回転するタービン２８ｂを備えている。コンプレッサ２８ａは、タービン２８ｂに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。
【００４４】
コンプレッサ２８ａの下流には、吸気通路２２を流れる空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ３０が設けられている。スロットルバルブ３０の近傍にはスロットルバルブ３０の開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ３２が取り付けられている。スロットルバルブ３０の下流には、吸気通路２２内の吸気管圧に応じた信号を出力する吸気管圧センサ３４が設けられている。吸気通路２２の下流端には、吸気通路２２と燃焼室１２との間を開閉する吸気バルブ３６が設けられている。
【００４５】
排気通路２４の上流端には、燃焼室１２と排気通路２４との間を開閉する排気バルブ３８が設けられている。排気バルブ３８の下流には、排気ガスのエネルギによって回転するタービン２８ｂが配置されている。タービン２８ｂの下流には、排気ガス中の成分を浄化する触媒が設けられている。
【００４６】
また、本実施形態のシステムは、外部ＥＧＲ（排気再循環）装置を備えている。外部ＥＧＲ装置は、排気通路２４を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路２２に還流させる。具体的には、タービン２８ｂ上流の排気通路２４と、スロットルバルブ３０下流の吸気通路２２とを接続するＥＧＲ通路４０が設けられている。ＥＧＲ通路４０には、ＥＧＲクーラ、ＥＧＲバルブが設けられている。
【００４７】
本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を更に備えている。ＥＣＵ５０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む記憶回路を備えた演算処理装置により構成されている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述した筒内圧センサ１８、クランク角センサ２０、エアフローメータ２６、スロットル開度センサ３２の他、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。
【００４８】
ＥＣＵ５０の出力部には、上述した燃料噴射弁１４、点火プラグ１６、スロットルバルブ３０の他、内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、各種センサ出力に基づいて、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを駆動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００４９】
［本発明における特徴的手法の概要］
図２は、走行履歴における運転条件の頻度イメージを示す図である。
ＥＣＵ５０は走行履歴を記憶する。走行履歴には、運転条件（負荷率ＫＬとエンジン回転数ＮＥとで定まる。）と、クランク角に応じた筒内圧センサ１８の出力が含まれる。走行履歴を運転条件ごとに区分すると、図２に示すようにその使用頻度は異なる。
【００５０】
さらに、過去所定サイクル数における走行履歴から、筒内圧パラメータの分布を算出することができる。本明細書において、筒内圧パラメータとは、筒内圧センサ１８の出力に基づくパラメータであり、具体的には、１サイクル中の最大筒内圧や、所定クランク角における筒内圧センサ１８の出力に基づいて算出される発熱量相当値である。また、筒内圧パラメータの分布は、筒内圧パラメータの平均値やばらつきを示す指標値で表される。ばらつきを示す指標値の一例として、ここでは３σ（σは標準偏差）を用いる。
【００５１】
図３は、筒内圧センサ１８の出力正常時の筒内圧パラメータの分布例を示す図であり、所定の運転条件（図２）における筒内圧パラメータの平均値μ１及びばらつきを示す指標値３σ１が示されている。
【００５２】
図４は、筒内圧センサ１８の出力異常時の筒内圧パラメータの分布例を示す図であり、図３と同運転条件における筒内圧パラメータの平均値μ２及びばらつきを示す指標値３σ２が示されている。図３と図４を比較すると分かるように、筒内圧センサ１８の出力正常時と出力異常時とでは、筒内圧パラメータの平均値μやばらつきを示す指標σが異なる。
【００５３】
（筒内圧センサの異常検出装置の処理概要）
図５は、筒内圧センサの異常検出装置における処理概要を示すフローチャートである。ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力正常時の筒内圧パラメータの分布１（μ１，３σ１）を運転条件毎に定めたマップを予め記憶している。まず、ＥＣＵ５０は、走行履歴を有する所定の運転条件（図２）に応じた筒内圧パラメータの分布１（μ１，３σ１）をマップより算出する（ステップＳ１００）。また、ＥＣＵ５０は、該運転条件について走行中に蓄積した過去所定サイクル数の走行履歴から筒内圧パラメータの分布２（μ２，３σ２）を算出する（ステップＳ１１０）。そして、分布１と分布２に差異があるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。分布１（図３）と分布２（図４）とに差異が認められる場合には、ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力に異常が生じていると判断する（ステップＳ１３０）。一方、差異が認められない場合には、ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力は正常であると判断する（ステップＳ１４０）。
【００５４】
筒内圧センサ１８の出力に異常が生じている場合（ステップＳ１３０）に、その故障モード（感度異常（感度低下、感度上昇）、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付き等）を特定できれば、故障モードに応じた適切な対策（補正制御など）を施すことができる。そのため、筒内圧センサ１８の出力を用いた各種制御を好適に実行する上で、筒内圧センサに生じた異常の故障モードを特定できることが望まれている。
【００５５】
そこで、本発明では、筒内圧センサ１８の出力正常時の筒内圧パラメータの分布と、走行中に蓄積した走行履歴から算出した筒内圧パラメータの分布とを比較した比較結果に基づいて、筒内圧センサ１８の故障モードを特定することとした。
【００５６】
［実施の形態１における故障モードの特定手法］
（分布パラメータの変化傾向まとめ図）
図６は、筒内圧センサ１８に出力異常が生じた場合の筒内圧パラメータの分布の変化傾向をまとめた図である。図６には、筒内圧パラメータの分布として、１サイクル中の最大筒内圧Ｐｍａｘ、１サイクル中の最大発熱量相当値ＰＶκｍａｘ、圧縮上死点から９０°後（ＡＴＤＣ９０°）の発熱量相当値ＰＶκａ９０それぞれについての平均値μ及びばらつきを示す指標値３σの出力正常時に対する変化傾向が示されている。なお、ＰＶκは、所定クランク角ａにおいて筒内圧センサ１８により検出された筒内圧をＰ、所定クランク角ａにおける筒内容積をＶ、筒内ガスの比熱比をκとしたとき、κを累乗の指数としてＶを累乗した値とＰとの乗算値である。
