(57)【要約】【課題】算出される最大発熱量が実際の最大発熱量よりも大きくなるおそれを低減する。【解決手段】筒内圧センサ１と、クランク角センサ２と、クランク角センサ２によって検出されたクランク角に基づいて筒内容積を算出する筒内容積算出部３ａと、筒内圧センサ１によって検出された筒内圧と筒内容積算出部３ａによって算出された筒内容積とに基づいて発熱量を算出する発熱量算出部３ｂとを有する内燃機関の制御装置において、筒内容積が所定値よりも大きい期間中に、筒内容積算出部３ａにより算出された筒内容積の値または筒内圧センサ１により検出された筒内圧の値を制限し、その制限された筒内容積の値または筒内圧の値に基づき、筒内容積の値または筒内圧の値が制限されない場合よりも発熱量の値が小さい値になるように、発熱量の値を補正する。【選択図】図４
2017002772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内圧センサと、
クランク角センサと、
前記クランク角センサによって検出されたクランク角に基づいて筒内容積を算出する筒内容積算出部と、
前記筒内圧センサによって検出された筒内圧と、前記筒内容積算出部によって算出された筒内容積とに基づいて発熱量を算出する発熱量算出部とを具備する内燃機関の制御装置において、
前記筒内容積が所定値よりも大きい期間中に前記発熱量算出部によって算出される発熱量を補正する発熱量補正部を設け、
前記発熱量補正部は、前記筒内容積算出部により算出された筒内容積の値または前記筒内圧センサにより検出された筒内圧の値を制限し、その制限された筒内容積の値または筒内圧の値に基づき、筒内容積の値または筒内圧の値が制限されない場合よりも発熱量の値が小さい値になるように、発熱量の値を補正す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】
本発明は筒内圧センサを有する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、筒内圧センサを有する内燃機関が知られている。この種の内燃機関の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された内燃機関では、筒内圧センサにより検出された筒内圧などに基づいて発熱量（熱発生量）が算出される。詳細には、筒内圧と筒内容積（気筒内容積）とクランク角と比熱比とに基づいて熱発生率が算出され、熱発生率を積算することにより発熱量（熱発生量）が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４５０４２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、筒内圧センサにより検出される筒内圧にはノイズが含まれる。そのため、ノイズを含む筒内圧に基づいて発熱量が算出される場合には、算出される最大発熱量が実際の最大発熱量よりも大きくなってしまうおそれがある。
【０００５】
前記問題点に鑑み、本発明は、算出される最大発熱量が実際の最大発熱量よりも大きくなるおそれを低減することが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】
筒内圧センサにより検出される筒内圧と筒内容積とに基づいて発熱量を算出する場合、筒内容積が大きいときに発熱量の最大値である最大発熱量が記録されるため、筒内容積が大きいときには、筒内圧センサにより検出される筒内圧に含まれるノイズが最大発熱量に与える影響が大きくなり、最大発熱量の誤差が大きくなることが、本発明者の鋭意研究により見い出された。
すなわち、筒内容積が大きいときに筒内圧センサにより検出される筒内圧に含まれるノイズが原因となり、算出される最大発熱量が実際の最大発熱量よりも大きくなるおそれがあることが、本発明者の鋭意研究により見い出された。
【０００７】
この点に鑑み、本発明によれば、筒内圧センサと、
クランク角センサと、
前記クランク角センサによって検出されたクランク角に基づいて筒内容積を算出する筒内容積算出部と、
前記筒内圧センサによって検出された筒内圧と、前記筒内容積算出部によって算出された筒内容積とに基づいて発熱量を算出する発熱量算出部とを具備する内燃機関の制御装置において、
前記筒内容積が所定値よりも大きい期間中に前記発熱量算出部によって算出される発熱量を補正する発熱量補正部を設け、
