(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御パラメータを強制的に変更しなくても、デポジットの付着状態を正確に検出することを目的とする。【解決手段】ＥＣＵ５０は、燃料カットの開始時または燃料カットからの復帰時を含む過渡運転が行われたときに、筒内圧センサ４４の出力ドリフト量の最大値である最大ドリフト量ΔＰ１と、基準ドリフト量ΔＰαとを算出する。そして、両者の差分であるドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）が第１判定値よりも大きい場合に、筒内にデポジットが付着していると判定する。これにより、燃料噴射時期、点火時期等の制御パラメータを強制的に変更しなくても、デポジットの付着を検出することができる。従って、デポジットの付着状態に応じて適切な対応制御を実行しつつ、エンジンの運転性及び燃費を良好に保持することができる。【選択図】図６
2014095369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内の圧力を検出し、当該検出結果に対応する信号を出力する筒内圧センサと、
燃料カットの開始時または燃料カットからの復帰時を含む過渡運転が行われたときに、前記筒内圧センサの出力のドリフト量を前記出力に基いて算出する出力ドリフト量算出手段と、
１サイクル中における前記ドリフト量の最大値を最大ドリフト量として算出する最大ドリフト量算出手段と、
筒内にデポジットが付着していない場合に得られる前記最大ドリフト量の値に相当する基準ドリフト量が運転条件毎に記憶された基準ドリフト量記憶手段と、
前記最大ドリフト量が得られた時点と同様の運転条件に基いて、前記基準ドリフト量記憶手段から前記基準ドリフト量を算出する基準ドリフト量算出手段と、
前記最大ドリフト量と前記基準ドリフト量との差分が予め設定された判定値よりも大きい場合に、筒内にデポジットが付着していると判定するドリフト判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記筒内圧センサに設けられた信号出力回路のドリフト補正時定数に対応する成分を前記ドリフト量から減算し、前記ドリフト量のうち前記筒内圧センサの熱時定数に対応する成分を算出する熱時定数算出手段を備え、
前記最大ドリフト量算出手段は、前記熱時定数に対応する成分の最大値を前記最大ドリフト量として取得する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ドリフト量が過渡運転時の状態から定常運転時の状態に向けて復帰するときに必要な時間に対応する時定数を算出するドリフト時定数算出手段と、
筒内にデポジットが付着していない場合に得られる前記時定数の値に相当する基準時定数が運転条件毎に記憶された基準時定数記憶手段と、
前記時定数が得られた時点と同様の運転条件に基いて、前記基準時定数記憶手段から前記基準時定数を算出する基準時定数算出手段と、を備え、
前記ドリフト判定手段は、
前記最大ドリフト量と前記基準ドリフト量との差分が予め設定された第１の判定値よりも大きく、かつ、前記時定数と前記基準時定数との差分が予め設定された第２の判定値よりも大きい場合に、筒内にデポジットが付着していると判定する第１の判定手段と、
前記最大ドリフト量と前記基準ドリフト量との差分が前記第１の判定値よりも大きく、かつ、前記時定数と前記基準時定数との差分が前記第２の判定値以下である場合に、前記筒内圧センサを故障と判定する第２の判定手段と、
を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ドリフト判定手段により筒内にデポジットが付着していると判定された場合に、デポジットを除去するための制御を実行するデポジット除去手段と、
前記デポジット除去手段の作動前における前記最大ドリフト量と前記デポジット除去手段の作動後における前記最大ドリフト量との差分に基いて、前記筒内圧センサの故障を判定する故障判定手段と、
を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載される内燃機関の制御装置に関し、特に、筒内圧センサを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開平１１−２２５４１号公報）に開示されているように、直噴エンジンを搭載したシステムにおいて、燃焼室のデポジットの付着状態を診断する機能を備えた内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、燃料噴射時期を強制的に進角側に変更し、この変更を実施したときの燃焼速度と、燃焼室にデポジットが付着していない状態での燃焼速度（標準燃焼速度）とを比較することにより、デポジットの付着状態を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２５４１号公報
【特許文献２】特開平０７−１３９４１７号公報
【特許文献３】特開平０８−２１８９３３号公報
