(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、温度変化過程において検知誤差を生ずる筒内圧センサの検知結果を精度よく補正して、より誤差の少ない動作制御を行うこと。【解決手段】筒内圧センサからのセンサ信号に基づいて内燃機関の動作を制御する、内燃機関の制御装置であって、上記センサ信号に基づいて、内燃機関の制御に係る動作パラメータを算出する動作パラメータ算出部と、内燃機関の動作状態から筒内圧センサの現在の温度変化量を推定するセンサ温度推定部と、筒内圧センサの温度変化量に応じた動作パラメータについての補正量を示す補正量マップを保存する記憶部と、センサ温度推定部において推定された筒内圧センサの温度変化量に基づき、補正量マップを参照して、動作パラメータ算出部により算出された動作パラメータを補正して、補正された動作パラメータを出力する動作パラメータ出力部と、を備える。【選択図】図１
2019157696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内圧センサからのセンサ信号に基づいて内燃機関の動作を制御する、内燃機関の制御装置であって、
前記筒内圧センサからのセンサ信号に基づいて、前記内燃機関の制御に係る動作パラメータを算出する動作パラメータ算出部と、
前記内燃機関の動作状態から前記筒内圧センサの現在の温度変化量を推定するセンサ温度推定部と、
前記筒内圧センサの温度変化量に応じた前記動作パラメータについての補正量を示す補正量マップを保存する記憶部と、
前記センサ温度推定部において推定された前記筒内圧センサの温度変化量に基づき、前記補正量マップを参照して、前記動作パラメータ算出部により算出された前記動作パラメータを補正して、補正された前記動作パラメータを出力する動作パラメータ出力部と、
を備える、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記記憶部には、更に、前記内燃機関の種々の動作条件における定常状態でのセンサ温度である定常センサ温度を示す定常センサ温度マップと、前記内燃機関の始動又は前記内燃機関の動作条件の変更があったときの、当該始動又は変更の時刻から前記定常センサ温度に至るまでの、前記内燃機関の燃焼回数に対する前記センサ温度の変化を示す、予め定められた基準変化曲線を含むセンサ温度変化曲線マップと、が保存されており、
前記センサ温度推定部は、
前記始動又は前記変更があったときに前記センサ温度を取得し、
前記始動又は前記変更の後の前記動作条件に基づいて、前記定常センサ温度マップを参照して、当該動作条件における定常センサ温度の推定値を取得し、
前記取得した前記センサ温度と、前記定常センサ温度の前記推定値と、前記基準変化曲線と、前記始動又は前記変更のときから現在までの前記燃焼回数と、に基づき、現在の前記センサ温度の変化量を推定し、
前記推定した現在の前記センサ温度の変化量を、前記筒内圧センサの温度変化量とする、
請求項１に記載の、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記動作パラメータ出力部は、前記センサ温度推定部が推定した前記筒内圧センサの温度変化量が所定の閾値以上である期間内おいて、前記算出された前記動作パラメータについての前記補正を行う、
請求項２に記載の、内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記動作パラメータは、図示平均有効圧力、推定出力トルク、及び質量燃焼割合曲線の少なくとも一つを含む、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の、内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記動作条件は、気筒内の燃焼温度に影響する動作条件である、請求項２ないし３のいずれか一項に記載の、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記動作条件は、空燃比、圧縮比、吸入空気量、点火時期、ＥＧＲ量、吸排気タイミング、及び過給圧の少なくとも一つを含む、請求項５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、内燃機関の筒内圧を検知する筒内圧センサからの信号に基づいて当該内燃機関の動作を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の筒内圧を検知する筒内圧センサとして、直噴用燃料噴射弁の燃料噴射孔の周囲を囲む圧力検出素子を備えるリング状筒内圧センサが知られている（特許文献１）。このリング状筒内圧センサでは、例えば、燃料噴射孔の周囲に同軸上に設けられた金属製の内部円筒と外部円筒の間に構成される隙間空間を塞ぐように、これら円筒の先端部分にリング状ダイヤフラムが設けられる。そして、このダイヤフラムの変形による荷重を圧力検出素子により検知することで筒内圧が検知される。
【０００３】
上記リング状筒内圧センサは、ダイヤフラム部分が燃料噴射弁の燃料噴射孔と共にシリンダーヘッドに挿入されるため、気筒を冷却する冷却水により燃料噴射弁と共に冷却されつつ、筒内圧を精度よく検出することができる。
【０００４】
しかしながら、上記のリング状筒内圧センサは、当該センサの筐体温度が一定温度に収束した状態においては筒内圧を精度良く検知することができるものの、筐体温度が変化している間は、筒内圧の検知結果に僅かな誤差を生じ得る。すなわち、筐体温度の変化中は、上記内部円筒と外部円筒との間に温度差を生じることから、当該内部円筒と外部円筒の熱膨張／収縮の状態に差を生じ、上記隙間空間に容積変化を生じる。このため、当該隙間空間の容積変化に伴って上記ダイヤフラムに付加的な変形が生じ、当該付加的な変形が、上記圧力検出素子に付加的な応力を生じさせ、筒内圧の検知結果に誤差を生じさせ得る。
