(57)【要約】【課題】筒内圧センサのオフセットドリフトをリセットするタイミングを生成するリセットタイミング生成装置、及びこれを用いて内燃機関の筒内圧を精度良く検出できる筒内圧検出装置を提供する。【解決手段】筒内圧検出装置１２は、ピエゾ抵抗素子１３８の抵抗の変化を電気信号として検出する検出回路部２００と、この電気信号を増幅して出力する増幅回路部２０１と、この出力値を補正する補正回路部２０２とを備えている。補正回路部２０２は、増幅回路部２０１の出力電圧のピーク値を保持するピークホールド回路部２０５と、ピークホールド回路部２０５の出力電圧を分圧する分圧回路部２０６と、分圧回路部２０６の出力電圧と増幅回路部２０１の出力電圧とを比較する比較回路部２０７と、比較回路部２０７の出力信号を基に増幅回路部２０１の出力電圧をリセットするタイミングを算出する演算部２０８とを備えている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の筒内圧又は内燃機関の筒内圧の変化率に応じて出力される筒内圧センサの出力電圧を基準値にリセットするタイミングを生成するリセットタイミング生成装置であって、
前記筒内圧センサの出力電圧のピーク値を保持するピークホールド手段と、
前記ピークホールド手段の出力電圧を分圧する分圧手段と、
前記分圧手段の出力電圧と前記筒内圧センサの出力電圧とを比較し、その比較結果に応じて出力電圧レベルが切替わる矩形波信号を出力する比較手段と、
前記比較手段の出力信号を基にリセットタイミングを算出するリセットタイミング算出手段とを備えたことを特徴とするリセットタイミング生成装置。
【請求項２】
前記リセットタイミング算出手段は、前記比較手段の出力する矩形波信号の周期を測定し、当該周期を基にリセットタイミングを算出することを特徴とする請求項１に記載のリセットタイミング生成装置。
【請求項３】
前記分圧手段の出力電圧が前記筒内圧センサの出力電圧以上となる所定の矩形波信号の立ち上がり又は立ち下がり時点から、次の矩形波信号の立ち上がり又は立ち下がり時点までの時間間隔を、前記リセットタイミング算出手段が前記矩形波信号の周期として測定することを特徴とする請求項２に記載のリセットタイミング生成装置。
【請求項４】
内燃機関の筒内圧又は内燃機関の筒内圧の変化率に応じて電気信号を出力する筒内圧センサと、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリセットタイミング生成装置と、
前記リセットタイミング生成装置によって生成されたタイミングにおいてリセット信号を出力するリセット信号出力手段と、
前記リセット信号出力手段からのリセット信号の入力に基づき前記筒内圧センサの出力電圧を基準値にリセットするリセット手段とを備えたことを特徴とする筒内圧検出装置。
【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出する筒内圧センサの出力電圧をリセットするタイミングを生成するリセットタイミング生成装置、及びこれを備えた筒内圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディーゼルエンジンなどの内燃機関においては、燃費向上、排気ガス中のエミッションの低減等の要求に対応するため、電子制御により燃料噴射量を制御するなど燃焼状態に応じた緻密な運転制御を行うことが一般的となっている。
【０００３】
内燃機関の燃焼状態を把握するための１つの方法としてシリンダ内における圧力（以下、筒内圧という）を検出することが行われる。そのため、内燃機関には筒内圧センサが設けられ、筒内圧に応じた電気信号が出力される。
【０００４】
しかしながら、内燃機関のような急激な温度変化が起きる環境下では、温度等の因子による筒内圧センサの出力電圧のドリフト、いわゆるオフセットドリフトが回避できず、筒内圧を精度良く求めるためには当該ドリフトの補正が必須である。
【０００５】
このようなドリフトを補正する技術としては、例えば筒内圧センサの温度特性を基に、別途設置した温度センサの値から補正を行う技術（例えば特許文献１参照）や、内燃機関が備えるクランク角センサの検出信号を外部から入力し、所定のクランク角度に対応するタイミングで筒内圧センサの出力電圧を基準値にリセットして補正を行う技術（例えば特許文献２参照）が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５７８８８号公報
【特許文献２】特開平７−２８０６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