【特許文献４】特開平０８−２４６９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術では、燃料噴射時期を強制的に進角側に変更したときの燃焼速度に基いて、デポジットの付着状態を検出する。しかしながら、この場合には、燃料噴射時期を運転状態に適合した時期から強制的にずらすことになるので、燃費や運転性の悪化を招くという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、内燃機関の制御パラメータを強制的に変更しなくても、デポジットの付着状態を正確に検出することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、筒内の圧力を検出し、当該検出結果に対応する信号を出力する筒内圧センサと、
燃料カットの開始時または燃料カットからの復帰時を含む過渡運転が行われたときに、前記筒内圧センサの出力のドリフト量を前記出力に基いて算出する出力ドリフト量算出手段と、
１サイクル中における前記ドリフト量の最大値を最大ドリフト量として算出する最大ドリフト量算出手段と、
筒内にデポジットが付着していない場合に得られる前記最大ドリフト量の値に相当する基準ドリフト量が運転条件毎に記憶された基準ドリフト量記憶手段と、
前記最大ドリフト量が得られた時点と同様の運転条件に基いて、前記基準ドリフト量記憶手段から前記基準ドリフト量を算出する基準ドリフト量算出手段と、
前記最大ドリフト量と前記基準ドリフト量との差分が予め設定された判定値よりも大きい場合に、筒内にデポジットが付着していると判定するドリフト判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記筒内圧センサに設けられた信号出力回路のドリフト補正時定数に対応する成分を前記ドリフト量から減算し、前記ドリフト量のうち前記筒内圧センサの熱時定数に対応する成分を算出する熱時定数算出手段を備え、
前記最大ドリフト量算出手段は、前記熱時定数に対応する成分の最大値を前記最大ドリフト量として取得する構成としている。
【０００８】
第３の発明は、前記ドリフト量が過渡運転時の状態から定常運転時の状態に向けて復帰するときに必要な時間に対応する時定数を算出するドリフト時定数算出手段と、
筒内にデポジットが付着していない場合に得られる前記時定数の値に相当する基準時定数が運転条件毎に記憶された基準時定数記憶手段と、
前記時定数が得られた時点と同様の運転条件に基いて、前記基準時定数記憶手段から前記基準時定数を算出する基準時定数算出手段と、を備え、
前記ドリフト判定手段は、
前記最大ドリフト量と前記基準ドリフト量との差分が予め設定された第１の判定値よりも大きく、かつ、前記時定数と前記基準時定数との差分が予め設定された第２の判定値よりも大きい場合に、筒内にデポジットが付着していると判定する第１の判定手段と、
前記最大ドリフト量と前記基準ドリフト量との差分が前記第１の判定値よりも大きく、かつ、前記時定数と前記基準時定数との差分が前記第２の判定値以下である場合に、前記筒内圧センサを故障と判定する第２の判定手段と、を備えている。
【０００９】
第４の発明は、前記ドリフト判定手段により筒内にデポジットが付着していると判定された場合に、デポジットを除去するための制御を実行するデポジット除去手段と、
前記デポジット除去手段の作動前における前記最大ドリフト量と前記デポジット除去手段の作動後における前記最大ドリフト量との差分に基いて、前記筒内圧センサの故障を判定する故障判定手段と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、燃料噴射時期、点火時期等の制御パラメータを強制的に変更しなくても、筒内圧センサの出力に生じるドリフトを利用して筒内のデポジット付着量を検出することができる。これにより、デポジットの付着状態に応じて適切な対応制御を実行しつつ、内燃機関の運転性及び燃費を良好に保持することができる。また、最大ドリフト量と基準ドリフト量との差分に基いてデポジットの付着状態を判定するので、運転条件のばらつき等に起因する誤差を補正し、判定精度を高めることができる。
【００１１】
第２の発明によれば、出力ドリフト量のうちセンサの熱時定数に対応する成分のみに基いて最大ドリフト量を算出するので、第１の発明と比較して最大ドリフト量の算出処理に必要な演算負荷を低減することができる。即ち、センサの熱時定数に対応する成分は、長い期間にわたって最大値に保持されるので、出力ドリフト量の演算周期を長くしても、最大ドリフト量を正確に算出することができる。
【００１２】
第３の発明によれば、第１，第２の判定手段は、筒内圧センサの最大ドリフト量と、出力ドリフトの時定数とに基いて、デポジットの付着とセンサの故障とをそれぞれ個別に判定することができる。従って、個々の判定結果にそれぞれ適切に対処することができ、システムの信頼性及びメンテナンス性を向上させることができる。
【００１３】
第４の発明によれば、デポジット剥離制御やデポジットクリーナーの効果により最大ドリフト量が減少したか否かを検出することができる。そして、最大ドリフト量の減少量が正常でない場合には、デポジット以外の原因で出力のドリフトが生じたものと判断し、筒内圧センサを故障と判定することができる。これにより、デポジットの付着判定とセンサの故障判定とを個別に実行することができ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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全体構成図である。