【０００５】
このような、筒内圧センサの筐体温度の変化過程における検知誤差の補正は、温度変化の態様に応じて行う必要があり、従来のような温度値と補正量との一律の関係に基づく補正では、適切な補正を行うことは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再公表２０１２／１１５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記背景より、内燃機関の動作制御を行う制御装置において、温度変化過程において検知誤差を生ずる筒内圧センサの検知結果を精度よく補正して、より誤差の少ない動作制御を行うことが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様は、筒内圧センサからのセンサ信号に基づいて内燃機関の動作を制御する内燃機関の制御装置であって、前記筒内圧センサからのセンサ信号に基づいて、前記内燃機関の制御に係る動作パラメータを算出する動作パラメータ算出部と、前記内燃機関の動作状態から前記筒内圧センサの温度であるセンサ温度の現在の温度変化量を推定するセンサ温度推定部と、前記筒内圧センサの温度変化量に応じた前記動作パラメータについての補正量を示す補正量マップを保存する記憶部と、前記センサ温度推定部において推定された前記筒内圧センサの温度変化量に基づき、前記補正量マップを参照して、前記動作パラメータ算出部により算出された前記動作パラメータを補正して、補正された前記動作パラメータを出力する動作パラメータ出力部と、を備える、内燃機関の制御装置である。
本発明の他の態様によると、前記記憶部には、更に、前記内燃機関の種々の動作条件における定常状態での前記センサ温度である定常センサ温度を示す定常センサ温度マップと、前記内燃機関の始動又は前記内燃機関の動作条件の変更があったときの、当該始動又は変更の時刻から前記定常状態に至るまでの、前記内燃機関の燃焼回数に対する前記センサ温度の変化を示す、予め定められた基準変化曲線を含むセンサ温度変化曲線マップと、が保存されており、前記センサ温度推定部は、前記始動又は前記変更があったときに前記冷却水温を、前記始動又は前記変更があったときのセンサ温度として取得し、前記始動又は前記変更の後の前記動作条件に基づいて、前記定常センサ温度マップを参照して、当該動作条件における前記定常センサ温度の推定値を取得し、前記取得した前記センサ温度と、前記定常センサ温度の前記推定値と、前記基準変化曲線と、前記始動又は前記変更のときから現在までの前記燃焼回数と、に基づき、現在の前記センサ温度の変化量を推定する。
本発明の他の態様によると、前記動作パラメータ出力部は、前記センサ温度推定部が推定した前記筒内圧センサの温度変化量が所定の閾値以上である期間内おいて、前記算出された前記動作パラメータについての前記補正を行う。
本発明の他の態様によると、前記動作パラメータは、図示平均有効圧力、推定出力トルク、質量燃焼割合曲線、の少なくとも一つを含む。
本発明の他の態様によると、前記動作条件は、気筒内の燃焼温度に影響する動作条件である。
本発明の他の態様によると、前記動作条件は、空燃比、圧縮比、吸入空気量、点火時期、ＥＧＲ量、吸排気タイミング、及び過給圧の少なくとも一つを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関の動作制御を行う制御装置において、温度変化過程において検知誤差を生ずる筒内圧センサの検知結果を精度よく補正して、より誤差の少ない動作制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る、内燃機関の制御装置である電子制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す電子制御装置におけるセンサ温度推定部の動作の一例を示す図である。
【図３】図１に示す電子制御装置におけるセンサ温度推定部の動作の他の一例を示す図である。
【図４】図１に示す電子制御装置における補正量マップの一例を示す図である。
【図５】図１に示す電子制御装置において算出される推定モータリング圧、及び筒内圧センサにより検出される筒内圧の、変化曲線の一例を示す図である。
【図６】図１に示す電子制御装置における動作パラメータの導出処理の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る、内燃機関の動作制御を行う制御装置である電子制御装置（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１００の構成を示す図である。電子制御装置１００は、内燃機関１０２を用いる車両（不図示）に搭載され、当該内燃機関１０２に設けられた筒内圧センサ１０４、水温センサ１０６、エアーフローセンサ１０８、及びクランク角センサ１１０、並びにアクセル開度センサ１１８等からのセンサ信号に基づいて、燃料噴射弁１１２、点火プラグ１１４、吸気弁１１６等を制御して内燃機関１０２の動作を制御する。
【００１２】
筒内圧センサ１０４は、筒内圧を検知して、当該筒内圧の検知信号であるセンサ信号を出力する。また、筒内圧センサ１０４は、当該筒内圧センサ１０４の筐体（センサ筐体）の温度が定常状態に達するまでの温度変化状態において、筒内圧の検知信号に含まれる誤差が増加する特性を有する。本実施形態では、筒内圧センサ１０４は、例えば、特許文献１に記載の構成と同様の構成を有するリング状筒内圧センサであり、その先端に設けられたダイヤフラムが内燃機関１０２の燃焼室（不図示）内に露出するように、燃料噴射弁１１２と共に気筒に取り付けられている。
【００１３】
なお、以下において、筒内圧センサ１０４の温度（より正確には、筒内圧センサ１０４のセンサ筐体の温度）を「センサ温度」という。
