JP5842891B2

JP5842891B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP5842891B2
Application number: JP2013209533A
Authority: JP
Inventors: 啓介佐々木; 正勝永井; 繁幸浦野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2033-10-04
Also published as: JP2015074984A; WO2015050237A1; DE112014004557T5; US9840978B2; DE112014004557B4; US20160245210A1

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、より詳細には、筒内圧センサへのデポジットの付着を判定する機能を備えた内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関に設けられている筒内圧センサが感度低下を引き起こしている場合に、その感度低下が筒内圧センサの故障によるものか、それとも筒内圧センサへのデポジットの付着によるものかを判定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、プレイグニッションの発生回数に基づいてデポジットの付着を判定する技術が開示されている。この技術では、プレイグニッションを意図的に発生させた後の一定期間内のプレイグニッションの発生回数を計測して、その発生回数とあらかじめ設定されている判定回数とを比較するという手法が用いられている。プレイグニッションの発生回数がデポジットの付着を判定する指標として用いられている理由は以下のとおりである。

内燃機関において一度プレイグニッションが発生すると、その衝撃により剥離したデポジットが着火源となって、プレイグニッションが連鎖的に発生する。このため、一定期間内のプレイグニッションの発生回数が多ければ、その分デポジットが付着しているといえる。

特開２０１３−０４４２５８号公報特開２０１２−２２５３０３号公報特開平８−２１８９３３号公報

しかしながら、上記の技術では、プレイグニッションにより発生する衝撃などの影響を内燃機関に与えてしまう可能性がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関に衝撃などの影響を与えることなく、筒内圧センサへのデポジットの付着を検出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。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、エンジンヘッドに筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置において、
前記筒内圧センサは、前記筒内圧センサの軸方向からの筒内圧を受ける上面と、前記筒内圧センサの半径方向からの筒内圧を受ける側面と、を備え、
前記筒内圧センサの感度変化を検出する検出手段と、
前記筒内圧センサの感度上昇を検出した後に前記筒内圧センサの感度低下を検出した場合には、前記側面と前記エンジンヘッドとの間にデポジットが付着し、その後に前記上面にデポジットが付着したと判定するデポジット付着判定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記筒内圧センサの感度の初期状態に対する変化率を計算する感度変化率計算手段と、
前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点の前記変化率が第１の基準値よりも大きい場合に付着しているデポジットは軟質であると判定し、前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点の前記変化率が前記第１の基準値よりも小さい第２の基準値よりも小さい場合に付着しているデポジットは硬質であると判定するデポジット特性判定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇を開始した時点から前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点までにかかる時間が基準時間よりも短い場合には、デポジットの付着ペースが異常であると判定するデポジット付着ペース判定手段を備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記側面と前記エンジンヘッドとの間にデポジットが付着し、その後に前記上面にデポジットが付着したと判定された場合には、デポジットを剥離させる制御を実行するデポジット剥離手段を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、筒内圧センサの感度低下がデポジットの付着によるものであることを判定することができる。

第２の発明によれば、付着したデポジットの特性を判定することができる。このため、付着したデポジットが何に起因して発生しているのかを推定することができる。

第３の発明によれば、デポジットの付着ペースを判定することができる。

第４の発明によれば、デポジットの付着している筒内圧センサに対して適切な処置を施すことができる。

本発明の実施の形態１のシステムの構成を説明するための概略構成図である。実施の形態１において、１燃焼サイクル中に検出された筒内圧の変化を示した図である。実施の形態１における正常時の筒内圧センサの検出部を拡大した図である。実施の形態１において、筒内圧センサの検出部にデポジットが付着した状態を示した図である。実施の形態１において、筒内圧センサがデポジットの付着によってどのような感度変化を引き起こすかを経時的に表した図である。実施の形態１において、ＥＣＵで実行されるデポジット付着判定ルーチンのフローチャートである。実施の形態２において、筒内圧センサがデポジットの付着によってどのような感度変化を引き起こすかを経時的に表した図である。実施の形態２において、ＥＣＵで実行されるデポジット特性判定ルーチンのフローチャートである。実施の形態３において、筒内圧センサがデポジットの付着によってどのような感度変化を引き起こすかを経時的に表した図である。実施の形態３において、ＥＣＵで実行されるデポジット付着ペース判定ルーチンのフローチャートである。

