(57)【要約】【課題】グロープラグ一体型の筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置において、筒内圧の検出精度の低下を抑制する。【解決手段】内燃機関１０の減速時に規定量の燃料噴射を行う（ステップＳ４）。そして、クランク角センサ２８を用いて回転変動Dlneを取得する（ステップＳ６）。そして、筒内圧センサ２０を用いて最大筒内圧Pmxを取得する（ステップＳ８）。そして、最大筒内圧Pmxが、回転変動Dlneに対応する最大筒内圧の正常値Prefに一致するための補正係数mを算出し、補正係数mに基づいて筒内圧センサの検出値を補正する（ステップＳ１０）。【選択図】図３
2016084796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グロープラグ一体型の筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置において、
内燃機関のクランク軸の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記内燃機関の減速中に規定量の燃料噴射を行う燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段を実行した場合の前記回転速度の変化量を回転変動として取得する回転変動取得手段と、
前記燃料噴射手段を実行した場合の最大筒内圧を前記筒内圧センサを用いて取得する最大筒内圧取得手段と、
前記最大筒内圧取得手段によって取得された最大筒内圧と前記回転変動取得手段によって取得された回転変動との関係に基づいて、前記筒内圧センサの検出値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００２−３３９７９３号公報には、グロープラグに付設される燃焼圧センサに関する技術が開示されている。この燃焼圧センサは、燃焼圧力によるグロープラグのヒータケースの歪みを、中軸を介して圧電素子によって検出することにより、燃焼圧力の測定を可能としている。また、この技術では、中軸の先端を燃焼室側へ突出させることによって、燃焼圧力によるグロープラグのヒータケースへの歪みが効率よく燃焼圧力検出部へ伝わるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３９７９３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２０３１号公報
【特許文献３】特開２００９−７９５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧縮点火方式の内燃機関では、ＥＧＲガス中に含まれるＰＭ（Particulate Matter）が燃焼室内に混入する。これらＰＭの一部が筒内圧センサの受圧部周辺の隙間に入り込むと、当該隙間でデポジットとして堆積し、燃焼室内の圧力変化を正確に検出することができなくなるおそれがある。上述した従来の技術では、このようなデポジットの堆積の課題に対する対策はなされていない。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、筒内圧の検出精度の低下を抑制することのできる内燃機関の制御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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、グロープラグ一体型の筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置において、
内燃機関のクランク軸の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記内燃機関の減速中に規定量の燃料噴射を行う燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段を実行した場合の前記回転速度の変化量を回転変動として取得する回転変動取得手段と、
前記燃料噴射手段を実行した場合の最大筒内圧を前記筒内圧センサを用いて取得する最大筒内圧取得手段と、
前記最大筒内圧取得手段によって取得された最大筒内圧と前記回転変動取得手段によって取得された回転変動との関係に基づいて、前記筒内圧センサの検出値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
第１の発明によれば、内燃機関の減速中に規定量の燃料噴射を行った場合の回転変動と最大筒内圧との関係に基づいて、筒内圧センサの検出値が補正される。内燃機関の回転変動と最大筒内圧との間には相関関係が存在する。このため、本発明によれば、最大筒内圧取得手段によって取得された最大筒内圧と回転変動取得手段によって取得された回転変動との関係に基づいて、筒内圧センサの検出値を補正することができるので、筒内圧の検出精度を有効に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】内燃機関の回転変動に対する最大筒内圧の関係を示す図である。
【図３】実施の形態１でＥＣＵにより実行される制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図４】センサ感度の低下割合が圧力域によって異なる場合の例を示す図である。