温度センサを用いて補正を行う場合にはドリフト発生因子の温度を正確に検出する必要があるが、現実にはドリフト発生因子の近傍に温度センサを設置できないなど様々な要因で、正確な温度を測定できない場合が多い。そのため、その測定誤差がドリフトの補正に反映され、補正誤差として現われるおそれがある。さらに、ドリフト発生因子が複数存在する場合には、すべての因子に対応して複数の温度センサを設置しなければならないため、構成や補正処理の複雑化を招くとともに、これに係る回路規模が大きくなるおそれがある。
【０００７】
一方、クランク角センサを用いて補正を行う場合、クランク角センサからの信号を入力するための端子を筒内圧検出装置（筒内圧センサ）側に別途設けなければならず、装置の大型化が懸念される。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筒内圧センサのオフセットドリフトをリセットするタイミングを生成するリセットタイミング生成装置、及びこれを用いて内燃機関の筒内圧を精度良く検出できる筒内圧検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果等を付記する。
【００１０】
構成１．本構成のリセットタイミング生成装置は、
内燃機関の筒内圧又は内燃機関の筒内圧の変化率に応じて出力される筒内圧センサの出力電圧を基準値にリセットするタイミングを生成するリセットタイミング生成装置であって、
前記筒内圧センサの出力電圧のピーク値を保持するピークホールド手段と、
前記ピークホールド手段の出力電圧を分圧する分圧手段と、
前記分圧手段の出力電圧と前記筒内圧センサの出力電圧とを比較し、その比較結果に応じて出力電圧レベルが切替わる矩形波信号を出力する比較手段と、
前記比較手段の出力信号を基にリセットタイミングを算出するリセットタイミング算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成１によれば、筒内圧センサによって検出される筒内圧波形を、ピークホールド手段、分圧手段及び比較手段を介して整形することによって、矩形波信号として検出することができる。これにより、例えば内燃機関の燃焼直後（ピーク値の検出直後）のタイミング等を矩形波信号の立ち上がり（又は立ち下がり）として検出することができる。つまり、リセットタイミングを算出する上で必要な情報、例えば燃焼サイクルの周期や基点となるタイミングなどを、矩形波信号の立ち上がり等を基準にして得ることができる。結果として、クランク角センサの情報を用いることなく、リセットタイミングを算出でき、燃焼サイクルの所望のタイミングにおいてセンサ出力のオフセットドリフトを解消することができる。ひいては、クランク角センサからの信号入力用の端子などを別途備える必要もないため、リセットタイミング生成装置及びこれを具備したリセット補正装置の大型化を抑制できる。特に当該リセット補正装置と筒内圧センサとを一体化した筒内圧検出装置を内燃機関に設置する場合、振動耐久性等を考慮して当該装置の小型化を図らねばならないため、その効果は大きい。また、上記構成では、温度を把握することなく、筒内圧センサの出力電圧を基準値にリセットすることでセンサ出力の補正を行っているため、別途温度センサを設ける必要もない。結果として、構成や補正処理を複雑化することなく、内燃機関の筒内圧を精度良く検出することができる。
【００１２】
なお、仮に筒内圧センサの出力電圧が予め設定した電圧閾値を超えたか否かを検出することにより、リセットタイミングを算出する上で必要な情報を得る構成とした場合、ドリフト量が大きい場合などには、例えば強制的にリセットを行わなければ、筒内圧センサの出力電圧が電圧閾値を超えたことを検出できず、適正な情報を得ることができないことも懸念される。これに対し、上記構成１のように筒内圧センサの出力波形のピーク値を検出する構成とすれば、ドリフト量が大きい場合でも、より確実に上記情報を得ることができる。
【００１３】
構成２．本構成のリセットタイミング生成装置は、上記構成１において、
前記リセットタイミング算出手段が、前記比較手段の出力する矩形波信号の周期を測定し、当該周期を基にリセットタイミングを算出することを特徴とする。
【００１４】
上記構成２によれば、内燃機関の燃焼サイクルに相当する矩形波信号の周期（筒内圧センサの出力波形周期）から、リセット処理を行うタイミングを求めている。なお、上記リセットタイミング算出手段は、予め設定された演算式に基づき、矩形波信号の周期を変数としてリセットタイミングを算出することとなる。例えば矩形波周期Δｔに所定係数ｎを掛けて算出した時間ｎΔｔが、所定の基点ｔ（矩形波信号の立ち上がり時点や前回リセットが行われた時点など）から経過するタイミングｔ＋ｎΔｔをリセットタイミングＲｔとして設定する。この場合、前記Ｒｔ＝ｔ＋ｎΔｔなど、矩形波周期からリセットタイミングを算出するために必要な演算式は、センサ出力のオフセットドリフトが適正に解消されるよう、内燃機関の筒内圧が最低となる燃焼サイクルの所望のタイミングにリセットタイミングを合わせる式となる。従って、内燃機関の１燃焼サイクルの所望のタイミングに合わせるリセットタイミングを求めるための変数として、上記矩形波周期Δｔのように、比較的測定時間の長い測定値（変数）を採用することにより、測定値（変数）に対するその測定誤差の割合を少なくすることができる。結果として、測定値（変数）の測定誤差がリセットタイミングの算出誤差に影響を及ぼしにくく、実際のリセットタイミングと所望のタイミングとのずれを比較的小さく抑えることができ、より良いタイミングでセンサ出力の補正を行うことができる。
