内燃機関の制御装置
【課題】燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができる。
【解決手段】内燃機関１にはクランクケース内圧を検出するクランクケース内圧センサ５１が設けられている。電子制御装置５０は、クランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定する。具体的には、クランクケース内圧センサ５１により検出されるクランクケース内圧が、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定する。
【解決手段】内燃機関１にはクランクケース内圧を検出するクランクケース内圧センサ５１が設けられている。電子制御装置５０は、クランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定する。具体的には、クランクケース内圧センサ５１により検出されるクランクケース内圧が、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内においてプレイグニッション等の異常燃焼の発生の有無を判定する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の装置も含めて従来一般の内燃機関の制御装置は、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを備えており、同センサの検出結果に基づいてプレイグニッション等の異常燃焼が発生したか否かを判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７―１７０３４５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、筒内圧センサに異常が発生した場合には、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができなくなる。特に、過給機を搭載した内燃機関にあっては、自然吸気の内燃機関に比べて燃焼圧が大きくなる。そのため、上述した異常燃焼が生じた場合には気筒内の圧力が一層高くなり、筒内圧センサに異常が発生しやすくなる。
【０００５】
尚、こうした問題は過給機を搭載した内燃機関の制御装置において特に顕著なものではあるが、過給機を搭載していない内燃機関においても頻度は低いものの同様にして生じる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関を制御する制御装置において、内燃機関のクランクケース内の圧力を検出するクランクケース内圧センサを備え、前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を判定することをその要旨としている。
【０００８】
燃焼室内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生すると、当該気筒内の圧力が上昇し、これに伴ってクランクケース内の圧力が上昇するようになる。上記構成によれば、クランクケース内圧センサによりクランクケース内の圧力を検出し、その検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。このため、当該異常燃焼の発生の有無を１つのクランクケース内圧センサのみによって判定することができる。したがって、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができるようになる。
【０００９】
（２）請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明によるように、前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が、そのときの機関運転状態において正常燃焼がなされたときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定するといった態様をもって具体化することができる。
【００１０】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定圧力はそのときの機関運転状態に応じて可変設定されることをその要旨としている。
燃焼室内において正常に燃焼が行なわれているときのクランクケース内の圧力（以下、正常時圧力）は、そのときどきの機関運転状態、例えば機関回転速度や機関負荷によって異なる。また、燃焼室内において異常燃焼が発生したときのクランクケース内の圧力（以下、異常時圧力）は、そのときどきの機関運転状態における正常時圧力よりも高くなる。そのため、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力を特定の機関運転状態のみに対応した固定値とすると、当該特定の機関運転状態でしか異常燃焼の判定を的確に行なうことができず、異常燃焼の判定を精度よく行なうことのできる機会が制限されてしまう。
【００１１】
この点、上記構成によれば、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力がそのときの機関運転状態に応じて可変設定されるため、機関運転状態にかかわらず異常燃焼の判定を的確に行なうことができるようになる。したがって、異常燃焼の判定の実行機会を的確に増大することができるようになる。
【００１２】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定圧力は機関運転状態毎に学習更新されることをその要旨としている。
同一の機関運転状態であっても内燃機関の経時変化等に伴って正常時圧力は変化する。そのため、異常判定に用いられる所定圧力を所定の機関運転状態に対して固定値とすると、内燃機関が経時変化等して正常時圧力が変化した場合には燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができないおそれがある。
【００１３】
この点、上記構成によれば、異常判定に用いられる所定圧力が機関運転状態毎に学習更新されるため、当該所定圧力をそのときどきの内燃機関の状態に応じた適切な値に更新することができるようになる。したがって、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができるようになる。
【００１４】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が所定時間以上にわたり前記所定圧力以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定しないことをその要旨としている。
【００１５】
内燃機関にはクランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流して処理するブローバイガス還流装置が設けられている。こうした内燃機関にあっては、クランクケースと吸気通路とを接続する通路が閉塞されていることによってクランクケース内の圧力が上昇することがある。そのため、単にクランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が上記所定圧力以上となったときにそのことのみをもって当該異常燃焼が発生していると判定すると、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されるおそれがある。
【００１６】
ここで、燃焼室内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生した場合、これに伴うクランクケース内の圧力上昇は瞬間的な現象であるのに対し、クランクケースと吸気通路とを接続する通路の閉塞に起因したクランクケース内の圧力上昇はある程度長い時間継続する現象である。
【００１７】
上記構成によれば、クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が所定時間以上にわたり前記所定圧力以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定されない。したがって、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されることを的確に抑制することができるようになる。
【００１８】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを気筒毎に更に備え、前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定することをその要旨としている。
【００１９】
筒内圧センサは燃焼室内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサは燃焼室内の圧力に応じて変化するクランクケース内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。
【００２０】
上記構成によれば、筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無が判定されるため、程度の小さい異常燃焼の発生についてもこれを精度よく判定することができるようになる。また、クランクケース内圧センサに異常が発生した場合であっても、当該異常燃焼の発生の有無を的確に判定することができるようになる。
【００２１】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、前記筒内圧センサに異常が発生しているときに前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定することをその要旨としている。
【００２２】
同構成によれば、筒内圧センサに異常が発生しているときにクランクケース内圧センサの検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無が判定される。したがって、筒内圧センサに異常が発生した場合であっても、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができるようになる。また、筒内圧センサに異常が生じていない場合にはクランクケース内圧センサの検出結果に基づく当該異常燃焼の判定が行なわれない。したがって、筒内圧センサの検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定するとともに、これと平行してクランクケース内圧センサの検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定する制御構成に比べて、制御装置における演算負荷の増大を好適に抑制することができるようになる。
【００２３】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、前記クランクケース内圧センサの検出結果及び前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定し、前記クランクケース内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、前記クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、前記筒内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせることをその要旨としている。
【００２４】
筒内圧センサは燃焼室内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサは燃焼室内の圧力に応じて変化するクランクケース内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。このことから、クランクケース内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が大きいといえる。一方、クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定され、筒内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が小さいといえる。上記構成によれば、当該異常燃焼の程度によってその後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様が異なるものとされる。したがって、内燃機関の状況に応じて適切なフェールセーフ処理を行なうことができるようになる。
【００２５】
ちなみに、こうしたフェールセーフ処理としては、吸入空気量、燃料噴射量を減少させる方法や点火時期を遅角させる方法等の従来周知な方法を用いるようにすればよい。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関は過給機を備えることをその要旨としている。
【００２６】