【００１４】
水温センサ１０６、エアーフローセンサ１０８、及びクランク角センサ１１０は、それぞれ、シリンダーヘッドの冷却水の温度（冷却水温）、吸気量（吸入空気量）、及び内燃機関１０２の出力軸の回転角度を検知する。また、アクセル開度センサ１１８は、例えば運転者が操作するアクセルペダルの押下量を検知する。
【００１５】
電子制御装置１００は、処理装置１２０と、記憶部である記憶装置１２２と、を有する。記憶装置１２２は、例えば不揮発性の半導体メモリやハードディスク装置で構成され、揮発性の半導体メモリを含む構成であってもよい。また、記憶装置１２２には、補正量マップ１５０、定常センサ温度マップ１５２、及びセンサ温度変化曲線マップ１５４が保存されている。
【００１６】
補正量マップ１５０は、筒内圧センサ１０４のセンサ筐体の温度であるセンサ温度の温度変化量に応じた、内燃機関１０２の制御に係る動作パラメータについての補正量を示すマップである。ここで、センサ温度の変化量とは、例えば、センサ温度の単位時間当たりの変化量等、センサ温度の変化速度を直接又は間接に示す量をいい、本実施形態では、例えば内燃機関１０２の燃焼回数１回当たりの変化量である。
【００１７】
また、定常センサ温度マップ１５２は、内燃機関１０２の種々の動作条件における定常状態でのセンサ温度である定常センサ温度を示す。ここで、「定常状態でのセンサ温度」とは、内燃機関１０２が種々の動作条件で動作した後、センサ温度が安定状態に達したときの当該センサ温度をいう。また、ここで「安定状態」とは、センサ温度の時間的な変動量が所定値以下に収束した状態をいう。なお、内燃機関１０２を始動した直後の暖機期間においては、定常状態に達したか否かを、内燃機関１０２により暖められる冷却水の温度により評価することができる。例えば、内燃機関１０２の暖機運転により冷却水温が８０℃以上となったときに、上記定常状態に達したものとして、その時のセンサ温度を定常センサ温度とすることができる。
【００１８】
ここで、本実施形態において動作条件とは、気筒内の燃焼温度に影響を及ぼし得る動作条件をいい、空燃比、圧縮比、吸入空気量、点火時期、ＥＧＲ量、吸排気タイミング、エンジン回転数、及び過給圧の少なくとも一つが含まれる。定常センサ温度マップ１５２には、気筒内の燃焼温度に影響を及ぼし得る種々の動作条件に応じた定常センサ温度が示されている。
【００１９】
より具体的には、定常センサ温度マップ１５２には、例えば、種々の動作条件における内燃機関１０２の始動開始の際における暖機後の始動後定常センサ温度が含まれる。また、始動後定常センサ温度には、内燃機関１０２の始動後に排気経路の触媒温度を上昇させるため上記動作条件に点火時期のリタードを含む、リタードあり始動後定常センサ温度と、動作条件に点火時期のリタードを含まないリタードなし始動後定常センサ温度と、が含まれる。
【００２０】
また、定常センサ温度マップ１５２に含まれる定常センサ温度には、例えば、気筒内の燃料が理論空燃比又はその近傍で燃焼するストイキ燃焼モード、及びディーゼル燃焼に近い超リーン状態で燃焼する超リーン燃焼モード等の、種々の燃焼モードにそれぞれ応じた種々の動作条件おける、燃焼モード別定常センサ温度が含まれる。
【００２１】
センサ温度変化曲線マップ１５４は、内燃機関１０２の始動又は動作条件の変更があったときの、当該始動又は変更の時刻から定常状態に至るまでの（すなわち、センサ温度が安定状態に達するまでの）、内燃機関１０２の燃焼回数に対するセンサ温度の変化を示す、予め定められた基準変化曲線を含む。この基準変化曲線には、例えば、内燃機関１０２の始動開始時において内燃機関１０２が暖機されセンサ温度が定常センサ温度に達するまでの、始動時基準変化曲線が含まれる。また、基準変化曲線には、一の燃焼モード（例えば、上述したストイキ燃焼モード）から他の燃焼モード（例えば、上述の超リーン燃焼モード）へ移行する際の、燃焼モード変更時基準変化曲線が含まれる。また、燃焼モード変更時基準変化曲線には、上記他の燃焼モードの燃焼温度が上記一の燃焼モードの燃焼温度より高く、センサ温度が上昇していく場合の燃焼モード変更時基準変化曲線と、上記他の燃焼モードの燃焼温度が上記一の燃焼モードの燃焼温度より低く、センサ温度が下降していく場合の燃焼モード変更時基準変化曲線と、が含まれ得る。
【００２２】
処理装置１２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーを備えるコンピューターである。処理装置１２０は、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を有する構成であってもよい。そして、処理装置１２０は、機能要素（又は機能ユニット）として、動作指示部１３０と、動作パラメータ算出部１３２と、動作パラメータ出力部１３４と、センサ温度推定部１３６と、を有する。また、動作パラメータ出力部１３４は、パラメータ補正部１４０と、補正期間判断部１４２と、モータリング圧算出部１４４と、を有する。
【００２３】
処理装置１２０が備えるこれらの機能要素は、例えば、コンピューターである処理装置１２０がプログラムを実行することにより実現される。なお、上記コンピューター・プログラムは、コンピューター読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。これに代えて、処理装置１２０が備える上記機能要素の全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成することもできる。
【００２４】
動作指示部１３０は、アクセル開度センサ１１８から取得される目標トルク及び又は目標速度と、動作パラメータ出力部１３４が出力する動作パラメータ等と、に基づいて、吸気弁１１６、点火プラグ１１４、及び燃料噴射弁１１２等を駆動して内燃機関１０２の動作を制御する。