【００１５】
構成３．本構成のリセットタイミング生成装置は、上記構成２において、
前記分圧手段の出力電圧が前記筒内圧センサの出力電圧以上となる所定の矩形波信号の立ち上がり又は立ち下がり時点から、次の矩形波信号の立ち上がり又は立ち下がり時点までの時間間隔を、前記リセットタイミング算出手段が前記矩形波信号の周期として測定することを特徴とする。
【００１６】
上記構成３によれば、リセットタイミング算出手段は、分圧手段の出力電圧が筒内圧センサの出力電圧以上となるタイミング、すなわち内燃機関の燃焼直後（ピーク値の検出直後）のタイミングを基にして矩形波信号の周期を測定している。
【００１７】
なお、分圧手段の出力電圧が筒内圧センサの出力電圧以下となるタイミング（例えば矩形波信号の立ち下がり時点）は、分圧手段の出力電圧が筒内圧センサの出力電圧以上となるタイミング（例えば矩形波信号の立ち上がり時点）よりも、ピーク値の検出時から離れているため、内燃機関の回転数の違いなどによって、バラツキが大きい。つまり、上記構成３によれば、周期測定の基点となる矩形波信号の立ち上がり又は立ち下がり時点の検出誤差を小さく抑えることができる。従って、当該検出誤差がリセットタイミングの算出誤差に影響を及ぼしにくく、実際のリセットタイミングと所望のタイミングとのずれを比較的小さく抑えることができ、より良いタイミングでセンサ出力の補正を行うことができる。
【００１８】
構成４．本構成の筒内圧検出装置は、
内燃機関の筒内圧又は内燃機関の筒内圧の変化率に応じて電気信号を出力する筒内圧センサと、
構成１乃至３のいずれか１つに記載のリセットタイミング生成装置と、
前記リセットタイミング生成装置によって生成されたタイミングにおいてリセット信号を出力するリセット信号出力手段と、
前記リセット信号出力手段からのリセット信号の入力に基づき前記筒内圧センサの出力電圧を基準値にリセットするリセット手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成４によれば、筒内圧センサとリセットタイミング生成装置等を一体化することにより、内燃機関の限られた設置スペースの有効利用を図るとともに、利便性が向上する。また、この筒内圧検出装置をグロープラグ等に一体化した場合には、その作用効果をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。先ずは本発明に係る筒内圧検出装置が取付けられる内燃機関の概略構成を４サイクルのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）を例にして図２を参照しつつ説明する。図２は、エンジン制御システムの構成を示す概略図である。
【００２１】
エンジン１のシリンダ２には、吸気管３及び排気管４が連結されている。吸気管３と繋がるシリンダ２の吸気ポート３ａには吸気弁５が配設され、排気管４と繋がるシリンダ２の排気ポート４ａには排気弁６が配設されている。
【００２２】
シリンダ２内にはピストン７が収容され、ピストン７はコンロッド８を介してクランク軸９に連結されている。ピストン７の上部とシリンダ２の壁面に囲まれた空間、すなわち燃焼室２ａ内には、吸気弁５や排気弁６のほか、グロープラグ１０や燃料噴射ノズル１１の先端が臨んでいる。
【００２３】
グロープラグ１０には、後述するようにシリンダ２の燃焼室２ａ内の圧力（以下、筒内圧という）を検出するための筒内圧検出装置１２が内蔵されている。また、クランク軸９にはその回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ１５が配設されている。筒内圧検出装置１２やクランク角センサ１５をはじめとする各種センサの検出信号は、エンジン制御用の電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１８に入力される。そして、ＥＣＵ１８は、これらの検出信号とともに、スロットルセンサ１９から入力されるアクセルペダルの動きに比例した検出信号に基づき、燃料噴射ノズル１１からの燃料噴射量等を制御する。
【００２４】
そして、グロープラグ１０を通電して発熱させた状態で、燃料噴射ノズル１１から燃料を噴射すると、当該燃料に着火してエンジン１が始動する。