前記発熱量補正部は、前記筒内容積算出部により算出された筒内容積の値または前記筒内圧センサにより検出された筒内圧の値を制限し、その制限された筒内容積の値または筒内圧の値に基づき、筒内容積の値または筒内圧の値が制限されない場合よりも発熱量の値が小さい値になるように、発熱量の値を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【０００８】
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内容積が大きいときに算出される発熱量を減少させる補正が実行される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内容積が大きいときに筒内圧センサにより検出される筒内圧にノイズが含まれている場合であっても、算出される最大発熱量が実際の最大発熱量よりも大きくなるおそれを低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、算出される最大発熱量が実際の最大発熱量よりも大きくなるおそれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】筒内圧センサにより検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズの影響を説明するための図である。
【図２】第１の実施形態の内燃機関の制御装置を示した概略構成図である。
【図３】第１の実施形態の内燃機関の制御装置により実行される計算を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されて筒内容積Ｖが補正される一例における筒内圧Ｐ、発熱量Ｑおよび筒内容積Ｖを示した図である。
【図５】第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されて筒内容積Ｖが補正される他の例における筒内圧Ｐ、発熱量Ｑおよび筒内容積Ｖを示した図である。
【図６】第１の実施形態の内燃機関の制御装置の効果を説明するための図である。
【図７】第２の実施形態の内燃機関の制御装置により実行される計算を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されて筒内圧Ｐの値を制限する補正が実行される一例における筒内圧Ｐおよび発熱量Ｑを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置の第１の実施形態について説明する前に、技術的な背景について説明する。以下のように記号を定義する。
Ｐｋ：クランク角ｋにおける筒内圧
Ｑｋ：クランク角ｋにおける発熱量
ａ：発熱量Ｑの計算開始点
κ：筒内ガスの比熱比
【００１２】
発熱量Ｑの計算式は熱力学第１法則から、下記のようになる。
Ｑ＝Ｗ＋ΔＵ…（式１）
式１において、Ｗは気体が外部になした仕事を示しており、ΔＵは内部エネルギーの増加分を示している。
ｄＷ＝ＰｄＶ…（式２）
Ｗ＝∫ＰｄＶ…（式３）
【００１３】
【数１】
2017002772.tif 000003
【数２】
2017002772.tif 000004
ここで、κ＝一定と仮定すると、下記のようになる。
【数３】
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【００１４】
コンピュータで計算できるように離散化すると、下記のようになる。
Ｑｋ＝Ｗｋ＋ΔＵｋ…（式７）
【数４】
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【数５】
2017002772.tif 000007
【００１５】
Ｐｋにｅｋだけエラーが含まれ、Ｑｋ’になるとすると、下記の式１０のようになる。
【数６】
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【００１６】
ここで、ｅｋが独立でばらつきσのノイズと仮定すると、Ｑｋ’のばらつきσＱｋは下記のようになる。
【数７】
2017002772.tif 000009
【００１７】
ここで十分にサンプルクランク角が小さければ、ｄＶ≪Ｖとなるので、下記のようになり、誤差はＶｋおよびＶａの大きさに依存する。
【数８】
2017002772.tif 000010
【００１８】
後述する方法でａ点のノイズを処理して影響を無くすと、下記のようになる。
【数９】
2017002772.tif 000011
【００１９】
よって、発熱量Ｑ（図１（Ｂ）参照）は、筒内容積Ｖ（図１（Ｃ）参照）が大きくなるにしたがって、筒内圧センサにより検出される筒内圧Ｐ（図１（Ａ）参照）に含まれるノイズの影響を強く受け、その結果、算出される発熱量Ｑの最大値である最大発熱量Ｑｍａｘが、実際の最大発熱量Ｑｍａｘから大きくずれてしまう。詳細には、算出される最大発熱量Ｑｍａｘが実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくなってしまう。