【００５７】
本発明の実施の形態１では、筒内圧パラメータの分布として最大筒内圧Ｐｍａｘの平均値μＰｍａｘとばらつきを示す指標値３σＰｍａｘを用いて故障モードを特定する。図６に示すように、感度低下時には、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも小さくなる。ここで、基準平均値μＰｓｔｄとは筒内圧センサ１８正常時の最大筒内圧の平均値であり、基準指標値３σＰｓｔｄとは筒内圧センサ１８正常時の最大筒内圧のばらつきを示す指標値である。感度上昇時には、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも大きくなる。熱歪誤差悪化時には、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも大きくなる。予荷重抜け時には、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄと同じになる。上張り付き時には、指標値３σＰｍａｘが０になる。
【００５８】
（実施の形態１における筒内圧センサの故障モード特定ルーチン）
次に、このような最大筒内圧の分布の変化傾向を用いた、本発明の実施の形態１における筒内圧センサの故障モードを特定するルーチンについて説明する。
【００５９】
図７は、本発明の実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行する筒内圧センサ１８の故障モード特定ルーチンのフローチャートである。ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力正常時の最大筒内圧の分布（μＰｓｔｄ，３σＰｓｔｄ）を運転条件毎に定めたマップを予め記憶している。まず、ＥＣＵ５０は、走行履歴を有する所定の運転条件（図２）に応じた最大筒内圧の分布（μＰｓｔｄ，３σＰｓｔｄ）をマップより算出する（ステップＳ２００）。好ましくは、運転条件は、利用頻度が高く筒内圧パラメータのサンプル数が多いものを選択する。これにより、故障モードの判定精度を高めることができる。
【００６０】
また、ＥＣＵ５０は、該運転条件について走行中に蓄積した過去所定サイクル数の走行履歴から最大筒内圧の分布（μＰｍａｘ，３σＰｍａｘ）を算出する（ステップＳ２１０）。
【００６１】
そして、ステップＳ２２０〜Ｓ２６０において、最大筒内圧の分布の変化傾向について判定する。ステップＳ２２０では、ＥＣＵ５０は、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも小さい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の感度低下であると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、感度低下を示す信号を出力する（ステップＳ２８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【００６２】
ステップＳ２３０では、ＥＣＵ５０は、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも大きい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の感度上昇であると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、感度上昇を示す信号を出力する（ステップＳ２８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【００６３】
ステップＳ２４０では、ＥＣＵ５０は、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも大きい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化であると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、熱歪誤差悪化を示す信号を出力する（ステップＳ２８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【００６４】
ステップＳ２５０では、ＥＣＵ５０は、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄと同じである場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の予荷重抜けであると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、予荷重抜けを示す信号を出力する（ステップＳ２８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【００６５】
ステップＳ２６０では、ＥＣＵ５０は、指標値３σＰｍａｘが０である場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の上張り付きであると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、上張り付きを示す信号を出力する（ステップＳ２８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【００６６】
一方、ステップＳ２２０〜Ｓ２６０のいずれの判定条件も成立しない場合には、ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力は正常であると判定する（ステップＳ２７０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【００６７】
以上説明したように、図７に示す故障モード特定ルーチンによれば、最大筒内圧の分布（μ，３σ）に基づいて故障モードが、感度低下、感度上昇、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きのいずれであるかを特定することができる。その結果、故障モードに応じた適切な処置（補正制御など）が可能となる。
また、各運転領域における燃焼を伴う運転中の筒内圧を蓄積して用いることで、フューエルカット時に比べてＳ／Ｎ比が高く、また、１トリップ中の検出回数も多いため、精度の高い異常判定が可能となる。
【００６８】
（変形例）
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ばらつきを示す指標値として３σを用いているが、この指標値はこれに限定されるものではない。例えば、σや２σを用いることとしてもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００６９】