【００２５】
次に、本発明に係る筒内圧検出装置１２を内蔵したグロープラグ１０の構成及びその取付態様について図１を参照して説明する。図１は、グロープラグ１０が取付けられたシリンダヘッド２ｂの部分断面図である。
【００２６】
グロープラグ１０は、シリンタヘッド２ｂに形成されたプラグ取付孔２ｃに取付けられており、その先端側が燃焼室２ａ内に突き出すように位置決めされている。
【００２７】
グロープラグ１０は、軸線Ｃ方向に沿って延びる筒状の主体金具１００と、当該主体金具１００内に保持された導電性を有する棒状の中軸１０１と、当該中軸１０１の先端側に配置され、主体金具１００の先端部から外方へ突出した棒状のヒータ部材１０２とを有する。
【００２８】
主体金具１００の基端側外周面には、グロープラグ１０をシリンタヘッド２ｂのプラグ取付孔２ｃに固定するための雄ねじ部１１１と、そのネジ止めの際にレンチなどの工具を係合させる六角形状の工具係合部１１２とが形成されている。
【００２９】
主体金具１００の先端側には、ヒータ部材１０２が圧入保持された筒状のヒータ保持部材１１４と、当該ヒータ保持部材１１４と主体金具１００の先端部との隙間を塞ぐシール部材１１５とが設けられている。
【００３０】
ヒータ部材１０２の基端部は、導電性を有する筒状の電極部材１１６により中軸１０１の先端部と接続されている。
【００３１】
ヒータ部材１０２は、絶縁セラミックからなる基体１２０と、当該基体１２０に埋設された発熱素子１２１とから構成されている。発熱素子１２１は、一端部が電極部材１１６を介して中軸１０１と電気的に接続され、他端部がヒータ保持部材１１４を介して主体金具１００と電気的に接続されている。これにより、ヒータ部材１０２を昇温させる際、中軸１０１を通じて発熱素子１２１に供給された電流は、主体金具１００を通じてシリンタヘッド２ｂへ流れることとなる。
【００３２】
ヒータ保持部１１４は、自己潤滑性を有するグラファイトからなる保持部材１１９により、軸線Ｃ方向に変位可能な状態で保持されている。これにより、ヒータ保持部材１１４及びこれに圧入されたヒータ部材１０２は、燃焼室２ａ内の筒内圧の変化に応じて軸線Ｃ方向に変位する。
【００３３】
また、主体金具１００の軸孔１２５には円筒状のスライドパイプ１２６が摺動自在に配設されている。スライドパイプ１２６の先端は、ヒータ保持部材１１４の基端部に接続され、後端にはプッシュパイプ１２７が接続されている。従って、ヒータ保持部材１１４が変位した場合には、スライドパイプ１２６及びプッシュパイプ１２７も軸線Ｃ方向に変位することとなる。
【００３４】
プッシュパイプ１２７は、主体金具１００の基端部より突出しており、その周囲には主体金具１００の基端部との隙間を塞ぐＯリング１２９が嵌め込まれている。
【００３５】
主体金具１００の基端側には上述した筒内圧検出装置１２が設けられている。筒内圧検出装置１２の外郭は、その周囲を囲む筒状のハウジング１３１と、当該ハウジング１３１の基端側を塞ぐグロメット１３２とから構成されている。このグロメット１３２を介して、複数の接続線１３３が筒内圧検出装置１２の内部に引き込まれている。
【００３６】
筒内圧検出装置１２は、プッシュパイプ１２７の周囲を囲むように主体金具１００の基端部に取付けられた環状の基台１３５と、プッシュパイプ１２７の基端部に当接した状態で基台１３５に載置されたダイヤフラム部材１３６とを有している。
【００３７】
ダイヤフラム部材１３６は、薄肉のダイヤフラム部１３６ａを有しており、プッシュパイプ１２７に押されることにより変形する。さらに、ダイヤフラム部１３６ａにはピエゾ抵抗素子１３８が貼付けられており、ダイヤフラム部材１３６の変形によりピエゾ抵抗素子１３８の抵抗値が変化する。
【００３８】
また、ダイヤフラム部材１３６の基端側にはプリント基板１４０が配設されている。プリント基板１４０上には、ＩＣなどの電子部品が実装され、各種電子回路が形成されている。そして、燃焼室２ａ内の筒内圧の変化によって、ヒータ部材１０２が受けた圧力がピエゾ抵抗素子１３８に伝達されると、ボンディングワイヤ１４３を介してピエゾ抵抗素子１３８と接続されたプリント基板１４０上の検出回路部が、このピエゾ抵抗素子１３８の抵抗の変化を電気信号として検出する。この検出された電気信号は増幅回路部にて増幅され、筒内圧に比例した検出信号として外部に出力される。但し、この検出信号には温度等の因子によるドリフトが生じるため、プリント基板１４０上には、このドリフトを解消するための補正回路部も設けられている。このドリフトを解消する処理は、後述するように増幅回路部の出力値を基準値にリセットすることにより行われるため、以降、この処理のことを「リセット（リセット処理）」という。
【００３９】