過給機を搭載した内燃機関にあっては、特に、燃焼圧が高くなり、異常時圧力が高くなるため、筒内圧センサに異常が発生しやすい。この点、過給機を備える内燃機関の制御装置に対して本発明を適用すれば、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができるようになる。したがって、内燃機関の制御装置の構成の簡素化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置について、内燃機関及び電子制御装置の概略構成を示す概略図。
【図２】同実施形態におけるクランクケース内圧センサを用いた異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態における所定圧力学習処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態におけるクランクケース内圧の推移の一例を示すグラフ。
【図５】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置について、内燃機関及び電子制御装置の概略構成を示す概略図。
【図６】同実施形態における筒内圧センサ及びクランクケース内圧センサを用いた異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３実施形態における筒内圧センサを用いた異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態における内燃機関のフェールセーフ処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照して、本発明に係る内燃機関の制御装置を排気タービン過給機を搭載した車載内燃機関の制御装置として具体化した第１実施形態について説明する。尚、本実施形態の内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する直列４気筒式のガソリン内燃機関である。
【００２９】
図１に本実施形態の内燃機関１及びその制御装置である電子制御装置５０の概略構成を示す。尚、図１では、１つの気筒１０の断面構造が示されている。
内燃機関１のシリンダヘッド１１、シリンダブロック１２には気筒１０が形成されており、この気筒１０内にはピストン１４が往復動可能に設けられている。このピストン１４の頂面、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２に形成された気筒１０の内周面によって燃焼室１６が区画される。
【００３０】
内燃機関１には燃焼室１６に対して空気を吸入するための吸気通路２と、燃焼室１６において生じた排気を排出するための排気通路３とが設けられている。
吸気通路２には、上流側から順に、コンプレッサハウジング３１、インタークーラ２１、及びスロットルボディ２２が設けられている。
【００３１】
コンプレッサハウジング３１内には、同コンプレッサハウジング３１と共にコンプレッサを構成するインペラ３２が設けられている。インペラ３２はシャフトを介して排気通路に設けられたタービンホイール（図示略）に連結されている。タービンホイールはタービンハウジング（図示略）によって囲繞されている。これらタービンハウジング及びタービンホイールによってタービンが構成される。タービンとコンプレッサとによって排気タービン過給機（以下、過給機３０）が構成される。こうした過給機３０を備える内燃機関１においては、排気のエネルギによってタービンホイールが回転駆動されると、これに伴ってインペラ３２が回転駆動されることで過給が行なわれる。
【００３２】
インタークーラ２１はコンプレッサによって過給されて温度上昇した空気を冷却するための装置である。
スロットルボディ２２内にはスロットルモータ２４によって開閉駆動されるスロットルバルブ２３が設けられている。また、吸気通路２においてスロットルボディ２２の下流側にはサージタンクが設けられている。また、吸気通路２においてサージタンクの下流側には吸気マニホルドが設けられており、この吸気マニホルドの複数の分岐管は各気筒１０の吸気ポートにそれぞれ接続されている。内燃機関１においては、スロットルバルブ２３の開度が変更されることにより、燃焼室１６に供給される空気の流量が調節される。尚、スロットルバルブ２３の開度制御は電子制御装置５０により行なわれる。
【００３３】
シリンダヘッド１１には気筒１０内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１７が設けられている。また、シリンダヘッド１１には気筒１０内に供給された空気と燃料噴射弁１７から噴射された燃料とが混合された混合気に対して点火を行なうための点火プラグ１８が設けられている。尚、燃料噴射弁１７による燃料噴射制御及び点火プラグ１８による点火制御は電子制御装置５０により行なわれる。
【００３４】
内燃機関１のクランクケース１３内には機関出力軸であるクランクシャフト１５が回転自在に設けられている。このクランクシャフト１５はコネクティングロッドを介してピストン１４に連結されている。
【００３５】
また、内燃機関１には、クランクケース１３内のブローバイガスを吸気通路２に還流するとともに燃焼室１６において混合気と共に燃焼させることで処理するブローバイガス還流装置４０が設けられている。このブローバイガス還流装置４０はクランクケース１３内と吸気通路２においてコンプレッサハウジング３１の上流側とを接続する還流通路４１と、同還流通路４１の途中に設けられる電動式のＰＣＶバルブ４２とを備えている。このＰＣＶバルブ４２の開度が変更されることによりクランクケース１３内から吸気通路２に還流されるブローバイガスの流量が調節される。尚、ＰＣＶバルブ４２の開度制御は電子制御装置５０により行なわれる。
【００３６】
こうした内燃機関１の各種制御は電子制御装置５０により行なわれる。電子制御装置５０は、各種制御に係る演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種制御用のプログラムやデータが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えて構成されている。そして、電子制御装置５０は、各種センサの検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１を統括的に制御する。
【００３７】
各種センサとしては、機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ、スロットルバルブ２３の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ、吸入空気量を検出するエアフローメータ、過給圧を検出する過給圧センサ、排気の空燃比を検出する空燃比センサ、及び機関冷却水の温度を検出する水温センサ等が設けられている。また、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、車両の走行速度である車速を検出する車速センサ等が設けられている。また、本実施形態では、クランクケース１３内の圧力（以下、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋ）を検出するクランクケース内圧センサ５１が設けられている。このクランクケース内圧センサ５１はクランクケース１３に取り付けられている。そして、これらの各種センサは電子制御装置５０に電気的に接続されている。尚、本実施形態では、各気筒内の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサが設けられていない。
【００３８】
ところで、こうした内燃機関１にあっては、ブローバイガス等に含まれるオイルミストが燃焼室１６内に流入することや、ピストン１４の頂面に付着したデポジット等が着火源となって、点火プラグ１８による点火タイミングよりも早くに混合気に着火される、所謂プレイグニッションが生じるおそれがある。このように燃焼室１６内において異常燃焼が発生すると気筒１０内の圧力が過度に上昇することとなる。そして気筒１０内の異常な圧力上昇が繰り返されると、内燃機関１の耐久性が低下するといった問題が生じる。
【００３９】
前述したように、従来、気筒内の圧力（以下、筒内圧）を検出する筒内圧センサを気筒毎に設け、各筒内圧センサの検出結果に基づいてプレイグニッション等の異常燃焼が発生したか否かを判定するようにしている。
【００４０】
ところが、筒内圧センサに異常が発生した場合には、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができなくなる。また、過給機３０を搭載した内燃機関１にあっては、特に、自然吸気内燃機関に比べて燃焼圧が高くなるため、異常燃焼が発生したときの筒内圧は一層高くなる。そのため、筒内圧センサに異常が発生しやすくなる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を解決するために、電子制御装置５０を通じてクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。
【００４２】
次に、図２を参照して、クランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理について説明する。尚、図２は同異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において電子制御装置５０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００４３】
図２に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ１において機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づき当該判定に用いる所定圧力Ｐｔｈを設定する。
所定圧力Ｐｔｈは、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力（正常時圧力）の上限値よりも大きい値とされており、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに応じて可変設定される値とされている。具体的には、機関回転速度ＮＥが大きくなるほど、また機関負荷ＫＬが大きくなるほど正常時圧力は大きくなる。このため、機関回転速度ＮＥが高いときほど、また機関負荷ＫＬが高いときほど所定圧力Ｐｔｈは大きな値として設定される。
【００４４】
ここで所定圧力Ｐｔｈを機関運転状態に応じて可変設定する理由について説明する。すなわち、正常時圧力は、そのときどきの機関運転状態、例えば機関回転速度ＮＥや機関負荷ＫＬによって異なる。また、燃焼室１６内において異常燃焼が発生したときのクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋ（以下、異常時圧力）は、そのときどきの機関運転状態における正常時圧力よりも高くなる。そのため、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈを特定の機関運転状態のみに対応した固定値とすると、当該特定の機関運転状態でしか異常燃焼の判定を的確に行なうことができず、異常燃焼の判定を精度よく行なうことのできる機会が制限されてしまう。
【００４５】
そこで、本実施形態では、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈをそのときの機関運転状態に応じて可変設定することにより、機関運転状態にかかわらず異常燃焼の判定が的確に行なわれるようにしている。
【００４６】
ステップＳ１において判定に用いる所定圧力Ｐｔｈを設定すると、次に、ステップＳ２に進み、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上であるか否かを判断する。ここで、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上ではないと判断した場合（ステップＳ２：「ＮＯ」）には、異常燃焼が発生していないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ２においてクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ２：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ３に進み、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上である状態の継続時間Δｔが所定時間Δｔｔｈ（例えば１秒）よりも短いか否かを判断する。
【００４８】
内燃機関１にあっては、例えばＰＣＶバルブ４２が閉弁状態となっていてクランクケース１３と吸気通路２とを接続する還流通路４１が閉塞されていると、クランクケース１３内のブローバイガスを吸気通路２に還流することができず、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが上昇することがある。そのため、単にクランクケース内圧センサ５１により検出されたクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが上記所定圧力Ｐｔｈ以上となったときにそのことのみをもって当該異常燃焼が発生していると判定すると、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されるおそれがある。
