特許 6298689 内燃機関の筒内圧検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6298689

(24)【登録日】2018年3月2日

(45)【発行日】2018年3月20日

(54)【発明の名称】内燃機関の筒内圧検出装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20180312BHJP

   F02D 41/06 20060101ALI20180312BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20180312BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20180312BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 368T

   F02D45/00 368U

   F02D45/00 312R

   F02D41/06 330Z

   F02P5/15 E

   F02D43/00 301H

   F02D43/00 301B

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-76253(P2014-76253)

(22)【出願日】2014年4月2日

(65)【公開番号】特開2015-197083(P2015-197083A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年11月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(74)【代理人】

【識別番号】100105119

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 孝治

(74)【代理人】

【識別番号】100095566

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 友雄

(74)【代理人】

【識別番号】100187805

【弁理士】

【氏名又は名称】毛利 弘人

(72)【発明者】

【氏名】赤崎 修介

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 俊一

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０６９１５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０５７４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８８５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１７４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２５４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２４６３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４０２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１２３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６４８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２６２３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４２６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４２４１５８１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０１−１１４７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／００ 〜 ４５／００

Ｆ０２Ｐ ５／１４５ 〜 ５／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の燃焼室内の圧力である筒内圧を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、
前記筒内圧を検出し、検出筒内圧として出力する筒内圧検出手段と、
前記燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧を推定するモータリング圧推定手段と、
前記機関の所定運転状態において、前記検出筒内圧のピーク値を検出圧ピーク値として取得する検出圧ピーク値取得手段と、
前記モータリング圧推定手段により推定され、前記検出圧ピーク値に対応する推定モータリング圧ピーク値を算出する推定モータリング圧ピーク値算出手段と、
前記検出圧ピーク値と前記推定モータリング圧ピーク値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記筒内圧検出手段の感度補正を行う感度補正手段とを備え、
前記所定運転状態は、前記機関の冷間始動時において前記機関の吸入空気量を増加させつつ前記機関の点火時期を遅角することによって、前記機関の排気温度を高める排気昇温制御を実行する運転状態であり、
前記排気昇温制御は、前記機関の冷間始動直後から前記機関の排気通路に設けられた排気浄化用触媒の温度が所定温度に達するまでの期間、または前記機関の冷間始動直後から所定時間経過するまでの期間において実行されることを特徴とする内燃機関の筒内圧検出装置。

【請求項2】

内燃機関の燃焼室内の圧力である筒内圧を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、
前記筒内圧を検出し、検出筒内圧として出力する筒内圧検出手段と、
前記燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧を推定するモータリング圧推定手段と、
前記機関の所定運転状態において、前記検出筒内圧のピーク値を検出圧ピーク値として取得する検出圧ピーク値取得手段と、
前記モータリング圧推定手段により推定され、前記検出圧ピーク値に対応する推定モータリング圧ピーク値を算出する推定モータリング圧ピーク値算出手段と、
前記検出圧ピーク値と前記推定モータリング圧ピーク値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記筒内圧検出手段の感度補正を行う感度補正手段とを備え、
前記所定運転状態は、前記機関を搭載した車両の工場出荷時の検査において、燃料を供給せずに前記機関を所定高回転数で回転させ、かつ吸入空気流量を最大とした運転状態であることを特徴とする内燃機関の筒内圧検出装置。

【請求項3】

前記機関の吸気圧を検出または推定する吸気圧取得手段と、
検出対象気筒の吸気行程中に取得された吸気圧に応じて前記検出筒内圧の修正を行う第１修正手段と、
検出対象気筒の圧縮行程開始時期近傍において取得された吸気圧に応じて、前記感度補正を行うときの推定モータリング圧の修正を行う第２修正手段とを備え、
前記検出圧ピーク値取得手段は、前記修正された検出筒内圧のピーク値を前記検出圧ピーク値として取得し、
前記推定モータリング圧ピーク値算出手段は、前記修正された推定モータリング圧のピーク値を前記推定モータリング圧ピーク値として算出することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の筒内圧検出装置。

【請求項4】

前記筒内圧検出手段は、圧力検出素子と、該圧力検出素子の出力信号を積分しつつ増幅するチャージアンプと、該チャージアンプの出力電圧を圧力値に変換する変換部とによって構成され、前記変換部は前記チャージアンプの出力電圧を前記検出筒内圧に変換するための複数の変換テーブルを備えており、前記感度補正手段は、前記検出圧ピーク値と前記推定モータリング圧ピーク値との比較結果に応じて前記複数の変換テーブルのうちの１つを選択することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の筒内圧検出装置。

【請求項5】

前記モータリング圧推定手段は、前記機関の回転位相と、前記モータリング圧との関係をモデル化したモデル式を用いて推定モータリング圧を算出し、
前記第２修正手段は、前記モデル式を、前記圧縮行程開始時期近傍において取得された吸気圧に応じて修正し、該修正後のモデル式を用いて前記修正された推定モータリング圧を算出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の筒内圧検出装置。

【請求項6】

前記機関は燃料噴射弁及び点火プラグを備えており、
前記第１修正手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射に起因するノイズまたは前記点火プラグによる点火に起因するノイズの影響を受けない時期に取得される吸気圧を用いて、前記修正を行うことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の筒内圧検出装置。

【請求項7】

前記検出圧ピーク値と前記推定モータリング圧ピーク値との比較結果が、前記複数の変換テーブルによって補正可能な範囲を逸脱しているときは、前記筒内圧検出手段の感度異常が発生していると判定し、前記複数の変換テーブルのうちの平均的な変化特性に相当する変換テーブルを選択する異常処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の筒内圧検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の燃焼室内の圧力である筒内圧を検出する筒内圧検出装置に関し、特に圧力検出素子や増幅器の特性ばらつきを考慮した筒内圧の検出を行う筒内圧検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、筒内圧センサを用いて吸気弁閉弁時点の筒内圧を推定する装置を開示する。この装置によれば、吸気弁閉弁時点から圧縮行程の所定時点までの筒内圧変化を示す複数の圧力上昇曲線が求められ、筒内圧センサによって検出される検出筒内圧の上昇曲線に最も近い圧力上昇曲線が選択され、その圧力上昇曲線の吸気弁閉弁時点の値が、吸気弁閉弁時点の筒内圧推定値として採用される。