なお、上述した複数の接続線１３３のうちの１本は、ヒータ部材１０２への電源供給用として中軸１０１の基端部と電気的に接続されている。他の接続線１３３は、プリント基板１４０と電気的に接続されており、検出信号の出力用又はプリント基板１４０への電源供給用として用いられる。
【００４０】
ここで、筒内圧検出装置１２の回路構成について図３を参照して説明する。図３は回路構成を示す機能ブロック図である。
【００４１】
筒内圧検出装置１２は、ピエゾ抵抗素子１３８の抵抗の変化を電気信号として検出する検出回路部２００と、この電気信号を増幅して出力する増幅回路部２０１と、この出力値を補正する補正回路部２０２とを備えている。このうち、ピエゾ抵抗素子１３８、検出回路部２００及び増幅回路部２０１により本実施形態における筒内圧センサが構成され、補正回路部２０２によりリセット補正装置が構成される。
【００４２】
補正回路部２０２は、増幅回路部２０１の出力電圧のピーク値を保持するピークホールド手段としてのピークホールド回路部２０５と、ピークホールド回路部２０５の出力電圧を分圧する分圧手段としての分圧回路部２０６と、分圧回路部２０６の出力電圧と増幅回路部２０１の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じて出力電圧レベルが切替わる矩形波信号を出力する比較手段としての比較回路部２０７と、比較回路部２０７の出力信号を基にリセットタイミングを算出するリセットタイミング算出手段としての演算部２０８と、算出されたタイミングにおいてリセット信号を出力するリセット信号出力手段としてのリセット信号出力部２０９と、リセット信号出力部２０９からのリセット信号の入力に基づき増幅回路部２０１の出力電圧を基準値にリセットするリセット手段としてのリセット回路部２１０とを備えている。このうち、ピークホールド回路部２０５、分圧回路部２０６、比較回路部２０７及び演算部２０８により、本実施形態におけるリセットタイミング生成装置が構成される。
【００４３】
ここで本発明の主要部であるピークホールド回路部２０５、分圧回路部２０６及び比較回路部２０７の回路構成について図４の回路図を参照して詳しく説明する。
【００４４】
ピークホールド回路部２０５は、入力及び出力のインピーダンスを変換するための２つのオペアンプＯＰ１，ＯＰ２と、増幅回路部２０１の出力電圧のピーク値を保持するコンデンサＣ１とから構成される。
【００４５】
オペアンプＯＰ１は、増幅回路部２０１からの信号入力用のバッファ回路として機能し、その非反転入力端子には増幅回路部２０１の出力端子２０１ａが接続されている。
【００４６】
オペアンプＯＰ１の出力端子には、整流用のダイオードＤ１のアノード側が接続されている。ダイオードＤ１のカソード側には、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子が接続されるとともに、コンデンサＣ１の一端が接続されている。なお、コンデンサＣ１の他端はアース接続されている。
【００４７】
コンデンサＣ１には放電用の抵抗Ｒ１が並列接続されている。抵抗Ｒ１は、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷を、当該コンデンサＣ１の容量と自己の抵抗値で決まる一定の時定数で放電させるものである。
【００４８】
オペアンプＯＰ２は、その出力端子が自身の反転入力端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の反転入力端子にも接続されており、信号出力用のバッファ回路として機能する。
【００４９】
オペアンプＯＰ１の出力端子と反転入力端子との間には整流用のダイオードＤ２が並列接続されている。詳しくは、ダイオードＤ２のアノード側がオペアンプＯＰ１の反転入力端子に接続され、カソード側がオペアンプＯＰ１の出力端子及びダイオードＤ１のアノード側に接続されている。
【００５０】
分圧回路部２０６は、直列接続された２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４からなり、抵抗Ｒ３の一端にオペアンプＯＰ２の出力端子が接続され、抵抗Ｒ４の一端がアース接続されている。
【００５１】
両抵抗Ｒ３，Ｒ４間には、比較回路部２０７を構成するコンパレータＣＭＰの非反転入力端子が接続されている。そして、コンパレータＣＭＰの反転入力端子には、増幅回路部２０１の出力端子２０１ａが接続され、コンパレータＣＭＰの出力端子には、演算部２０８の入力端子２０８ａが接続されている。
【００５２】
次に補正回路部２０２にて行われるリセットタイミング生成処理の流れについて図５を参照して説明する。
【００５３】