【００４９】
また、燃焼室１６内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生した場合、これに伴うクランクケース１３内の圧力上昇は瞬間的な現象であるのに対し、還流通路４１の閉塞に起因したクランクケース１３内の圧力上昇はある程度長い時間継続する現象である。そこで本実施形態では、このように、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが過度に上昇する期間が異常燃焼時とそれ以外のときとで異なることに着目することにより、上記所定時間Δｔｔｈを実験等を通じて予め設定している。
【００５０】
ステップＳ３においてクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上である状態の継続時間Δｔが所定時間Δｔｔｈ未満ではないと判断した場合（ステップＳ３：「ＮＯ」）には、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが高い原因が異常燃焼によるものではないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ３においてクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上である状態の継続時間Δｔが所定時間Δｔｔｈよりも短いと判断した場合（ステップＳ３：「ＹＥＳ」）には、異常燃焼の発生有りと判定してこの一連の処理を一旦終了する。
【００５２】
ところで、正常時圧力は、同一の機関運転状態であっても内燃機関１の経時変化等に伴って変化する。そのため、異常判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈを所定の機関運転状態（本実施形態では機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ）に対して固定値とすると、内燃機関１が経時変化等して正常時圧力が変化した場合には燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができないおそれがある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を解決するために、所定圧力Ｐｔｈを機関運転状態毎に学習更新するようにしている。
次に、図３を参照して、所定圧力を学習更新する処理（以下、所定圧力学習処理）について説明する。尚、図３は所定圧力学習処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において所定期間毎に繰り返し実行される。
【００５４】
図３に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ１１において機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づき当該学習更新の対象とされる所定圧力Ｐｔｈを設定する。そして、次に、ステップＳ１２に進み、そのときのクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの平均値Ｐａｖｅを学習値αに設定する。ここで、クランクケース内圧の平均値Ｐａｖｅは、そのときの機関運転状態（機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ）においてクランクケース内圧センサ５１により検出された複数のクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの算術平均値である。
【００５５】
こうして学習値αを設定すると、次に、ステップＳ１３に進み、学習値αに余裕代ｘを加算した値を新たな所定圧力Ｐｔｈとして設定して、この一連の処理を一旦終了する。ここで、学習値αに余裕代ｘを加算する理由は、そのときの機関運転状態における正常時圧力の上限値よりも所定圧力Ｐｔｈを大きい値とするためである。また、この余裕代ｘは実験等を通じて予め設定されている。
【００５６】
図４に、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの推移の一例を示す。
図４に示すように、正常時圧力は所定圧力Ｐｔｈを上回ることはない。ここで、時刻ｔ１においてプレイグニッション等の異常燃焼が生じると、その後、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋは瞬間的に上昇して所定圧力Ｐｔｈを上回る（異常時圧力）。ただし、異常燃焼によるクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの上昇は所定時間Δｔｔｈ未満で終了する。
【００５７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
燃焼室１６内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生すると、当該気筒１０内の圧力が上昇し、これに伴ってクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが上昇するようになる。本実施形態では、クランクケース内圧センサ５１によりクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋを検出し、その検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。このため、当該異常燃焼の発生の有無を１つのクランクケース内圧センサ５１のみによって判定することができる。
【００５８】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋを検出するクランクケース内圧センサ５１を備え、電子制御装置５０を通じてクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。具体的には、クランクケース内圧センサ５１により検出されるクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力Ｐｔｈ以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定するようにしている。こうした構成によれば、燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができるようになる。
【００５９】
（２）所定圧力Ｐｔｈはそのときの機関運転状態、具体的には機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに応じて可変設定されるようにしている。こうした構成によれば、異常燃焼の判定の実行機会を的確に増大することができるようになる。
【００６０】
（３）所定圧力Ｐｔｈは機関運転状態毎に学習更新されるようにしている。こうした構成に依れば、燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができるようになる。
【００６１】
（４）クランクケース内圧センサ５１により検出されるクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定時間Δｔｔｈ以上にわたり所定圧力Ｐｔｈ以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定しないようにしている。こうした構成によれば、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されることを的確に抑制することができるようになる。
【００６２】
（５）本実施形態の内燃機関１は筒内圧センサを備えないものとしている。こうした構成によれば、各気筒１０に筒内圧センサを設けなくとも燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定することができるため、部品点数を削減することができるようになる。したがって、内燃機関１及び電子制御装置５０の構成の簡素化を図ることができるようになる。
【００６３】
［第２実施形態］
以下、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図５に本実施形態の内燃機関１及びその制御装置である電子制御装置５０の概略構成を示す。
【００６４】
図５に示すように、本実施形態では、先の第１実施形態において例示した各種センサに加えて、各気筒１０内の圧力（以下、筒内圧Ｐｃｙｌ）を検出する筒内圧センサ５２が気筒１０毎に設けられている。尚、その他の構成については先の第１実施形態の構成と同一であるため、同一の構成に対しては同一の符号を付すことにより重複する説明を割愛する。
【００６５】
筒内圧センサ５２は燃焼室１６内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサ５１は燃焼室１６内の圧力に応じて変化するクランクケース１３内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室１６内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサ５２の検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。
【００６６】
そこで、本実施形態では、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定する一方、筒内圧センサ５２に異常が発生しているときにクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。
【００６７】
次に、図６を参照して、筒内圧センサ５２及びクランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼検出処理について説明する。尚、図６は同異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において電子制御装置５０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００６８】
図６に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ２０において筒内圧センサ５２に異常が発生していないか否かを判断する。ここでは、各気筒１０に設けられた筒内圧センサ５２から電子制御装置５０に対して出力される信号に基づき少なくとも１つの筒内圧センサ５２に異常が発生しているか否かを判断する。
【００６９】
ステップＳ２０において筒内圧センサ５２に異常が発生していると判断した場合（ステップＳ２０：「ＮＯ」）には、当該筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理に代えてクランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理を行なうべく、次に、先の図２に示すフローチャートのステップＳ１に進む。以降においては、先の第１実施形態と同様である。
【００７０】
一方、ステップＳ２０において筒内圧センサ５２に異常が発生していないと判断した場合（ステップＳ２０：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ２１に進み、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づき当該判定に用いる所定圧力Ｐｔｈ１を設定する。
【００７１】
所定圧力Ｐｔｈ１は、筒内圧Ｐｃｙｌが、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力（正常時筒内圧力）の上限値よりも大きい値とされており、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに応じて可変設定される値とされている。具体的には、機関回転速度ＮＥが大きくなるほど、また機関負荷ＫＬが大きくなるほど正常時筒内圧力は大きくなる。このため、機関回転速度ＮＥが高いときほど、また機関負荷ＫＬが高いときほど所定圧力Ｐｔｈ１は大きな値として設定される。
【００７２】
ここで所定圧力Ｐｔｈ１を機関運転状態に応じて可変設定する理由は、先の第１実施形態において説明したように所定圧力Ｐｔｈを機関運転状態に応じて可変設定する理由と同様である。
【００７３】
ステップＳ２１において判定に用いる所定圧力Ｐｔｈ１を設定すると、次に、ステップＳ２２に進み、筒内圧Ｐｃｙｌが所定圧力Ｐｔｈ１以上であるか否かを判断する。ここで、筒内圧Ｐｃｙｌが所定圧力Ｐｔｈ１以上ではないと判断した場合（ステップＳ２２：「ＮＯ」）には、異常燃焼が発生していないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００７４】