【００２５】
動作パラメータ算出部１３２は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づいて、内燃機関１０２の制御に係る動作パラメータを算出する。ここで、上記動作パラメータは、本実施形態では、ＩＭＥＰ（図示平均有効圧、Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  Ｍｅａｎ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）である。
【００２６】
動作パラメータ出力部１３４は、動作パラメータ算出部１３２により算出された動作パラメータを必要に応じて補正して、上記算出された動作パラメータ又は補正後の動作パラメータを、動作指示部１３０に出力する。
【００２７】
センサ温度推定部１３６は、内燃機関１０２の動作状態から筒内圧センサ１０４の現在の温度変化量（センサ温度の変化量）を推定する。具体的には、センサ温度推定部１３６は、まず、内燃機関１０２の始動又は動作条件の変更があったときに、水温センサ１０６により冷却水温を測定し、当該測定した冷却水温を現在のセンサ温度として取得する。ここにおいて冷却水温をセンサ温度として取得するのは、内燃機関１０２の始動の直前のセンサ温度は定常状態にあって、冷却水温とセンサ温度とはほぼ等しいと考えることができるためである。また、内燃機関１０２の動作条件が頻繁に変更されない限り、当該動作条件の直前のセンサ温度は定常状態にあって、冷却水温とセンサ温度とはほぼ等しいと考えることができるためである。
【００２８】
センサ温度推定部１３６は、上記の如くセンサ温度を取得すると同時に、燃焼回数のカウントを開始する。また、センサ温度推定部１３６は、上記始動の後の動作条件（始動後動作条件）又は上記動作条件の変更の後の動作条件（変更後動作条件）に基づいて、定常センサ温度マップ１５２を参照して、当該動作条件における定常センサ温度の推定値を取得する。
【００２９】
なお、定常センサ温度マップ１５２内に、始動後動作条件又は変更後動作条件に一致する動作条件における定常センサ温度がないときは、センサ温度推定部１３６は、始動後動作条件又は変更後動作条件に近い複数の動作条件における定常センサ温度を内挿又は外挿して、始動後動作条件又は変更後動作条件における定常センサ温度の推定値を算出するものとすることができる。
【００３０】
さらに、センサ温度推定部１３６は、センサ温度変化曲線マップ１５４を参照して、上記始動又は上記動作条件の変更に応じたセンサ温度の基準変化曲線を取得する。そして、センサ温度推定部１３６は、上記取得したセンサ温度と、定常センサ温度の推定値と、基準変化曲線と、前記始動又は前記変更のときから現在までの前記燃焼回数と、に基づき、現在のセンサ温度の変化量を推定する。
【００３１】
具体的には、センサ温度推定部１３６は、上記取得した始動時又は動作条件変更時のセンサ温度と、定常センサ温度の推定値と、を結ぶように上記取得した基準変化曲線を修正して、推定センサ温度変化曲線を算出する。そして、センサ温度推定部１３６は、算出した推定センサ温度変化曲線と、現在の燃焼回数とに基づき、現在におけるセンサ温度の変化量を推定する。
【００３２】
図２は、センサ温度推定部１３６の動作の一例を示す図である。図２には、内燃機関１０２の始動開始時においてセンサ温度推定部１３６が算出した推定センサ温度変化曲線２００が示されている。図２において、横軸は、内燃機関１０２の始動後の燃焼回数、図示左側の縦軸は、センサ温度である。
【００３３】
推定センサ温度変化曲線２００は、センサ温度推定部１３６が、記憶装置１２２に保存されたセンサ温度変化曲線マップ１５４に含まれる始動時基準変化曲線を、始動時に取得したセンサ温度２０２と、始動後動作条件に対応する定常センサ温度の推定値２０４と、を結ぶように修正して算出した曲線である。
【００３４】
センサ温度推定部１３６は、内燃機関１０２の始動から現在までの燃焼回数に基づき、推定センサ温度変化曲線２００における、対応する燃焼回数におけるセンサ温度の変化量を算出して、現在のセンサ温度の変化量を推定する。図２には、推定センサ温度変化曲線２００から導出されるセンサ温度変化量の変化曲線（推定センサ温度変化量曲線）２０６が点線で示されている。図示右側の縦軸は、燃焼回数１回当たりのセンサ温度変化量である。
【００３５】
図３は、センサ温度推定部１３６の動作の他の一例を示す図である。図３には、内燃機関１０２の動作条件が、例えば超リーン燃焼モードの動作条件からストイキ燃焼モードの動作条件に変更された場合においてセンサ温度推定部１３６が算出した推定センサ温度変化曲線３００が示されている。図３において、横軸は、動作条件変更後の燃焼回数、図示左側の縦軸は、センサ温度である。
【００３６】
推定センサ温度変化曲線３００は、センサ温度推定部１３６が、記憶装置１２２に保存されたセンサ温度変化曲線マップ１５４に含まれる燃焼モード変更時基準変化曲線を、動作条件変更時に取得したセンサ温度３０２と、変更後動作条件に対応する定常センサ温度の推定値３０４と、を結ぶように修正して算出した曲線である。
【００３７】
センサ温度推定部１３６は、内燃機関１０２の動作条件の変更時から現在までの燃焼回数に基づき、推定センサ温度変化曲線３００における、対応する燃焼回数におけるセンサ温度の変化量を算出して、現在のセンサ温度の変化量を推定する。図３には、推定センサ温度変化曲線３００から導出されるセンサ温度変化量の変化曲線（推定センサ温度変化量曲線）３０６が点線で示されている。図示右側の縦軸は、燃焼回数１回当たりのセンサ温度変化量である。
【００３８】