図５（ａ）は、増幅回路部２０１から出力される筒内圧出力波形を示すものである。但し、便宜上、図５（ａ）ではドリフトがない場合の出力波形を示している。ここに示すように増幅回路部２０１から出力される出力信号Ｓ１の信号レベル（出力電圧）は、燃焼室２ａ内の筒内圧の変化、すなわちエンジン１の燃焼サイクル（燃焼・排気・吸気・圧縮）に応じて変化する。増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１は、上記接続線１３３を介して筒内圧検出装置１２の外部へ出力されるとともに、ピークホールド回路部２０５及び比較回路部２０７（オペアンプＯＰ１及びコンパレータＣＭＰ）にそれぞれ入力される。
【００５４】
そして、増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１が入力されたピークホールド回路部２０５においては、出力信号Ｓ１の信号レベルのピーク値に対応した電荷がコンデンサＣ１に蓄えられるとともに、その電荷が抵抗Ｒ１によって所定時間で放電される。図５（ｂ）は、ピークホールド回路部２０５から出力されるピークホールド出力波形を示すものである。ここに示すようにピークホールド回路部２０５の出力信号Ｓ２の信号レベルは、増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１の信号レベルが大きくなると、それに応じて上昇し、その後、出力信号Ｓ１の信号レベルが小さくなると、一定の傾きで降下することになる。なお、コンデンサＣ１の容量、抵抗Ｒ１の抵抗値、及びこれらにより定まる時定数（放電時間）としては、任意の値を設定可能であるが、少なくとも増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１のピークから次のピークまでの間にコンデンサＣ１の電荷が確実に全て放電される値を設定することが好ましい。
【００５５】
ピークホールド回路部２０５の出力信号Ｓ２は分圧回路部２０６に入力される。図５（ｃ）は、分圧回路部２０６から出力される分圧出力波形を示すものである。ここに示すようにピークホールド回路部２０５の出力信号Ｓ２が、分圧回路部２０６にて各抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値で決まる所定の分圧比で分圧されることで、元の信号レベルよりも一定割合だけ低い信号レベルに変換され、出力信号Ｓ３として出力される。なお、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値、及びこれらにより定まる分圧比としては、任意の値を設定可能であるが、後述のコンパレータＣＭＰによる大小判定結果が切替わるタイミングがエンジン１の燃焼サイクルの所望のタイミングとして検出できるような値に設定することが好ましい。
【００５６】
分圧回路部２０６の出力信号Ｓ３はコンパレータＣＭＰの非反転入力端子に入力される。そして、コンパレータＣＭＰは、この分圧回路部２０６の出力信号Ｓ３と、反転入力端子に入力される増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１との信号レベルの大小を比較する。
【００５７】
図５（ｄ）は、コンパレータＣＭＰから出力されるコンパレータ出力波形を示すものである。ここに示すようにコンパレータＣＭＰから出力される出力信号Ｓ４は、大小比較結果に応じて信号レベルが切替わる矩形波信号である。より詳しくは、分圧回路部２０６の出力信号Ｓ３の信号レベルが増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１の信号レベル以上である場合にはハイレベルの出力となり、出力信号Ｓ３の信号レベルが出力信号Ｓ１の信号レベルよりも低い場合にはローレベルの出力となる。従って、本実施形態では、エンジン１の燃焼直後（ピーク値の検出直後）のタイミングが、出力信号Ｓ４の矩形波の立ち上がりとして現われ、吸気途中のタイミングが矩形波の立ち下がりとして現われる。
【００５８】
そして、コンパレータＣＭＰから出力される出力信号Ｓ４に基づき、演算部２０８がリセットタイミングを算出する。
【００５９】
ここで演算部２０８により実行されるリセットタイミングの算出処理についてより詳しく説明する。
【００６０】
演算部２０８は、コンパレータＣＭＰから出力される出力信号Ｓ４の矩形波の立ち上がりを常時検出する。そして、演算部２０８は、連続する２つの矩形波の立ち上がりタイミングｔ１，ｔ２の差ｔ２−ｔ１から、矩形波周期Δｔすなわちエンジン１の燃焼サイクル周期を算出するとともに、例えば次式（１）のような演算式を基にリセットタイミングＲｔを算出する。
【００６１】
Ｒｔ＝ｎΔｔ＋ｔ２
＝ｎ（ｔ２−ｔ１）＋ｔ２  …（１）
つまり、２つ目の矩形波の立ち上がりタイミングｔ２から、矩形波周期Δｔに所定係数ｎを掛けて算出した時間ｎΔｔが経過するタイミングがリセットタイミングＲｔとなる。ここで上記係数ｎは、０＜ｎ＜１の範囲で任意に設定される係数である。リセットタイミングＲｔは、燃焼や圧縮の影響が少なく、筒内圧が大気圧に近いタイミングであることが望ましいため、本実施形態ではエンジン１の１燃焼サイクルのうち圧縮工程へ切換わる直前の吸気工程にてリセット処理が行われるよう、係数ｎ＝０．５と設定されている。