一方、ステップＳ２２において筒内圧Ｐｃｙｌが所定圧力Ｐｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ２２：「ＹＥＳ」）には、異常燃焼の発生有りと判定して、この一連の処理を一旦終了する。
【００７５】
尚、正常時筒内圧力は、同一の機関運転状態であっても内燃機関１の経時変化等に伴って変化する。そのため、異常判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈ１を所定の機関運転状態（本実施形態では機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ）に対して固定値とすると、内燃機関１が経時変化等して正常時筒内圧力が変化した場合には燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができないおそれがある。
【００７６】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を解決するために、先の第１実施形態における所定圧力学習処理と同様にして所定圧力Ｐｔｈ１を機関運転状態毎に学習更新するようにしている。
【００７７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
筒内圧センサ５２に異常が発生しているときにクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無が判定されるようになる。
【００７８】
また、筒内圧センサ５２に異常が生じていない場合にはクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づく当該異常燃焼の判定が行なわれない。そのため、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定するとともに、これと平行してクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定する制御構成に比べて、電子制御装置５０における演算負荷の増大が抑制されるようになる。
【００７９】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、先の第１実施形態の効果（１）〜（４）に加え、新たに以下に示す効果（６）、（７）が得られるようになる。
（６）筒内圧Ｐｃｙｌを検出する筒内圧センサ５２を気筒１０毎に備え、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。こうした構成によれば、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無が判定されるため、程度の小さい異常燃焼の発生についてもこれを精度よく判定することができるようになる。
【００８０】
（７）筒内圧センサ５２に異常が発生しているときにクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。こうした構成によれば、筒内圧センサ５２に異常が発生した場合であっても、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができるようになる。また、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定するとともに、これと平行してクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定する制御構成に比べて、電子制御装置５０における演算負荷の増大を好適に抑制することができるようになる。
【００８１】
［第３実施形態］
以下、図７及び図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、クランクケース内圧センサ５１の検出結果及び筒内圧センサ５２の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定する点が先の第２実施形態と異なる。
【００８２】
以下、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態では、先の第１実施形態において図２及び図３を参照して例示したクランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理と平行して、以下の筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理を実行する。
【００８３】
次に、図７を参照して、本実施形態における筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理の手順について説明する。尚、図７は同異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において電子制御装置５０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００８４】
図７に示すように、ステップ３１からステップＳ３３までの一連の処理は、先の図６におけるステップＳ２１からステップＳ２３までの一連の処理と同一である。
さて、前述したように、筒内圧センサ５２は燃焼室１６内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサ５１は燃焼室１６内の圧力に応じて変化するクランクケース１３内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室１６内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサ５２の検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。このことから、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が大きいといえる。一方、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定され、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が小さいといえる。
【００８５】
そこで、本実施形態では、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせるようにしている。
【００８６】
次に、図８を参照して、内燃機関１のフェールセーフ処理について説明する。尚、図８は同フェールセーフ処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、クランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理及び筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理の双方が完了する度に実行される。
【００８７】
図８に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ４１において、クランクケース内圧センサ５１を用いた判定処理において異常燃焼が発生したと判定されていないか否かを判断する。ここで、当該異常燃焼が発生したとの判定がされている場合（ステップＳ４１：「ＮＯ」）には、次に、ステップＳ４３に進み、第１のフェールセーフ処理を実行して、この一連の処理を一旦終了する。第１フェールセーフ処理では、吸入空気量、燃料噴射量を減少補正するとともに、点火時期を遅角補正するといった従来周知の方法を用いることにより、異常燃焼の発生が抑制されるようになる。
【００８８】
一方、ステップＳ４１において当該異常燃焼が発生したとの判定がされていない場合（ステップＳ４１：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ４２に進み、筒内圧センサ５２を用いた判定処理において異常燃焼が発生したと判定されていないか否かを判断する。ここで、当該異常燃焼が発生したとの判定がされている場合（ステップＳ４２：「ＮＯ」）には、次に、ステップＳ４４に進み、第２のフェールセーフ処理を実行して、この一連の処理を一旦終了する。第２のフェールセーフ処理の実行時においては、第１のフェールセーフ処理の実行時に比べて異常燃焼の程度が低いといえる。そこで、第２のフェールセーフ処理では、第１フェールセーフ処理に比べて、内燃機関１の制御量の補正量が小さく設定される。具体的には、第２のフェールセーフ処理では、第１フェールセーフ処理に比べて、吸入空気量、燃料噴射量の減少補正量を小さくするとともに、点火時期の遅角補正量を小さくする。
【００８９】
また、ステップＳ４２において、当該異常燃焼が発生したとの判定がされていない場合（ステップＳ４２：「ＹＥＳ」）には、程度の小さい異常燃焼すら発生しておらず、フェールセーフ処理を行なう必要がないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００９０】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、先の第１実施形態の効果（１）〜（４）に加えて、新たに以下に示す効果（８）が得られるようになる。
（８）クランクケース内圧センサ５１の検出結果及び筒内圧センサ５２の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定するようにしている。また、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせるようにしている。こうした構成によれば、当該異常燃焼の程度によってその後の内燃機関１のフェールセーフ処理の実行態様が異なるものとされる。したがって、内燃機関１の状況に応じて適切なフェールセーフ処理を行なうことができるようになる。
【００９１】
尚、本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。 ・上記各実施形態では、過給機３０を備える内燃機関１について例示したが、本発明に係る内燃機関は過給機を搭載するものに限られない。すなわち、自然吸気内燃機関であってもよい。
【００９２】
・上記第３実施形態では、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせるようにした。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、双方の場合において行なわれるフェールセーフ処理の実行態様を同一とすることもできる。
【符号の説明】
【００９３】
１…内燃機関、２…吸気通路、３…排気通路、１０…気筒、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１３…クランクケース、１４…ピストン、１５…クランクシャフト、１６…燃焼室、１７…燃料噴射弁、１８…点火プラグ、２１…インタークーラ、２２…スロットルボディ、２３…スロットルバルブ、２４…スロットルモータ、３０…過給機、３１…コンプレッサハウジング、３２…インペラ、４０…ブローバイガス還流装置、４１…還流通路、４２…ＰＣＶバルブ、５０…電子制御装置、５１…クランクケース内圧センサ、５２…筒内圧センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内においてプレイグニッション等の異常燃焼の発生の有無を判定する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の装置も含めて従来一般の内燃機関の制御装置は、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを備えており、同センサの検出結果に基づいてプレイグニッション等の異常燃焼が発生したか否かを判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７―１７０３４５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、筒内圧センサに異常が発生した場合には、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができなくなる。特に、過給機を搭載した内燃機関にあっては、自然吸気の内燃機関に比べて燃焼圧が大きくなる。そのため、上述した異常燃焼が生じた場合には気筒内の圧力が一層高くなり、筒内圧センサに異常が発生しやすくなる。
【０００５】
尚、こうした問題は過給機を搭載した内燃機関の制御装置において特に顕著なものではあるが、過給機を搭載していない内燃機関においても頻度は低いものの同様にして生じる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関を制御する制御装置において、内燃機関のクランクケース内の圧力を検出するクランクケース内圧センサを備え、前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を判定することをその要旨としている。
【０００８】