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステムの構成を説明するための概略構成図である。図１に示すシステムは、エンジン１０を備える。通常、エンジン１０は複数の気筒で構成されるが、図１には１つの気筒のみが描かれている。本発明において、気筒数及び気筒配置はこれに限定されるものではない。

エンジン１０には、ピストン１２が備えられている。ピストン１２はクランクシャフト（不図示）に連結されている。クランク軸の近傍には、クランク角センサ１６が設けられている。また、エンジン１０の燃焼室１８の近傍には、ノッキングを検出するためにノックセンサ１４が備えられている。

エンジン１０の燃焼室１８には、筒内圧センサ２０（以下、ＣＰＳともいう。）が取り付けられている。筒内圧センサ２０は、圧電素子等を有する検出部を備えており、この検出部は、燃焼室１８内に面した状態で配置されている。燃焼室１８には、点火プラグ２２と燃料噴射弁２４とが取り付けられている。なお、燃料噴射弁２４の位置は、これに限定されるものではない。例えば、燃料噴射弁２４が吸気ポートに取り付けられていてもよい。または、燃焼室１８と吸気ポートの両方に取り付けられていてもよいものとする。

エンジン１０は、燃焼室１８に空気を吸込む吸気通路３０を備えている。燃焼室１８と吸気通路３０の接続部には、吸気弁２６が設けられている。

吸気通路３０には、吸気弁２６から上流に向かって、サージタンク４２、スロットルバルブ３６、エアクリーナー３７が設けられている。空気は、エアクリーナー３７側から流入し、スロットルバルブ３６を通過してサージタンク４２に導かれる。そして、サージタンク４２に導かれた空気は、吸気弁２６が開いたときに燃焼室１８に流入する。さらに、サージタンク４２とスロットルバルブ３６との間の吸気通路３０には、吸気管圧センサ４０が設けられている。スロットルバルブ３６とエアクリーナー３７との間の吸気通路３０には、エアフローセンサ３４が設けられている。

エンジン１０は、燃焼室１８で発生したガスを排出する排気通路３２を備えている。燃焼室１８と排気通路３２の接続部には、排気弁２８が設けられている。

排気通路３２の下流には、燃焼室１８から排出されたガスを浄化するために、触媒３３が設けられている。

エンジン１０には、排気還流（以下、ＥＧＲという。）を行うために、排気通路３２から吸気通路３０へ連通する、ＥＧＲ通路４４が設けられている。ＥＧＲ通路４４には、排気通路３２から吸気通路３０に向かって、ＥＧＲクーラ４８、ＥＧＲバルブ４６が設けられている。ＥＧＲクーラ４８には、温度センサ４９が設けられている。

実施の形態１のシステムの構成は、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）１００を備える。ＥＣＵ１００の入力側には、ノックセンサ１４、クランク角センサ１６、筒内圧センサ２０、エアフローセンサ３４、吸気管圧センサ４０、そして温度センサ４９などの各種センサがそれぞれ接続される。これらの各種センサは、エンジン１０を制御するための情報を検出し、検出した情報を信号としてＥＣＵ１００に出力する。具体的には、ノックセンサ１４は、燃焼室１８で発生する衝撃に応じた信号を出力する。クランク角センサ１６は、クランク軸の回転に同期したパルス信号を出力する。筒内圧センサ２０は、燃焼室１８における燃焼により発生する筒内圧に応じた信号を出力する。エアフローセンサ３４は、吸入空気量に応じた信号を出力する。吸気管圧センサ４０は、吸気管圧に応じた信号を出力する。

ＥＣＵ１００は、上記の各種センサが出力した信号に基づいて、エンジン１０の運転状態を検知する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ノックセンサ１４の出力から燃焼室１８におけるノッキングを検出する。ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１６が出力した一定のパルス信号からクランク角（ＣＡ）を検出する。ＥＣＵ１００は、筒内圧センサ２０が出力した信号から筒内圧を検出する。そして、ＥＣＵ１００は、クランク角と筒内圧とから、燃焼サイクルにおける筒内圧の変化を検出する。ＥＣＵ１００は、エアフローセンサ３４の出力した信号から吸入空気量を算出する。ＥＣＵ１００は、吸気管圧センサ４０の出力した信号から吸気管圧を検出する。ＥＣＵ１００は、温度センサ４９の出力から、ＥＧＲクーラ４８内の冷却水の温度を算出する。