また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ある１つの運転条件について故障モード特定ルーチンを実行し故障モードを特定することとしているが、これに限定されるものではない。複数の運転条件（好ましくは、利用頻度の高い複数の運転条件）について、故障モード特定ルーチンを実行した結果を総合的に判断することで、故障モードの判定精度を高めることも可能である。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００７０】
また、上述した実施の形態１におけるシステム構成は、図１に示すようにターボチャージャ、ＥＧＲ装置を備える構成としているが、システム構成はこれに限定されるものではない。ターボチャージャ、ＥＧＲ装置の一方あるいは両方を備えないシステムであってもよい。
【００７１】
本発明が適用されるエンジンは、上述の実施の形態のような筒内直噴エンジンには限定されない。ポート噴射式のエンジンにも本発明の適用は可能である。また、火花点火式のエンジンに限らず、圧縮自着火式のエンジンにも本発明を適用することができる。
【００７２】
尚、上述した実施の形態１においては、筒内圧センサ１８が前記第１の発明における「筒内圧センサ」に相当している。
また、ここでは、ＥＣＵ５０が、上記ステップＳ２１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「最大筒内圧検出手段」と「分布パラメータ値算出手段」が、上記ステップＳ２２０〜ステップＳ２８０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第１比較手段」と「第２比較手段」と「故障モード特定手段」が、上記ステップＳ２２０の処理を実行することにより前記第３の発明における「感度低下判定手段」が、上記ステップＳ２３０の処理を実行することにより前記第４の発明における「感度上昇判定手段」が、上記ステップＳ２４０の処理を実行することにより前記第５の発明における「熱歪誤差悪化判定手段」が、上記ステップＳ２５０の処理を実行することにより前記第６の発明における「予荷重抜け判定手段」が、上記ステップＳ２６０の処理を実行することにより前記第７の発明における「上張り付き判定手段」が、それぞれ実現されている。
更に、実施の形態１においては、上記ステップＳ２００において算出されるばらつきを示す指標値３σＰｓｔｄが前記第１の発明における「基準指標値σＰｓｔｄ」に、上記ステップＳ２１０において算出されるばらつきを示す指標値３σＰｍａｘが前記第１の発明における「指標値σＰｍａｘ」に、それぞれ対応している。
【００７３】
［筒内圧パラメータの分布の変化傾向］
次に、図６の各故障モードによる筒内圧パラメータの分布の変化傾向について、図９〜図９１を用いて説明する。各図における運転条件は同じであり、各図には、その運転条件における複数回計測した結果が示されている。また、同種の図についてグラフの表示範囲は同じであり、クランク角は圧縮上死点を０°とする。
【００７４】
（各故障モードにおけるＰ、ＰＶκの波形の変化傾向）
図９は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎の筒内圧Ｐを表したグラフである。図１０は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるクランク角毎の発熱量相当値を表したグラフである。ここでは発熱量相当値としてＰＶκを用いる。
【００７５】
上述したように筒内圧センサ１８の故障モードには、感度低下、感度上昇、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きがあり。図１１〜図２０は各故障モードについて、圧縮上死点前後のクランク角におけるＰとＰＶκの変化を示す図である。
【００７６】
図１１と図１２は、筒内圧センサ１８の感度低下時におけるグラフであり、図１１はクランク角毎のＰを表したグラフ、図１２はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図１３と図１４は、筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるグラフであり、図１３はクランク角毎のＰを表したグラフ、図１４はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図１５と図１６は、筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるグラフであり、図１５はクランク角毎のＰを表したグラフ、図１６はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図１７と図１８は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるグラフであり、図１７はクランク角毎のＰを表したグラフ。図１８はクランク角毎のＰＶκを表した図である。図１９と図２０は、筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるグラフであり、図１９はクランク角毎のＰを表したグラフ、図２０はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【００７７】
（感度低下時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向）
図２１〜図３０を用いて筒内圧センサ１８の感度低下時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向について説明する。
【００７８】
図２１と図２２は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるグラフであり、図２１はクランク角毎のＰを表したグラフ、図２２はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。一方、図２３と図２４は、筒内圧センサ１８の感度低下時（例として感度低下３０％）におけるグラフであり、図２３はクランク角毎のＰを表したグラフ、図２４はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。これらのグラフを比較すると、感度低下時は出力正常時に比してＰｍａｘとＰＶκｍａｘが低下する傾向がある。
【００７９】
図２５と図２６は、Ｐｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフであり、図２５は筒内圧センサ１８の出力正常時のデータを、図２６は筒内圧センサ１８の感度低下時のデータを表したグラフである。両グラフを比較すると、感度低下時は出力正常時に比してＰｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。
【００８０】
図２７と図２８は、ＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフであり、図２７は筒内圧センサ１８の出力正常時のデータを、図２８は筒内圧センサ１８の感度低下時のデータを表したグラフである。両グラフを比較すると、感度低下時は出力正常時に比してＰＶκｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。