【0003】

特許文献２は、筒内圧センサの異常診断及び感度補正を行う装置を開示する。この装置によれば、機関の点火時期を圧縮上死点より遅角した状態で、圧縮上死点における検出筒内圧のピーク値が取得され、予め記憶したモータリング圧（燃焼が行われないときの筒内圧）のピーク値との差分が所定値以上となると、筒内圧センサの感度が異常であると判定される。また異常と判定されたときは、上記差分が小さくなるように検出筒内圧が補正される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１１／１０１９８４号公報

【特許文献2】国際公開ＷＯ２０１３／０６９１５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示された手法は、筒内圧センサによる検出筒内圧が比較的高い状態では、検出精度が比較的高いこと前提として、吸気弁閉弁時点の比較的低い筒内圧を高い精度で推定するための手法であり、圧力検出素子や増幅器の特性ばらつきに起因する検出筒内圧の誤差を抑制するための手法ではない。

【0006】

特許文献２に示された手法では、検出筒内圧のピーク値を用いて感度異常が判定され、異常と判定された場合のみ、感度補正が行われる。しかし、機関の燃焼状態を示す検出筒内圧を燃料噴射制御などの機関制御に用いる場合には、検出筒内圧に圧力検出素子などの特性ばらつきによる誤差があると、機関制御の精度が低下するため、異常と判定されるような極端な場合だけでなく、特性ばらつきに起因する検出筒内圧の比較的小さなずれも補正して検出精度をより高めることが望まれている。

【0007】

本発明は上述した点に着目してなされたものであり、比較的簡単な手法で検出筒内圧のばらつき（誤差）を抑制し、筒内圧の検出精度を高めることができる内燃機関の筒内圧検出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】

【0008】

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）の燃焼室内の圧力である筒内圧（ＰＣＹＬ）を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、前記筒内圧（ＰＣＹＬ）を検出し、検出筒内圧として出力する筒内圧検出手段と、前記燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧を推定するモータリング圧推定手段と、前記機関の所定運転状態において、前記検出筒内圧（ＰＣＹＬ）のピーク値を検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）として取得する検出圧ピーク値取得手段と、前記モータリング圧推定手段により推定され、前記検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）に対応する推定モータリング圧ピーク値（ＰＣＭＴＭＡＸ）を算出する推定モータリング圧ピーク値算出手段と、前記検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）と前記推定モータリング圧ピーク値（ＰＣＭＴＭＡＸ）とを比較し、その比較結果（ＲＰＭＡＸ）に基づいて、前記筒内圧検出手段の感度補正を行う感度補正手段とを備え、前記所定運転状態は、前記機関の冷間始動直後において前記機関の吸入空気量を増加させつつ前記機関の点火時期を遅角することによって、前記機関の排気温度を高める排気昇温制御を実行する運転状態であり、前記排気昇温制御は、前記機関の冷間始動直後から前記機関の排気通路に設けられた排気浄化用触媒（９）の温度が所定温度に達するまでの期間、または前記機関の冷間始動直後から所定時間経過するまでの期間において実行されることを特徴とする。

【0009】

この構成によれば、燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧が推定され、機関の所定運転状態において、検出筒内圧のピーク値が検出圧ピーク値として取得されるとともに、検出圧ピーク値に対応する推定モータリング圧ピーク値が算出される。さらに検出圧ピーク値と推定モータリング圧ピーク値とが比較され、その比較結果に基づいて、筒内圧検出手段の感度補正が行われる。検出圧ピーク値には、圧力検出素子や増幅器の特性ばらつきの影響が最も大きく反映されるので、検出圧ピーク値を用いることによって感度補正の精度を高めることができる。また所定運転状態は、機関の冷間始動直後、具体的には排気浄化用触媒の温度が所定温度に達するまでの期間、または冷間始動直後から所定時間経過するまでの期間において機関の吸入空気量を増加させつつ機関の点火時期を遅角することによって、機関の排気温度を高める排気昇温制御を実行する運転状態とされる。この排気昇温制御は、機関排気系に配置される排気浄化用触媒の活性化を早めるために広く行われているものであり、燃料カット運転より吸入空気量が大きくかつ点火時期を遅角した運転状態であるため、この運転状態における実際の筒内圧ピーク値は推定モータリング圧ピーク値とほぼ一致することが確認されている。したがって、所定運転状態での検出圧ピーク値と推定モータリング圧ピーク値とを比較することによって、検出筒内圧のずれを精度良く検出し、筒内圧検出手段の感度補正を比較的簡単な手法によって高い精度で行うことができる。

【0010】

請求項２に記載の発明は、内燃機関（１）の燃焼室内の圧力である筒内圧（ＰＣＹＬ）を検出する内燃機関の筒内圧検出装置において、前記筒内圧（ＰＣＹＬ）を検出し、検出筒内圧として出力する筒内圧検出手段と、前記燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧を推定するモータリング圧推定手段と、前記機関の所定運転状態において、前記検出筒内圧（ＰＣＹＬ）のピーク値を検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）として取得する検出圧ピーク値取得手段と、前記モータリング圧推定手段により推定され、前記検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）に対応する推定モータリング圧ピーク値（ＰＣＭＴＭＡＸ）を算出する推定モータリング圧ピーク値算出手段と、前記検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）と前記推定モータリング圧ピーク値（ＰＣＭＴＭＡＸ）とを比較し、その比較結果（ＲＰＭＡＸ）に基づいて、前記筒内圧検出手段の感度補正を行う感度補正手段とを備え、前記所定運転状態は、前記機関を搭載した車両の工場出荷時の検査において、燃料を供給せずに前記機関を所定高回転数で回転させ、かつ吸入空気流量を最大とした運転状態であることを特徴とする。