【００６２】
そして、リセット信号出力部２０９は、図５（ｅ）に示すように、演算部２０８によって算出されたリセットタイミングＲｔにおいてリセット信号Ｓ５を出力する。このリセット信号Ｓ５を受けたリセット回路部２１０は、例えばスイッチ素子をオン状態にして増幅回路部２０１の増幅器に並列接続されたコンデンサの電荷を放電し、増幅器の入出力間の電位差をなくすことによりリセット処理を行う。
【００６３】
その後、演算部２０８は、２つ目の矩形波の立ち上がりタイミングｔ２の値を１つ目の矩形波の立ち上がりタイミングｔ１の値にシフトする。そして、新たな矩形波の立ち上がりを検出すると、この矩形波の立ち上がりタイミングｔ３の値を２つ目の矩形波の立ち上がりタイミングｔ２として設定し、上記同様の処理を繰り返し実行する。従って、これ以後、エンジン１の１燃焼サイクル毎にリセットが実行されることとなる。
【００６４】
以上詳述したように、本実施形態では、増幅回路部２０１から出力される筒内圧出力波形を、ピークホールド回路部２０５、分圧回路部２０６及び比較回路部２０７を介して整形することによって、矩形波信号として検出している。これにより、エンジン１の燃焼直後（ピーク値の検出直後）のタイミングを矩形波の立ち上がりとして検出できる。つまり、リセットタイミングＲｔを算出する上で必要な情報、例えば燃焼サイクル周期や基点となるタイミングを、矩形波の立ち上がりタイミングｔ１などを基に得ることができる。結果として、クランク角センサ１５の情報を用いることなく、リセットタイミングＲｔを算出でき、燃焼サイクルの所望のタイミングにおいて増幅回路部２０１のオフセットドリフトを解消することができる。ひいては、クランク角センサ１５からの信号入力用の端子などを別途備える必要もないため、筒内圧検出装置１２（補正回路部２０２）の大型化を抑制できる。また、本実施形態では、温度を把握することなく、増幅回路部２０１の出力電圧を基準値にリセットすることで出力補正を行っているため、別途温度センサを設ける必要もない。結果として、構成や補正処理を複雑化することなく、エンジン１の筒内圧を精度良く検出することができる。
【００６５】
なお、仮に増幅回路部２０１の信号レベルが予め設定した閾値を超えたか否かを検出することにより、リセットタイミングＲｔを算出する上で必要な情報を得る構成とした場合、ドリフト量が大きい場合などには、例えば強制的にリセットを行わなければ、増幅回路部２０１の信号レベルが閾値を超えたことを検出できず、適正な情報を得ることができないことも懸念される。これに対し、本実施形態のように増幅回路部２０１の筒内圧出力波形のピーク値を検出する構成とすれば、ドリフト量が大きい場合でも、より確実に上記情報を得ることができる。
【００６６】
さらに、本実施形態では、エンジン１の１燃焼サイクルの所望のタイミングに合わせるリセットタイミングＲｔを求めるための変数として、当該エンジン１の燃焼サイクルに相当するコンパレータＣＭＰの出力信号Ｓ４の周期（矩形波周期Δｔ）のように、比較的測定時間の長い測定値（変数）を採用することにより、測定値（変数）に対するその測定誤差の割合を少なくすることができる。結果として、測定値（変数）の測定誤差がリセットタイミングＲｔの算出誤差に影響を及ぼしにくく、実際のリセットタイミングと所望のタイミングとのずれを比較的小さく抑えることができ、より良いタイミングで増幅回路部２０１の出力補正を行うことができる。
【００６７】
なお、上述した実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００６８】
（ａ）上記実施形態では、ピエゾ抵抗素子１３８等よりなる筒内圧センサと、補正回路部２０２等よりなるリセット補正装置とが一体となった筒内圧検出装置１２を例示している。これに限らず、リセット補正装置が筒内圧センサと別体に設けられた構成としてもよい。例えば、筒内圧センサのリセット補正装置を電子制御ユニット（ＥＣＵ）１８に設けた構成としてもよい。また、筒内圧検出装置１２をグロープラグ１０とは別体で備えた構成としてもよい。勿論、ピークホールド回路部２０５等よりなるリセットタイミング生成装置部分だけが筒内圧センサや筒内圧検出装置１２とは別体で設けられた構成としてもよい。
【００６９】
（ｂ）上記実施形態では、エンジン１の筒内圧を検出する感圧手段としてピエゾ抵抗素子１３８を採用しているが、これに限らず、圧電素子や金属抵抗式ひずみゲージなどオフセットドリフトが発生する他の感圧手段を採用した構成においても本発明は上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００７０】