この点に鑑み、後述する第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、算出される最大発熱量Ｑｍａｘが実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくなってしまうことを抑制するための対策が施されている。
図１は筒内圧センサにより検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズの影響を説明するための図である。詳細には、図１（Ａ）は筒内圧Ｐ［ＭＰａ］とクランク角［ｄｅｇ］との関係を示しており、図１（Ｂ）は発熱量Ｑ［Ｊ］とクランク角［ｄｅｇ］との関係を示しており、図１（Ｃ）は筒内容積Ｖ［ｃｃ］とクランク角［ｄｅｇ］との関係を示している。
【００２０】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第１の実施形態について説明する。図２は第１の実施形態の内燃機関の制御装置を示した概略構成図である。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図２に示すように、筒内圧Ｐ（図１（Ａ）参照）を検出するための筒内圧センサ１が気筒（図示せず）に設けられている。また、クランク角ｋ（ＣＡ）（図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）参照）を検出するためのクランク角センサ２が設けられている。さらに、筒内容積Ｖ（図１（Ｃ）参照）を算出するための筒内容積算出部３ａが、制御装置（ＥＣＵ）３に設けられている。また、例えば筒内圧Ｐと筒内容積Ｖと筒内ガスの比熱比κと下記の式１４とに基づいて発熱量Ｑを算出するための発熱量算出部３ｂが、制御装置３に設けられている。
【００２１】
【数１０】
2017002772.tif 000012
式１４において、Ｐ０は、計算開始点（想定される燃焼開始点に対して余裕をもって定められた圧縮行程中（ただし、吸気弁（図示せず）の閉弁後）の所定クランク角ｋ）での筒内圧である。Ｖ０は、その計算開始点での筒内容積である。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図２に示すように、算出される最大発熱量Ｑｍａｘが実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくなってしまうことを抑制するために、発熱量算出部３ｂにより算出される発熱量Ｑを補正する発熱量補正部３ｃが、制御装置３に設けられている。
【００２２】
図３は第１の実施形態の内燃機関の制御装置により実行される計算を説明するためのフローチャートである。図３に示すルーチンが開始されると、まずステップＳ１０１において、例えば制御装置３（図２参照）の発熱量補正部３ｃ（図２参照）によって、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐのノイズ分のばらつきσが見積もられる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用される一例では、筒内圧Ｐのノイズ分が、エンジンの運転中における筒内圧センサ１の検出値から把握される。第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用される他の例では、代わりに、予め実験などにおいて把握された筒内圧Ｐのノイズ分を、エンジンの運転条件毎にマップに記録しておくこともできる。
【００２３】
次いで、ステップＳ１０２では、筒内容積Ｖが制限される。具体的には、図４（Ｃ）に示すように、筒内容積算出部３ａ（図２参照）により算出される筒内容積Ｖが所定値αより大きくなるクランク角ｋにおける筒内容積Ｖｋが、例えば発熱量補正部３ｃによって、所定値αに制限される。
具体的には、図４（Ｃ）に示すように、筒内容積算出部３ａにより算出される筒内容積Ｖが所定値α（図４（Ｃ）に示す例では約１０７［ｃｃ］）より大きくなるクランク角ｋ（図４（Ｃ）に示す例では約５０［ｄｅｇ］〜１２０［ｄｅｇ］）における筒内容積Ｖｋが、例えば発熱量補正部３ｃによって、所定値α（図４（Ｃ）に示す例では約１０７［ｃｃ］）に制限される。
【００２４】