なお、上記において、推定センサ温度変化曲線２００及び３００の算出は、例えば、それぞれ始動時基準変化曲線及び燃焼モード変更時基準変化曲線を、縦軸方向（センサ温度軸方向）にシフトし及び又は拡大縮小することで行うものとすることができるが、これには限られない。例えば、センサ温度変化曲線マップ１５４において、基準変化曲線は多項式で表現されて保存されているものとし、センサ温度推定部１３６は、当該多項式の係数を変更することにより、推定センサ温度変化曲線２００、３００を算出するものとしてもよい。また、この場合には、水温センサ１０６によりセンサ温度を所定の燃焼回数間隔で繰り返し取得するものとし、センサ温度を取得する毎に、例えば、取得されたセンサ温度及び定常センサ温度の推定値からの偏差が最も小さくなるように、上記多項式の係数を修正して推定センサ温度変化曲線２００及び３００を修正するものとしてもよい。
【００３９】
図１に戻り、パラメータ補正部１４０は、現在が補正期間であるときは、センサ温度推定部１３６において推定された筒内圧センサ１０４の温度変化量に基づき、補正量マップ１５０を参照して、動作パラメータ算出部１３２により算出された動作パラメータを補正する。なお、現在が補正期間であるか否かは、後述する補正期間判断部１４２が判断する。
【００４０】
図４は、補正量マップ１５０の一例を示す図である。図４において、横軸は、筒内圧センサ１０４の温度変化量であるセンサ温度変化量ΔＴ、縦軸は、本実施形態における動作パラメータであるＩＭＥＰの補正量ΔＩＭＥＰである。曲線４００は、動作パラメータ算出部１３２が算出した動作パラメータＩＭＥＰに対する、センサ温度の種々の温度変化量ΔＴにおける補正量ΔＩＭＥＰを示している。
【００４１】
なお、現在が補正期間でないときは、動作パラメータ出力部１３４は、動作パラメータ算出部１３２が算出した動作パラメータをそのまま動作指示部１３０へ出力する。
【００４２】
動作パラメータ出力部１３４から動作パラメータを受信した動作指示部１３０は、当該受信した動作パラメータであるＩＭＥＰを用いて、例えば、内燃機関１０２が現在出力しているトルク値を算出する。そして、動作指示部１３０は、当該算出されたトルク値が、アクセル開度センサ１１８からのセンサ信号に応じた目標トルクとなるように、内燃機関１０２の吸気弁１１６のリフト量を制御する。
【００４３】
なお、本実施形態では、動作パラメータとしてＩＭＥＰを用いるものとしたが、これには限られない。そのような動作パラメータは、筒内圧センサ１０４から取得される筒内圧に基づいて算出可能な任意の動作パラメータとすることができる。例えば、動作パラメータは、ＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）、推定出力トルク、及び質量燃焼割合曲線の少なくとも一つを含むものとすることができる。
【００４４】
図１に戻り、補正期間判断部１４２は、センサ温度推定部１３６が算出した推定センサ温度変化曲線に基づき、筒内圧センサ１０４の状態が温度変化状態であって動作パラメータの補正が必要な期間（補正期間）であるか否かを判断する。具体的には、補正期間判断部１４２は、センサ温度推定部１３６が算出した推定センサ温度変化曲線から、センサ温度変化量の絶対値が所定の閾値以上である燃焼回数の期間を算出する。そして、補正期間判断部１４２は、現在の燃焼回数が上記算出した期間内であるときは、現在は筒内圧センサ１０４の状態が温度変化状態であって動作パラメータの補正が必要な補正期間内であるものと判断する。例えば、図２及び図３に示す例では、補正期間判断部１４２は、推定センサ温度変化曲線２００、３００から算出される推定センサ温度変化量曲線２０６、３０６が所定の閾値ΔＴｔｈ以上である期間を、それぞれ補正期間Ｐ１、Ｐ２とする。
【００４５】
これにより、動作パラメータ出力部１３４は、センサ温度推定部１３６が推定した筒内圧センサ１０４の温度変化量が所定の閾値ΔＴｔｈ以上である補正期間内おいて、動作パラメータ算出部１３２により算出された動作パラメータについての補正をパラメータ補正部１４０により行って、補正した動作パラメータを動作指示部１３０へ出力することができる。
【００４６】
また、補正期間判断部１４２は、後述するモータリング圧算出部１４４が算出する推定モータリング圧と、筒内圧センサ１０４のセンサ信号に基づく筒内圧とを比較し、筒内圧が推定モータリング圧を下回るクランク角期間があるときは、現在は動作パラメータについての補正が必要な補正期間内であると判断する。推定モータリング圧は、燃焼しない場合の筒内圧を示すものであり、燃焼させた際に筒内圧センサ１０４により取得される実際の筒内圧が推定モータリング圧を下回るということは、筒内圧センサ１０４のセンサ信号に無視し得ない誤差が含まれていると考えられるためである。
【００４７】
これにより、動作パラメータ出力部１３４は、筒内圧センサ１０４により取得した筒内圧の実測値が推定モータリング圧を下回るクランク角期間があるときにも、パラメータ補正部１４０により、動作パラメータ算出部１３２により算出された動作パラメータについての補正を行って、補正した動作パラメータを動作指示部１３０へ出力することができる。その結果、電子制御装置１００は、より適切に内燃機関１０２の動作制御を行うことができる。
【００４８】
なお、筒内圧の実測値が推定モータリング圧を下回るクランク角期間があることから補正期間判断部１４２が現在は補正期間であると判断した場合、パラメータ補正部１４０は、上記下回るクランク期間における筒内圧の実測値を、推定モータリング圧に置き換えることにより、上記筒内圧の実測値と推定モータリング圧とを用いて、補正された動作パラメータを算出するものとすることができる。当該補正された動作パラメータは、その後、動作パラメータ出力部１３４により、動作指示部１３０へ出力される。
【００４９】
図１に戻り、モータリング圧算出部１４４は、圧縮工程における所定のクランク角期間における筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づき、内燃機関１０２の推定モータリング圧を算出する。推定モータリング圧の算出の詳細は、例えば特開２００６−２７４９６６号公報に記載されている。