【0011】

この構成によれば、燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧が推定され、機関の所定運転状態において、検出筒内圧のピーク値が検出圧ピーク値として取得されるとともに、検出圧ピーク値に対応する推定モータリング圧ピーク値が算出される。さらに検出圧ピーク値と推定モータリング圧ピーク値とが比較され、その比較結果に基づいて、筒内圧検出手段の感度補正が行われる。検出圧ピーク値には、圧力検出素子や増幅器の特性ばらつきの影響が最も大きく反映されるので、検出圧ピーク値を用いることによって感度補正の精度を高めることができる。また所定運転状態は、機関を搭載した車両の工場出荷時の検査において、燃料を供給せずに機関を所定高回転数で回転させ、かつ吸入空気流量を最大とした運転状態とされる。工場出荷検査においては、機関を外部から安定した回転数で回転させ、かつ吸入空気流量を最大とする（例えばスロットル弁の開度を最大とする）ことができるので、上述した排気昇温制御よりさらに安定した検出筒内圧（検出モータリング圧）を得ることができる。したがって、所定運転状態での検出圧ピーク値と推定モータリング圧ピーク値とを比較することによって、検出筒内圧のずれを精度良く検出し、筒内圧検出手段の感度補正を比較的簡単な手法によって高い精度で行うことができる。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の筒内圧検出装置において、前記機関の吸気圧（ＰＢＡ）を検出または推定する吸気圧取得手段と、検出対象気筒の吸気行程中に取得された吸気圧（ＰＢＡＩＮ）に応じて前記検出筒内圧（ＰＣＹＬ，ＰＣＹＬＴＭＰ）の修正を行う第１修正手段と、検出対象気筒の圧縮行程開始時期近傍において取得された吸気圧（ＰＢＡＢＤＣ）に応じて、前記感度補正を行うときの推定モータリング圧（ＰＣＭＴ）の修正を行う第２修正手段とを備え、前記検出圧ピーク値取得手段は、前記修正された検出筒内圧のピーク値を前記検出圧ピーク値（ＰＣＹＬＭＡＸ）として取得し、前記推定モータリング圧ピーク値算出手段は、前記修正された推定モータリング圧のピーク値を前記推定モータリング圧ピーク値（ＰＣＭＴＭＡＸ）として算出することを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、検出対象気筒の吸気行程中に取得された吸気圧に応じて検出筒内圧の修正が行われるとともに、検出対象気筒の圧縮行程開始時期近傍において取得された吸気圧に応じて、感度補正を行うときの推定モータリング圧の修正が行われ、修正された検出筒内圧のピーク値が検出圧ピーク値として取得され、修正された推定モータリング圧のピーク値が推定モータリング圧ピーク値として算出される。吸気行程中の筒内圧は吸気圧（吸気通路内圧力）とほぼ等しくなるので、吸気行程中に取得される吸気圧と、その時点の検出筒内圧との比較により、修正量を算出し、その修正量を用いて修正した検出筒内圧のピーク値を取得することによって検出圧ピーク値の精度を高めることができる。また推定モータリング圧は燃焼室容積（機関回転位相）と筒内圧との関係を示すモデル式を用いて算出されるが、吸気圧の影響も考慮した修正を行うことによって、推定モータリング圧ピーク値の算出精度を高めることができる。

【0014】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の筒内圧検出装置において、前記筒内圧検出手段は、圧力検出素子（１０）と、該圧力検出素子の出力信号を積分しつつ増幅するチャージアンプ（２１）と、該チャージアンプの出力電圧（ＶＡＯＵＴ）を圧力値（ＰＣＹＬＴＭＰ）に変換する変換部とによって構成され、前記変換部は前記チャージアンプの出力電圧（ＶＡＯＵＴ）を前記検出筒内圧（ＰＣＹＬＴＭＰ）に変換するための複数の変換テーブル（ＴＢＬＭ５〜ＴＢＬＰ５）を備えており、前記感度補正手段は、前記検出圧ピーク値と前記推定モータリング圧ピーク値との比較結果（ＲＰＭＡＸ）に応じて前記複数の変換テーブルのうちの１つを選択することを特徴とする。

【0015】

この構成によれば、圧力検出素子の出力信号がチャージアンプによって積分しつつ増幅され、チャージアンプの出力電圧が変換部において圧力値に変換される。変換部はチャージアンプの出力電圧を検出筒内圧に変換するための複数の変換テーブルを備えており、検出圧ピーク値と推定モータリング圧ピーク値との比較結果に応じて複数の変換テーブルのうちの１つを選択することによって、感度補正が行われる。したがって、圧力検出素子及びチャージアンプの特性ばらつきに起因する感度ずれを比較的容易に補正し、正確な検出筒内圧を得ることができる。

【0016】

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の筒内圧検出装置において、前記モータリング圧推定手段は、前記機関の回転位相（ＣＡ）と、前記モータリング圧（ＰＣＭＴ）との関係をモデル化したモデル式（３ａ）を用いて推定モータリング圧を算出し、前記第２修正手段は、前記モデル式（３ａ）を、前記圧縮行程開始時期近傍において取得された吸気圧（ＰＢＡＢＤＣ）に応じて修正し、該修正後のモデル式（３ｂ）を用いて前記修正された推定モータリング圧（ＰＣＭＴ）を算出することを特徴とする。

【0017】

この構成によれば、機関の回転位相と、モータリング圧との関係をモデル化したモデル式を用いて推定モータリング圧が算出され、前記モデル式が圧縮行程開始時期近傍において取得された吸気圧に応じて修正され、該修正後のモデル式を用いて修正された推定モータリング圧が算出される。吸気圧の影響を考慮したモデル式の修正を行うことにより、推定モータリング圧ピーク値の算出精度を高めて感度補正の精度を高めることができる。