【図２】エンジンの負荷が急変するときに筒内圧センサの出力に生じるドリフトの一例を示す特性線図である。
【図３】過渡運転時に生じる出力ドリフト量の時間的変化を示す特性線図である。
【図４】エンジンの運転条件に応じて最大ドリフト量ΔＰ１が変化する状態を模式的に示す特性線図である。
【図５】デポジットの付着量とドリフト量低減率との関係を例示した特性線図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２において、過渡運転時に生じる出力ドリフト量の時間的変化を成分別に示す特性線図である。
【図８】筒内圧センサの出力ドリフト量、及び前記出力ドリフト量のうちセンサの熱時定数に対応する成分の時間的変化を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３において、過渡運転時に生じる出力ドリフト量の時間的変化と、その時定数とを示す特性線図である。
【図１１】デポジットの付着及びセンサの故障により生じる出力ドリフト量の変化を示す特性線図である。
【図１２】エンジンの運転条件に応じて出力ドリフトの時定数が変化する状態を模式的に示す特性線図である。
【図１３】デポジットの付着量と時定数の遅れとの関係を例示した特性線図である。
【図１４】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御の一例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】
【００１５】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。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全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関としてのエンジン１０を備えている。なお、図１は、エンジン１０に搭載された複数機能のうちの１気筒を示している。なお、本発明は、単気筒を含む任意の気筒数の内燃機関に適用されるものである。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が形成されており、ピストン１２は、エンジンのクランク軸１６に連結されている。
【００１６】
また、エンジン１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路１８と、各気筒から排気ガスが排出される排気通路２０とを備えている。吸気通路１８には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２２が設けられている。排気通路２０には、排気ガスを浄化する触媒２４が設けられている。また、各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に燃料を噴射する燃料噴射弁２６と、筒内の混合気に点火する点火プラグ２８と、吸気通路１８を筒内に対して開閉する吸気バルブ３０と、排気通路２０を筒内に対して開閉する排気バルブ３２とが設けられている。なお、本発明は、筒内に燃料を噴射する直噴型のエンジンに限定されるものではなく、吸気通路１８（吸気ポート）に燃料を噴射する内燃機関に適用してもよい。
【００１７】
次に、システムの制御系統について説明する。本実施の形態のシステムは、センサ４０〜４４を含むセンサ系統と、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ４０は、クランク軸１６の回転に同期した信号（クランク信号）を出力するもので、エアフローセンサ４２は、エンジンの吸入空気量を検出する。また、筒内圧センサ４４は、各気筒の筒内圧を個別に検出するもので、一般的な圧力センサ等により構成されている。筒内圧センサ４４は、筒内の圧力に応じた電圧信号を生成する圧電素子等の検出素子と、前記電圧信号をＥＣＵ５０に出力する信号出力回路（図示せず）とを備えている。また、センサ系統には、上記各センサ以外にも、エンジンや車両の制御に必要な各種のセンサ（例えばエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ等）が含まれている。
【００１８】
ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路と入出力ポートとを備えた演算処理装置により構成されている。ＥＣＵ５０の入力側には上記各センサが接続され、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルバルブ２２、燃料噴射弁２６、点火プラグ２８等を含む各種のアクチュエータが接続されている。また、ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ４４の出力及び出力のドリフト量等を取得し、取得したデータを少なくとも１サイクルにわたり時系列データとして記憶回路に記憶する機能を備えている。
【００１９】
