(57)【要約】【課題】内燃機関の後燃えによる燃焼状態の悪化を精度よく判定することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０の燃焼室１６内において正常な燃焼が開始する前の開始クランク角θｓから当該燃焼が終了した後の終了クランク角θｅまでの期間に燃焼した燃料の質量総量に対する、開始クランク角θｓから所定クランク角θｍまでの期間に燃焼した燃料の質量総量の割合（ＭＦＢ）を取得するＭＦＢ取得手段と、所定クランク角θｍが終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降となる期間におけるＭＦＢの上昇割合（傾きａ）を取得するＭＦＢ上昇割合取得手段と、傾きａが所定のしきい値よりも大きい場合に、燃焼室１６内における後燃えによる燃焼悪化を判定する判定手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内において正常な燃焼が開始する前の開始クランク角から当該燃焼が終了した後の終了クランク角までの期間に燃焼した燃料の質量総量に対する、前記開始クランク角から所定クランク角までの期間に燃焼した燃料の質量総量の割合（以下、ＭＦＢ）を取得するＭＦＢ取得手段と、
前記所定クランク角が前記終了クランク角以降となる期間における前記ＭＦＢの上昇割合を取得するＭＦＢ上昇割合取得手段と、
前記上昇割合が所定割合よりも大きい場合に、前記燃焼室内における燃焼悪化を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ＭＦＢ上昇割合取得手段は、前記終了クランク角から排気弁が開弁する直前のクランク角までの期間における前記ＭＦＢの上昇割合を取得することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関であって、
特定クランク角における前記ＭＦＢに基づいて、点火時期を補正する点火時期補正手段と、
前記判定手段によって前記燃焼室内における燃焼悪化が判定された場合に、当該燃焼悪化時のＭＦＢが前記点火時期補正に反映されることを制限する制限手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関であって、
前記上昇割合に基づいて、前記点火プラグの劣化有無を判定する劣化判定手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記劣化判定手段は、前記判定手段を複数回実行した場合の前記燃焼室内における燃焼悪化が判定された割合を取得する燃焼悪化割合取得手段を含み、前記燃焼悪化割合が所定割合より大きい場合に、前記点火プラグが劣化していると判定することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記劣化判定手段は、前記ＭＦＢ上昇割合取得手段を複数回実行した場合の前記上昇割合の平均値を取得する平均値取得手段を含み、前記平均値が所定値より大きい場合に、前記点火プラグが劣化していると判定することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、内燃機関の燃焼状態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、例えば、特開２００７−１１３３９６号公報には、各気筒の燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の重心位置を検出し、この総熱発生量の重心位置に基づいて、各気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置が開示されている。この装置では、過去の所定期間に検出された総熱発生量重心位置の平均値と今回の総熱発生量重心位置との偏差が演算され、この偏差が所定値以上となる頻度が所定値以上となったときに、燃焼状態が悪化していると判定される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１３３９６号公報
【特許文献２】特開平７−１８０５９８号公報
【特許文献３】特開平８−１２８３７８号公報
【特許文献４】特開２００８−２２３６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃焼区間の総熱発生量は、後燃え等によって燃焼状態が悪化した場合だけでなく、例えば着火遅れが発生した場合においても変化する。このため、単に総熱発生量重心位置の変化度合に基づいて燃焼状態の悪化を判定する上記従来の装置では、単なる着火遅れと後燃えによる燃焼状態の悪化とを区別することができず、誤判定を引き起こすおそれがあった。
【０００５】