【図５】実施の形態２におけるセンサ感度の学習動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。
【００１０】
［実施の形態１の構成］
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図である。図１に示すシステムは、圧縮着火式の内燃機関１０を備えている。ここでは、内燃機関１０は、圧縮着火式内燃機関の一例として、車両に搭載されたディーゼルエンジンであるものとする。
【００１１】
内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
【００１２】
内燃機関１０のシリンダヘッドには、燃料を筒内に直接噴射するための燃料噴射弁（図示せず）が設けられている。また、内燃機関１０のシリンダヘッドには、燃焼室１４の頂部から燃焼室１４内に突出するように筒内圧センサ（ＣＰＳ）２０が取り付けられている。筒内圧センサ２０は、ヒータロッドを備えることによってグロープラグとしての機能を兼ね備えたグロープラグ一体型の筒内圧センサである。
【００１３】
吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１４と吸気通路１６、或いは燃焼室１４と排気通路１８を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２２および排気弁２４が設けられている。また、クランク軸２６の近傍には、クランク軸の回転位置およびエンジン回転速度を検知するためのクランク角センサ２８が配置されている。
【００１４】
さらに、本実施形態のシステムは、制御手段としてのＥＣＵ(Electronic Control Unit)３０を備えている。ＥＣＵ３０は、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置（ＣＰＵ）とを備えている。入出力インターフェースは、内燃機関もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ＥＣＵが信号を取り込むセンサには、上述した筒内圧センサ２０、クランク角センサ２８に加え、エンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。ＥＣＵ３０が操作信号を出すアクチュエータには、上述した燃料噴射弁等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。メモリには、内燃機関を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。
【００１５】
［実施の形態１の動作］
圧縮点火方式の内燃機関１０では、ＥＧＲガス中に含まれるＰＭが燃焼室１４内に混入する。これらＰＭの一部が筒内圧センサ２０の受圧部周辺の隙間に入り込むと、当該隙間でデポジットとして堆積し、筒内圧センサ２０の感度が低下するおそれがある。
【００１６】
ここで、内燃機関１０で発生するトルクは筒内圧との相関が強い。図２は、内燃機関１０の回転変動に対する最大筒内圧の関係を示す図である。なお、回転変動は、内燃機関１０の回転速度の変化量であって、トルクに比例して変化する値である。この図に示すように、筒内圧の最大値である最大筒内圧は、回転変動が大きいほど大きな値となる。そして、デポジットの堆積等によって筒内圧センサ２０のセンサ感度が低下している場合には、正常時に比して最大筒内圧が低下する。
【００１７】
そこで、本実施の形態の制御装置では、最大筒内圧と回転変動との相関関係を利用して、筒内圧センサ２０の特性変化を学習することとする。より詳しくは、ＥＣＵ３０は、車両の減速中に規定量の燃料を噴射し、その際の回転変動Dlneおよび最大筒内圧をクランク角センサ２８及び筒内圧センサ２０を用いてそれぞれ検出する。ＥＣＵ３０は、回転変動Dlneに対する正常時の最大筒内圧を正常時筒内圧Prefとして記憶している。このため、検出された回転変動Dlneに対応する最大筒内圧Pmxが正常時筒内圧Prefとなるような補正係数mを算出して次式（１）に用いることにより、筒内圧センサ２０で検出された検出値Psenを、制御で用いる筒内圧Pfinに補正することが可能となる。
【００１８】
【数１】
2016084796.tif 000003
【００１９】
次に、本実施の形態の制御装置において実行される筒内圧センサ２０のセンサ感度を学習する制御の具体的処理について説明する。図３は、実施の形態１でＥＣＵ３０により実行される制御のためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンでは、先ず、筒内圧センサ２０の検出値の補正を行うための実行条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ２）。ここでは、具体的には、前回のセンサ感度の学習からの走行距離が所定距離以上となったか否か、及び車両の減速中か否かが判定される。所定距離は、デポジット等の堆積にとって筒内圧センサ２０のセンサ感度が低下したことを判定するための閾値として、予め定められた値が読み込まれる。その結果、前回の学習制御の実行からの走行距離が所定距離以上であり、且つ車両の減速中である場合には、筒内圧センサ２０のセンサ感度がデポジット等の堆積によって低下している状態での減速中であると判断されて、次のステップＳ４に移行する。一方、上記ステップＳ２において上記両条件が成立していない場合には、本ルーチンが終了される。