次いで、ステップＳ１０３では、例えば筒内圧センサ１（図２参照）により検出された筒内圧Ｐ（図４（Ａ）参照）と、制御装置３（図２参照）の発熱量補正部３ｃ（図２参照）により補正された筒内容積Ｖｋ（図４（Ｃ）参照）と、筒内ガスの比熱比κと、例えば式１４とに基づき、発熱量算出部３ｂ（図２参照）によって、発熱量Ｑ（図４（Ｂ）参照）が算出される。
次いで、ステップＳ１０４では、図４（Ｂ）に示す「ノイズあり」の発熱量Ｑの波形から最大発熱量Ｑｍａｘが検出される。
【００２５】
所定値αは、例えば、ノイズ分を含む筒内圧Ｐと、補正された筒内容積Ｖｋとに基づいて算出される発熱量Ｑが、実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくならないように、設定される。つまり、ノイズ分を含む筒内圧Ｐと、補正された筒内容積Ｖｋとに基づいて算出される発熱量Ｑが、実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくなるおそれがある期間に、筒内容積Ｖが補正される。
図４は第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されて筒内容積Ｖが補正される一例における筒内圧Ｐ、発熱量Ｑおよび筒内容積Ｖを示した図である。
【００２６】
次いで、ステップＳ１０５では、筒内容積Ｖを所定値αに補正する制限が解除される。
次いで、ステップＳ１０６では、補正が解除された筒内容積Ｖ（つまり、通常通りに筒内容積算出部３ａ（図２参照）により算出される筒内容積Ｖ）に基づき、発熱量算出部３ｂ（図２参照）によって、発熱量Ｑが算出される。
次いで、ステップＳ１０７では、発熱量補正部３ｃ（図２参照）により補正された最大発熱量Ｑｍａｘを用いることにより、ＣＡ５０（燃焼質量割合ＭＦＢが５０［％］になるときのクランク角ｋ（ＣＡ））等の燃焼状態量が計算される。
燃焼質量割合ＭＦＢは、例えば下記の式１５に基づいて算出される。
【００２７】
【数１１】
2017002772.tif 000013
上記式１５において、ｋstaは燃焼開始点（ＣＡ０）であり、ｋfinは燃焼終了点（ＣＡ１００）である。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、例えば、燃焼終了点ｋfinとして、発熱量補正部３ｃにより補正された最大発熱量Ｑｍａｘが記録されたクランク角ｋを用いることができる。
【００２８】
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、ノイズが含まれる筒内圧Ｐ（図４（Ａ）参照）に基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘを、図１（Ｂ）に示す値（約４３０［Ｊ］）から図４（Ｂ）に示す値（約３５０［Ｊ］）に減少させる補正が、発熱量補正部３ｃ（図２参照）によって実行される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐにノイズが含まれている場合であっても、算出される最大発熱量Ｑｍａｘが、実際の最大発熱量Ｑｍａｘ（つまり、ノイズが含まれない筒内圧Ｐに基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘ（図１（Ｂ）に「ノイズなし」で示す例では、約３４０［Ｊ］））と比較して過剰に大きくなるおそれを低減することができる。
【００２９】
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、図４（Ｃ）に示すように、筒内容積算出部３ａ（図２参照）により算出される筒内容積Ｖが所定値αより大きくなるクランク角ｋにおける筒内容積Ｖｋが、発熱量補正部３ｃ（図２参照）によって所定値αに制限される。
ここで、所定値αは、狙いの誤差影響をσｔとし、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐ（図４（Ａ）参照）に含まれるノイズのばらつきがσとわかっているとすると、下記の式１６に基づいて算出される。
α＝（κ−１）σｔ／σ…（式１６）
【００３０】
図５は第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されて筒内容積Ｖが補正される他の例における筒内圧Ｐ、発熱量Ｑおよび筒内容積Ｖを示した図である。