（ｃ）上記実施形態では、コンパレータＣＭＰから出力される出力信号Ｓ４の連続する２つの矩形波の立ち上がりタイミングｔ１，ｔ２から矩形波周期Δｔを求めている。矩形波周期Δｔを求める方法はこれに限られるものではなく、例えば２つの矩形波の立ち下がりタイミングから求めるようにしてもよい。但し、コンパレータＣＭＰの出力信号Ｓ４の矩形波の立ち下がりタイミングは、立ち上がりタイミングよりも、ピーク値の検出時から離れているため、エンジン１の回転数の違いなどによって、バラツキが大きい。従って、上記実施形態のように矩形波の立ち上がりタイミングを周期測定やリセットタイミング算出の基点とした方が検出誤差を小さく抑えることができる。結果として、当該検出誤差がリセットタイミングＲｔの算出誤差に影響を及ぼしにくく、実際のリセットタイミングと所望のタイミングとのずれを比較的小さく抑えることができ、より良いタイミングでセンサ出力の補正を行うことができる。
【００７１】
（ｄ）上記実施形態では、分圧回路部２０６の出力信号Ｓ３がコンパレータＣＭＰの非反転入力端子に入力され、増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１が反転入力端子に入力される構成となっているが、各信号の入力される端子が逆の構成でもよい。この場合、分圧回路部２０６の出力信号Ｓ３の信号レベルが増幅回路部２０１の出力信号Ｓ１の信号レベル以上である場合にはローレベルの出力となり、出力信号Ｓ３の信号レベルが出力信号Ｓ１の信号レベルよりも低い場合にはハイレベルの出力となる。従って、エンジン１の燃焼直後（ピーク値の検出直後）のタイミングが、出力信号Ｓ４の矩形波の立ち下がりとして現われる。
【００７２】
（ｅ）リセットタイミングＲｔを算出する演算式は、上記演算式（１）に限定されるものではない。例えば、さらに精度が必要な場合には、演算項を増やすようにしてもよい。また、リセットタイミングＲｔに関しても、上記実施形態のように吸気工程に合わせるのではなく、排気工程の終期や圧縮工程の開始期において筒内圧が大気圧に近い状態となるタイミングに合わせてもよい。従って、係数ｎについても、エンジン１の１燃焼サイクルのうちの所望のタイミングに応じて任意に設定可能である。また、リセットタイミングＲｔを求める上で基点となる時点も、矩形波の立ち上がりタイミングｔ２等ではなく、前回リセットを実行した時点、すなわち前回のリセットタイミングＲｔなどを用いてもよい。
【００７３】
（ｆ）コンパレータＣＭＰに正帰還をかけて、比較回路部２０７にヒステリシス特性を持たせた構成としてもよい。このような構成とすれば、入力信号にノイズが含まれた場合でも安定した出力を得ることができる。
【００７４】
（ｇ）ピークホールド回路部２０５を、放電時間を可変とできる回路構成としてもよい。増幅回路部２０１から出力される筒内圧出力波形は、エンジン１の回転数によって多様に変化するが、上記構成とすれば、常にほぼ一定のピークホールド出力波形を得ることができる。例えば高回転のときは放電時間を速くし、低回転のときは放電時間を遅くする制御を行うことによって、回転数の変化に応じてリアルタイムに対応することができる。従って、エンジン１の回転数の変化によらず、安定したコンパレータＣＭＰの出力信号Ｓ４を得ることができ、矩形波の立ち上がりタイミング等を精度よく検出することができる。結果として、実際のリセットタイミングと所望のタイミングとのずれを比較的小さく抑えることができ、より良いタイミングで増幅回路部２０１の出力補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】グロープラグが取付けられたシリンダヘッドの部分断面図である。
【図２】エンジン制御システムの構成を示す概略図である。
【図３】筒内圧検出装置の回路構成を示す機能ブロック図である。
【図４】ピークホールド回路部、分圧回路部及び比較回路部の回路図である。
【図５】（ａ）は筒内圧出力波形を示した図であり、（ｂ）はピークホールド出力波形を示した図であり、（ｃ）は分圧出力波形を示した図であり、（ｄ）はコンパレータ出力波形を示した図であり、（ｅ）はリセット信号の波形を示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…エンジン、１０…グロープラグ、１２…筒内圧検出装置、１３８…ピエゾ抵抗素子、２０１…増幅回路部、２０２…補正回路部、２０５…ピークホールド回路部、２０６…分圧回路部、２０７…比較回路部、２０８…演算部、２０９…リセット信号出力部、２１０…リセット回路部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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