【００５０】
図５は、モータリング圧算出部１４４が算出した推定モータリング圧、及び筒内圧センサ１０４により実測された筒内圧の変化曲線の、一例を示す図である。図５において、縦軸は筒内圧、横軸は、上死点位置を基準とするクランク角を示している。図示の例では、クランク角が約６０度から約１８０度の範囲内において、筒内圧実測値の変化曲線５００が推定モータリング圧５０２を下回っていることから、補正期間判断部１４２は、現在は補正期間であるものと判断する。そして、この場合には、パラメータ補正部１４０は、例えば、約６０度から約１８０度のクランク角の範囲における推定モータリング圧５０２の値と、当該範囲以外のクランク角における筒内圧実測値の変化曲線５００の値と、を用いて、補正された動作パラメータを算出する。
【００５１】
次に、電子制御装置１００における、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づく動作パラメータの導出処理の手順について、図６に示すフロー図に従って説明する。本処理は、電子制御装置１００の電源がオンされたときに開始し、オフされたときに終了する。なお、本処理と並行して、モータリング圧算出部１４４は、内燃機関１０２の動作中は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づき、推定モータリング圧を所定の時間間隔で繰り返し算出するものとする。
【００５２】
動作を開始すると、センサ温度推定部１３６は、例えば動作指示部１３０から内燃機関１０２についての制御情報を得て、内燃機関１０２が動作中であるか否かを判断し（Ｓ１００）、動作中でないときは（Ｓ１００、ＮＯ）、内燃機関１０２の始動指示があったか否かを判断する（Ｓ１０２）。ここで、内燃機関１０２の始動指示があったか否かは、例えば、動作指示部１３０が、イグニションスイッチ（不図示）がオンされたか否かを検知することにより行うことができる。これに加えて、動作指示部１３０は、アイドリングストップを実行する場合には、アイドリングストップによる内燃機関１０２の停止の後、アクセルペダルの押下等の所定の条件が満たされたことをもって内燃機関１０２の始動指示があったものと判断し、当該判断の結果を示す制御情報をセンサ温度推定部１３６に与えるものとすることができる。
【００５３】
ステップＳ１０２において始動指示がないときは（Ｓ１０２、ＮＯ）、センサ温度推定部１３６は、ステップＳ１０２に戻って始動指示が与えられるのを待機する。一方、始動指示があったときは（Ｓ１０２、ＹＥＳ）、センサ温度推定部１３６は、燃焼回数のカウントを開始する（Ｓ１０４）。燃焼回数のカウントは、センサ温度推定部１３６が、動作指示部１３０から点火プラグ１１４の動作情報を取得して行うことができる。また、センサ温度推定部１３６は、水温センサ１０６により測定される冷却水温を現在の（すなわち、始動指示があったときの）センサ温度として取得する（Ｓ１０６）。
【００５４】
次に、センサ温度推定部１３６は、例えば動作指示部１３０を介して内燃機関１０２の動作条件を取得し、当該取得した動作条件に基づいて、記憶装置１２２が記憶する定常センサ温度マップ１５２から、上記取得した動作条件における定常センサ温度の予測値を取得する（Ｓ１０８）。また、センサ温度推定部１３６は、記憶装置１２２が保存するセンサ温度変化曲線マップ１５４から始動時基準変化曲線を取得する（Ｓ１１０）。そして、センサ温度推定部１３６は、ステップＳ１０６において取得した始動指示があったときのセンサ温度と、ステップＳ１０８において取得した定常センサ温度の予測値とを結ぶように、上記取得した始動時基準変化曲線を修正して推定センサ温度変化曲線を算出する（Ｓ１１２）。
【００５５】
続いて、動作パラメータ算出部１３２は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づいて筒内圧を測定し、当該筒内圧の測定値に基づいて動作パラメータである例えばＩＭＥＰを算出する（Ｓ１１４）。また、センサ温度推定部１３６は、ステップＳ１０４において開始した内燃機関１０２の燃焼回数のカウント数と、ステップＳ１１２で算出した推定センサ温度変化曲線と、に基づいて、当該燃焼回数のカウント数におけるセンサ温度の温度変化量を算出して、現在のセンサ温度の変化量を推定する（Ｓ１１６）。上記算出した筒内圧センサ１０４の温度変化量は、センサ温度推定部１３６からパラメータ補正部１４０へ出力される。
【００５６】
次に、動作パラメータ出力部１３４の補正期間判断部１４２は、現在がステップＳ１１４で算出された動作パラメータを補正すべき補正期間内であるか否かを判断する（Ｓ１１８）。
【００５７】
そして、現在が補正期間内であるときは（Ｓ１１８、ＹＥＳ）、パラメータ補正部１４０は、センサ温度推定部１３６がステップＳ１１６において推定した筒内圧センサ１０４の温度変化量に基づき、記憶装置１２２が記憶する補正量マップ１５０を参照して、ステップＳ１１４において動作パラメータ算出部１３２が算出した動作パラメータを補正し、補正した動作パラメータを出力する。そして、動作パラメータ出力部１３４は、パラメータ補正部１４０が出力した補正した動作パラメータを、動作指示部１３０に出力する（Ｓ１２０）。その後、処理装置１２０は、ステップＳ１１４に戻って処理を繰り返す。
【００５８】
一方、ステップＳ１１８において現在が補正期間でないと判断されたときは（Ｓ１１８、ＮＯ）、動作パラメータ出力部１３４は、ステップＳ１１４において動作パラメータ算出部１３２が算出した動作パラメータを、そのまま動作指示部１３０へ出力する（Ｓ１２２）。その後、処理装置１２０は、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。