一方、ＥＣＵ１００の出力側には、点火プラグ２２、燃料噴射弁２４、スロットルバルブ３６、そしてＥＧＲバルブ４６などのアクチュエータがそれぞれ接続される。ＥＣＵ１００は、点火プラグ２２に駆動信号を供給することにより点火時期を決定している。ＥＣＵ１００は、駆動信号を供給して燃料噴射弁２４の開弁と閉弁の時期を調節することにより燃料噴射量を決定している。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３６の開度を調節することにより燃焼室１８に供給する空気量を調整している。ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ４６の開度を調節することによりＥＧＲ量を調整している。

［筒内圧センサ２０の感度低下］
図２は、実施の形態１において、１燃焼サイクル中に検出された筒内圧の変化を示した図である。図２のＸが示す実線は、正常時の筒内圧センサ２０の出力値を示している。対して、図２のＹが示す破線と一点鎖線とは、感度低下時の筒内圧センサ２０の出力値を示している。図２に示すように、ＹはＸに比べて低い筒内圧を示している。筒内圧センサ２０が図２のＹのように正常時よりも低い出力値を示している場合、筒内圧センサ２０になんらかの異常が生じて感度が低下していることがわかる。

しかしながら、上記のような筒内圧センサ２０の出力値の低下のみでは、筒内圧センサ２０自体の故障、例えば断線などの影響で感度が低下しているのか、それとも筒内圧センサ２０の検出部にデポジットが付着して感度が低下しているのか、原因を判別することができない。異常の原因が判別できなければ、感度低下を引き起こしている筒内圧センサ２０に対して、適切な処置を施すことができない。

そこで、実施の形態１では、筒内圧センサ２０にデポジットが付着した場合に示す特有の感度変化に着目して、その感度変化が生じた場合には筒内圧センサ２０にデポジットが付着したと判定する。これにより、筒内圧センサ２０へのデポジットの付着を判定することができる。以下に、このデポジットの付着判定について詳述する。

［筒内圧センサ２０の検出部へのデポジットの付着］
まず、図３及び図４を用いて、筒内圧センサ２０の検出部にデポジットが付着することで、筒内圧センサ２０がどのような状態になるかを説明する。図３は、実施の形態１における正常時の筒内圧センサ２０の検出部を拡大した図である。図３（ａ）には、エンジンヘッド５０が示されている。エンジンヘッド５０の間には、筒内圧センサ２０の検出部を構成する受圧部５２と検知部５４とが示されている。図３（ａ）に示すように、通常、受圧部５２は、軸方向からの筒内圧と半径方向からの筒内圧とを受けている。

図３（ｂ）は、実施の形態１における正常時の筒内圧センサ２０の検出部を拡大した図である。図３（ｂ）に示す受圧部５２は、半径方向からの筒内圧により、歪みが生じている。この受圧部５２の歪みにより、受圧部５２に対して、検知部５４から受圧部５２を引き離そうとする力が生じる。これにより、検知部５４が受圧部５２から受ける圧力が減少して、筒内圧センサ２０の出力が低下する。このため、正常時の筒内圧センサ２０は、感度がやや低下した状態となる。

図４は、実施の形態１において、筒内圧センサ２０の検出部にデポジットが付着した状態を示した図である。図４（ａ）は、受圧部５２の側面にデポジットが付着した状態を示している。この状態では、受圧部５２が、側面からの筒内圧、すなわち半径方向からの筒内圧を受けることができなくなる。これにより、図３（ｂ）で説明した歪みがなくなる。この結果、デポジットが側面に付着する前にあった感度の低下がなくなり、正常時と比べて感度が上昇する。

図４（ｂ）は、受圧部５２の上面にもデポジットが付着した状態を示している。この状態では、受圧部５２の上面に付着したデポジットにより、受圧部５２の変化が阻害される。この結果、筒内圧センサ２０の感度が低下する。