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、内燃機関の後燃えによる燃焼状態の悪化を精度よく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、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の燃焼室内において正常な燃焼が開始する前の開始クランク角から当該燃焼が終了した後の終了クランク角までの期間に燃焼した燃料の質量総量に対する、前記開始クランク角から所定クランク角までの期間に燃焼した燃料の質量総量の割合（以下、ＭＦＢ）を取得するＭＦＢ取得手段と、
前記所定クランク角が前記終了クランク角以降となる期間における前記ＭＦＢの上昇割合を取得するＭＦＢ上昇割合取得手段と、
前記上昇割合が所定割合よりも大きい場合に、前記燃焼室内における燃焼悪化を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記ＭＦＢ上昇割合取得手段は、前記終了クランク角から排気弁が開弁する直前のクランク角までの期間における前記ＭＦＢの上昇割合を取得することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記内燃機関は、点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関であって、
特定クランク角における前記ＭＦＢに基づいて、点火時期を補正する点火時期補正手段と、
前記判定手段によって前記燃焼室内における燃焼悪化が判定された場合に、当該燃焼悪化時のＭＦＢが前記点火時期補正に反映されることを制限する制限手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記内燃機関は、点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関であって、
前記上昇割合に基づいて、前記点火プラグの劣化有無を判定する劣化判定手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、
前記劣化判定手段は、前記判定手段を複数回実行した場合の前記燃焼室内における燃焼悪化が判定された割合を取得する燃焼悪化割合取得手段を含み、前記燃焼悪化割合が所定割合より大きい場合に、前記点火プラグが劣化していると判定することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第４の発明において、
前記劣化判定手段は、前記ＭＦＢ上昇割合取得手段を複数回実行した場合の前記上昇割合の平均値を取得する平均値取得手段を含み、前記平均値が所定値より大きい場合に、前記点火プラグが劣化していると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
開始クランク角から終了クランク角までの期間に燃焼した燃料の総質量に対する、所定クランク角までの期間に燃焼した燃料の総質量の割合（ＭＦＢ：Mass Fraction Burned）は、所定クランク角までの燃焼状態の指標となる。第１の発明によれば、終了クランク角以降のＭＦＢ、すなわち正常な燃焼であれば燃焼が終了しているはずの期間のＭＦＢが上昇している場合には、後燃えが発生していると判断することができる。このため、本発明によれば、終了クランク角以降のＭＦＢの上昇割合に基づいて、後燃えに起因する燃焼悪化を精度よく判定することができる。
【００１３】
終了クランク角から排気弁が開弁する直前のクランク角までの期間は、燃焼室内が密閉されている断熱行程に属している。このため、第２の発明によれば、後燃えに起因するＭＦＢの上昇を精度よく判定することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、燃焼悪化が判定された場合に、当該燃焼悪化時のＭＦＢが点火時期補正に反映されることを抑止することができる。このため、本発明によれば、後燃えによる突然の燃焼悪化により、その後の点火時期の補正値が大幅に変わってしまう事態を効果的に回避することができる。
【００１５】
終了クランク角以降のＭＦＢの上昇割合が大きい場合には、点火プラグの劣化が疑わしい。このため、第４の発明によれば、かかる上昇割合に基づいて、燃焼悪化の要因となる点火プラグの劣化を効率よく検知することができる。
【００１６】
燃焼悪化と判定される頻度が高い場合には、点火プラグが劣化している可能性が高い。このため、第５の発明によれば、燃焼悪化の判定割合に基づいて、点火プラグの劣化を精度よく判定することができる。
【００１７】
終了クランク角以降のＭＦＢの上昇割合の平均値が大きい場合には、点火プラグが経年劣化している可能性が高い。このため、第６の発明によれば、上昇割合の平均値の大きさに基づいて、点火プラグの劣化を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいてこの発明の幾つかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、ガソリンを燃料とする火花点火式のエンジンとして構成されている。内燃機関１０の筒内には、その内部を往復運動するピストン１２が設けられている。また、内燃機関１０は、シリンダヘッド１４を備えている。ピストン１２とシリンダヘッド１４との間には、燃焼室１６が形成されている。燃焼室１６には、吸気通路１８および排気通路２０の一端がそれぞれ連通している。吸気通路１８および排気通路２０と燃焼室１６との連通部には、それぞれ吸気弁２２および排気弁２４が配置されている。