【００８１】
図２９と図３０は、ＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフであり、図２９は筒内圧センサ１８の出力正常時のデータを、図３０は筒内圧センサ１８の感度低下時のデータを表したグラフである。両グラフを比較すると、感度低下時は出力正常時に比してＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。
【００８２】
（感度上昇時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向）
図３１〜図３５を用いて筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向について説明する。
【００８３】
図３１と図３２は、筒内圧センサ１８の感度上昇時（例として感度上昇３０％）におけるグラフであり、図３１はクランク角毎のＰを表したグラフ、図３２はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図２１（出力正常時）と図３１（感度上昇時）を比較すると、感度上昇時は出力正常時に比してＰｍａｘが上昇する傾向がある。また、図２２（出力正常時）と図３２（感度上昇時）を比較すると、感度上昇時は出力正常時に比してＰＶκｍａｘが上昇する傾向がある。
【００８４】
図３３は、筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２５（出力正常時）と図３３（感度上昇時）を比較すると、感度上昇時は出力正常時に比してＰｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。
【００８５】
図３４は、筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２７（出力正常時）と図３４（感度上昇時）を比較すると、感度上昇時は出力正常時に比してＰＶκｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。
【００８６】
図３５は、筒内圧センサ１８の感度上昇時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２９（出力正常時）と図３５（感度上昇時）を比較すると、感度上昇時は出力正常時に比してＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。
【００８７】
（熱歪誤差悪化時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向）
図３６〜図４１を用いて筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向について説明する。図３６は、出力正常時に比して熱歪誤差が悪化した場合の筒内圧の変動量ΔＰの例を表したグラフである。ここでは、図３７〜図４１は、図３６に示す熱歪誤差の悪化に基づく。
【００８８】
図３７と図３８は、筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるグラフであり、図３７はクランク角毎のＰを表したグラフ、図３８はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図２１（出力正常時）と図３７（熱歪誤差悪化時）を比較すると、熱歪誤差悪化時は出力正常時に比して燃焼後のＰのばらつきが大きくなる傾向がある。また、図２２（出力正常時）と図３８（熱歪誤差悪化時）を比較すると、熱歪誤差悪化時は出力正常時に比して燃焼後のＰＶκｍａｘのばらつきが大きくなる傾向がある。
【００８９】
図３９は、筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２５（出力正常時）と図３９（熱歪誤差悪化時）を比較すると、熱歪誤差悪化時は出力正常時に比してＰｍａｘの平均値μが小さく、かつ、ばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。
【００９０】
図４０は、筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２７（出力正常時）と図４０（熱歪誤差悪化時）を比較すると、熱歪誤差悪化時は出力正常時に比してＰＶκｍａｘの平均値μが小さく、かつ、ばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。
【００９１】
図４１は、筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２９（出力正常時）と図４１（熱歪誤差悪化時）を比較すると、熱歪誤差悪化時は出力正常時に比してＰＶκａ９０の平均値μが小さく、かつ、ばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。
【００９２】
（予荷重抜け時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向）
図４２〜図４６を用いて筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向について説明する。
【００９３】
図４２と図４３は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時（例として０．５ＭＰａ以下の出力が張り付く予荷重抜けが発生時）におけるグラフであり、図４２はクランク角毎のＰを表したグラフ、図４３はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図２１（出力正常時）と図４２（予荷重抜け時）を比較すると、予荷重抜け時は筒内圧が０に張り付き、筒内圧を検出できないクランク角区間が生じる。また、図２２（出力正常時）と図４３（予荷重抜け時）を比較すると、予荷重抜け時は出力正常時に比して燃焼開始後のＰＶκが低下する傾向がある。
【００９４】
図４４は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２５（出力正常時）と図４４（予荷重抜け時）を比較すると、予荷重抜け時は出力正常時に比してＰｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σは変わらない傾向がある。
【００９５】
図４５は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２７（出力正常時）と図４５（予荷重抜け時）を比較すると、予荷重抜け時は出力正常時に比してＰＶκｍａｘの平均値μが小さく、かつ、ばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。
【００９６】