そして、ＥＣＵ５０は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて各アクチュエータを駆動し、エンジンの運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４０の出力に基いてエンジン回転数（機関回転数）とクランク角とを検出し、エアフローセンサ４２により検出した吸入空気量と、エンジン回転数とに基いて負荷を算出する。また、エンジン回転数、負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期及び点火時期を決定する。そして、各気筒において、燃料噴射時期が到来した時点で燃料噴射弁２６を駆動し、点火時期が到来した時点で点火プラグ２８を駆動する。これにより、各気筒で混合気を燃焼させ、エンジン１０を運転する。また、ＥＣＵ５０は、エンジンの減速時等に燃料噴射を停止する燃料カットを実行し、エンジンが減速状態から加速運転に移行したときに燃料カットから復帰する機能を備えている。
【００２０】
［実施の形態１の特徴］
燃焼室１４の壁面には、燃焼で生じたデポジットが付着する傾向があり、特に直噴型のエンジンにおいては、デポジットの付着が顕著となる。このため、従来技術のエンジン制御では、燃料噴射時期を強制的に進角側に変更したときの燃焼速度等に基いて、デポジットの付着状態を検出するものが知られている。しかしながら、燃料噴射時期を変更すると、燃費や運転性が悪化し易くなるので、このような変更を実施せずにデポジットの付着状態を検出するのが好ましい。このため、本実施の形態では、筒内圧センサ４４の出力に生じるドリフトの量に基いて、デポジットの付着状態を判定する。以下、このデポジット付着判定制御について説明する。
【００２１】
（デポジット付着判定制御）
図２は、エンジンの負荷が急変するときに筒内圧センサの出力に生じるドリフトの一例を示す特性線図である。負荷が急変する運転状態としては、例えば燃料カットの開始時、燃料カットからの復帰時等を含む過渡運転時が挙げられる。過渡運転時には、筒内から筒内圧センサ４４に入力される熱量（入熱量）が急激に変化するので、センサが熱膨張する。この結果、筒内圧センサ４４には、図２に示すように、定常運転時に対して出力がずれるドリフトが生じる。なお、以下の説明では、筒内圧センサ４４の出力に生じるドリフトの量を「出力ドリフト量」と表記し、１サイクル中における出力ドリフト量の最大値を「最大ドリフト量」と表記する。
【００２２】
図３は、過渡運転時に生じる出力ドリフト量の時間的変化を示す特性線図である。この図に示すように、過渡運転時の出力ドリフト量は、ある時点で最大ドリフト量ΔＰ１に到達し、その後に徐々に減少していく。最大ドリフト量ΔＰ１は、筒内圧センサ４４の先端部（即ち、筒内）に付着したデポジットの付着量と相関がある。このため、デポジット付着判定制御では、過渡運転が実行されたときに、まず、筒内圧センサ４４の出力とエンジンの運転条件（例えばエンジン回転数、負荷等）とに基いて出力ドリフト量を算出し、更に、１サイクル中の最大ドリフト量ΔＰ１を算出する。なお、ドリフトが生じていない定常運転時における筒内圧センサ４４の出力は、運転条件毎に予め設定または計測しておくことが可能である。このため、出力ドリフト量は、例えば筒内圧センサの出力、エンジンの運転条件、予め記憶された定常運転時のデータ等に基いて算出する。また、最大ドリフト量ΔＰ１は、例えば１サイクル分の出力ドリフト量を記憶した時系列データ中のピーク値を求めることにより、算出することができる。
【００２３】
図４は、エンジンの運転条件に応じて最大ドリフト量ΔＰ１が変化する状態を模式的に示す特性線図である。最大ドリフト量ΔＰ１は、デポジットの付着量だけでなく、運転条件によっても変化する。このため、ＥＣＵ５０の記憶回路には、図４に示すように、エンジンの運転条件に基いて基準ドリフト量ΔＰαを算出するためのデータマップである基準ドリフト量マップが予め記憶されている。基準ドリフト量ΔＰαとは、筒内にデポジットが付着していない場合に得られる最大ドリフト量の値に相当するもので、基準ドリフト量マップには、基準ドリフト量ΔＰαが運転条件毎にそれぞれ設定されている。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、例えば最大ドリフト量ΔＰ１が得られた時点と同様の運転条件（例えばエンジン回転数、負荷等）を参照パラメータとして、基準ドリフト量マップを参照することにより、当該マップから基準ドリフト量ΔＰαを算出する。そして、図４に示すように、基準ドリフト量ΔＰαから最大ドリフト量ΔＰ１を減算することにより、両者の差分であるドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）を算出する。このようにして算出されたドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）は、運転条件のばらつき等に起因する最大ドリフト量ΔＰ１の誤差が補正され、筒内のデポジット付着量が反映されたパラメータとなる。
【００２５】