【００２０】
吸気通路１８の入口には、エアクリーナ２６が取り付けられている。エアクリーナ２６の下流には、スロットルバルブ２８が配置されている。スロットルバルブ２８は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。
【００２１】
シリンダヘッド１４には、燃焼室１６の頂部から燃焼室１６内に突出するように点火プラグ３０が取り付けられている。また、シリンダヘッド１４には、燃料を筒内に噴射するための燃料噴射弁３２が設けられている。更に、シリンダヘッド１４には、筒内圧力を検出するための筒内圧センサ３４が組み込まれている。
【００２２】
本実施の形態のシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、クランク軸の回転位置を検知するためのクランク角センサ４２や、上述した筒内圧センサ３４等の各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述したスロットルバルブ２８、点火プラグ３０、燃料噴射弁３２等の各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００２３】
［実施の形態１の動作］
（ＭＦＢを用いた最適点火時期制御）
本実施の形態では、燃焼室１６内に流入した燃料のうち燃焼した燃料の割合である質量燃焼割合（Mass Fraction Burned，以下「ＭＦＢ」と称する）を用いた最適点火時期制御（以下、「ＭＢＴ制御」と称する）が行われる。ＭＢＴ制御では、燃焼室１６内の燃焼状態を最適に制御するために、点火プラグ３０による点火時期が制御される。より具体的には、ＭＦＢは燃焼室１６内の燃焼状態を反映するパラメータであるから、このＭＦＢが目標ＭＦＢと一致するように点火時期を進角或いは遅角制御することで、所望の燃焼状態を実現することができる。
【００２４】
図２は、ＭＢＴ制御におけるＭＦＢの変化を説明するための特性線図である。この図に示すとおり、ＭＢＴ制御では、燃焼行程の開始に対応する開始クランク角θｓと、燃焼行程の終了に対応する終了クランク角θｅと、燃焼行程の途中となる所定のクランク角θｍとを用いる。これらのクランク角としては、例えば、爆発上死点を基準として、開始クランク角θｓは−６０°ＣＡ、終了クランク角θｅは＋６０°ＣＡ、所定クランク角θｍは＋８°ＣＡに設定される。尚、本発明はこれらの角度に限定されるものではなく、クランク角θｓ，θｅ，θｍを適宜他の角度に設定してもよい。
【００２５】
ＭＦＢは、その定義からも判るように、正常な燃焼の燃焼行程の開始時（クランク角θｓ）には０％であり、当該燃焼行程の終了時（クランク角θｅ）には１００％となる。そして、ＭＢＴ制御では、中間のクランク角θｍにおけるＭＦＢが目標ＭＦＢ（例えば、５０〜６０％）と一致するように、燃焼状態を制御する。ここで、ＭＦＢは、各クランク角θｓ，θｅ，θｍでの計算値ＰＶκであるＰＶκθｓ，ＰＶκθｅ，ＰＶκθｍを用いて、以下の（１）式により算出することができる。
ＭＦＢ（％）＝（ＰＶκθｍ−ＰＶκθｓ）／（ＰＶκθｅ−ＰＶκθｓ）・・・（１）
【００２６】
上記（１）式において、Ｐは筒内圧センサ３４により検出された圧力、Ｖは燃焼室１６内の筒内容積、κは比熱比をそれぞれ表している。尚、筒内圧Ｐは、筒内圧センサ３４を用いずに、内燃機関１０の運転状態に基づいて推定する構成でもよい。また、筒内容積Ｖは、クランク角θに応じて一意的に定まるものであり、両者の関係はマップデータや関数式として予めＥＣＵ４０に記憶されている。更に、比熱比κは、ストイキのガソリン混合気においてはほぼ一定値（１．３２程度）となるので、この値もＥＣＵ４０に予め記憶されているものとする。
【００２７】
次に、ＭＢＴ制御の具体的処理について図３を用いて詳細に説明する。図３はＥＣＵ４０がＭＢＴ制御を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。図３に示すルーチンでは、先ず、各気筒毎に、所定クランク角θｍが＋８°ＣＡである場合のＭＦＢ（以下、「ＭＦＢ８」と称する）が算出される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、筒内圧センサ３４によって検出された筒内圧Ｐ等が上記（１）式に代入されて、ＭＦＢ８が算出される。
【００２８】
次に、ＭＦＢ８とＭＦＢ８の目標値との偏差Δが算出される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において算出されたＭＦＢ８と、ＥＣＵ４０が記憶しているＭＦＢ８の目標値との偏差が算出される。ＭＦＢ８の目標値は、燃焼室１６内において最適な燃焼が行われた場合のＭＦＢ８として、予め設定された値が使用される。