【0018】

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の筒内圧検出装置において、前記機関は燃料噴射弁（６）及び点火プラグ（７）を備えており、前記第１修正手段は、前記燃料噴射弁（６）による燃料噴射に起因するノイズまたは前記点火プラグ（７）による点火に起因するノイズの影響を受けない時期（ＣＡＰＢ１）に取得される吸気圧を用いて、前記修正を行うことを特徴とする。

【0019】

この構成によれば、燃料噴射弁による燃料噴射に起因するノイズまたは点火プラグによる点火に起因するノイズの影響を受けない時期に取得される吸気圧を用いて、検出筒内圧の修正が行われる。燃料噴射弁による燃料噴射または点火プラグによる点火によって電磁ノイズが発生し、検出筒内圧の精度を低下させるおそれがある。したがって、そのようなノイズの影響を受けない時期に取得される吸気圧及び検出筒内圧を用いて修正を行うことによって、修正後の検出筒内圧の精度が低下することを防止できる。

【0020】

請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の筒内圧検出装置において、前記検出圧ピーク値と前記推定モータリング圧ピーク値との比較結果が、前記複数の変換テーブルによって補正可能な範囲を逸脱しているときは、前記筒内圧検出手段の感度異常が発生していると判定し、前記複数の変換テーブルのうちの平均的な変化特性に相当する変換テーブルを選択する異常処理手段をさらに備えることを特徴とする。

【0021】

この構成によれば、検出圧ピーク値と推定モータリング圧ピーク値との比較結果が、予め準備された複数の変換テーブルによって補正可能な範囲を逸脱しているときは、筒内圧検出手段の感度異常が発生していると判定され、複数の変換テーブルのうちの平均的な変化特性に相当する変換テーブルが選択される。したがって、筒内圧検出手段の異常を比較的簡単な手法で精度良く判定して、異常対応処置を迅速に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。

【図2】図１に示す筒内圧検出ユニット（２０）の構成を示すブロック図である。

【図3】筒内圧の推移を示す波形図である。

【図4】筒内圧を算出する処理を説明するためのフローチャートである。

【図5】図４の処理で参照されるＶＰ変換テーブルを示す図である。

【図6】感度補正処理の手法を説明するためのフローチャートである。

【図7】吸気弁のリフトカーブを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成を示す図であり、例えば４気筒のエンジン１の吸気通路２の途中にはスロットル弁３が配置されている。スロットル弁３はアクチュエータ１９によって駆動可能に構成されており、アクチュエータ１９は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に接続されている。スロットル弁３の開度は、アクチュエータ１９を介してＥＣＵ５によって制御される。

【0024】

エンジン１の各気筒には燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁６及び点火プラグ７が装着されており、燃料噴射弁６及び点火プラグ７はＥＣＵ５に接続されている。ＥＣＵ５は、燃料噴射弁６による燃料噴射制御、及び点火プラグ７による点火時期の制御を行う。またエンジン１の各気筒には燃焼室内の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサ（圧力検出素子）１０が装着されており、筒内圧センサ１０は筒内圧検出ユニット（以下「ＣＰＳユニット」という）２０に接続されている。本実施形態では、筒内圧センサ１０は燃料噴射弁６と一体に装着されている。

【0025】

ＥＣＵ５には、エンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ１１、吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ１２、スロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ１３、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ１４、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ１５、及び図示しない他のセンサ（例えばエンジン１により駆動される車両のアクセルペダル操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ、車速センサなど）が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【0026】

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１６が接続されており、クランク軸の回転角度に応じたパルス信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１６は、クランク角度位置を示す複数のパルス信号（クランク角１度周期のパルス信号、１８０度周期のパルス信号、及び７２０度周期のパルス信号）を出力するものであり、このパルス信号は、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、及びエンジン回転数ＮＥの検出に使用される。

【0027】

排気通路８には排気浄化用の三元触媒９が設けられている。三元触媒９の上流側には比例型酸素濃度センサ１７（以下「ＬＡＦセンサ１７」という）が装着されており、このＬＡＦセンサ１７は排気中の酸素濃度（空燃比ＡＦ）にほぼ比例した検出信号を出力し、ＥＣＵ５に供給する。

【0028】

ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁６、点火プラグ７、アクチュエータ１９などに駆動信号を供給する出力回路等から構成される。

【0029】

燃料噴射弁６による燃料噴射量は、吸入空気流量ＧＡＩＲに応じて算出される基本燃料量を、ＬＡＦセンサ１７により検出される空燃比ＡＦに応じた空燃比補正係数ＫＡＦによって補正することによって制御される。空燃比補正係数ＫＡＦは、検出される空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦＣＭＤと一致するように算出される。

【0030】

ＥＣＵ５は、アクセルペダル操作量ＡＰなどに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを算出し、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するようにアクチュエータ１９の駆動制御を行う。

【0031】

ＣＰＳユニット２０は、図２に示すように、チャージアンプ２１と、ＡＤ変換器２２と、ＣＰＵ２３と、パルス生成部２４と、図示しない記憶回路等を備えており、チャージアンプ２１には筒内圧センサ１０の出力信号が入力される。チャージアンプ２１は、入力信号を積分しつつ増幅し、チャージアンプ２１の出力信号ＶＡＯＵＴはＡＤ変換器２２によりデジタル値に変換されてＣＰＵ２３に入力される。出力信号ＶＡＯＵＴは、筒内圧に比例する電圧値であり、以下「検出電圧ＶＡＯＵＴ」という。ＣＰＵ２３は、検出電圧ＶＡＯＵＴを暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰに変換するとともに、暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰについて後述する修正を行うことにより、筒内圧ＰＣＹＬを算出する。