図５は、デポジットの付着量とドリフト量低減率との関係を例示した特性線図である。この図に示すように、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）は、デポジットの付着量と相関があり、デポジットの付着量が多いほど増加する傾向がある。このため、ＥＣＵ５０は、下記（１）式に示すように、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）が予め設定された第１判定値よりも大きいか否かを判定する。この第１判定値は、例えばデポジットの付着量の許容限度に対応する値として設定されている。
【００２６】
ΔＰα−ΔＰ１＞第１判定値      ・・・（１）
【００２７】
ＥＣＵ５０は、上記（１）式が成立した場合に、筒内にデポジットが付着していると判定し、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）の算出値に基いてデポジットの付着量を算出する。そして、デポジットを筒内から剥離させるためのデポジット剥離制御を実行したり、デポジットクリーナーの使用を推奨する。デポジット剥離制御としては、例えばノッキングを意図的に発生させ、その衝撃によりデポジットの剥離を促進するものが知られている。
【００２８】
（故障判定制御）
なお、デポジット剥離制御の実行後には、以下のように筒内圧センサ４４の故障判定制御を実行する構成としてもよい。この故障判定制御では、まず、デポジット剥離制御の終了後において、最大ドリフト量ΔＰ１′を新たに算出する。そして、下記（２）式に示すように、新たに算出した最大ドリフト量ΔＰ１′と、デポジット剥離制御の実行前に算出した最大ドリフト量ΔＰとの差分（ΔＰ−ΔＰ１′）が予め設定された補助判定値よりも大きいか否かを判定する。この補助判定値は、例えばデポジット剥離制御の効果によりデポジットの付着量が減少するときの減少量の最小値に対応して設定されている。
【００２９】
ΔＰ−ΔＰ１′＞補助判定値      ・・・（２）
【００３０】
上記（２）式が成立した場合には、デポジット剥離制御の効果によりデポジットの付着量が減少したと判断されるので、筒内圧センサ４４が正常であると判定する。一方、上記（２）式が不成立の場合には、デポジット剥離制御の実行やデポジットクリーナーの使用によってもデポジットの付着量が減少していないことになる。このように、デポジットの付着状態が改善されていない場合には、デポジットの付着ではなく、センサの故障により出力のドリフトが生じたものと判断し、筒内圧センサ４４を故障と判定する。
【００３１】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図６を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、前述の過渡運転時に実行されるものである。図６に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、筒内圧センサ４４の出力等に基いて出力ドリフト量を算出し、その算出結果に基いて最大ドリフト量ΔＰ１を算出する。
【００３２】
次に、ステップ１０２では、運転条件毎のマップ（基準ドリフト量マップ）を参照することにより、最大ドリフト量ΔＰ１が得られた時点と同様の運転条件に基いて基準ドリフト量ΔＰαを算出する。そして、ステップ１０４では、前記（１）式により、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）が第１判定値よりも大きいか否かを判定する。この判定が不成立の場合には、筒内にデポジットが付着していないと判断されるので、本ルーチンの制御を終了する。
【００３３】
一方、ステップ１０４の判定が成立した場合には、ステップ１０６において、許容限度を超える量のデポジットが筒内に付着していると判定（仮判定）する。ここで、仮判定とは、筒内圧センサ４４の故障による出力ドリフト量の増加も判定結果に含まれることを意味するものである。次に、ステップ１０８では、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）の算出値に基いてデポジットの付着量を算出（推定）し、ステップ１１０では、前述のデポジット剥離制御や、デポジットクリーナーの使用推奨等を実行する。
【００３４】
次に、ステップ１１２では、ステップ１００と同様の処理を再び実行し、最大ドリフト量ΔＰ１′を新たに算出する。そして、ステップ１１４では、デポジット剥離制御を実行したことによる最大ドリフト量ΔＰ１の変化量を差分（ΔＰ１−ΔＰ１′）として算出し、この差分が前記（２）式を満たすか否かを判定する。この判定が成立した場合には、デポジット剥離制御の実行やデポジットクリーナーの使用等により筒内のデポジットが除去されたものと判断し、本ルーチンを終了する。一方、ステップ１１４の判定が不成立の場合には、デポジットの付着量が減少しないので、ステップ１１６に移行し、筒内圧センサ４４を故障と判定する。
【００３５】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、燃料噴射時期、点火時期等の制御パラメータを強制的に変更しなくても、筒内圧センサ４４の出力に生じるドリフトを利用して筒内のデポジット付着量を検出することができる。これにより、デポジットの付着状態に応じて適切な対応制御を実行しつつ、エンジンの運転性及び燃費を良好に保持することができる。また、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）に基いてデポジットの付着状態を判定するので、最大ドリフト量Ｐ１と基準ドリフト量ΔＰαとの間で運転条件のばらつき等に起因する誤差を補正（相殺）し、判定精度を高めることができる。そして、例えば図５に示すデータを用いれば、ドリフト量低減率（ΔＰα−ΔＰ１）に基いてデポジットの付着量を正確に算出し、デポジット剥離制御等の強度や実行期間を最適化することができ、エンジンを保護することができる。