【００２９】
次に、偏差Δになまし処理が実行される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、過去５回分のルーチンの偏差Δの平均値がなまし処理後の偏差Δとして取得される。
【００３０】
図３に示すルーチンでは、次に、点火時期の補正が実行される（ステップ１０６）。ＥＣＵ４０は、偏差Δに応じた点火時期補正量を記憶している。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４において所得された偏差Δに対応する点火時期補正量が特定されて点火時期補正が実行される。
【００３１】
このように、ＭＢＴ制御では、ＭＦＢ８がＭＦＢ８の目標値と一致するように点火時期が制御されるので、着火遅れ等が発生した場合であっても、燃焼状態を良好に保つことができる。
【００３２】
（本実施の形態の特徴的動作）
次に、図４および図５を参照して、本実施の形態の特徴的動作について説明する。図４は、各燃焼状態のＭＦＢの変化をそれぞれ示す図である。尚、この図において、実線Ｌ１は正常な燃焼が行われた場合のＭＦＢの変化を、一点鎖線Ｌ２は、着火遅れが発生した場合ＭＦＢ変化を、点線Ｌ３は、後燃えによって燃焼状態が悪化した場合のＭＦＢの変化を、それぞれ示している。この図に示すとおり、各ＭＦＢにおけるＭＦＢ８を比較すると、着火遅れ時のＭＦＢ８と後燃えによる燃焼悪化時のＭＦＢ８とは同等の値になっている。つまり、ＭＦＢ８だけでは、着火遅れと後燃えによる燃焼悪化とを区別することができない。
【００３３】
ここで、着火遅れが発生した場合には、ＭＢＴ制御ロジックを実行し、点火時期を進角側に補正することが望ましい。これに対して、後燃えによって突発的に燃焼状態が悪化した場合には、その後の点火時期補正値が大幅に変わってしまう事態を回避するために、ＭＢＴ制御ロジックを実行しないことが望ましい。このため、これらを区別できない上記ＭＢＴ制御では、燃焼状態を最適に制御することができないおそれがある。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、終了クランク角θｅ以降のＭＦＢ変化に着目して、単なる着火遅れと後燃えによる燃焼悪化とを区別することとする。図５は、各燃焼状態のＭＦＢの変化をそれぞれ示す図である。尚、この図において、実線Ｌ１は正常な燃焼が行われた場合のＭＦＢの変化を、一点鎖線Ｌ２は、着火遅れが発生した場合ＭＦＢ変化を、点線Ｌ３は、後燃えによって燃焼状態が悪化した場合のＭＦＢの変化を、それぞれ示している。
【００３５】
この図に示すとおり、実線Ｌ１および一点鎖線Ｌ２におけるＭＦＢは、終了クランク角θｅ以降ほぼ一定（１００％）となっている。これは、正常な燃焼または着火遅れによる燃焼の場合には、何れも終了クランク角θｅまでに燃焼が実質的に終了していることを示している。これに対して、点線Ｌ３で示すとおり、後燃えによって燃焼状態が悪化した場合のＭＦＢは、終了クランク角θｅ以降も上昇している。これは、終了クランク角θｅ以降も燃焼が継続していることを示している。
【００３６】
このように、終了クランク角θｅ以降のＭＦＢは、後燃えによる燃焼悪化の発生の指標となる。そこで、本実施の形態では、終了クランク角θｅから排気弁が開弁するまでの期間（図中のクランク角６０°〜１１０°の期間）のＭＦＢの傾きａを演算し、この傾きａが所定値よりも大きい場合に、後燃えによる燃焼悪化を判定することとする。これにより、単なる着火遅れと後燃えによる燃焼悪化を効果的に区別することができる。
【００３７】
また、本実施の形態のシステムでは、後燃えによる燃焼悪化が判定された場合には、かかる燃焼悪化時のＭＦＢ８を用いて点火時期補正値を演算しない、すなわち前回のルーチンにおける点火時期補正値を使用してＭＢＴ制御を実行することとする。これにより、ＭＢＴ制御の点火時期補正値が大幅に変わってしまう事態を回避できるので、ＭＢＴ制御の精度が低下する事態を抑止することができる。
【００３８】
［実施の形態１の具体的処理］
次に、図６を参照して、本実施の形態１の具体的処理について説明する。図６は、ＥＣＵ４０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【００３９】
図６に示すルーチンでは、先ず、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢの傾きａの平均値ａＡＶＥおよび標準偏差σが演算される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、過去１００回分のルーチンのステップ２０２において算出された傾きａに基づいて、平均値ａＡＶＥおよび標準偏差σが算出される。
【００４０】