【0032】

パルス生成部２４には、クランク角度位置センサ１６からパルス信号が入力される。パルス生成部２４は、ＡＤ変換器２２及びＣＰＵ２３に必要なパルス信号を供給する。
ＥＣＵ５及びＣＰＳユニット２０は、データバス３０を介して接続されており、データバス３０を介して相互に必要なデータの送受信を行う。

【0033】

本実施形態では、エンジン１の冷間始動直後においては三元触媒９の活性化（昇温）を早めるための排気昇温制御を実行する。この制御は例えば特開２００２−１８８５００号公報などに示され、触媒昇温促進制御として公知のものである。具体的には、エンジン１のアイドル運転状態においてスロットル弁３の開度ＴＨを比較的大きな開度（全開に近い開度）に設定して吸入空気量を増加させるとともに、点火時期を圧縮上死点より遅角する（例えば２０度程度）ことによって排気昇温制御を行う。

【0034】

ＥＣＵ５は、筒内圧センサ１０によって検出される筒内圧ＰＣＹＬに基づいてノッキングの判定及び燃焼状態の判定を行い、判定結果に応じた点火時期制御及び燃料噴射制御を行う。またＣＰＳユニット２０は、筒内圧センサ１０及びチャージアンプ２１の特性ばらつきに起因する暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰのずれを補正する感度補正を行う。

【0035】

図３は、筒内圧ＰＣＹＬの推移を示す波形図（横軸はクランク角度ＣＡ、ＴＤＣは圧縮行程終了時期（圧縮上死点）に相当する）であり、一点鎖線Ｌ１は通常運転に対応し、破線Ｌ２は通常運転で点火時期を遅角した状態に対応し、実線Ｌ３は上記排気昇温制御を実行している状態に対応する。

【0036】

排気昇温制御の実行中においては、燃焼室内で燃焼が行われるが、燃焼による筒内圧の増加は小さいため、筒内圧ＰＣＹＬは圧縮上死点においてピーク値（以下「検出圧ピーク値」という）ＰＣＹＬＭＡＸをとり、このピーク値ＰＣＹＬＭＡＸは、理想的には、燃焼室で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧のピーク値と一致する。

【0037】

したがって、暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰがばらつき誤差を含む場合には、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸがモータリング圧ピーク値からずれる。そこで、本実施形態では、後述するモデル式を用いて推定モータリング圧ＰＣＭＴを算出し、推定モータリング圧のピーク値（以下「推定モータリング圧ピーク値」という）ＰＣＭＴＭＡＸと、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸとの比率（以下「ピーク圧比率」という）ＲＰＭＡＸ（＝ＰＣＹＬＭＡＸ／ＰＣＭＴＭＡＸ）に基づいて、チャージアンプ２１から出力される検出電圧ＶＡＯＵＴを暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰに変換する際の変換特性を補正する感度補正を行うようにしている。

【0038】

排気昇温制御においては、上述したようにスロットル弁開度ＴＨが全開に近い比較的大きな開度に設定されるため、吸入空気量が大きくなり（筒内圧が高くなり）、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸの検出精度を、例えば燃料カット運転中に検出する場合に比べてより高めることができる。排気昇温制御は、例えば冷間始動直後から三元触媒９の温度（推定温度または検出温度）が所定温度に達するまで期間、あるいは冷間始動直後から所定時間が経過するまでの期間において実行される。

【0039】

図４は、筒内圧ＰＣＹＬを算出する処理を説明するためのフローチャートであり、この処理はＣＰＳユニットのＣＰＵ２３で実行される。
ステップＳ１１では、検出電圧ＶＡＯＵＴを読み込み、ステップＳ１２では、検出電圧ＶＡＯＵＴに応じて図５に示すＶＰ変換テーブルの１つを検索して暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰを算出する。ＶＰ変換テーブルは、傾きの小さい方から順にＴＢＬＭ５，ＴＢＬＭ４，…，ＴＢＬ０，ＴＢＬＰ１，…，ＴＰＢＰ５の１１個のＶＰ変換テーブルを含み、後述する感度補正処理によって使用するＶＰ変換テーブル（以下「使用変換テーブル」という）ＴＢＬＵＳＥが決定される。初期状態では、基準テーブルＴＢＬ０が使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥとして設定される。

【0040】

ステップＳ１３では、下記式（１）に暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰを適用して、筒内圧ＰＣＹＬを算出する。式（１）のＤＰＣＹＬは、検出圧修正値であり、算出手法は後述する。
ＰＣＹＬ＝ＰＣＹＬＴＭＰ＋ＤＰＣＹＬ （１）

【0041】

図６は、感度補正処理の手法を説明するためのフローチャートであり、ステップＳ２１では、検出圧レベル修正を行う。感度補正処理は、ＥＣＵ５及びＣＰＳユニット２０において行われる。

【0042】

チャージアンプ２１から出力される検出電圧ＶＡＯＵＴは、筒内圧の変化率（ｄＰＣＹＬ／ｄｔ）を示すセンサ出力を、積分しつつ増幅して得られるものであるため、検出電圧ＶＡＯＵＴを圧力値に変換することで算出される暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰは、必ずしも正確な筒内圧を示しているとは限らない。そこで、本実施形態では絶対圧を検出する吸気圧センサ１４によって検出される吸気圧ＰＢＡを用いて、検出圧レベル修正を行う。

【0043】

この検出圧レベル修正には、筒内圧検出対象気筒が吸気行程にあるとき、より詳細には、吸気行程開始上死点からクランク軸が９０度程度回転した時期ＣＡＰＢ１において検出される吸気圧（以下「吸気行程吸気圧」という）ＰＢＡＩＮを適用する。図７は吸気弁のリフトカーブ（縦軸：リフト量ＬＦＴ，横軸：クランク角度ＣＡ）を示しており、吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮの検出時期が、ＣＡＰＢ１で示されている。吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮの検出時期ＣＡＰＢ１を、吸気行程の中心時期近傍とする理由は、吸入される空気の流速が中心時期近傍で最も高くなり、筒内圧センサ１０よる検出圧が吸気行程中の平均的な吸気圧を示し、検出圧レベル修正の精度を高めることができるからである。また検出時期ＣＡＰＢ１は、検出対象気筒または他の気筒の燃料噴射弁６による燃料噴射を実行することによって発生するノイズまたは点火プラグ７による点火を実行することによって発生するノイズの影響がない時期に設定する。このような検出時期ＣＡＰＢ１によって、検出圧レベル修正の精度を向上させることができる。