図４に示す例では、ノイズが含まれる筒内圧Ｐに基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘが、ノイズが含まれない筒内圧Ｐに基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘ（つまり、実際の最大発熱量Ｑｍａｘ）と比較して過剰に大きくならないように、筒内容積Ｖが所定値αより大きくなるクランク角期間に、発熱量補正部３ｃ（図２参照）による補正が実行される。
それに対し、図５に示す例では、ノイズが含まれる筒内圧Ｐに基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘが、ノイズが含まれない筒内圧Ｐに基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘ（つまり、実際の最大発熱量Ｑｍａｘ）よりも大きくならないように、筒内容積Ｖが所定値αより大きくなるクランク角期間に、発熱量補正部３ｃによる補正が実行される。つまり、図５に示す例では、発熱量Ｑとノイズ分との和が、期待される最大発熱量Ｑｍａｘより大きくならないように、筒内容積Ｖが制限される。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図５に示す例では、ノイズが含まれる筒内圧Ｐ（図５（Ａ）参照）に基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘを、図１（Ｂ）に示す値（約４３０［Ｊ］）から図５（Ｂ）に示す値（約３３０［Ｊ］）に減少させる補正が、発熱量補正部３ｃによって実行される。
【００３１】
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図５に示す例の考え方について説明する。
図４に示す例のように筒内容積Ｖ（図４（Ｃ）参照）を制限することにより、発熱量Ｑ（図４（Ｂ）参照）を低減させることができる。
α＝（１−ζｋ）Ｖｋ…（式１７）
０＜ζｋ＜１（ζｋは係数）とすると、発熱量Ｑの下がり幅ΔＱは下記の式１８のようになる。
【数１２】
2017002772.tif 000014
【００３２】
そこで、算出される発熱量Ｑｋが実際の最大発熱量Ｑｍａｘより大きくならないように、筒内容積Ｖに制限をかけることを考える。例えば、算出される発熱量Ｑｋのノイズによるズレ幅最大値をＮＱｋｍａｘとすると、下記の式１９のようにすればよい。
−ΔＱｋ＋ＮＱｋｍａｘ＜０…（式１９）
ＮＱｋｍａｘ＝３σＱｋとすると、下記の式２０のようになる。
【数１３】
2017002772.tif 000015
よって、下記の式２１のようになる。
【数１４】
2017002772.tif 000016
【００３３】
ここで、筒内圧Ｐｋ★を実際の計測値とすると、
Ｐｋ★＜Ｐｋ＋３σ…（式２２）
より、
【数１５】
2017002772.tif 000017
となるので、
【数１６】
2017002772.tif 000018
と設定すればよい。
【００３４】
図６は第１の実施形態の内燃機関の制御装置の効果を説明するための図である。図６（Ａ）は燃焼が早い例における発熱量Ｑ［Ｊ］とクランク角［ｄｅｇ］との関係を示しており、図６（Ｂ）は燃焼が遅い例における発熱量Ｑ［Ｊ］とクランク角［ｄｅｇ］との関係を示しており、図６（Ｃ）は筒内容積Ｖ［ｃｃ］とクランク角［ｄｅｇ］との関係を示している。
図６（Ｃ）に示す例では、図４（Ｃ）に示す例と同様に、筒内容積算出部３ａ（図２参照）により算出される筒内容積Ｖが所定値α（図６（Ｃ）に示す例では、約０．５×１０−４［ｍ３］）より大きくなるクランク角ｋ（図６（Ｃ）に示す例では、約２５［ｄｅｇ］〜１２０［ｄｅｇ］）における筒内容積Ｖｋが、例えば発熱量補正部３ｃによって、所定値αに制限される。
【００３５】
筒内容積Ｖが大きいクランク角期間では、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズが、筒内圧Ｐと筒内容積Ｖとに基づいて算出される発熱量Ｑに対して与える影響が大きい。そのため、一般的な手法では、ＣＡ１０（燃焼質量割合ＭＦＢが１０［％］になるときのクランク角ｋ（ＣＡ））、ＣＡ５０（燃焼質量割合ＭＦＢが５０［％］になるときのクランク角ｋ（ＣＡ））、ＣＡ９０（燃焼質量割合ＭＦＢが９０［％］になるときのクランク角ｋ（ＣＡ））、発熱量Ｑ、燃焼速度などの燃焼パラメータは、筒内容積Ｖが小さいクランク角期間を利用して算出されていた。
この一般的な手法では、図６（Ａ）に示すように筒内容積Ｖが小さいクランク角期間内に燃焼が終了する場合（つまり、燃焼が早い場合）に、燃焼パラメータを誤差無く算出することができるものの、図６（Ｂ）に示すように筒内容積Ｖが小さいクランク角期間内に燃焼が終了しない場合（つまり、燃焼が遅い場合）に、発熱量Ｑの計算が途中で終了してしまい、算出される燃焼パラメータの誤差が大きくなってしまう。