図４６は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２９（出力正常時）と図４６（予荷重抜け時）を比較すると、予荷重抜け時は出力正常時に比してＰＶκａ９０の平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σは変わらない傾向がある。
【００９７】
（上張り付き時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向）
図４７〜図５１を用いて筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の変化傾向について説明する。
【００９８】
図４７と図４８は、筒内圧センサ１８の上張り付き時（例として５ＭＰａ以上出力できない上張り付きが発生時）におけるグラフであり、図４７はクランク角毎のＰを表したグラフ、図４８はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図２１（出力正常時）と図４７（上張り付き時）を比較すると、上張り付き時は高い筒内圧を検出できないクランク角区間が生じる。その結果、ＰＶκ波形も図４８のように変形する。
【００９９】
図４９は、筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２５（出力正常時）と図４９（上張り付き時）を比較すると、上張り付き時は出力正常時に比してＰｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが０になる傾向がある。
【０１００】
図５０は、筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２７（出力正常時）と図５０（上張り付き時）を比較すると、上張り付き時のＰＶκｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σは、出力正常時と変わらない傾向がある。
【０１０１】
図５１は、筒内圧センサ１８の上張り付き時におけるＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図２９（出力正常時）と図５１（上張り付き時）を比較すると、上張り付き時のＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σは、出力正常時と変わらない傾向がある。
【０１０２】
（予荷重抜けの程度によるＰ、ＰＶκの波形への影響）
上述した予荷重抜けの程度（０．５ＭＰａ／２ＭＰａ／５ＭＰａ）によってＰ、ＰＶκの波形への影響は異なる。影響の程度を考慮することで、予荷重抜けの程度を判定することができる。図５２〜図５９を用いて筒内圧センサ１８の予荷重抜けの程度に応じたＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０への影響について説明する。
【０１０３】
図５２と図５３は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるグラフであり、図５２はクランク角毎のＰを表したグラフ、図５３はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【０１０４】
図５４と図５５は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時（０．５ＭＰａ以下の出力を検出できない予荷重抜け発生時）におけるグラフであり、図５４はクランク角毎のＰを表したグラフ、図５５はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図５３と図５５を比較すると、予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時のＰＶκｍａｘ及びＰＶκａ９０への影響は小さいといえる。
【０１０５】
図５６と図５７は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時（２ＭＰａ以下の出力を検出できない予荷重抜け発生時）におけるグラフであり、図５６はクランク角毎のＰを表したグラフ、図５７はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図５３、図５５、図５７を比較すると、予荷重抜け（２ＭＰａ）時のＰＶκｍａｘへの影響は小さく、ＰＶκａ９０への影響は大きいといえる。
【０１０６】
図５８と図５９は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け時（５ＭＰａ以下の出力を検出できない予荷重抜け発生時）におけるグラフであり、図５８はクランク角毎のＰを表したグラフ、図５９はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図５３、図５５、図５７、図５９を比較すると、予荷重抜け（５ＭＰａ）時のＰＶκｍａｘ及びＰＶκａ９０への影響は大きいといえる。
【０１０７】
このように、予荷重抜けの程度が大きくなるにつれ、まず、ＰＶκａ９０に影響が生じ、その後ＰＶκｍａｘにも影響が生じる。この点特徴的である。
【０１０８】
（予荷重抜けの程度によるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の差異）
さらに、図６０〜図７１を用いて予荷重抜けの程度（０．５ＭＰａ／２ＭＰａ／５ＭＰａ）によるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の差異について説明する。
【０１０９】
図６０〜図６２は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるグラフであり、図６０はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図６１はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図６２はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【０１１０】
図６３〜図６５は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時におけるグラフであり、図６３はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図６４はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図６５はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図６０と図６３とを比較すると、予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、Ｐｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。図６１と図６４とを比較すると、予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。図６２と図６５とを比較すると、予荷重抜け（０．５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκａ９０の平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。