【0044】

吸気行程における暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰ及び吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮを下記式（２）に適用して検出圧修正値ＤＰＣＹＬを算出し、検出圧修正値ＤＰＣＹＬを上記式（１）に適用して検出筒内圧ＰＣＹＬを算出する。
ＤＰＣＹＬ＝ＰＢＡＩＮ−ＰＣＹＬＴＭＰ （２）

【0045】

図６のステップＳ２２では、推定モータリング圧レベル修正を行う。レベル修正の前提としてまず、モータリング圧の推定値である推定モータリング圧ＰＣＭＴの算出手法を説明する。

【0046】

本実施形態では、推定モータリング圧ＰＣＭＴは下記モデル式（３）によって算出される。なお、式（３）を用いた推定モータリング圧ＰＣＭＴの算出手法の詳細は、本願出願人が保有する特許にかかる特許第４２４１５８１号公報に示されている。
ＰＣＭＴ＝（Ｇ×Ｒ×Ｔ／ＶＣ）×ｋ＋Ｃ （３）

【0047】

ここでＧは、吸入空気流量センサ１１により検出される吸入空気流量ＧＡＩＲ、またはエンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡに応じて算出されるエンジンの吸入空気流量に基づいて算出される吸入空気量であり、Ｒは気体定数、Ｔは検出される吸気温ＴＡまたはエンジン冷却水温ＴＷなどに応じて推定される吸気温（絶対温度換算値）であり、ＶＣは燃焼室容積である。ｋ及びＣは理想的な状態からの変化を補正するためのパラメータであり、以下「モデルパラメータ」と呼ぶ。燃焼室容積ＶＣは、検出されるクランク角度に応じて算出される。

【0048】

モデルパラメータｋ，Ｃは、検出筒内圧ＰＣＹＬと、モデル式（３）により算出される推定モータリング圧ＰＣＭＴとの誤差が最小となるように最小二乗法を用いて同定される。この同定演算は、対象気筒の圧縮行程において実行される。ただし、感度補正処理を実行するときは、この同定演算は停止される。式（３）によって算出される推定モータリング圧ＰＣＭＴは、例えばエンジン１における失火判定に適用される。

【0049】

次に推定モータリング圧レベル修正について説明する。推定モータリング圧レベル修正には、吸気行程終了下死点の近傍、より具体的には図７に示すように、吸気行程終了下死点（ＢＤＣ）から吸気弁の閉弁時期ＩＶＣまでの期間内の検出時期ＣＡＰＢ２において検出される吸気圧（以下「下死点吸気圧」という）ＰＢＡＢＤＣを適用する。モデル式（３）によって推定可能なモータリング圧は、圧縮行程及び膨張行程における圧力であるため、吸気行程中の吸気圧ＰＢＡではなく、吸気行程下死点あるいはその直後（吸気弁閉弁前）に検出される下死点吸気圧ＰＢＡＢＤＣを推定モータリング圧レベル修正に適用する。

【0050】

推定モータリング圧レベル修正は、具体的には以下のようにして行う。まず下記式（４）に下死点吸気圧ＰＢＡＢＤＣ及び下死点推定モータリング圧ＰＣＭＴＢＤＣを適用して、モータリング圧修正値ＤＰＣＭＴを算出する。
ＤＰＣＭＴ＝ＰＢＡＢＤＣ−ＰＣＭＴＢＤＣ （４）

【0051】

感度補正処理における下死点推定モータリング圧ＰＣＭＴＢＤＣの算出にはモデル式（３）を使用せずに下記モデル式（３ａ）を使用する。式（３ａ）は、式（３）のモデルパラメータｋを「１」に設定し、モデルパラメータＣを「０」に設定した式に相当する。すなわち、下死点推定モータリング圧ＰＣＭＴＢＤＣは、検出時期ＣＡＰＢ２における吸入空気量Ｇ、吸気温Ｔ、及び燃焼室容積ＶＣを式（３ａ）に適用して算出される。
ＰＣＭＴ＝（Ｇ×Ｒ×Ｔ／ＶＣ） （３ａ）

【0052】

また感度補正処理においては、式（４）によって算出されるモータリング圧修正値ＤＰＣＭＴを含む下記式（３ｂ）を修正モデル式として使用する。
ＰＣＭＴ＝（Ｇ×Ｒ×Ｔ／ＶＣ）＋ＤＰＣＭＴ （３ｂ）

【0053】

ステップＳ２３では、上述した排気昇温制御実行中に圧縮上死点において検出される筒内圧ＰＣＹＬを検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸとして取得する。このとき、使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥは基準テーブルＴＢＬ０に設定される。

【0054】

ステップＳ２４では、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸを取得した時点の吸入空気量Ｇ、吸気温Ｔ、及び圧縮上死点における燃焼室容積ＶＣを式（３ｂ）に適用して、推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸを算出する。

【0055】

ステップＳ２５では、下記式（５）により、ピーク圧比率ＲＰＭＡＸを算出し、メモリに格納する。
ＲＰＭＡＸ＝ＰＣＹＬＭＡＸ／ＰＣＭＴＭＡＸ （５）
ステップＳ２６では、ピーク圧比率ＲＰＭＡＸの算出を所定回数Ｎ（例えば１０回）行ったか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）である間はステップＳ２３に戻って、ピーク圧比率ＲＰＭＡＸの算出を行う。