筒内圧センサ２０へのデポジットの付着は、筒内圧センサ２０の検出部の奥、つまり受圧部５２の側面から始まる。すなわち、筒内圧センサ２０へのデポジットの付着は、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へと進む。このため、デポジット付着初期段階では、受圧部５２の側面へのデポジット付着により、筒内圧センサ２０の感度変化は感度上昇が支配的になる。その後、受圧部５２の上面へデポジットが付着していくことで、筒内圧センサ２０の感度変化は感度低下が支配的になる。従って、筒内圧センサ２０にデポジットが付着すると、筒内圧センサ２０の感度変化は、感度上昇を引き起こした後に感度低下を引き起こす。

［筒内圧センサ２０の感度変化率］
図５は、実施の形態１において、筒内圧センサ２０がデポジットの付着によってどのような感度変化を引き起こすかを経時的に表した図である。図５の縦軸は、感度変化率を示している。図５の横軸は時間の経過を示している。以下に、感度変化率についての説明を行う。

感度変化率とは、現在の筒内圧センサ２０の出力感度が初期状態と比べてどれだけ高いまたは低いのかを％で表したものである。ここで、出力感度とは、圧縮行程中の２点における筒内圧の差分と吸入空気量との比率のことである。さらに、出力感度を算出する方法として、着火前出力ピーク値と予め記憶したモータリング波形の最大筒内圧とを比較して算出する方法等、モータリング時の筒内圧を利用して算出する方法がある。また、初期状態とは、例えば筒内圧センサ２０をエンジン１０に初めて取り付けたときの筒内圧センサ２０の出力感度、また筒内圧センサ２０のメンテナンス後にエンジン１０に取り付けたときの筒内圧センサ２０の出力感度をいう。具体的には、図３（ｂ）で示した筒内圧センサ２０の状態が初期状態であり、感度変化率が０％の状態である。次に、実施の形態１におけるＥＣＵ１００が備えている、感度変化率を計算する感度変化率計算手段について説明する。

ＥＣＵ１００は、検出した出力感度と初期状態とを比較することで、感度変化率を算出する。加えて、ＥＣＵ１００は、感度変化率を初期状態の時点から順次記憶する。これにより、筒内圧センサ２０の感度が初期状態の時点からどのように変化するかを把握することができる。ＥＣＵ１００が感度変化率を記憶するタイミングとして、例えば、燃焼サイクル毎に記憶することができる。

図５に実線で示す感度変化率は、初期状態から感度上昇して、その後、時点Ｑを境に感度低下している。感度変化率の上昇は、図４（ａ）で説明した受圧部５２側面へのデポジットの付着によるものである。さらに、感度変化率の低下は、図４（ｂ）で説明した受圧部５２上面へのデポジットの付着によるものである。このように、感度変化率を経時的にとることで、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わる時点を把握することができる。

図５で説明した筒内圧センサ２０の感度上昇から感度低下への切り替わりは、デポジットが付着した場合に示す特有の感度変化である。この特有の感度変化を検出することで、筒内圧センサ２０にデポジットが付着していることを判定することができる。

［デポジット付着判定ルーチン］
図６は、実施の形態１において、ＥＣＵ１００で実行されるデポジット付着判定ルーチンのフローチャートである。ＥＣＵ１００は、本ルーチンを記憶するためのメモリーを有している。ＥＣＵ１００は、記憶した本ルーチンを実行するためのプロセッサを有している。

本ルーチンでは、まず、ＥＣＵ１００は筒内圧センサ２０の感度低下（図６のフローチャートでは、ＣＰＳ感度低下と表記する）を検出する（Ｓ１００）。ＥＣＵ１００は、現在の感度変化率が直前の感度変化率よりも低い場合に、筒内圧センサ２０の感度が低下したことを判定する。

次に、ＥＣＵ１００は、所定時間前の筒内圧センサ２０の感度が上昇していたか否かを判定する（Ｓ１０２）。ＥＣＵ１００は、直前の感度変化率より以前の感度変化率が上昇し続けていた場合に、筒内圧センサ２０の感度が上昇していたと判定する。例えば、ＥＣＵ１００は、燃焼サイクル毎に感度変化率を記憶していた場合、数燃焼サイクル前、例えば５燃焼サイクル前から１燃焼サイクル前の感度変化率までが上昇し続けていたか否かを判定する。ＥＣＵ１００がＳ１０２を実行することで、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点を把握することができる。この切り替わった時点を把握することで、筒内圧センサ２０の感度低下の原因がデポジットの付着によるものであることを判定できる。