【００３６】
また、故障判定制御によれば、デポジット剥離制御やデポジットクリーナーの効果により最大ドリフト量ΔＰ１が減少したか否かを検出することができる。そして、最大ドリフト量ΔＰ１の減少量が正常でない場合には、デポジット以外の原因で出力のドリフトが生じたものと判断し、筒内圧センサ４４を故障と判定することができる。これにより、デポジットの付着判定とセンサの故障判定とを個別に実行することができ、信頼性を向上させることができる。
【００３７】
なお、前記実施の形態１では、図６中のステップ１００が、請求項１における出力ドリフト量算出手段及び最大ドリフト量算出手段の具体例を示している。ステップ１０２は、基準ドリフト量算出手段の具体例を示し、ステップ１０４は、ドリフト判定手段の具体例を示している。また、ステップ１１０は、請求項４におけるデポジット除去手段の具体例を示し、ステップ１１２〜１１６は、故障判定手段の具体例を示している。一方、ＥＣＵ５０の記憶回路は、請求項１における基準ドリフト量記憶手段の具体例を構成している。
【００３８】
実施の形態２．
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様の構成（図１）において、筒内圧センサの出力ドリフト量のうちセンサの熱時定数に対応する成分のみに基いて最大ドリフト量を算出することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３９】
［実施の形態２の特徴］
図７は、本発明の実施の形態２において、過渡運転時に生じる出力ドリフト量の時間的変化を成分別に示す特性線図である。また、図８は、筒内圧センサの出力ドリフト量、及び前記出力ドリフト量のうちセンサの熱時定数に対応する成分の時間的変化を示す特性線図である。図７に示すように、出力ドリフトの波形は、筒内圧センサの熱時定数に対応する成分Ａの波形と、前記信号出力回路のドリフト補正時定数に対応する成分Ｂの波形とを合成したものとなる。
【００４０】
ここで、２つの成分Ａ，Ｂは、筒内圧センサ４４への入力（センサの温度）に応じて個別に変化するものである。センサの熱時定数に対応する成分Ａは、例えば過渡運転が開始されてから負の方向に向けて徐々に増大し、入力に対応する最大値に到達した状態で一定となる。これに対し、信号出力回路のドリフト補正時定数に対応する成分Ｂは、成分Ａと逆に正の方向に向けて徐々に増大する。従って、成分Ａ，Ｂの波形が合成されると、出力ドリフト量には、図８に示すように、最大値（最大ドリフト量）が出現することになり、この最大ドリフト量は成分Ａの最大値と一致する。
【００４１】
このため、本実施の形態では、前記実施の形態１と同様の方法により出力ドリフト量を算出した後に、信号出力回路のドリフト補正時定数に対応する成分Ｂを出力ドリフト量から減算することにより、センサの熱時定数に対応する成分Ａを算出する。そして、成分Ａの最大値を最大ドリフト量ΔＰ２として取得する。成分Ｂの値は、信号出力回路の設計仕様等に基いて定められるもので、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。このようにして得られた最大ドリフト量ΔＰ２は、図８に示すように、実施の形態１で算出した最大ドリフト量ΔＰ１とほぼ同様の値となる。そして、本実施の形態では、実施の形態１と同様の方法により、基準ドリフト量ΔＰα２及びドリフト量低減率（ΔＰα２−ΔＰ２）を算出し、この算出結果に基いてデポジットの付着状態を判定する。
【００４２】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
次に、図９を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図９は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、前述の過渡運転時に実行されるものである。図９に示すルーチンでは、まず、ステップ２００において、実施の形態１と同様の方法により出力ドリフト量を算出する。続いて、信号出力回路のドリフト補正時定数に対応する成分ＢをＥＣＵ５０の記憶データ等に基いて算出する。そして、出力ドリフト量から成分Ｂを減算することにより、センサの熱時定数に対応する成分Ａを算出する。次に、ステップ２０２では、成分Ａの最大値を最大ドリフト量ΔＰ２として取得する。即ち、成分Ａのみに基いて最大ドリフト量ΔＰ２を算出する。
【００４３】