【0056】

ステップＳ２６の答が肯定（ＹＥＳ）となると、ステップＳ２７に進み、Ｎ個のピーク圧比率ＲＰＭＡＸｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の平均値ＲＰＭＡＸＡＶを算出する。ステップＳ２８では、平均値ＲＰＭＡＸＡＶが所定下限値ＲＰＬＬ以上でかつ所定上限値ＲＰＬＨ以下であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ２９に進み、平均値ＲＰＭＡＸＡＶに応じてＶＰ変換テーブルＴＢＬＭ５〜ＴＢＬＰ５の中から、１つを選択し、使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥに設定する。すなわち、平均値ＲＰＭＡＸＡＶが「１．０」の近傍の値であれば、使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥを基準テーブルＴＢＬ０に設定し、平均値ＲＰＭＡＸＡＶが「１．０」から増加するほど、より傾きの小さいテーブル（ＴＢＬＭ１〜ＴＢＬＭ５）を選択し、平均値ＲＰＭＡＸＡＶが「１．０」から減少するほど、より傾きの大きいテーブル（ＴＢＬＰ１〜ＴＢＬＰ５）を選択する。

【0057】

ステップＳ２９の答が否定（ＮＯ）であるとき、すなわち平均値ＲＰＭＡＸＡＶが所定下限値ＲＰＬＬより小さいか、または所定上限値ＲＰＬＨより大きいとき、換言すれば、図５に示す変換テーブルの一つを選択可能な範囲を逸脱しているときは、筒内圧センサ１０またはチャージアンプ２１に異常があり、検出感度が異常な値となっていると判定して、例えば異常警告表示を行い（ステップＳ３０）、フェールセーフアクションとして使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥを平均的な変換特性に相当する基準テーブルＴＢＬ０に設定する（ステップＳ３１）。

【0058】

感度補正処理は、筒内圧センサ１０及びＣＰＳユニット２０の最初の装着時、あるいは故障のための交換直後には必ず実行し、さらに４つの気筒において同一の燃焼サイクル中にそれぞれ検出される検出筒内圧ＰＣＹＬのピーク値の最大差が、所定閾値を越えたときに実行することが望ましい。また、エンジン１の冷間始動直後において常に実行するようにしてもよい。

【0059】

以上のように本実施形態では、エンジン１の燃焼室内で燃焼が行われないときの筒内圧であるモータリング圧の推定値としての推定モータリング圧ＰＣＭＴが算出され、エンジン１の冷間始動直後に排気昇温制御を実行している運転状態において、検出筒内圧ＰＣＹＬのピーク値が検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸとして取得されるとともに、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸに対応する推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸが算出される。さらに検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸと推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸとの比率であるピーク圧比率ＲＰＭＡＸに基づいて、ＶＰ変換テーブルを選択することにより、筒内圧センサ（圧力検出素子）１０及びチャージアンプ２１の特性ばらつきに起因する感度ばらつきを補正する感度補正が行われる。検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸには、筒内圧センサ（圧力検出素子）１０及びチャージアンプ２１の特性ばらつきの影響が最も大きく反映されるので、推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸと検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸとの比率を示すピーク圧比率ＲＰＭＡＸを用いることによって感度補正の精度を高めることができる。

【0060】

また感度補正は、エンジン１の冷間始動直後において吸入空気量を増加させつつ点火時期を遅角することによって、エンジン１の排気温度を高める排気昇温制御を実行する運転状態において行われる。この排気昇温制御は、エンジン１の排気通路８に配置される三元触媒９の活性化を早めるために広く行われているものであり、燃料カット運転より吸入空気量が大きくかつ点火時期を遅角した運転状態であるため、この運転状態における実際の筒内圧のピーク値は推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸとほぼ一致することが確認されている。したがって、排気昇温制御実行中に取得されるピーク圧比率ＲＰＭＡＸによって検出筒内圧ＰＣＹＬのずれを精度良く検出し、筒内圧センサ１０及びチャージアンプ２１の組み合わせである筒内圧検出部の感度補正を比較的簡単な手法によって高い精度で行うことができる。

【0061】

また検出対象気筒の吸気行程中に検出された吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮに応じて、検出圧修正値ＤＰＣＹＬが算出され、検出圧修正値ＤＰＣＹＬが適用される式（１）を用いて検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸが算出されるとともに、検出対象気筒の圧縮行程開始時期近傍において取得された下死点吸気圧ＰＢＡＢＤＣに応じてモータリング圧修正値ＤＰＣＭＴが算出され、モータリング圧修正値ＤＰＣＭＴが適用される式（３ｂ）を用いて推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸが算出される。吸気行程中の筒内圧は吸気圧ＰＢＡとほぼ等しくなるので、吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮと、その時点の暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰとの比較により、検出圧修正値ＤＰＣＹＬを算出することができる（式（２））。さらにその検出圧修正値ＤＰＣＹＬを用いて暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰを修正することにより（式（１））、より高精度の検出筒内圧ＰＣＹＬを得ることができ、したがって検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸの精度を高めることができる。また感度補正処理を実行するときは、推定モータリング圧ＰＣＭＴは燃焼室容積ＶＣとモータリング圧との関係を示し、かつモータリング圧修正値ＤＰＣＭＴが適用される修正モデル式（３ｂ）を用いて算出されるので、吸気圧ＰＢＡの影響も考慮した推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸの算出が行われ、算出精度をより高めることができる。

【0062】

また筒内圧センサ１０の出力信号がチャージアンプ２１によって積分しつつ増幅され、チャージアンプ２１から出力される検出電圧ＶＡＯＵＴがＣＰＵ２３によって暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰに変換される。ＣＰＵ２３は、図５に示すように検出電圧ＶＡＯＵＴを暫定筒内圧ＰＣＹＬＴＭＰに変換するための複数の変換テーブルＴＢＬＭ５〜ＴＢＬＰ５を備えており、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸと推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸとの比であるピーク圧比率ＲＰＭＡＸに応じて複数の変換テーブルＴＢＬＭ１〜ＴＢＬＰ５のうちの１つが、使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥとして設定され、感度補正が行われる。したがって、筒内圧センサ１０（圧力検出素子）及びチャージアンプ２１の特性ばらつきに起因する感度ずれを比較的容易に補正し、正確な検出筒内圧を得ることができる。