【０１１１】
図６６〜図６８は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け（２ＭＰａ）時におけるグラフであり、図６６はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図６７はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図６８はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図６０と図６６とを比較すると、予荷重抜け（２ＭＰａ）時は出力正常時に比して、Ｐｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。図６１と図６７とを比較すると、予荷重抜け（２ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。図６２と図６８とを比較すると、予荷重抜け（２ＭＰａ）時は、ＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが０になる傾向がある。この点特徴的である。
【０１１２】
図６９〜図７１は、筒内圧センサ１８の予荷重抜け（５ＭＰａ）時におけるグラフであり、図６９はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図７０はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図７１はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図６０と図６９とを比較すると、予荷重抜け（５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、Ｐｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。図６１と図７０とを比較すると、予荷重抜け（５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。この点特徴的である。図６２と図７１とを比較すると、予荷重抜け（５ＭＰａ）時は、ＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが０になる傾向がある。この点特徴的である。
【０１１３】
このように、予荷重抜けの程度が大きくなると、ＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが共に０になるという特徴的な傾向がある。
【０１１４】
（上張り付きの程度によるＰ、ＰＶκの波形への影響）
上述した上張り付きの程度（５ＭＰａ／２ＭＰａ／１ＭＰａ）によってＰ、ＰＶκの波形への影響は異なる。影響の程度を考慮することで、上張り付きの程度を判定することができる。図７２〜図８３を用いて筒内圧センサ１８の上張り付きの程度に応じたＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０への影響について説明する。
【０１１５】
図７２と図７３は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるグラフであり、図７２はクランク角毎のＰを表したグラフ、図７３はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。
【０１１６】
図７４と図７５は、筒内圧センサ１８の上張り付き時（５ＭＰａ以上の出力を検出できない上張り付き発生時）におけるグラフであり、図７４はクランク角毎のＰを表したグラフ、図７５はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図７３と図７５を比較すると、上張り付き（５ＭＰａ）時のＰＶκｍａｘ及びＰＶκａ９０への影響は小さいといえる。
【０１１７】
図７６と図７７は、筒内圧センサ１８の上張り付き時（２ＭＰａ以上の出力を検出できない上張り付き発生時）におけるグラフであり、図７６はクランク角毎のＰを表したグラフ、図７７はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図７３、図７５、図７７を比較すると、上張り付き（２ＭＰａ）時のＰＶκｍａｘへの影響は大きく、ＰＶκａ９０への影響は小さいといえる。
【０１１８】
図７８と図７９は、筒内圧センサ１８の上張り付き時（１ＭＰａ以下の出力を検出できない上張り付き発生時）におけるグラフであり、図７８はクランク角毎のＰを表したグラフ、図７９はクランク角毎のＰＶκを表したグラフである。図７３、図７５、図７７、図７９を比較すると、上張り付き（１ＭＰａ）時のＰＶκｍａｘ及びＰＶκａ９０への影響は大きいといえる。
【０１１９】
このように、上張り付きの程度が大きくなるにつれ、まず、ＰＶκｍａｘに影響が生じ、その後ＰＶκａ９０にも影響が生じる。この点特徴的である。
【０１２０】
（上張り付きの程度によるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の差異）
さらに、図８０〜図９１を用いて上張り付きの程度（５ＭＰａ／２ＭＰａ／１ＭＰａ）によるＰ、ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の差異について説明する。
【０１２１】
図８０〜図８２は、筒内圧センサ１８の出力正常時におけるグラフであり、図８０はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図８１はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図８２はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。
【０１２２】
図８３〜図８５は、筒内圧センサ１８の上張り付き（５ＭＰａ）時におけるグラフであり、図８３はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図８４はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図８５はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図８０と図８３とを比較すると、上張り付き（５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、Ｐｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが０になる傾向がある。図８１と図８４とを比較すると、上張り付き（５ＭＰａ）時は、ＰＶκｍａｘの平均値μ及びばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。図８２と図８５とを比較すると、上張り付き（５ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。