次に、Ｓ１０２において、所定時間前の筒内圧センサ２０の感度が上昇していたと判定した場合、ＥＣＵ１００は、筒内圧センサ２０にデポジットが付着していると判定する（Ｓ１０４）。

次に、ＥＣＵ１００は、デポジット洗浄サインを点灯、または、デポジット剥離制御を実行する（Ｓ１０６）。その後、本ルーチンは繰り返される。デポジット剥離制御としては、例えば、燃焼温度を上昇させてデポジットを焼失させる制御、プレイグニッションまたはノッキングを意図的に発生させてデポジットを衝撃により剥離させる制御などがある。また、デポジット洗浄サインを点灯させることで、デポジットが付着したことを車両のユーザー及びメンテナンス作業者に報知し、デポジットクリーナー等の使用を促すことができる。

一方、Ｓ１０２において、ＥＣＵ１００が所定時間前の筒内圧センサ２０の感度が上昇していないと判定した場合、筒内圧センサ２０の感度低下の原因はその他の要因であると判定する（Ｓ１０８）。その他の要因について一例をあげると、筒内圧センサ２０が断線などにより故障している場合がある。その後、本ルーチンは繰り返される。

以上詳述したとおり、実施の形態１によれば、筒内圧センサ２０の感度上昇を検出した後に筒内圧センサ２０の感度低下を検出した場合に、筒内圧センサ２０にデポジットが付着していることを把握することができる。さらに、感度上昇から感度低下に切り替わった時点を判定基準としているため、デポジットが受圧部５２の上面に多量に付着して感度が初期状態以下になる前に適切な処置を施すことができる。この結果、筒内圧センサ２０へのデポジットの付着を最小限に抑えることができる。

なお、ＥＣＵ１００が、上記Ｓ１００を実行することにより前記第１の発明における「検出手段」が、上記Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０８を実行することにより前記第１の発明における「デポジット付着判定手段」が、上記Ｓ１０６を実行することにより前記第４の発明における「デポジット剥離手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態２．
次に、図７及び図８を参照して、本発明の実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１と同様のシステム構成において、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点における感度変化率の大きさを、予めＥＣＵ１００に設定してある基準値と比較する。そして、その比較結果から、付着したデポジットの特性を判定することを特徴とする。図７及び図８では、実施の形態１と共通の構成に同一符号を付して説明を省略する。

図７は、実施の形態２において、筒内圧センサ２０がデポジットの付着によってどのような感度変化を引き起こすかを経時的に表した図である。図７には、Ｓ、Ｔ、そしてＵの３種類の実線が示されている。これらの実線は、デポジットが付着した場合の筒内圧センサ２０の感度変化を表している。これらの実線の間には、感度変化率の経時的な変化に大小が生じている。これは、筒内圧センサ２０に付着しているデポジットの硬さに差異があるからである。このため、感度変化率の大小から、付着しているデポジットの硬さを把握することができる。この結果、デポジットが発生する原因を推定することができる。

実施の形態２では、感度変化率の大小を比較するために、ＥＣＵ１００に第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘ及び第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘが設定してある。図７には、第１及び第２の基準値が破線で示されている。以下に、第１及び第２の基準値を用いてデポジットの硬さを判定する例として、実線Ｓ、Ｔ、そしてＵを用いて説明する。

実線Ｓの場合について説明する。図７に示すように、実線Ｓは、時点Ｑにおいて、第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘよりも小さい感度変化率をとっている。この場合、筒内圧センサ２０に硬質のデポジットが付着していると判定することができる。硬質のデポジットは、エンジンオイルに起因して発生する。このため、燃焼室１８におけるオイルの消費量が多いことがわかる。この結果、ピストンリング、ステムオイルシールなどのオイル系統に不具合が生じていると推定することができる。