【００２０】
ステップＳ４では、規定量の燃料噴射が実行される。次に、クランク角センサ２８の検出信号を用いて、内燃機関１０の回転変動Dlneが取得される（ステップＳ６）。次に、筒内圧センサ２０の検出信号を用いて、最大筒内圧Pmx（検出値）が取得される（ステップＳ８）。次に、次式（２）を用いて、筒内圧の補正係数mが算出される（ステップＳ１０）。ＥＣＵ３０は、回転変動Dlneに対応する正常時筒内圧Prefを記憶している。ここでは、具体的には、上記ステップＳ６において取得された回転変動Dlneに対応する正常時筒内圧Prefが読み込まれる。
【００２１】
【数２】
2016084796.tif 000004
【００２２】
以上説明したとおり、本実施の形態１の制御装置によれば、筒内圧センサ２０にデポジット等が堆積してセンサ感度が低下した場合であっても、制御で使用する筒内圧Pfinを正常値に近づけることができる。
【００２３】
また、通常走行時は、ドライバ要求によって噴射量が決定されるため、センサ感度の学習のために噴射量を任意に設定することができない。この点、本実施の形態１の制御装置によれば、車両の減速中に燃料噴射を実行し補正係数mを算出することとしているため、ドライバ要求を阻害することなくセンサ感度の学習を行うことが可能となる。
【００２４】
ところで、上述した実施の形態１の制御装置では、センサ感度の学習制御を実行する実行条件として、前回の学習制御からの走行距離が所定距離以上となったか否かを判定することとしたが、係る判定はこれに限られない。すなわち、デポジット等の堆積によって筒内圧センサ２０のセンサ感度が低下したことを判定できるのであれば、例えば、センサ感度が低下するまでに要する期間を予め実験等によって特定しておき、係る期間が経過した場合に実行条件の成立を判定することとしてもよい。また、他の公知な手段を用いてデポジットの堆積有無を判定することとしてもよい。
【００２５】
なお、上述した実施の形態１の制御装置では、クランク角センサ２８が第１の発明の「回転速度取得手段」に相当するとともに、ＥＣＵ３０が上記ステップＳ４の処理を実行することにより、第１の発明の「燃料噴射手段」が、ＥＣＵ３０が上記ステップＳ６の処理を実行することにより、第１の発明の「回転変動取得手段」が、ＥＣＵ３０が上記ステップＳ８の処理を実行することにより、第１の発明の「最大筒内圧取得手段」が、ＥＣＵ３０が上記ステップＳ１０の処理を実行して補正係数mを算出し、上式（１）を用いて筒内圧センサ２０で検出された検出値Psenを筒内圧Pfinに補正することにより、第１の発明の「補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００２６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について図４及び図５を参照して説明する。
【００２７】
［実施の形態２の特徴］
上述した実施の形態１の制御装置では、筒内圧センサ２０の感度が圧力全域に渡って一定の割合で低下している場合に、圧力全域に渡って高精度な補正が実現される。しかしながら、センサ感度の低下割合が圧力域によって異なることも想定される。図４は、センサ感度の低下割合が圧力域によって異なる場合の例を示している。このような場合においては、圧力の全域において高精度に補正を行うことができないおそれがある。
【００２８】
そこで、本実施の形態２の制御装置では、センサ感度の学習を複数の学習点において行うこととしている。図５は、実施の形態２におけるセンサ感度の学習動作を説明するための図である。この図に示すように、本実施の形態２の制御装置では、減速中の燃焼噴射において、噴射量を変化させて複数回の学習（図５の例では３回）を実行することとしている。なお、各学習における具体的処理は、上述した実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００２９】
なお、各学習条件の間の領域は、回転変動と最大筒内圧との関係が線形であると仮定して線形補完する。このような動作によれば、センサ感度の低下割合が圧力域によって異なるような場合であっても、筒内圧センサ２０の検出値を精度よく補正することが可能となる。
【００３０】
ところで、上述した本実施の形態２の制御装置では、３つの異なる学習条件によってセンサ感度を学習することとしたが、複数の学習条件によってセンサ感度を学習するのであればその回数に限定はない。
【符号の説明】
【００３１】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  吸気通路
１８  排気通路
２０  筒内圧センサ（ＣＰＳ）
２２  吸気弁
２４  排気弁
２６  クランク軸
２８  クランク角センサ
３０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
【図１】
2016084796.tif 000005
【図２】
2016084796.tif 000006
【図３】
2016084796.tif 000007
【図４】
2016084796.tif 000008
【図５】
2016084796.tif 000009