燃焼室内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生すると、当該気筒内の圧力が上昇し、これに伴ってクランクケース内の圧力が上昇するようになる。上記構成によれば、クランクケース内圧センサによりクランクケース内の圧力を検出し、その検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。このため、当該異常燃焼の発生の有無を１つのクランクケース内圧センサのみによって判定することができる。したがって、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができるようになる。
【０００９】
（２）請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明によるように、前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が、そのときの機関運転状態において正常燃焼がなされたときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定するといった態様をもって具体化することができる。
【００１０】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定圧力はそのときの機関運転状態に応じて可変設定されることをその要旨としている。
燃焼室内において正常に燃焼が行なわれているときのクランクケース内の圧力（以下、正常時圧力）は、そのときどきの機関運転状態、例えば機関回転速度や機関負荷によって異なる。また、燃焼室内において異常燃焼が発生したときのクランクケース内の圧力（以下、異常時圧力）は、そのときどきの機関運転状態における正常時圧力よりも高くなる。そのため、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力を特定の機関運転状態のみに対応した固定値とすると、当該特定の機関運転状態でしか異常燃焼の判定を的確に行なうことができず、異常燃焼の判定を精度よく行なうことのできる機会が制限されてしまう。
【００１１】
この点、上記構成によれば、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力がそのときの機関運転状態に応じて可変設定されるため、機関運転状態にかかわらず異常燃焼の判定を的確に行なうことができるようになる。したがって、異常燃焼の判定の実行機会を的確に増大することができるようになる。
【００１２】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定圧力は機関運転状態毎に学習更新されることをその要旨としている。
同一の機関運転状態であっても内燃機関の経時変化等に伴って正常時圧力は変化する。そのため、異常判定に用いられる所定圧力を所定の機関運転状態に対して固定値とすると、内燃機関が経時変化等して正常時圧力が変化した場合には燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができないおそれがある。
【００１３】
この点、上記構成によれば、異常判定に用いられる所定圧力が機関運転状態毎に学習更新されるため、当該所定圧力をそのときどきの内燃機関の状態に応じた適切な値に更新することができるようになる。したがって、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができるようになる。
【００１４】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が所定時間以上にわたり前記所定圧力以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定しないことをその要旨としている。
【００１５】
内燃機関にはクランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流して処理するブローバイガス還流装置が設けられている。こうした内燃機関にあっては、クランクケースと吸気通路とを接続する通路が閉塞されていることによってクランクケース内の圧力が上昇することがある。そのため、単にクランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が上記所定圧力以上となったときにそのことのみをもって当該異常燃焼が発生していると判定すると、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されるおそれがある。
【００１６】
ここで、燃焼室内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生した場合、これに伴うクランクケース内の圧力上昇は瞬間的な現象であるのに対し、クランクケースと吸気通路とを接続する通路の閉塞に起因したクランクケース内の圧力上昇はある程度長い時間継続する現象である。
【００１７】
上記構成によれば、クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が所定時間以上にわたり前記所定圧力以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定されない。したがって、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されることを的確に抑制することができるようになる。
【００１８】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを気筒毎に更に備え、前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定することをその要旨としている。
【００１９】
筒内圧センサは燃焼室内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサは燃焼室内の圧力に応じて変化するクランクケース内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。
【００２０】
上記構成によれば、筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無が判定されるため、程度の小さい異常燃焼の発生についてもこれを精度よく判定することができるようになる。また、クランクケース内圧センサに異常が発生した場合であっても、当該異常燃焼の発生の有無を的確に判定することができるようになる。
【００２１】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、前記筒内圧センサに異常が発生しているときに前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定することをその要旨としている。
【００２２】
同構成によれば、筒内圧センサに異常が発生しているときにクランクケース内圧センサの検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無が判定される。したがって、筒内圧センサに異常が発生した場合であっても、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができるようになる。また、筒内圧センサに異常が生じていない場合にはクランクケース内圧センサの検出結果に基づく当該異常燃焼の判定が行なわれない。したがって、筒内圧センサの検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定するとともに、これと平行してクランクケース内圧センサの検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定する制御構成に比べて、制御装置における演算負荷の増大を好適に抑制することができるようになる。
【００２３】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、前記クランクケース内圧センサの検出結果及び前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定し、前記クランクケース内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、前記クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、前記筒内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせることをその要旨としている。
【００２４】
筒内圧センサは燃焼室内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサは燃焼室内の圧力に応じて変化するクランクケース内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。このことから、クランクケース内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が大きいといえる。一方、クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定され、筒内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が小さいといえる。上記構成によれば、当該異常燃焼の程度によってその後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様が異なるものとされる。したがって、内燃機関の状況に応じて適切なフェールセーフ処理を行なうことができるようになる。
【００２５】
ちなみに、こうしたフェールセーフ処理としては、吸入空気量、燃料噴射量を減少させる方法や点火時期を遅角させる方法等の従来周知な方法を用いるようにすればよい。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関は過給機を備えることをその要旨としている。
【００２６】
過給機を搭載した内燃機関にあっては、特に、燃焼圧が高くなり、異常時圧力が高くなるため、筒内圧センサに異常が発生しやすい。この点、過給機を備える内燃機関の制御装置に対して本発明を適用すれば、燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができるようになる。したがって、内燃機関の制御装置の構成の簡素化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置について、内燃機関及び電子制御装置の概略構成を示す概略図。
【図２】同実施形態におけるクランクケース内圧センサを用いた異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態における所定圧力学習処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態におけるクランクケース内圧の推移の一例を示すグラフ。
【図５】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置について、内燃機関及び電子制御装置の概略構成を示す概略図。
【図６】同実施形態における筒内圧センサ及びクランクケース内圧センサを用いた異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３実施形態における筒内圧センサを用いた異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態における内燃機関のフェールセーフ処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照して、本発明に係る内燃機関の制御装置を排気タービン過給機を搭載した車載内燃機関の制御装置として具体化した第１実施形態について説明する。尚、本実施形態の内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する直列４気筒式のガソリン内燃機関である。
【００２９】
図１に本実施形態の内燃機関１及びその制御装置である電子制御装置５０の概略構成を示す。尚、図１では、１つの気筒１０の断面構造が示されている。
内燃機関１のシリンダヘッド１１、シリンダブロック１２には気筒１０が形成されており、この気筒１０内にはピストン１４が往復動可能に設けられている。このピストン１４の頂面、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２に形成された気筒１０の内周面によって燃焼室１６が区画される。
【００３０】
内燃機関１には燃焼室１６に対して空気を吸入するための吸気通路２と、燃焼室１６において生じた排気を排出するための排気通路３とが設けられている。
吸気通路２には、上流側から順に、コンプレッサハウジング３１、インタークーラ２１、及びスロットルボディ２２が設けられている。
【００３１】