【００３６】
詳細には、図６（Ａ）に示す燃焼が早い例では、実際の発熱量Ｑが、図６（Ａ）中の「（１）元の値（ノイズなし）」の曲線を描く。一方、筒内容積Ｖが大きいクランク角期間では、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズが、筒内圧Ｐと筒内容積Ｖとに基づいて算出される発熱量Ｑに対して与える影響が大きい点に鑑み、上述した一般的な手法により算出される発熱量Ｑが、図６（Ａ）中の「（３）ノイズ影響が大きい所で計算中止（一般手法）」の曲線を描く。さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置により算出される発熱量Ｑが、図６（Ａ）中の「（２）Ｖ変更（ノイズ影響が大きい所でＶ変更）」の曲線を描く。
つまり、図６（Ａ）に示す燃焼が早い例では、一般的な手法（図６（Ａ）中の曲線（３））と、第１の実施形態の内燃機関の制御装置（図６（Ａ）中の曲線（２））とで、ＣＡ５０の計算値に差がない。
【００３７】
図６（Ｂ）に示す燃焼が遅い例では、実際の発熱量Ｑが、図６（Ｂ）中の「（１）元の値（ノイズなし）」の曲線を描く。一方、上述した一般的な手法により算出される発熱量Ｑが、図６（Ｂ）中の「（３）ノイズ影響が大きい所で計算中止」の曲線を描く。さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置により算出される発熱量Ｑが、図６（Ｂ）中の「（２）Ｖ変更（ノイズ影響が大きい所でＶ変更）」の曲線を描く。
つまり、図６（Ｂ）に示す燃焼が遅い例では、一般的な手法により算出される曲線（３）上のＣＡ５０と、実際の（つまり、曲線（１）上の）ＣＡ５０との誤差が大きくなるのに対し、第１の実施形態の内燃機関の制御装置により算出される曲線（２）上のＣＡ５０と、実際のＣＡ５０との誤差を小さくすることができる。
すなわち、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズが、算出される燃焼パラメータに与える影響を抑制しつつ、燃焼パラメータの計算を継続するため、算出される燃焼パラメータと実際の燃焼パラメータとの誤差を低減することができる。
【００３８】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の内燃機関の制御装置は、図２に示す第１の実施形態の内燃機関の制御装置とほぼ同様に構成されている。
【００３９】
図７は第２の実施形態の内燃機関の制御装置により実行される計算を説明するためのフローチャートである。図７に示すルーチンが開始されると、まずステップＳ２０１において、筒内圧センサ１（図２参照）によって筒内圧Ｐ（図８（Ａ）参照）が計測される。次いで、ステップＳ２０２では、筒内容積Ｖが所定値より大きい膨張行程区間（クランク角期間）（図８（Ｂ）に示す例では、約２０［ｄｅｇ］以降）の筒内圧Ｐが最小２乗法により算出される。つまり、ステップＳ２０２では、制御装置３（図２参照）の発熱量算出部３ｂ（図２参照）により算出される最大発熱量Ｑｍａｘを減少させるために、筒内容積Ｖが所定値より大きいクランク角期間に、筒内圧センサ１により検出された筒内圧Ｐ（図８（Ａ）参照）の値を制限する補正（筒内圧Ｐに含まれるノイズを減少させる補正）が、発熱量補正部３ｃ（図２参照）によって実行される。
所定値は、例えば、ステップＳ２０２において算出される筒内圧Ｐと、筒内容積Ｖとに基づいて算出される発熱量Ｑが、実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくならないように、設定される。つまり、ステップＳ２０２において算出される筒内圧Ｐと、筒内容積Ｖとに基づいて算出される発熱量Ｑが、実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくなるおそれがある期間に、筒内圧Ｐが最小２乗法により算出される。
【００４０】
次いで、ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２において求められた筒内圧Ｐを用いることにより、発熱量算出部３ｂによって、図８（Ｂ）中に破線で「最小２乗近似」と示す発熱量Ｑが算出される。