実線Ｔの場合について説明する。図７に示すように、実線Ｔは、時点Ｑにおいて、第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘよりも大きい感度変化率をとっている。この場合、筒内圧センサ２０に軟質のデポジットが付着していると判定することができる。軟質のデポジットは、燃料に起因して発生する。このため、燃焼室１８における燃料の消費量が多いことがわかる。この結果、インジェクタ、燃料ポンプなどの燃料系統に不具合が生じていると推定することができる。

実線Ｕの場合について説明する。図７に示すように、実線Ｕは、時点Ｑにおいて、第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘと第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘとの間の感度変化率をとっている。この場合、筒内圧センサ２０に付着しているデポジットは、エンジンオイル及び燃料以外（その他の異常）に起因すると判定することができる。

［デポジット特性判定ルーチン］
図８は、実施の形態２において、ＥＣＵ１００で実行されるデポジット特性判定ルーチンのフローチャートである。なお、図８のＳ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２２２は、実施の形態１において説明した図６のデポジット付着判定ルーチンにおけるＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０８と対応しているため、説明を省略する。

ＥＣＵ１００は、Ｓ２０４においてデポジットが付着していると判定した場合、次に、感度上昇から感度低下へのモード切り替わりタイミングの感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘを算出する（Ｓ２０６）。これは、図７の時点Ｑにおける感度変化率を算出することを意味している。

次に、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０６で算出した感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘと第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘとの差分が所定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０８）。

次に、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０８において、感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘと第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘとの差分が所定値よりも大きいと判定した場合、通常デポジットより軟質なデポジットが付着していると判定する（Ｓ２１０）。次に、ＥＣＵ１００は、燃料関係の異常であると判定する（Ｓ２１２）。その後、本ルーチンは繰り返される。

一方、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０８において、感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘと第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘとの差分が所定値以下であると判定した場合、第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘとＳ２０６で算出した感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘの差分が所定値より大きいか否かを判定する（Ｓ２１４）。

次に、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１４において、第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘとＳ２０６で算出した感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘの差分が所定値より大きいと判定した場合、通常デポジットより硬質なデポジットが付着していると判定する（Ｓ２１６）。次に、ＥＣＵ１００は、オイル関係の異常と判定する（Ｓ２１８）。その後、本ルーチンは繰り返される。

一方、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１４において、第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘとＳ２０６で算出した感度変化率Ｇａｉｎ＿ｍａｘの差分が所定値以下であると判定した場合、その他の異常であると判定する（Ｓ２２０）。その後、本ルーチンは繰り返される。

なお、上記のルーチンのＳ２０８及びＳ２１４では、それぞれの基準値と算出した感度変化率との差分を所定値と比較しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０８において、算出した感度変化率が第１の基準値Ｇａｉｎ１＿ｍａｘより大きい場合には、軟質なデポジットが付着していると判定してもよい。また、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１４において、算出した感度変化率が第２の基準値Ｇａｉｎ２＿ｍａｘより小さい場合には、硬質のデポジットが付着していると判定してもよい。

なお、ＥＣＵ１００が、上記Ｓ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０、Ｓ２１２、Ｓ２１４、Ｓ２１６、Ｓ２１８、Ｓ２２０を実行することにより前記第２の発明における「デポジット特性判定手段」が実現されている。

実施の形態３．
次に、図９及び図１０を参照して、本発明の実施の形態３を説明する。実施の形態３は、実施の形態１と同様のシステム構成において、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇を開始した時点から筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点までにかかる時間（以下、モード切り替わり時間Δｔと称す。）を、予めＥＣＵ１００に設定してある基準時間Δｔ_ＯＫと比較する。そして、その比較結果から、デポジットの付着ペースを判定することを特徴とする。図９及び図１０では、実施の形態１と共通の構成に同一符号を付して説明を省略する。

図９は、実施の形態３において、筒内圧センサ２０がデポジットの付着によってどのような感度変化を引き起こすかを経時的に表した図である。図９には、実線と破線とがそれぞれ１つずつ示されている。これらの線は、デポジットが付着した場合の筒内圧センサ２０の感度変化を表している。

また、図９には、デポジットの付着ペースを判定するための基準時間Δｔ_ＯＫが示されている。図９において、この基準時間Δｔ_ＯＫは、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇を開始した時点から時点Ｑまでにかかる時間を表している。実施の形態３では、モード切り替わり時間Δｔが、この基準時間Δｔ_ＯＫよりも短い場合にデポジットの付着ペースが異常だと判定する。