コンプレッサハウジング３１内には、同コンプレッサハウジング３１と共にコンプレッサを構成するインペラ３２が設けられている。インペラ３２はシャフトを介して排気通路に設けられたタービンホイール（図示略）に連結されている。タービンホイールはタービンハウジング（図示略）によって囲繞されている。これらタービンハウジング及びタービンホイールによってタービンが構成される。タービンとコンプレッサとによって排気タービン過給機（以下、過給機３０）が構成される。こうした過給機３０を備える内燃機関１においては、排気のエネルギによってタービンホイールが回転駆動されると、これに伴ってインペラ３２が回転駆動されることで過給が行なわれる。
【００３２】
インタークーラ２１はコンプレッサによって過給されて温度上昇した空気を冷却するための装置である。
スロットルボディ２２内にはスロットルモータ２４によって開閉駆動されるスロットルバルブ２３が設けられている。また、吸気通路２においてスロットルボディ２２の下流側にはサージタンクが設けられている。また、吸気通路２においてサージタンクの下流側には吸気マニホルドが設けられており、この吸気マニホルドの複数の分岐管は各気筒１０の吸気ポートにそれぞれ接続されている。内燃機関１においては、スロットルバルブ２３の開度が変更されることにより、燃焼室１６に供給される空気の流量が調節される。尚、スロットルバルブ２３の開度制御は電子制御装置５０により行なわれる。
【００３３】
シリンダヘッド１１には気筒１０内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１７が設けられている。また、シリンダヘッド１１には気筒１０内に供給された空気と燃料噴射弁１７から噴射された燃料とが混合された混合気に対して点火を行なうための点火プラグ１８が設けられている。尚、燃料噴射弁１７による燃料噴射制御及び点火プラグ１８による点火制御は電子制御装置５０により行なわれる。
【００３４】
内燃機関１のクランクケース１３内には機関出力軸であるクランクシャフト１５が回転自在に設けられている。このクランクシャフト１５はコネクティングロッドを介してピストン１４に連結されている。
【００３５】
また、内燃機関１には、クランクケース１３内のブローバイガスを吸気通路２に還流するとともに燃焼室１６において混合気と共に燃焼させることで処理するブローバイガス還流装置４０が設けられている。このブローバイガス還流装置４０はクランクケース１３内と吸気通路２においてコンプレッサハウジング３１の上流側とを接続する還流通路４１と、同還流通路４１の途中に設けられる電動式のＰＣＶバルブ４２とを備えている。このＰＣＶバルブ４２の開度が変更されることによりクランクケース１３内から吸気通路２に還流されるブローバイガスの流量が調節される。尚、ＰＣＶバルブ４２の開度制御は電子制御装置５０により行なわれる。
【００３６】
こうした内燃機関１の各種制御は電子制御装置５０により行なわれる。電子制御装置５０は、各種制御に係る演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種制御用のプログラムやデータが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えて構成されている。そして、電子制御装置５０は、各種センサの検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１を統括的に制御する。
【００３７】
各種センサとしては、機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ、スロットルバルブ２３の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ、吸入空気量を検出するエアフローメータ、過給圧を検出する過給圧センサ、排気の空燃比を検出する空燃比センサ、及び機関冷却水の温度を検出する水温センサ等が設けられている。また、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、車両の走行速度である車速を検出する車速センサ等が設けられている。また、本実施形態では、クランクケース１３内の圧力（以下、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋ）を検出するクランクケース内圧センサ５１が設けられている。このクランクケース内圧センサ５１はクランクケース１３に取り付けられている。そして、これらの各種センサは電子制御装置５０に電気的に接続されている。尚、本実施形態では、各気筒内の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサが設けられていない。
【００３８】
ところで、こうした内燃機関１にあっては、ブローバイガス等に含まれるオイルミストが燃焼室１６内に流入することや、ピストン１４の頂面に付着したデポジット等が着火源となって、点火プラグ１８による点火タイミングよりも早くに混合気に着火される、所謂プレイグニッションが生じるおそれがある。このように燃焼室１６内において異常燃焼が発生すると気筒１０内の圧力が過度に上昇することとなる。そして気筒１０内の異常な圧力上昇が繰り返されると、内燃機関１の耐久性が低下するといった問題が生じる。
【００３９】
前述したように、従来、気筒内の圧力（以下、筒内圧）を検出する筒内圧センサを気筒毎に設け、各筒内圧センサの検出結果に基づいてプレイグニッション等の異常燃焼が発生したか否かを判定するようにしている。
【００４０】
ところが、筒内圧センサに異常が発生した場合には、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができなくなる。また、過給機３０を搭載した内燃機関１にあっては、特に、自然吸気内燃機関に比べて燃焼圧が高くなるため、異常燃焼が発生したときの筒内圧は一層高くなる。そのため、筒内圧センサに異常が発生しやすくなる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を解決するために、電子制御装置５０を通じてクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。
【００４２】
次に、図２を参照して、クランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理について説明する。尚、図２は同異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において電子制御装置５０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００４３】
図２に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ１において機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づき当該判定に用いる所定圧力Ｐｔｈを設定する。
所定圧力Ｐｔｈは、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力（正常時圧力）の上限値よりも大きい値とされており、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに応じて可変設定される値とされている。具体的には、機関回転速度ＮＥが大きくなるほど、また機関負荷ＫＬが大きくなるほど正常時圧力は大きくなる。このため、機関回転速度ＮＥが高いときほど、また機関負荷ＫＬが高いときほど所定圧力Ｐｔｈは大きな値として設定される。
【００４４】
ここで所定圧力Ｐｔｈを機関運転状態に応じて可変設定する理由について説明する。すなわち、正常時圧力は、そのときどきの機関運転状態、例えば機関回転速度ＮＥや機関負荷ＫＬによって異なる。また、燃焼室１６内において異常燃焼が発生したときのクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋ（以下、異常時圧力）は、そのときどきの機関運転状態における正常時圧力よりも高くなる。そのため、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈを特定の機関運転状態のみに対応した固定値とすると、当該特定の機関運転状態でしか異常燃焼の判定を的確に行なうことができず、異常燃焼の判定を精度よく行なうことのできる機会が制限されてしまう。
【００４５】
そこで、本実施形態では、異常燃焼の判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈをそのときの機関運転状態に応じて可変設定することにより、機関運転状態にかかわらず異常燃焼の判定が的確に行なわれるようにしている。
【００４６】
ステップＳ１において判定に用いる所定圧力Ｐｔｈを設定すると、次に、ステップＳ２に進み、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上であるか否かを判断する。ここで、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上ではないと判断した場合（ステップＳ２：「ＮＯ」）には、異常燃焼が発生していないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ２においてクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ２：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ３に進み、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上である状態の継続時間Δｔが所定時間Δｔｔｈ（例えば１秒）よりも短いか否かを判断する。
【００４８】
内燃機関１にあっては、例えばＰＣＶバルブ４２が閉弁状態となっていてクランクケース１３と吸気通路２とを接続する還流通路４１が閉塞されていると、クランクケース１３内のブローバイガスを吸気通路２に還流することができず、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが上昇することがある。そのため、単にクランクケース内圧センサ５１により検出されたクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが上記所定圧力Ｐｔｈ以上となったときにそのことのみをもって当該異常燃焼が発生していると判定すると、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されるおそれがある。
【００４９】
また、燃焼室１６内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生した場合、これに伴うクランクケース１３内の圧力上昇は瞬間的な現象であるのに対し、還流通路４１の閉塞に起因したクランクケース１３内の圧力上昇はある程度長い時間継続する現象である。そこで本実施形態では、このように、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが過度に上昇する期間が異常燃焼時とそれ以外のときとで異なることに着目することにより、上記所定時間Δｔｔｈを実験等を通じて予め設定している。
【００５０】
ステップＳ３においてクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上である状態の継続時間Δｔが所定時間Δｔｔｈ未満ではないと判断した場合（ステップＳ３：「ＮＯ」）には、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが高い原因が異常燃焼によるものではないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ３においてクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定圧力Ｐｔｈ以上である状態の継続時間Δｔが所定時間Δｔｔｈよりも短いと判断した場合（ステップＳ３：「ＹＥＳ」）には、異常燃焼の発生有りと判定してこの一連の処理を一旦終了する。
【００５２】
ところで、正常時圧力は、同一の機関運転状態であっても内燃機関１の経時変化等に伴って変化する。そのため、異常判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈを所定の機関運転状態（本実施形態では機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ）に対して固定値とすると、内燃機関１が経時変化等して正常時圧力が変化した場合には燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができないおそれがある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を解決するために、所定圧力Ｐｔｈを機関運転状態毎に学習更新するようにしている。
次に、図３を参照して、所定圧力を学習更新する処理（以下、所定圧力学習処理）について説明する。尚、図３は所定圧力学習処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において所定期間毎に繰り返し実行される。
【００５４】