【００５９】
一方、ステップＳ１００において、内燃機関１０２が動作中であるときは（Ｓ１００、ＹＥＳ）、動作パラメータ出力部１３４は、動作パラメータ出力部１３４は、内燃機関１０２の始動から所定時間（例えば、２分）が経過したか否かを判断する（Ｓ１２４）。これにより、動作パラメータ出力部１３４は、内燃機関１０２の始動後の暖気期間における動作パラメータの補正動作が完了しているか否かを判断する。
【００６０】
そして、所定時間を経過していないときは（Ｓ１２４、ＮＯ）、動作パラメータ出力部１３４は、ステップＳ１０４に処理を移して、内燃機関１０２の始動後の動作パラメータの補正処理を繰り返す。
【００６１】
一方、内燃機関１０２の始動から所定時間を経過したときは（Ｓ１２４、ＹＥＳ）、センサ温度推定部１３６は、例えば動作指示部１３０から内燃機関１０２についての制御情報を得て、内燃機関１０２の動作条件が変更されたか否かを判断する（Ｓ１２６）。
【００６２】
そして、動作条件が変更されたときは（Ｓ１２６、ＹＥＳ）、センサ温度推定部１３６は、燃焼回数のカウントを開始すると共に（Ｓ１２８）、水温センサ１０６により測定される冷却水温を現在の（すなわち、動作条件が変更されたときの）センサ温度として取得する（Ｓ１３０）。
【００６３】
次に、センサ温度推定部１３６は、例えば動作指示部１３０を介して動作条件変更後の動作条件（変更後動作条件）を取得し、当該取得した変更後動作条件に基づいて、記憶装置１２２が記憶する定常センサ温度マップ１５２から、上記取得した変更後動作条件における定常センサ温度の予測値を取得する（Ｓ１３２）。また、センサ温度推定部１３６は、記憶装置１２２が保存するセンサ温度変化曲線マップ１５４から、対応する燃焼モード変更時基準変化曲線を取得する（Ｓ１３４）。そして、センサ温度推定部１３６は、ステップＳ１３０で取得した動作条件が変更されたときのセンサ温度と、ステップＳ１３２で取得した定常センサ温度の予測値とを結ぶように、上記取得した燃焼モード変更時基準変化曲線を修正して推定センサ温度変化曲線を算出する（Ｓ１３６）。
【００６４】
続いて、動作パラメータ算出部１３２は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づいて筒内圧を測定し、当該筒内圧の測定値に基づいて動作パラメータである例えばＩＭＥＰを算出する（Ｓ１３８）。また、センサ温度推定部１３６は、ステップＳ１２８において開始した内燃機関１０２の燃焼回数のカウント数と、ステップＳ１３６で算出した推定センサ温度変化曲線と、に基づいて、当該燃焼回数のカウント数におけるセンサ温度の温度変化量を算出して、現在のセンサ温度の変化量を推定する（Ｓ１４０）。上記算出した筒内圧センサ１０４の温度変化量は、センサ温度推定部１３６からパラメータ補正部１４０へ出力される。
【００６５】
次に、動作パラメータ出力部１３４の補正期間判断部１４２は、現在がステップＳ１３８で算出された動作パラメータを補正すべき補正期間内であるか否かを判断する（Ｓ１４２）。
【００６６】
そして、現在が補正期間内であるときは（Ｓ１４２、ＹＥＳ）、パラメータ補正部１４０は、センサ温度推定部１３６がステップＳ１４０において算出した筒内圧センサ１０４の温度変化量に基づき、記憶装置１２２が記憶する補正量マップ１５０を参照して、ステップＳ１３８において動作パラメータ算出部１３２が算出した動作パラメータを補正して、補正した動作パラメータを出力する。そして、動作パラメータ出力部１３４は、パラメータ補正部１４０が出力した補正した動作パラメータを、動作指示部１３０に出力する（Ｓ１４４）。その後、処理装置１２０は、ステップＳ１３８に戻って処理を繰り返す。
【００６７】
一方、ステップＳ１４２において現在が補正期間でないと判断されたときは（Ｓ１４２、ＮＯ）、動作パラメータ出力部１３４は、ステップＳ１３８において動作パラメータ算出部１３２が算出した動作パラメータを、そのまま動作指示部１３０へ出力する（Ｓ１４６）。その後、処理装置１２０は、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。
【００６８】
一方、ステップＳ１２６において、動作条件が変更されていないときは（Ｓ１２６、ＮＯ）、動作パラメータ算出部１３２は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づいて動作パラメータであるＩＭＥＰを算出し（Ｓ１４８）、動作パラメータ出力部１３４は、当該算出した動作パラメータをそのまま動作指示部１３０へ出力する（Ｓ１５０）。その後、処理装置１２０は、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。
【００６９】
以上、説明したように、本実施形態に示す電子制御装置１００は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づいて内燃機関１０２の動作を制御する内燃機関の制御装置である。電子制御装置１００は、筒内圧センサ１０４からのセンサ信号に基づいて、内燃機関１０２の制御に係る動作パラメータ（例えば、ＩＭＥＰ）を算出する動作パラメータ算出部１３２と、内燃機関１０２の動作状態から筒内圧センサ１０４の現在の温度変化量を推定するセンサ温度推定部１３６と、を備える。また、電子制御装置１００は、筒内圧センサ１０４の温度変化量に応じた上記動作パラメータについての補正量を示す補正量マップ１５０を保存する記憶装置１２２を備える。更に、電子制御装置１００は、センサ温度推定部１３６において推定された筒内圧センサ１０４の温度変化量に基づき、補正量マップ１５０を参照して、動作パラメータ算出部１３２により算出された上記動作パラメータを補正して、補正された動作パラメータを出力する動作パラメータ出力部１３４を備える。