【０１２３】
図８６〜図８８は、筒内圧センサ１８の上張り付き（２ＭＰａ）時におけるグラフであり、図８６はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図８７はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図８８はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図８０と図８６とを比較すると、上張り付き（２ＭＰａ）時は出力正常時に比して、Ｐｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが０になる傾向がある。図８１と図８７とを比較すると、上張り付き（２ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。この点特徴的である。図８２と図８８とを比較すると、上張り付き（２ＭＰａ）時は、ＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σは出力正常時と変わらない傾向がある。
【０１２４】
図８９〜図９１は、筒内圧センサ１８の上張り付き（１ＭＰａ）時におけるグラフであり、図８９はＰｍａｘ毎の検出回数と、Ｐｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図９０はＰＶκｍａｘ毎の検出回数と、ＰＶκｍａｘの平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフ、図９１はＰＶκａ９０毎の検出回数と、ＰＶκａ９０の平均値μと、ばらつきを示す指標値３σを表したグラフである。図８０と図８９とを比較すると、上張り付き（１ＭＰａ）時は出力正常時に比して、Ｐｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが０になる傾向がある。図８１と図９０とを比較すると、上張り付き（１ＭＰａ）時は出力正常時に比して、ＰＶκｍａｘの平均値μが小さくなり、かつ、ばらつきを示す指標値３σが大きくなる傾向がある。この点特徴的である。図８２と図９１とを比較すると、上張り付き（１ＭＰａ）時は、ＰＶκａ９０の平均値μ及びばらつきを示す指標値３σが小さくなる傾向がある。この点特徴的である。
【０１２５】
このように、予荷重抜けの程度が大きくなると、ＰＶκｍａｘ及びＰＶκａ９０の平均値μ、ばらつきを示す指標値３σに特徴的な傾向が生じる。
【０１２６】
実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成］
次に、図８を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは図１に示す構成において、ＥＣＵ５０に後述する図８のルーチンを実施させることで実現することができる。
【０１２７】
上述した実施の形態１では、筒内圧パラメータとして最大筒内圧を用い、所定の運転条件における最大筒内圧の平均値μとばらつきを示す指標値３σの正常時からの変化に基づいて筒内圧センサ１８の故障モードを特定することとした。
【０１２８】
しかしながら、最大筒内圧のみで故障モードを判定する場合、平均値μの特徴が同じ、かつ、予荷重抜けと感度低下、予荷重抜けと熱歪誤差悪化の３σの特徴の差が小さいため、ノイズなどの誤差の影響で正しく判定できない場合も考えられる。実施の形態２のシステムでは発熱量相当値ＰＶκを用いてこの課題を解決する。
【０１２９】
図３８、図４１に示すように、熱歪誤差悪化の場合はＰＶκａ９０のばらつきを示す指標値３σは著しく大きくなる。一方、図６７、図７１に示すように、予荷重抜けの場合は小さくなる（０になる）。そこで、実施の形態２では、この特徴を利用し、発熱量相当値ＰＶκａ９０の平均値μとばらつきを示す指標値３σの正常時からの変化に基づいて故障モードを判定することとした。
【０１３０】
（実施の形態２における筒内圧センサの故障モード特定ルーチン）
次に、本発明の実施の形態２における筒内圧センサの故障モードを特定するルーチンについて説明する。
【０１３１】
図８は、本発明の実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行する筒内圧センサ１８の故障モード特定ルーチンのフローチャートである。ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力正常時の最大筒内圧の分布（μＰｓｔｄ，３σＰｓｔｄ）及び、所定クランク角ａ（この例ではＡＴＤＣ９０°）における発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布（μＱｓｔｄ，３σＱｓｔｄ）を運転条件毎に定めたマップを予め記憶している。まず、ＥＣＵ５０は、走行履歴を有する所定の運転条件（図２）に応じた最大筒内圧の分布（μＰｓｔｄ，３σＰｓｔｄ）及び、発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布（μＱｓｔｄ，３σＱｓｔｄ）をマップより算出する（ステップＳ３００）。好ましくは、運転条件は、利用頻度が高く筒内圧パラメータのサンプル数が多いものを選択する。これにより、故障モードの判定精度を高めることができる。
【０１３２】
また、ＥＣＵ５０は、該運転条件について走行中に蓄積した過去所定サイクル数の走行履歴から最大筒内圧の分布（μＰｍａｘ，３σＰｍａｘ）及び、所定クランク角ａにおける発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布（μＱａ，３σＱａ）を算出する（ステップＳ３１０）。
【０１３３】
そして、ステップＳ３２０〜Ｓ３６０において、最大筒内圧及び発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布の変化傾向について判定する。ステップＳ３２０では、ＥＣＵ５０は、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも小さい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の感度低下であると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、感度低下を示す信号を出力する（ステップＳ３８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【０１３４】
ステップＳ３３０では、ＥＣＵ５０は、平均値μＰｍａｘが基準平均値μＰｓｔｄよりも大きく、かつ、指標値３σＰｍａｘが基準指標値３σＰｓｔｄよりも大きい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の感度上昇であると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、感度上昇を示す信号を出力する（ステップＳ３８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【０１３５】