図３に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ１１において機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づき当該学習更新の対象とされる所定圧力Ｐｔｈを設定する。そして、次に、ステップＳ１２に進み、そのときのクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの平均値Ｐａｖｅを学習値αに設定する。ここで、クランクケース内圧の平均値Ｐａｖｅは、そのときの機関運転状態（機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ）においてクランクケース内圧センサ５１により検出された複数のクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの算術平均値である。
【００５５】
こうして学習値αを設定すると、次に、ステップＳ１３に進み、学習値αに余裕代ｘを加算した値を新たな所定圧力Ｐｔｈとして設定して、この一連の処理を一旦終了する。ここで、学習値αに余裕代ｘを加算する理由は、そのときの機関運転状態における正常時圧力の上限値よりも所定圧力Ｐｔｈを大きい値とするためである。また、この余裕代ｘは実験等を通じて予め設定されている。
【００５６】
図４に、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの推移の一例を示す。
図４に示すように、正常時圧力は所定圧力Ｐｔｈを上回ることはない。ここで、時刻ｔ１においてプレイグニッション等の異常燃焼が生じると、その後、クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋは瞬間的に上昇して所定圧力Ｐｔｈを上回る（異常時圧力）。ただし、異常燃焼によるクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋの上昇は所定時間Δｔｔｈ未満で終了する。
【００５７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
燃焼室１６内においてプレイグニッション等の異常燃焼が発生すると、当該気筒１０内の圧力が上昇し、これに伴ってクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが上昇するようになる。本実施形態では、クランクケース内圧センサ５１によりクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋを検出し、その検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。このため、当該異常燃焼の発生の有無を１つのクランクケース内圧センサ５１のみによって判定することができる。
【００５８】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）クランクケース内圧Ｐｃｒｎｋを検出するクランクケース内圧センサ５１を備え、電子制御装置５０を通じてクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。具体的には、クランクケース内圧センサ５１により検出されるクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力Ｐｔｈ以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定するようにしている。こうした構成によれば、燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を筒内圧センサに依らなくとも簡易な構成により判定することができるようになる。
【００５９】
（２）所定圧力Ｐｔｈはそのときの機関運転状態、具体的には機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに応じて可変設定されるようにしている。こうした構成によれば、異常燃焼の判定の実行機会を的確に増大することができるようになる。
【００６０】
（３）所定圧力Ｐｔｈは機関運転状態毎に学習更新されるようにしている。こうした構成に依れば、燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができるようになる。
【００６１】
（４）クランクケース内圧センサ５１により検出されるクランクケース内圧Ｐｃｒｎｋが所定時間Δｔｔｈ以上にわたり所定圧力Ｐｔｈ以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定しないようにしている。こうした構成によれば、実際には異常燃焼が発生していないにもかかわらず異常燃焼が生じていると誤判定されることを的確に抑制することができるようになる。
【００６２】
（５）本実施形態の内燃機関１は筒内圧センサを備えないものとしている。こうした構成によれば、各気筒１０に筒内圧センサを設けなくとも燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定することができるため、部品点数を削減することができるようになる。したがって、内燃機関１及び電子制御装置５０の構成の簡素化を図ることができるようになる。
【００６３】
［第２実施形態］
以下、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図５に本実施形態の内燃機関１及びその制御装置である電子制御装置５０の概略構成を示す。
【００６４】
図５に示すように、本実施形態では、先の第１実施形態において例示した各種センサに加えて、各気筒１０内の圧力（以下、筒内圧Ｐｃｙｌ）を検出する筒内圧センサ５２が気筒１０毎に設けられている。尚、その他の構成については先の第１実施形態の構成と同一であるため、同一の構成に対しては同一の符号を付すことにより重複する説明を割愛する。
【００６５】
筒内圧センサ５２は燃焼室１６内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサ５１は燃焼室１６内の圧力に応じて変化するクランクケース１３内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室１６内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサ５２の検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。
【００６６】
そこで、本実施形態では、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定する一方、筒内圧センサ５２に異常が発生しているときにクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。
【００６７】
次に、図６を参照して、筒内圧センサ５２及びクランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼検出処理について説明する。尚、図６は同異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において電子制御装置５０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００６８】
図６に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ２０において筒内圧センサ５２に異常が発生していないか否かを判断する。ここでは、各気筒１０に設けられた筒内圧センサ５２から電子制御装置５０に対して出力される信号に基づき少なくとも１つの筒内圧センサ５２に異常が発生しているか否かを判断する。
【００６９】
ステップＳ２０において筒内圧センサ５２に異常が発生していると判断した場合（ステップＳ２０：「ＮＯ」）には、当該筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理に代えてクランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理を行なうべく、次に、先の図２に示すフローチャートのステップＳ１に進む。以降においては、先の第１実施形態と同様である。
【００７０】
一方、ステップＳ２０において筒内圧センサ５２に異常が発生していないと判断した場合（ステップＳ２０：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ２１に進み、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づき当該判定に用いる所定圧力Ｐｔｈ１を設定する。
【００７１】
所定圧力Ｐｔｈ１は、筒内圧Ｐｃｙｌが、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力（正常時筒内圧力）の上限値よりも大きい値とされており、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに応じて可変設定される値とされている。具体的には、機関回転速度ＮＥが大きくなるほど、また機関負荷ＫＬが大きくなるほど正常時筒内圧力は大きくなる。このため、機関回転速度ＮＥが高いときほど、また機関負荷ＫＬが高いときほど所定圧力Ｐｔｈ１は大きな値として設定される。
【００７２】
ここで所定圧力Ｐｔｈ１を機関運転状態に応じて可変設定する理由は、先の第１実施形態において説明したように所定圧力Ｐｔｈを機関運転状態に応じて可変設定する理由と同様である。
【００７３】
ステップＳ２１において判定に用いる所定圧力Ｐｔｈ１を設定すると、次に、ステップＳ２２に進み、筒内圧Ｐｃｙｌが所定圧力Ｐｔｈ１以上であるか否かを判断する。ここで、筒内圧Ｐｃｙｌが所定圧力Ｐｔｈ１以上ではないと判断した場合（ステップＳ２２：「ＮＯ」）には、異常燃焼が発生していないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００７４】
一方、ステップＳ２２において筒内圧Ｐｃｙｌが所定圧力Ｐｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ２２：「ＹＥＳ」）には、異常燃焼の発生有りと判定して、この一連の処理を一旦終了する。
【００７５】
尚、正常時筒内圧力は、同一の機関運転状態であっても内燃機関１の経時変化等に伴って変化する。そのため、異常判定に用いられる所定圧力Ｐｔｈ１を所定の機関運転状態（本実施形態では機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ）に対して固定値とすると、内燃機関１が経時変化等して正常時筒内圧力が変化した場合には燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を精度よく判定することができないおそれがある。
【００７６】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を解決するために、先の第１実施形態における所定圧力学習処理と同様にして所定圧力Ｐｔｈ１を機関運転状態毎に学習更新するようにしている。
【００７７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
筒内圧センサ５２に異常が発生しているときにクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無が判定されるようになる。
【００７８】
また、筒内圧センサ５２に異常が生じていない場合にはクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づく当該異常燃焼の判定が行なわれない。そのため、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定するとともに、これと平行してクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定する制御構成に比べて、電子制御装置５０における演算負荷の増大が抑制されるようになる。
【００７９】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、先の第１実施形態の効果（１）〜（４）に加え、新たに以下に示す効果（６）、（７）が得られるようになる。
（６）筒内圧Ｐｃｙｌを検出する筒内圧センサ５２を気筒１０毎に備え、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき燃焼室１６内における異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。こうした構成によれば、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無が判定されるため、程度の小さい異常燃焼の発生についてもこれを精度よく判定することができるようになる。
【００８０】