【００７０】
この構成によれば、温度変化過程において検知誤差を生ずる筒内圧センサ１０４の検知結果を精度よく補正して、内燃機関１０２についての、より誤差の少ない動作制御を行うことができる。
【００７１】
また、本発明の電子制御装置１００では、記憶装置１２２には、更に、内燃機関１０２の種々の動作条件における定常状態でのセンサ温度である定常センサ温度を示す定常センサ温度マップ１５２が保存されている。更に、記憶装置１２２には、内燃機関１０２の始動又は内燃機関１０２の動作条件の変更があったときの、当該始動又は変更のときから定常状態に至るまでの、内燃機関１０２の燃焼回数に対するセンサ温度の変化を示す、予め定められた基準変化曲線を含むセンサ温度変化曲線マップ１５４が保存されている。そして、センサ温度推定部１３６は、上記始動又は上記変更があったときにセンサ温度を取得し、上記始動又は上記変更の後の動作条件に基づいて、定常センサ温度マップ１５２を参照して、当該動作条件における定常センサ温度の推定値を取得する。また、センサ温度推定部１３６は、上記取得したセンサ温度と、定常センサ温度の推定値と、基準変化曲線と、上記始動又は上記変更のときから現在までの燃焼回数と、に基づき、現在のセンサ温度の変化量を推定する。
【００７２】
この構成によれば、筒内圧センサ１０４の温度を直接的に測定するための温度センサ等の付加的な部品を要することなく、筒内圧センサ１０４の現在の温度変化量を推定し、筒内圧センサ１０４のセンサ信号に基づいて算出される動作パラメータを適切に補正して、内燃機関１０２を適切に制御することができる。
【００７３】
また、本発明の電子制御装置１００では、動作パラメータ出力部１３４は、補正期間判断部１４２及びパラメータ補正部１４０により、センサ温度推定部１３６が推定した筒内圧センサ１０４の温度変化量が所定の閾値以上である期間内おいて、上記算出された動作パラメータについての補正を行う。この構成によれば、処理装置１２０における、筒内圧センサ１０４の検知誤差に起因する動作パラメータ補正のための処理負荷を低減することができる。
【００７４】
また、本発明の電子制御装置１００では、上記動作パラメータは、図示平均有効圧力（ＩＭＥＰ）、推定出力トルク、及び質量燃焼割合曲線の少なくとも一つを含む。この構成によれば、種々の動作パラメータを用いて、内燃機関１０２についての種々の出力特性の制御を適切に行うことができる。
【００７５】
また、本発明の電子制御装置１００では、上記動作条件は、気筒内の燃焼温度に影響する動作条件である。そして、本発明の電子制御装置１００では、上記動作条件は、より具体的には、空燃比、圧縮比、吸入空気量、点火時期、ＥＧＲ量、吸排気タイミング、及び過給圧の少なくとも一つを含む。この構成によれば、筒内圧センサ１０４の温度変化に影響のある動作条件に基づいて、筒内圧センサ１０４の温度変化量を適切に推定することができる。
【００７６】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００７７】
例えば、上記実施形態では、筒内圧センサ１０４はリング状筒内圧センサであるものとしたが、これには限られない。筒内圧センサ１０４は、センサ筐体の温度変化過程においてセンサ信号（すなわち、筒内圧検知結果）に誤差を生じ得る任意の構成を有する筒内圧センサであるものとすることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、補正量マップ１５０の一例として図５に示した補正量マップでは、ＩＭＥＰ補正量がセンサ温度変化量に対して規定されるものとしたが、これには限られない。センサ温度に対応してセンサ温度変化量が一義的に規定され得る場合には、補正量マップ１５０においてＩＭＥＰ補正量がセンサ温度に対して規定されるものとしてもよい。この場合には、センサ温度推定部１３６は、推定センサ温度変化曲線２００により現在のセンサ温度を推定し、当該推定したセンサ温度と補正量マップ１５０を用いて、ＩＭＥＰ等の動作パラメータを補正するものとすることができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、内燃機関１０２の動作条件が頻繁には変更されず、動作条件の変更前はセンサ温度が必ず定常状態にあるものとして、当該動作条件の変更があったときは、水温センサ１０６により測定される冷却水温を現在のセンサ温度として取得するものとしたが、これには限られない。内燃機関１０２の動作条件が変更され、現在のセンサ温度が推定センサ温度変化曲線３００等により推定されている間に、当該内燃機関１０２の動作条件が更に変更された場合には、現在推定されたセンサ温度を、当該動作条件の変更があったときのセンサ温度として取得して、例えば図６に示すステップＳ１３２−Ｓ１４６の処理を行うものとすることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００…電子制御装置、１０２…内燃機関、１０４…筒内圧センサ、１０６…水温センサ、１０８…エアーフローセンサ、１１０…クランク角センサ、１１２…燃料噴射弁、１１４…点火プラグ、１１６…吸気弁、１１８…アクセル開度センサ、１２０…処理装置、１２２…記憶装置、１３０…動作指示部、１３２…動作パラメータ算出部、１３４…動作パラメータ出力部、１３６…センサ温度推定部、１４０…パラメータ補正部、１４２…補正期間判断部、１４４…モータリング圧算出部、１５０…補正量マップ、１５２…定常センサ温度マップ、１５４…センサ温度変化曲線マップ。
【図１】
2019157696.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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