つまり、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、図７のステップＳ２０２において、主燃焼後の膨張行程における筒内圧Ｐが、最小２乗法近似により算出される。すなわち、筒内容積Ｖが大きいときに、ノイズを含む筒内圧Ｐ（図８（Ａ）参照）が用いられるのではなく、最小２乗法によりノイズを含まない波形を計算した後の筒内圧Ｐ（図示せず）が用いられる。
図８は第２の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されて筒内圧Ｐの値を制限する補正が実行される一例における筒内圧Ｐおよび発熱量Ｑを示した図である。
【００４１】
膨張行程のｄＱが一定値ａであるものとして式を変形すると、下記の式２５のようになる。
【数１７】
2017002772.tif 000019
【００４２】
よって、下記の式２６および式２７のように変形できる。
ＰＶκ＝ａ（κ−１）∫Ｖκ−１ｄθ＋ｂ…（式２６）
Ｐ＝ａ（κ−１）Ｖ−κ∫Ｖκ−１ｄθ＋ｂＶ−κ＋ｅ…（式２７）
ｅは筒内圧センサ１（図２参照）によって検出される筒内圧Ｐに含まれるエラー分である。式の変形により、式１０ではエラー分ｅに掛かっていた筒内容積Ｖが、式２７では無くなっていることが、第２の実施形態の内燃機関の制御装置のポイントとなる。
【００４３】
膨張行程の信号を、筒内圧Ｐ１〜Ｐｎとして最小２乗法にあてはめ、
【数１８】
2017002772.tif 000020
【数１９】
2017002772.tif 000021
【００４４】
【数２０】
2017002772.tif 000022
【数２１】
2017002772.tif 000023
とすると、Σｅｋ２を最小化するパラメータΘは、下記の式３２のように計算できる。
Θ＝（ＸＴＸ）−１ＸＴＹ…（式３２）
【００４５】
第２の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図７および図８に示す例では、筒内圧センサ１（図２参照）により検出された筒内圧Ｐの値を制限する補正が、例えば発熱量補正部３ｃ（図２参照）によって実行され、その制限された筒内圧Ｐの値に基づき、発熱量算出部３ｂ（図２参照）によって発熱量Ｑが算出される。
その結果、図８（Ｂ）に示すように、ノイズを含む筒内圧Ｐに基づいて算出された図８（Ｂ）中に実線「ノイズあり」で示す発熱量Ｑの最大発熱量Ｑｍａｘよりも、制限された筒内圧Ｐの値に基づいて算出された図８（Ｂ）中に破線「最小２乗近似」で示す発熱量Ｑの最大発熱量Ｑｍａｘを小さくすることができる。
そのため、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐにノイズが含まれている場合であっても、算出される最大発熱量Ｑｍａｘ（図８（Ｂ）に破線「最小２乗近似」で示す例では、約３４０［Ｊ］）を、実際の最大発熱量Ｑｍａｘ（つまり、ノイズが含まれない筒内圧Ｐに基づいて算出される最大発熱量Ｑｍａｘ（図８（Ｂ）に実線「ノイズなし」で示す例では、約３４０［Ｊ］））とほぼ等しくすることができる。
【００４６】
第２の実施形態の内燃機関の制御装置が適用される他の例では、筒内圧Ｐの絶対圧補正値および発熱量Ｑの計算開始点（クランク角）が最小２乗法で求められる。詳細には、この例では、ポリトロープ法で圧縮行程の筒内圧Ｐの絶対圧補正値ΔＰおよび発熱量Ｑの計算開始点の筒内圧Ｐａが、図７および図８に示す例と同様に最小２乗法を用いることにより、筒内容積Ｖの影響を受けることなく、求められる。
【００４７】
一般的な計算法の一例では、ＰＶκが一定値である下記の式３１を用い、圧縮行程区間の２点の筒内圧Ｐ１、Ｐ２から、以下のように筒内圧Ｐの絶対圧補正値ΔＰが求められる。
（Ｐ１＋ΔＰ）Ｖ１κ＝（Ｐ２＋ΔＰ）Ｖ１κ…（式３３）
この計算法の問題点として、筒内圧Ｐ１、Ｐ２にノイズが含まれる場合に、筒内圧Ｐの絶対圧補正値ΔＰに大きい影響が及んでしまう。
【００４８】
一般的な計算法の他の例では、ＰＶκが一定値である式を用い、圧縮行程区間の２点の筒内圧の複数の組（Ｐ１、Ｐ２）、（Ｐ３、Ｐ４）、…から、複数の筒内圧Ｐの絶対圧補正値ΔＰ１２、ΔＰ３４、…が求められ、それらの平均値が求められる。
この計算法の問題点として、筒内容積Ｖが大きい点（クランク角）では、筒内圧センサにより検出された筒内圧Ｐに含まれるノイズが、筒内圧Ｐの絶対圧補正値ΔＰ１２、ΔＰ３４、…に大きい影響を及ぼしてしまう。
【００４９】
そこで、第２の実施形態の内燃機関の制御装置が適用される他の例では、下記のような手法が用いられる。具体的には、ＰＶκが一定値である式を用い、筒内容積Ｖの影響を除去しつつ、最小２乗法により筒内圧Ｐの絶対圧補正値ΔＰが求められる。ＰＶκが一定値である式として、下記の式３４が設定される。
（Ｐｋ＋ΔＰ）Ｖｋκ＝ｍ…（式３４）
