(57)【要約】【課題】燃焼質量割合の算出精度の向上を図る。【解決手段】燃焼状態検出装置１は、燃焼室１０１内の圧力を検出する圧力検出部５と、熱発生率を算出する熱発生率算出部６と、積算開始タイミングθ１から積算終了タイミングθ２までの間における熱発生率の積算値に基づき燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出部７とを備える。１燃焼サイクル中における最後の燃料噴射タイミング以降に熱発生率が最大となったときの後で、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときを終了基準タイミングθｘとする。積算終了タイミングθ２は、終了基準タイミングθｘよりも確認時間αだけ前のタイミングと終了基準タイミングθｘとの間における熱発生率の平均値と、終了基準タイミングθｘよりも確認時間αだけ後のタイミングと終了基準タイミングθｘとの間における熱発生率の平均値とに基づいて設定される。【選択図】      図４
2014224486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室における燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置であって、
前記燃焼室内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力に基づいて前記燃焼室における熱発生率を算出する熱発生率算出部と、
所定の積算開始タイミングから所定の積算終了タイミングまでの間における熱発生率の積算値に基づいて燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出部とを備え、
前記内燃機関の１燃焼サイクル中における前記燃焼室に対する最後の燃料の噴射タイミング以降に熱発生率が最大となったときの後において、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときを終了基準タイミングとしたとき、前記終了基準タイミングよりも予め設定された確認時間だけ前のタイミングと前記終了基準タイミングとの間における熱発生率の平均値である第１平均熱発生率と、前記終了基準タイミングよりも前記確認時間だけ後のタイミングと前記終了基準タイミングとの間における熱発生率の平均値である第２平均熱発生率とに基づいて、前記積算終了タイミングを設定することを特徴とする燃焼状態検出装置。
【請求項２】
前記第１平均熱発生率をＣ１（Ｊ／ｄｅｇ）とし、前記第２平均熱発生率をＣ２（Ｊ／ｄｅｇ）としたとき、
Ｃ１≧Ｃ２であるときには、前記終了基準タイミングを前記積算終了タイミングとして設定し、
Ｃ１＜Ｃ２であるときには、前記終了基準タイミングよりも前記確認時間だけ後のタイミングを前記終了基準タイミングとして改めて設定した上で、前記第１平均熱発生率Ｃ１及び前記第２平均熱発生率Ｃ２を改めて算出するとともに、Ｃ１及びＣ２の大小関係を比較することを、Ｃ１≧Ｃ２となるまで繰り返し行い、Ｃ１≧Ｃ２となったときの前記終了基準タイミングを前記積算終了タイミングとして設定することを特徴とする請求項１に記載の燃焼状態検出装置。
【請求項３】
前記確認時間は、内燃機関のクランク角度により規定され、
前記熱発生率算出部により熱発生率を算出する際における前記内燃機関の回転数をＸ（ｒｐｍ）とし、熱発生率の波形に存在する周期的なノイズの周波数をＡ（Ｈｚ）とし、前記確認時間をα（ｄｅｇ）としたとき、
α＝６Ｘ／Ａ
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼状態検出装置。
【請求項４】
前記積算開始タイミングは、前記内燃機関の１燃焼サイクル中における前記燃焼室に対する最初の燃料の噴射タイミングから予め設定された所定の待機時間だけ遅らせたときとされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に燃焼状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼質量割合から内燃機関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（特にディーゼルエンジン）においては、エミッションの抑制、ドライバビリティや燃費の改善等を図るべく、内燃機関（燃焼室）の燃焼状態を検出する装置が設けられる。燃焼状態を検出する装置としては、燃焼質量割合に基づいて内燃機関の燃焼状態を検出するものが知られている。
【０００３】
ここで、燃焼質量割合は、例えば、次のようにして算出される。すなわち、所定の圧力センサからの信号に基づいて、所定のクランク角度ごとに燃焼室内における圧力（燃焼圧）を検出するとともに、検出された圧力に基づいて、クランク角度に応じて変化する熱発生率（Ｊ／ｄｅｇ）を算出する。次いで、所定の積算区間（所定の積算開始タイミングから所定の積算終了タイミングまでの間）における前記算出された熱発生率の積算値（総熱発生量）を得る。最後に、前記積算開始タイミングからの熱発生率を積算して得られる熱発生量が、前記総熱発生量の所定割合（例えば、５０％や９０％など）となったときのクランク角度を、燃焼質量割合として算出する。