（７）筒内圧センサ５２に異常が発生しているときにクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定するようにしている。こうした構成によれば、筒内圧センサ５２に異常が発生した場合であっても、当該異常燃焼の発生の有無を判定することができるようになる。また、筒内圧センサ５２の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定するとともに、これと平行してクランクケース内圧センサ５１の検出結果に基づき異常燃焼の発生の有無を判定する制御構成に比べて、電子制御装置５０における演算負荷の増大を好適に抑制することができるようになる。
【００８１】
［第３実施形態］
以下、図７及び図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、クランクケース内圧センサ５１の検出結果及び筒内圧センサ５２の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定する点が先の第２実施形態と異なる。
【００８２】
以下、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態では、先の第１実施形態において図２及び図３を参照して例示したクランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理と平行して、以下の筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理を実行する。
【００８３】
次に、図７を参照して、本実施形態における筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理の手順について説明する。尚、図７は同異常燃焼判定処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、機関運転中において電子制御装置５０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００８４】
図７に示すように、ステップ３１からステップＳ３３までの一連の処理は、先の図６におけるステップＳ２１からステップＳ２３までの一連の処理と同一である。
さて、前述したように、筒内圧センサ５２は燃焼室１６内の圧力を直接検出するものであるのに対して、クランクケース内圧センサ５１は燃焼室１６内の圧力に応じて変化するクランクケース１３内の圧力を検出するものである。そのため、燃焼室１６内において異常燃焼が発生してもその程度が小さい場合には筒内圧センサ５２の検出結果からは当該異常燃焼の発生を精度よく判定することができるものの、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼の発生を判定することができないことがある。このことから、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が大きいといえる。一方、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定され、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定された場合には当該異常燃焼の程度が小さいといえる。
【００８５】
そこで、本実施形態では、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせるようにしている。
【００８６】
次に、図８を参照して、内燃機関１のフェールセーフ処理について説明する。尚、図８は同フェールセーフ処理の手順を示すフローチャートである。またこの一連の処理は、クランクケース内圧センサ５１を用いた異常燃焼判定処理及び筒内圧センサ５２を用いた異常燃焼判定処理の双方が完了する度に実行される。
【００８７】
図８に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ４１において、クランクケース内圧センサ５１を用いた判定処理において異常燃焼が発生したと判定されていないか否かを判断する。ここで、当該異常燃焼が発生したとの判定がされている場合（ステップＳ４１：「ＮＯ」）には、次に、ステップＳ４３に進み、第１のフェールセーフ処理を実行して、この一連の処理を一旦終了する。第１フェールセーフ処理では、吸入空気量、燃料噴射量を減少補正するとともに、点火時期を遅角補正するといった従来周知の方法を用いることにより、異常燃焼の発生が抑制されるようになる。
【００８８】
一方、ステップＳ４１において当該異常燃焼が発生したとの判定がされていない場合（ステップＳ４１：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ４２に進み、筒内圧センサ５２を用いた判定処理において異常燃焼が発生したと判定されていないか否かを判断する。ここで、当該異常燃焼が発生したとの判定がされている場合（ステップＳ４２：「ＮＯ」）には、次に、ステップＳ４４に進み、第２のフェールセーフ処理を実行して、この一連の処理を一旦終了する。第２のフェールセーフ処理の実行時においては、第１のフェールセーフ処理の実行時に比べて異常燃焼の程度が低いといえる。そこで、第２のフェールセーフ処理では、第１フェールセーフ処理に比べて、内燃機関１の制御量の補正量が小さく設定される。具体的には、第２のフェールセーフ処理では、第１フェールセーフ処理に比べて、吸入空気量、燃料噴射量の減少補正量を小さくするとともに、点火時期の遅角補正量を小さくする。
【００８９】
また、ステップＳ４２において、当該異常燃焼が発生したとの判定がされていない場合（ステップＳ４２：「ＹＥＳ」）には、程度の小さい異常燃焼すら発生しておらず、フェールセーフ処理を行なう必要がないとして、この一連の処理を一旦終了する。
【００９０】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、先の第１実施形態の効果（１）〜（４）に加えて、新たに以下に示す効果（８）が得られるようになる。
（８）クランクケース内圧センサ５１の検出結果及び筒内圧センサ５２の検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定するようにしている。また、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせるようにしている。こうした構成によれば、当該異常燃焼の程度によってその後の内燃機関１のフェールセーフ処理の実行態様が異なるものとされる。したがって、内燃機関１の状況に応じて適切なフェールセーフ処理を行なうことができるようになる。
【００９１】
尚、本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。 ・上記各実施形態では、過給機３０を備える内燃機関１について例示したが、本発明に係る内燃機関は過給機を搭載するものに限られない。すなわち、自然吸気内燃機関であってもよい。
【００９２】
・上記第３実施形態では、クランクケース内圧センサ５１の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、クランクケース内圧センサ５１の検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、筒内圧センサ５２の検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせるようにした。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、双方の場合において行なわれるフェールセーフ処理の実行態様を同一とすることもできる。
【符号の説明】
【００９３】
１…内燃機関、２…吸気通路、３…排気通路、１０…気筒、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１３…クランクケース、１４…ピストン、１５…クランクシャフト、１６…燃焼室、１７…燃料噴射弁、１８…点火プラグ、２１…インタークーラ、２２…スロットルボディ、２３…スロットルバルブ、２４…スロットルモータ、３０…過給機、３１…コンプレッサハウジング、３２…インペラ、４０…ブローバイガス還流装置、４１…還流通路、４２…ＰＣＶバルブ、５０…電子制御装置、５１…クランクケース内圧センサ、５２…筒内圧センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を制御する制御装置において、
内燃機関のクランクケース内の圧力を検出するクランクケース内圧センサを備え、
前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記所定圧力はそのときの機関運転状態に応じて可変設定される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記所定圧力は機関運転状態毎に学習更新される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が所定時間以上にわたり前記所定圧力以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定しない
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを気筒毎に更に備え、
前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、
前記筒内圧センサに異常が発生しているときに前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、
前記クランクケース内圧センサの検出結果及び前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定し、
前記クランクケース内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、前記クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、前記筒内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
内燃機関は過給機を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関を制御する制御装置において、
内燃機関のクランクケース内の圧力を検出するクランクケース内圧センサを備え、
前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき燃焼室内における異常燃焼の発生の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が、そのときの機関運転状態において正常に燃焼が行なわれているときに発生する圧力の上限値よりも大きい所定圧力以上となったときに当該異常燃焼が発生していると判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記所定圧力はそのときの機関運転状態に応じて可変設定される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記所定圧力は機関運転状態毎に学習更新される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記クランクケース内圧センサにより検出されるクランクケース内の圧力が所定時間以上にわたり前記所定圧力以上となったときには当該異常燃焼が発生していると判定しない
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを気筒毎に更に備え、
前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、
前記筒内圧センサに異常が発生しているときに前記クランクケース内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、
前記クランクケース内圧センサの検出結果及び前記筒内圧センサの検出結果に基づき当該異常燃焼の発生の有無を各別に判定し、
前記クランクケース内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合と、前記クランクケース内圧センサの検出結果からは当該異常燃焼が発生していないと判定した一方、前記筒内圧センサの検出結果から当該異常燃焼が発生していると判定した場合とで、その後の内燃機関のフェールセーフ処理の実行態様を異ならせる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
内燃機関は過給機を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１００７３０（Ｐ２０１３−１００７３０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３７０２（Ｐ２０１１−２４３７０２）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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