次に、本ルーチンにおける傾きａが算出される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）から排気弁が開弁する直前までのクランク角期間におけるＭＦＢの単位クランク角あたりの増加量が傾きａとして演算される。
【００４１】
次に、傾きａが平均値ａＡＶＥ＋３σより小さいか否かが判定される（ステップ２０４）。平均値ａＡＶＥ±３σの領域は、正規分布において９９．７４％が属する領域である。ここでは、具体的には、上記ステップ２０２において算出された今回の傾きａが、かかる３σ領域に属するか否かが判定される。その結果、傾きａ＜平均値ａＡＶＥ＋３σの成立が認められた場合には、傾きａの異常な上昇、すなわち後燃えによる燃焼悪化は発生していないと判断されて、次のステップに移行し、ＭＢＴ制御ロジックが実行される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００乃至１０６と同様の処理が実行される。
【００４２】
一方、上記ステップ２０４において、傾きａ＜平均値ａＡＶＥ＋３σの成立が認められない場合には、傾きａの異常な上昇、すなわち後燃えによる燃焼悪化は発生していると判断されて、次のステップに移行し、本ルーチンにおいてＭＢＴ制御ロジックは実行せずに、前回のルーチンにおけるＭＢＴ制御と同様の点火時期補正が実行される（ステップ２０８）。
【００４３】
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢ傾きａに基づいて、後燃えに起因する燃焼悪化と着火遅れとを明確に区別して燃焼状態を判定することができる。これにより、着火遅れについてＭＢＴ制御ロジックが実行されない事態、或いは、後燃えによる燃焼悪化についてＭＢＴ制御ロジックが実行される事態を効果的に回避することができるので、ＭＢＴ制御による燃費向上やエミッション向上を効果的に図ることができる。
【００４４】
ところで、上述した実施の形態においては、終了クランク角θｅから排気弁が開弁する直前のクランク角までのクランク角期間におけるＭＦＢの変化割合を傾きａとして算出することとしているが、傾きａの算出方法はこれに限られない。すなわち終了クランク角θｅ以降で排気弁が開弁する直前までのクランク角期間内であれば、異なる期間のＭＦＢの変化割合を傾きａとして算出してもよい。
【００４５】
また、上述した実施の形態においては、傾きａが平均値ａＡＶＥの３σ領域に属するか否かで後燃えによる燃焼悪化を判定することとしているが、判定値はこれに限られない。すなわち、後燃えによる燃焼悪化が発生しているときの傾きａを、他の燃焼状態と区別して判定できるのであれば、予め設定された固定値でもよいし、また、他の判定値を用いることとしてもよい。
【００４６】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「ＭＦＢ上昇割合取得手段」が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００４７】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「点火時期補正手段」が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「制限手段」が、それぞれ実現されている。
【００４８】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図７を参照して、実施の形態２の特徴について説明する。本実施の形態２は、図１に示すハードウェア構成を用いて、後述する図７に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
【００４９】
後燃えによる燃焼悪化が頻繁に発生している場合等においては、点火プラグ３０が劣化している可能性が高い。そこで、本実施の形態２のシステムでは、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢの傾きａに基づいて、点火プラグ３０の劣化判定を実行することとする。より具体的には、上述した実施の形態１の異常判定において、後燃えによる燃焼悪化と判定された場合と正常と判定された場合とをそれぞれカウントし、後燃えによる燃焼悪化の確率が所定のしきい値を超えた場合に、点火プラグの劣化を判定することとする。これにより、特別な構成を別途必要とせず、点火プラグ３０の劣化を早期に検知することができる。
【００５０】
［実施の形態２の具体的処理］
次に、図７を参照して、本実施の形態２の具体的処理について説明する。図７は、ＥＣＵ４０が点火プラグ３０の劣化判定を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【００５１】
図７に示すルーチンでは、先ず、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢの傾きａの平均値ａＡＶＥおよび標準偏差σが演算される（ステップ３００）。次に、本ルーチンにおける傾きａが算出される（ステップ３０２）。次に、傾きａが平均値ａＡＶＥ＋３σより小さいか否かが判定される（ステップ３０４）ここでは、具体的には、上記ステップ２００乃至２０４と同様の処理が実行される。