【0063】

またエンジン１の回転位相と、モータリング圧との関係をモデル化したモデル式（３ａ））を用いて推定モータリング圧ＰＣＭＴが算出され、モデル式（３ａ）が圧縮行程開始時期近傍において取得された下死点吸気圧ＰＢＡＢＤＣに応じて修正され、該修正後のモデル式（３ｂ）を用いて推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸが算出される。吸気圧ＰＢＡの影響を考慮して修正されたモデル式（３ｂ）を用いることにより、推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸの算出精度を高めて感度補正の精度を高めることができる。

【0064】

また燃料噴射弁６による燃料噴射に起因するノイズまたは点火プラグ７による点火に起因するノイズの影響を受けない時期に取得される吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮを用いて、検出圧修正値ＤＰＣＹＬが算出されるので、検出圧修正値ＤＰＣＹＬがノイズの影響で不適切な値となって、修正後の検出筒内圧ＰＣＹＬの精度が低下することを防止できる。

【0065】

またピーク圧比率ＲＰＭＡＸの平均値ＲＰＭＡＸＡＶが、所定下限値ＲＰＬＬから所定上限値ＲＰＬＨまでの許容範囲、すなわち変換テーブルＴＢＬＭ５〜ＴＢＬＰ５によって補正可能な範囲を逸脱しているときは、筒内圧センサ１０及びチャージアンプ２１の組み合わせである筒内圧検出部の感度異常が発生していると判定され、使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥが平均的な変化特性に相当する基準テーブルＴＢＬ０に設定される。したがって、筒内圧検出部の異常を比較的簡単な手法で精度良く判定して、異常対応処置を迅速に行うことが可能となる。

【0066】

本実施形態では、筒内圧センサ１０が圧力検出素子に相当し、ＣＰＵ２３が変換部を構成し、筒内圧センサ１０、チャージアンプ２１、ＡＤ変換器２２、及びＣＰＵ２３が筒内圧検出手段を構成する。また吸気圧センサ１４が吸気圧取得手段に相当し、ＥＣＵ５がモータリング圧推定手段、推定モータリング圧ピーク値算出手段、及び第２修正手段を構成し、ＣＰＵ２３が検出圧ピーク値取得手段、感度補正手段、第１修正手段、及び異常処理手段を構成する。

【0067】

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、ピーク圧比率ＲＰＭＡＸに応じて使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥを決定するようにしたが、ピーク圧比率ＲＰＭＡＸの逆数（＝ＰＣＭＴＭＡＸ／ＰＣＹＬＭＡＸ）あるいは、検出圧ピーク値ＰＣＹＬＭＡＸと推定モータリング圧ピーク値ＰＣＭＴＭＡＸとの差分（ＰＣＹＬＭＡＸ−ＰＣＭＴＭＡＸ）または（ＰＣＭＴＭＡＸ−ＰＣＹＬＭＡＸ）に応じて使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥを決定するようにしてもよい。

【0068】

また上述した実施形態では、検出圧レベル修正及びモータリング圧レベル修正（図６，ステップＳ２１，Ｓ２２）に適用する吸気行程吸気圧ＰＢＡＩＮ及び下死点吸気圧ＰＢＡＢＤＣは、吸気圧センサ１４によって検出するようにしたが、例えば吸入空気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥに応じて推定するようにしてもよい。

【0069】

またエンジン１を搭載した車両の工場出荷時の検査においては、エンジン１を４０００ｒｐｍ程度の所定高回転数に固定し、かつスロットル弁３を全開状態とした燃料カット運転を行って、安定した筒内圧を発生させた状態で、上述したピーク圧比率ＲＰＭＡＸに基づく使用変換テーブルＴＢＬＵＳＥの設定を行うことが望ましい。

【0070】

工場出荷検査においては、エンジン１を外部から安定した回転数で回転させ、かつ吸入空気流量を最大とする（スロットル弁３を全開状態とする）ことができるので、上述した排気昇温制御よりさらに安定した検出筒内圧（検出モータリング圧）を得ることができる。したがって、このようなエンジン運転状態で取得されるピーク圧比率ＲＰＭＡＸを用いることによって、検出筒内圧ＰＣＹＬのずれを精度良く検出し、筒内圧検出部の感度補正を比較的簡単な手法によって高い精度で行うことができる。

【0071】

また上述した実施形態では、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と一体に筒内圧センサ（圧力検出素子）が装着される例を示したが、圧力検出素子は点火プラグと一体に、あるいは圧力検出素子単独で装着するようにしてもよい。また本発明は、吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備える内燃機関の筒内圧検出装置にも適用可能であり、さらにクランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用内燃機関などの筒内圧検出装置にも適用が可能である。

【符号の説明】

【0072】

１ 内燃機関
５ 電子制御ユニット（モータリング圧推定手段、推定モータリング圧ピーク値算出手段、第２修正手段）
１０ 筒内圧センサ（圧力検出素子、筒内圧検出手段）
１４ 吸気圧センサ（吸気圧取得手段）
１６ クランク角度位置センサ
２０ 筒内圧検出ユニット
２１ チャージアンプ（筒内圧検出手段）
２２ ＡＤ変換器（筒内圧検出手段）
２３ ＣＰＵ（筒内圧検出手段、検出圧ピーク値取得手段、感度補正手段、第１修正手段、異常処理手段）
ＰＣＹＬ 筒内圧
ＰＣＹＬＭＡＸ 検出圧ピーク値
ＰＣＹＬＴＭＰ 暫定筒内圧
ＰＣＭＴ 推定モータリング圧
ＰＣＭＴＭＡＸ 推定モータリング圧ピーク値
ＶＡＯＵＴ チャージアンプ出力電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】