次に、ステップ２０４では、実施の形態１と同様に、運転条件毎のマップ（基準ドリフト量マップ）を参照することにより、最大ドリフト量ΔＰ２が得られた時点と同様の運転条件に基いて基準ドリフト量ΔＰαを算出する。そして、ステップ２０６では、ドリフト量低減率（ΔＰα２−ΔＰ２）が第１判定値よりも大きいか否かを判定する。また、ステップ２０８〜２１８では、実施の形態１（図６）のステップ１０６〜１１６と同様の処理を実行する。この場合、ステップ２１４〜２１８では、デポジット剥離制御を実行したことによる最大ドリフト量ΔＰ２の変化量を差分（ΔＰ２−ΔＰ２′）として算出し、この差分が補助判定値よりも大きいか否かを判定することにより、故障判定制御を実行する。
【００４４】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、出力ドリフト量のうちセンサの熱時定数に対応する成分Ａのみに基いて最大ドリフト量ΔＰ２を算出するので、実施の形態１と比較して最大ドリフト量ΔＰ２の算出処理に必要な演算負荷を低減することができる。即ち、実施の形態１で例示した算出処理では、比較的短い演算周期で出力ドリフト量を算出しながら、その最大値を検出する必要がある。これに対し、センサの熱時定数に対応する成分Ａは、図８に示すように、長い期間にわたって最大値に保持される。従って、本実施の形態では、出力ドリフト量の演算周期を長くしても、最大ドリフト量ΔＰ２を正確に算出することができる。
【００４５】
なお、前記実施の形態２では、図９中のステップ２００が、請求項１における出力ドリフト量算出手段、及び請求項２における熱時定数算出手段の具体例を示し、ステップ２０２が、請求項２における最大ドリフト量算出手段の具体例を示している。また、ステップ２０４は、基準ドリフト量算出手段の具体例を示し、ステップ２０６は、ドリフト判定手段の具体例を示している。また、ステップ２１２は、請求項４におけるデポジット除去手段の具体例を示し、ステップ２１４〜２１８は、故障判定手段の具体例を示している。
【００４６】
実施の形態３．
次に、図１０乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１または２の制御に加えて、出力ドリフトの波形の時定数に基いてデポジットの付着とセンサの故障とを判別することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４７】
［実施の形態３の特徴］
図１０は、本発明の実施の形態３において、過渡運転時に生じる出力ドリフト量の時間的変化と、その時定数とを示す特性線図である。また、図１１は、デポジットの付着及びセンサの故障により生じる出力ドリフト量の変化を示す特性線図である。図１０において、時定数τ１とは、出力ドリフト量が過渡運転時の状態から定常運転時の状態に向けて復帰するときに必要な時間に対応するもので、例えば出力ドリフト量が最大ドリフト量に対して一定の割合まで減少するのに必要な時間として定義される。
【００４８】
図１１に示すように、出力ドリフトの絶対量は、デポジットの付着時及びセンサの故障時に低下する特性がある。即ち、前記実施の形態１，２でデポジットの付着判定に用いた（１）式及び（２）式は、デポジットの付着時だけでなく、筒内圧センサ４４の故障によるセンサ感度の低下時にも成立する可能性がある。一方、出力ドリフトの波形の時定数は、デポジットの付着量が増加するほど長くなる特性がある。このため、本実施の形態では、前記（１）式または（２）式が成立した場合に、更に、時定数τ１に基いて判定処理を行うことにより、デポジットの付着とセンサの故障とを判別するものである。なお、以下の説明では、本実施の形態を前記実施の形態１に適用した場合、即ち、前記（１）式の成立時に時定数τ１を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００４９】
まず、ＥＣＵ５０は、１サイクル分の出力ドリフト量を記憶した時系列データ等に基いて、出力ドリフトの波形の時定数τ１を算出する。ここで、図１２は、エンジンの運転条件（例えばエンジン回転数、負荷等）に応じて出力ドリフトの時定数が変化する状態を模式的に示す特性線図である。時定数τ１は、デポジットの付着量だけでなく、運転条件によっても変化する。このため、ＥＣＵ５０の記憶回路には、図１２に示すように、エンジンの運転条件に基いて基準時定数ταを算出するためのデータマップである基準時定数マップが予め記憶されている。基準時定数ταとは、筒内にデポジットが付着していない場合に得られる基準時定数の値に相当するもので、基準時定数マップには、基準時定数ταが運転条件毎にそれぞれ設定されている。
【００５０】
ＥＣＵ５０は、例えば時定数τ１が得られた時点と同様の運転条件（例えばエンジン回転数、負荷等）を参照パラメータとして、基準時定数マップを参照することにより、当該マップから基準時定数ταを算出する。そして、図１２に示すように、基準時定数ταから時定数τ１を減算することにより、両者の差分である時定数の遅れ（τα−τ１）を算出する。このようにして算出された時定数の遅れ（τα−τ１）は、運転条件のばらつき等に起因する時定数τ１の誤差が補正され、筒内のデポジット付着量が反映されたパラメータとなる。
【００５１】
図１３は、デポジットの付着量と時定数の遅れとの関係を例示した特性線図である。この図に示すように、時定数の遅れ（τα−τ１）は、デポジットの付着量と相関があり、デポジットの付着量が多いほど増加する傾向がある。このため、ＥＣＵ５０は、前記（１）式が成立した場合に、下記（３）式に示す判定を実行し、時定数の遅れ（τα−τ１）が予め設定された第２判定値よりも大きいか否かを判定する。なお、第２判定値は、例えばデポジットの付着量の許容限度に対応する値として設定されている。