【００５２】
上記ステップ３０４において、傾きａ＜平均値ａＡＶＥ＋３σの成立が認められた場合には、傾きａの異常な上昇、すなわち後燃えによる燃焼悪化は発生していないと判断されて、次のステップに移行し、燃焼正常カウンタｍがカウントアップされる（ステップ３０６）。次に、ＭＢＴ制御ロジックが実行される（ステップ３０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ２０６と同様の処理が実行される。
【００５３】
一方、上記ステップ３０４において、傾きａ＜平均値ａＡＶＥ＋３σの成立が認められない場合には、傾きａの異常な上昇、すなわち後燃えによる燃焼悪化は発生していると判断されて、次のステップに移行し、燃焼悪化カウンタｎがカウントアップされる（ステップ３１０）。
【００５４】
図７に示すルーチンでは、次に、燃焼悪化確率αが算出される（ステップ３１２）。ここでは、具体的には、上記ステップ３０６においてカウントアップされた燃焼正常カウンタｍおよび上記ステップ３１０においてカウントアップされた燃焼悪化カウンタｎが、次式（２）に代入されて燃焼悪化確率αが算出される。
α＝（ｎ／ｍ）×１００  ・・・（２）
【００５５】
次に、燃焼悪化確率αが１より小さいか否かが判定される（ステップ３１４）。ここで、判定値１は点火プラグ３０の劣化を判定するためのしきい値として、予め設定された値である。その結果、α＜１の成立が認められた場合には、点火プラグ３０が劣化していないと判断されて、次のステップに移行し、本ルーチンにおいてＭＢＴ制御ロジックは実行せずに、前回のルーチンにおけるＭＢＴ制御と同様の点火時期補正が実行される（ステップ３１６）。ここでは、具体的には、上記ステップ２０８と同様の処理が実行される。
【００５６】
一方、上記ステップ３１４において、α＜１の成立が認められない場合には、燃焼悪化確率αが高いと判断されて、点火プラグ３０の劣化が判定される（ステップ３１８）。
【００５７】
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢ傾きａに基づいて判定された後燃えに起因する燃焼悪化の確率が高い場合に、点火プラグ３０の劣化を判定することができる。これにより、特別な構成を別途必要とせず、点火プラグ３０の劣化を早期に検知することができる。
【００５８】
ところで、上述した実施の形態においては、燃焼悪化確率αが１より大きい場合に、点火プラグ３０の劣化を判定することとしているが、判定に使用するしきい値はこれに限られず、点火プラグ３０の劣化を判定するための最適な値を適宜設定することができる。  
【００５９】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３０２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「ＭＦＢ上昇割合取得手段」が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６０】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３０８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「点火時期補正手段」が、上記ステップ３１６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「制限手段」が、それぞれ実現されている。
【００６１】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３１８の処理を実行することにより、前記第４の発明における「劣化判定手段」が実現されている。
【００６２】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３１２の処理を実行することにより、前記第５の発明における「燃焼悪化割合取得手段」が、上記ステップ３１４および３１８の処理を実行することにより、前記第５の発明における「劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６３】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図８を参照して、実施の形態３の特徴について説明する。本実施の形態３は、図１に示すハードウェア構成を用いて、後述する図８に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
【００６４】
上述した実施の形態２においては、後燃えによる燃焼悪化と判定された確率に基づいて、点火プラグ３０の劣化判定を行うこととしている。しかしながら、実施の形態２では、過去の複数回のルーチンにおける値に基づいて燃焼悪化判定を実行しているため、経年劣化のような長い時間で変化する燃焼悪化を捕らえることが困難となる。