ステップＳ３４０では、ＥＣＵ５０は、発熱量相当値ＰＶκａ９０の平均値μＱａが基準平均値μＱｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＱａが基準指標値３σＱｓｔｄよりも大きい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化であると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、熱歪誤差悪化を示す信号を出力する（ステップＳ３８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【０１３６】
ステップＳ３５０では、ＥＣＵ５０は、発熱量相当値ＰＶκａ９０の平均値μＱａが０であり、かつ、指標値３σＱａが０である場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の予荷重抜けであると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、予荷重抜けを示す信号を出力する（ステップＳ３８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【０１３７】
ステップＳ３６０では、ＥＣＵ５０は、指標値３σＰｍａｘが０である場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の上張り付きであると判定する。さらに、ＥＣＵ５０は、上張り付きを示す信号を出力する（ステップＳ３８０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【０１３８】
一方、ステップＳ３２０〜Ｓ３６０のいずれの判定条件も成立しない場合には、ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１８の出力は正常であると判定する（ステップＳ３７０）。その後、本ルーチンの処理が終了される。
【０１３９】
以上説明したように、図８に示す故障モード特定ルーチンによれば、最大筒内圧及び発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布（μ，３σ）に基づいて故障モードが、感度低下、感度上昇、熱歪誤差悪化、予荷重抜け、上張り付きのいずれであるかを特定することができる。特に、ステップＳ３４０とステップＳ３５０において、発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布（μ，３σ）を用いたことで、予荷重抜けと感度低下の切り分け、及び、予荷重抜けと熱歪誤差悪化の切り分けの精度を高めることができる。その結果、故障モードに応じた適切な処置（補正制御など）が可能となる。
【０１４０】
（変形例）
ところで、上述した実施の形態２のシステムにおいては、所定クランク角ａをＡＴＤＣ９０°として、発熱量相当値ＰＶκａ９０を算出しているが、所定クランク角ａはこれに限定されるものではない。燃焼室１２内での燃焼期間末期から排気バルブ３８が開弁するまでの間の所定クランク角であればよい。好ましくは、燃焼終了時のクランク角や、排気バルブ３８開弁直前のクランク角である。
【０１４１】
また、上述した実施の形態２のシステムにおいては、最大筒内圧及び発熱量相当値ＰＶκａ９０の分布の正常時からの変化に基づいて故障モードを判定することとしているが、さらに１サイクル中の最大発熱量相当値であるＰＶκｍａｘを用いることとしてもよい。具体的には、熱歪誤差悪化の判定について、発熱量相当値ＰＶκｍａｘの平均値μＱａが基準平均値μＱｓｔｄよりも小さく、かつ、指標値３σＱｍａｘが基準指標値３σＱｓｔｄよりも大きい場合に、故障モードが筒内圧センサ１８の熱歪誤差悪化であると判定することとしてもよい。
【０１４２】
また、上述した実施の形態２のシステムにおいて、更に予荷重抜けの程度（小、中、大）と上張り付きの程度（小、中、大）を細分化して故障モードを判断することとしてもよい。具体的には、図６に示す通り、最大筒内圧Ｐｍａｘ、発熱量相当値ＰＶκｍａｘ、ＰＶκａ９０の分布の正常時からの変化傾向の組み合わせを各判定条件とすることで実現することができる。このように細分化した判定条件を設けることで、経時的に変化する異常の程度を把握することができる。
【０１４３】
また、上述した実施の形態２のシステムにおいては、発熱量相当値としてＰＶκを用いることとしているが、これに限定されるものではなく、発熱量相当値を算出可能な他の公知の式を用いても良い。
【０１４４】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップＳ３１０の処理を実行することにより前記第８の発明における「発熱量相当値算出手段」と「分布パラメータ値算出手段」が、上記ステップＳ３２０〜ステップＳ３８０の処理を実行することにより前記第８の発明における「第１比較手段」と「第２比較手段」と「第３比較手段」と「第４比較手段」と「故障モード特定手段」が、上記ステップＳ３２０の処理を実行することにより前記第１０の発明における「感度低下判定手段」が、上記ステップＳ３３０の処理を実行することにより前記第１１の発明における「感度上昇判定手段」が、上記ステップＳ３４０の処理を実行することにより前記第１２の発明における「熱歪誤差悪化判定手段」が、上記ステップＳ３５０の処理を実行することにより前記第１３の発明における「予荷重抜け判定手段」が、上記ステップＳ３６０の処理を実行することにより前記第１４の発明における「上張り付き判定手段」が、それぞれ実現されている。
更に、実施の形態２においては、上記ステップＳ３００において算出されるばらつきを示す指標値３σＰｓｔｄが前記第８の発明における「基準指標値σＰｓｔｄ」に、上記ステップＳ３００において算出されるばらつきを示す指標値３σＱｓｔｄが前記第８の発明における「基準指標値σＱｓｔｄ」に、上記ステップＳ３１０において算出されるばらつきを示す指標値３σＰｍａｘが前記第８の発明における「指標値σＰｍａｘ」に、上記ステップＳ３１０において算出されるばらつきを示す指標値３σＱａが前記第８の発明における「指標値σＱａ」に、それぞれ対応している。
【符号の説明】
【０１４５】
１０  内燃機関（エンジン）
１２  燃焼室
１４  燃料噴射弁
１６  点火プラグ
１８  筒内圧センサ
２０  クランク角センサ
２２  吸気通路
２４  排気通路
２８、２８ａ、２８ｂ  ターボチャージャ、コンプレッサ、タービン
３０  スロットルバルブ
３６  吸気バルブ
３８  排気バルブ
４０  外部ＥＧＲ通路
５０  ＥＣＵ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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