【００５２】
τα−τ１＞第２判定値      ・・・（３）
【００５３】
そして、ＥＣＵ５０は、前記（１）式及び（３）式の両方が成立した場合に、許容限度を超える量のデポジットが筒内に付着していると判定する。また、（１）式が成立したのに、（３）式が不成立の場合には、筒内圧センサ４４の感度が許容限度を超えて低下しているので、センサに故障が生じたものと判定する。なお、本実施の形態を前記実施の形態２に適用する場合には、（１）式に代えて前記（２）式を用いればよい。
【００５４】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
次に、図１４を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図１４は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、前述の過渡運転時に実行される。また、このルーチンは、本実施の形態を実施の形態２（図９）に適用した場合を例示したものである。図１４に示すルーチンでは、まず、ステップ３００〜３０６において、図９中のステップ２００〜２０６と同様の処理を実行する。そして、ステップ３０６の判定が成立した場合には、ステップ３０８に移行し、許容限度を超える量のデポジットが筒内に付着しているか、または、筒内圧センサ４４の故障によりセンサ感度の低下が生じていると判定する。
【００５５】
次に、ステップ３１０では、出力ドリフトの波形に基いて時定数τ１を算出する。また、前述の方法により基準時定数ταを算出する。そして、ステップ３１２では、前記（３）式に示すように、時定数の遅れ（τα−τ１）が第２判定値よりも大きいか否かを判定する。ステップ３１２の判定が成立した場合には、ステップ３１４に移行し、許容限度を超える量のデポジットが筒内に付着していると判定する。そして、ステップ３１６では、時定数の遅れ（τα−τ１）の算出値に基いてデポジットの付着量を算出（推定）し、ステップ３１８では、前述のデポジット剥離制御や、デポジットクリーナーの使用推奨等を実行する。一方、ステップ３１２の判定が不成立の場合には、ステップ３２０に移行し、筒内圧センサ４４を故障と判定する。
【００５６】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１，２とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、筒内圧センサ４４の最大ドリフト量ΔＰ１（またはΔＰ２）と、出力ドリフトの時定数τ１とに基いて、デポジットの付着とセンサの故障とをそれぞれ個別に判定することができる。従って、個々の判定結果にそれぞれ適切に対処することができ、システムの信頼性及びメンテナンス性を向上させることができる。また、例えば図１３に示すデータを用いれば、時定数の遅れ（τα−τ１）に基いてデポジットの付着量を正確に算出することができる。これにより、デポジット剥離制御等の強度や実行期間を最適化し、エンジンを保護することができる。
【００５７】
なお、前記実施の形態３では、図１４中のステップ３００が、請求項１における出力ドリフト量算出手段、及び請求項２における熱時定数算出手段の具体例を示し、ステップ３０２が、請求項２における最大ドリフト量算出手段の具体例を示している。ステップ３０４は、基準ドリフト量算出手段の具体例を示し、ステップ３０６は、ドリフト判定手段の具体例を示している。また、ステップ３１０は、請求項３におけるドリフト時定数算出手段及び基準時定数算出手段の具体例を示し、ステップ３０６，３１２，３１４は、第１の判定手段の具体例を示し、ステップ３０６，３１２，３２０は、第２の判定手段の具体例を示している。一方、ＥＣＵ５０の記憶回路は、請求項３における基準時定数記憶手段の具体例を構成している。
【００５８】
また、本発明では、前記実施の形態３においても、デポジット除去手段の作動前における最大ドリフト量ΔＰ２とデポジット除去手段の作動後における最大ドリフト量ΔＰ２′との差分（ΔＰ２−ΔＰ２′）に基いて、筒内圧センサ４４の故障を判定する構成としてもよい。具体的には、図９中に示すステップ２１４，２１６，２１８と同様の処理を、図１４中に示すステップ３１８の後に追加すればよい。
【００５９】
また、前記実施の形態では、筒内に燃料を噴射する直噴型のエンジン１０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射型の内燃機関に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  クランク軸
１８  吸気通路
２０  排気通路
２２  スロットルバルブ
２４  触媒
２６  燃料噴射弁
２８  点火プラグ
３０  吸気バルブ
３２  排気バルブ
４０  クランク角センサ
４２  エアフローセンサ
４４  筒内圧センサ
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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