【００６５】
そこで、本実施の形態３では、点火プラグ３０の経年劣化を判定する方法として、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢ傾きａの平均値ａＡＶＥおよび標準偏差σとこれらの初期値とを比較することにより、点火プラグ３０の劣化を判定することとする。より具体的には、点火プラグ３０の新品時における傾きａの平均値ａＡＶＥ０および標準偏差σ０を記憶しておく。そして、平均値ａＡＶＥと平均値ａＡＶＥ０との偏差、あるいは標準偏差σと標準偏差σ０との偏差が所定値を越えた場合に、当該点火プラグ３０の劣化を判定することとする。これにより、点火プラグ３０に発生した経年劣化を精度よく判定することができる。
【００６６】
［実施の形態３の具体的処理］
次に、図８を参照して、本実施の形態３の具体的処理について説明する。図８は、ＥＣＵ４０が点火プラグ３０の劣化判定を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【００６７】
図８に示すルーチンでは、先ず、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢの傾きａの平均値ａＡＶＥおよび標準偏差σが演算される（ステップ４００）。ここでは、具体的には、上記ステップ２００と同様の処理が実行される。
【００６８】
次に、平均値ａＡＶＥと当該平均値ａＡＶＥの初期値ａＡＶＥ０との偏差が所定のしきい値を越えているか否かが判定される（ステップ４０２）。初期値ａＡＶＥ０は、点火プラグ３０が新品であるときの傾きａの平均値として、ＥＣＵ４０が記憶していた値が使用される。また、しきい値は、点火プラグ３０の経年劣化を判定するためのしきい値として、予め設定された値が使用される。その結果、ａＡＶＥ−ａＡＶＥ０＞しきい値の成立が認められた場合には、次のステップに移行し、点火プラグ３０の経年劣化が判定される（ステップ４０４）。
【００６９】
一方、ａＡＶＥ−ａＡＶＥ０＞しきい値の成立が認められない場合には、次のステップに移行し、標準偏差σと当該σの初期値σ０との偏差が所定のしきい値を越えているか否かが判定される（ステップ４０６）。初期値σ０は、点火プラグ３０が新品であるときの傾きａの標準偏差として、ＥＣＵ４０が記憶していた値が使用される。また、しきい値は、点火プラグ３０の経年劣化を判定するためのしきい値として、予め設定された値が使用される。その結果、σ−σ０＞しきい値の成立が認められた場合には、ステップ４０４に移行し、点火プラグ３０の経年劣化が判定される。一方、σ−σ０＞しきい値の成立が認められない場合には、点火プラグ３０は劣化していないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００７０】
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、終了クランク角θｅ（ＭＦＢ１００％）以降のＭＦＢ傾きａの平均値ａＡＶＥおよび標準偏差σとこれらの初期値とを比較することにより、点火プラグ３０の経年劣化を判定することができる。
【００７１】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４０４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「劣化判定手段」が実現されている。
【００７２】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４００の処理を実行することにより、前記第６の発明における「平均値取得手段」が、上記ステップ４０２および４０４の処理を実行することにより、前記第５の発明における「劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。
【図２】ＭＢＴ制御におけるＭＦＢの変化を説明するための特性線図である。
【図３】ＭＢＴ制御を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図４】各燃焼状態のＭＦＢの変化をそれぞれ示す図である。
【図５】各燃焼状態のＭＦＢの変化をそれぞれ示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  シリンダヘッド
１６  燃焼室
１８  吸気通路
２０  排気通路
２２  吸気弁
２４  排気弁
２６  エアクリーナ
２８  スロットルバルブ
３０  点火プラグ
３２  燃料噴射弁
３４  筒内圧センサ
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２  クランク角センサ
κ  比熱比
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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