例えば、図９に示す破線のモード切り替わり時間Δｔは、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇を開始した時点から、筒内圧センサ２０の感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点Ｑ´までの時間である。図９に示すように、破線のモード切り替わり時間Δｔは、基準時間Δｔ_ＯＫよりも短い時間である。このため、図９の破線が示す筒内圧センサ２０の感度変化が検出された場合に、ＥＣＵ１００は、デポジットの付着ペースが異常だと判定する。これにより、デポジットの付着ペースが正常時よりも相対的に早いことを把握できる。

［デポジット付着ペース判定ルーチン］
図１０は、実施の形態３において、ＥＣＵ１００で実行されるデポジット付着ペース判定ルーチンのフローチャートである。なお、図１０のＳ３００、Ｓ３０２、Ｓ３０４、Ｓ３１４は、実施の形態１において説明した図６のデポジット付着判定ルーチンにおけるＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０８と対応しているため、説明を省略する。

ＥＣＵ１００は、Ｓ３０４においてデポジットが付着していると判定した場合、次に、モード切り替わり時間Δｔを算出する（Ｓ３０６）。

次に、ＥＣＵ１００は、基準時間Δｔ_ＯＫとモード切り替わり時間Δｔとの差分が所定値より大きいか否かを判定する（Ｓ３０８）。

次に、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０８において、基準時間Δｔ_ＯＫとモード切り替わり時間Δｔとの差分が所定値より大きいと判定した場合、デポジット異常付着ペースであると判定する（Ｓ３１０）。

一方、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０８において、基準時間Δｔ_ＯＫとモード切り替わり時間Δｔとの差分が所定値以下であると判定した場合、デポジット付着ペースが正常範囲であると判定する（Ｓ３１２）。

なお、上記のルーチンのＳ３０８では、基準時間Δｔ_ＯＫとモード切り替わり時間Δｔとの差分を所定値と比較しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０８において、モード切り替わり時間Δｔが基準時間Δｔ_ＯＫよりも短い場合に、デポジットの付着ペースが異常であると判定してもよい。

なお、ＥＣＵ１００が、上記Ｓ３０６、Ｓ３０８、Ｓ３１０、Ｓ３１２を実行することにより前記第３の発明における「デポジット付着ペース判定手段」が実現されている。

なお、実施の形態３において、デポジットの付着ペースを判定するための基準として時間を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、時間の代わりに走行距離、運転時間、総回転数などのパラメータを用いてもよい。

１０エンジン
１６クランク角センサ
１８燃焼室
２０筒内圧センサ（ＣＰＳ）
３４エアフローセンサ
５２受圧部
５４検知部
１００ＥＣＵ

Claims

エンジンヘッドに筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置において、
前記筒内圧センサは、前記筒内圧センサの軸方向からの筒内圧を受ける上面と、前記筒内圧センサの半径方向からの筒内圧を受ける側面と、を備え、
前記筒内圧センサの感度変化を検出する検出手段と、
前記筒内圧センサの感度上昇を検出した後に前記筒内圧センサの感度低下を検出した場合には、前記側面と前記エンジンヘッドとの間にデポジットが付着し、その後に前記上面にデポジットが付着したと判定するデポジット付着判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記筒内圧センサの感度の初期状態に対する変化率を計算する感度変化率計算手段と、
前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点の前記変化率が第１の基準値よりも大きい場合に付着しているデポジットは軟質であると判定し、前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点の前記変化率が前記第１の基準値よりも小さい第２の基準値よりも小さい場合に付着しているデポジットは硬質であると判定するデポジット特性判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇を開始した時点から前記筒内圧センサの感度変化が感度上昇から感度低下へ切り替わった時点までにかかる時間が基準時間よりも短い場合には、デポジットの付着ペースが異常であると判定するデポジット付着ペース判定手段を備え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制御装置。
前記側面と前記エンジンヘッドとの間にデポジットが付着し、その後に前記上面にデポジットが付着したと判定された場合には、デポジットを剥離させる制御を実行するデポジット剥離手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。