式３４を変形すると、下記の式３５になる。
Ｐｋ＝ｍＶｋ−κ−ΔＰ＋ｅｋ…（式３５）
ここで、ｅｋは、ノイズによる誤差項であり、式変形により筒内容積Ｖの影響を受けない。この点が、第２の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるこの例の特徴である。
【００５０】
最小２乗法にあてはめると、下記の式３６〜式３９のように計算できる。
【数２２】
2017002772.tif 000024
【数２３】
2017002772.tif 000025
【数２４】
2017002772.tif 000026
Θ＝（ＸＴＸ）−１ＸＴＹ…（式３９）
発熱量Ｑの計算開始点（クランク角）の筒内圧Ｐａは圧縮行程区間（クランク角期間）にあるので、下記の式４０のように求められる。
Ｐａ＝ｍＶａ−κ…（式４０）
【００５１】
換言すれば、筒内圧センサ１（図２参照）により検出される筒内圧Ｐにノイズが含まれる場合、その筒内圧Ｐに基づいて算出される発熱量Ｑに誤差が発生する。この誤差は、筒内容積Ｖが大きいほど、大きくなる。
ＣＡ５０などの燃焼パラメータの計算には、発熱量Ｑの最大値である最大発熱量Ｑｍａｘが用いられる。筒内圧Ｐに含まれるノイズが最大発熱量Ｑｍａｘに与える影響は、筒内容積Ｖが大きいクランク角期間に大きくなる。
そこで、一般には、図６（Ａ）および図６（Ｃ）に示すように、筒内容積Ｖが小さいＴＤＣ（上死点）近傍のクランク角期間における発熱量ＱをＣＡ５０などの燃焼パラメータの計算に用いることにより、筒内圧Ｐに含まれるノイズが燃焼パラメータの計算に与える影響が小さく抑えられている。
図６（Ａ）に示すような通常の燃焼では、燃焼がＴＤＣ付近で完結するため、筒内圧センサ１により検出される筒内圧Ｐにノイズが含まれる場合であっても、ＣＡ５０などの燃焼パラメータを正確に計算することができる。
【００５２】
ところが、遅角燃焼が実行される場合、リーン燃焼が実行される場合、ＥＧＲを含む場合、負荷が軽い場合などの条件下では、燃焼がＴＤＣ付近で完結しないため、筒内容積Ｖが大きいクランク角期間であって、筒内圧センサ１により検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズの影響が顕著になるクランク角期間の発熱量Ｑを、燃焼パラメータの計算に用いる必要がある。
そこで、上述した第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内容積Ｖが大きい期間中に、筒内容積算出部３ａ（図２参照）により算出された筒内容積Ｖの値を制限する補正（筒内容積Ｖの値を減少させる補正）を実行することにより、発熱量算出部３ｂにより算出される発熱量Ｑが減少せしめられる。
また、上述した第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内容積Ｖが大きい期間中に、筒内圧センサ１により検出された筒内圧Ｐの値を制限する補正（筒内圧Ｐの値に含まれるノイズを減少させる補正）を実行することにより、発熱量算出部３ｂにより算出される発熱量が減少せしめられる。
【００５３】
そのため、第１および第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、算出される最大発熱量Ｑｍａｘが、筒内圧センサ１によって検出される筒内圧Ｐに含まれるノイズの影響により、実際の最大発熱量Ｑｍａｘよりも大きくなってしまうおそれを低減することができる。その結果、遅角燃焼が実行される場合、リーン燃焼が実行される場合、ＥＧＲを含む場合、負荷が軽い場合などの、燃焼がＴＤＣ付近で完結しない条件下においても、高精度の燃焼パラメータ・燃焼状態量（例えばＣＡ５０、ＣＡ１０、燃焼速度、失火検出など）を算出することができる。
【００５４】
第３の実施形態では、上述した第１および第２の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１  筒内圧センサ
２  クランク角センサ
３  制御装置
３ａ  筒内容積算出部
３ｂ  発熱量算出部
３ｃ  発熱量補正部
【図１】
2017002772.tif 000027
【図２】
2017002772.tif 000028
【図３】
2017002772.tif 000029
【図４】
2017002772.tif 000030
【図５】
2017002772.tif 000031
【図６】
2017002772.tif 000032
【図７】
2017002772.tif 000033
【図８】
2017002772.tif 000034