【０００４】
また近年では、燃焼質量割合を精度よく算出するために、圧力センサからの出力信号の特定部分にフィルタリング処理を加え、前記特定部分におけるノイズ成分を除去する手法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９７６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記手法では、熱発生率の積算値（総熱発生量）を得る際の積算区間が設定されておらず、積算終了タイミングが特に規定されていない。そのため、実際に燃焼が終了した時点と積算終了タイミングとの間において、大きなずれが生じてしまうおそれがある。その結果、燃焼が終了した時点以後のノイズ成分が総熱発生量に含まれてしまい、燃焼質量割合を精度よく算出することができないおそれがある。
【０００７】
これに対して、熱発生率が最大となるときの後において初めて熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となるときを積算終了タイミングとして設定する手法が考えられる。しかしながら、この場合には、ノイズの影響を大きく受けてしまい、実際の燃焼の終了時期に対して積算終了タイミングが大きくずれてしまうおそれがある。
【０００８】
また、燃焼時を含むように設定された所定区間内において、熱発生率の積算値（熱発生量）を算出し、熱発生量が最大となるタイミングを積算終了タイミングとする手法も考えられる。当該手法によれば、ノイズの影響を比較的小さくすることができるものの、前記所定区間は、燃焼時を含むように区間の開始時から終了時までの幅を比較的大きなものとする必要がある。従って、燃焼時から外れた区間におけるノイズ成分が総熱発生量に含まれてしまったり、大きなノイズが発生した場合には、当該ノイズの影響により、積算終了タイミングが実際の燃焼終了時から大きくずれてしまったりするおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、熱発生率の積算値を得る際における積算終了タイミングを適切なタイミングに設定することで、燃焼質量割合の算出精度を著しく高めることができる燃焼状態検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【００１１】
構成１．本構成の燃焼状態検出装置は、内燃機関の燃焼室における燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置であって、
前記燃焼室内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力に基づいて前記燃焼室における熱発生率を算出する熱発生率算出部と、
所定の積算開始タイミングから所定の積算終了タイミングまでの間における熱発生率の積算値に基づいて燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出部とを備え、
前記内燃機関の１燃焼サイクル中における前記燃焼室に対する最後の燃料の噴射タイミング以降に熱発生率が最大となったときの後において、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときを終了基準タイミングとしたとき、前記終了基準タイミングよりも予め設定された確認時間だけ前のタイミングと前記終了基準タイミングとの間における熱発生率の平均値である第１平均熱発生率と、前記終了基準タイミングよりも前記確認時間だけ後のタイミングと前記終了基準タイミングとの間における熱発生率の平均値である第２平均熱発生率とに基づいて、前記積算終了タイミングを設定することを特徴とする。
【００１２】
上記構成１によれば、最後の燃料の噴射タイミング以降に熱発生率が最大となったときの後において、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときである終了基準タイミングが、燃焼が終了したものと推定される基準時とされる。その上で、終了基準タイミングから所定の確認時間だけ前のタイミングと終了基準タイミングとの間における熱発生率の平均値（第１平均熱発生率）と、終了基準タイミングと終了基準タイミングから所定の確認時間だけ後のタイミングとの間における熱発生率の平均値（第２平均熱発生率）とに基づいて、積算終了タイミングが設定される。すなわち、熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となったとしても、それはノイズの影響により生じたということも考えられる。そのため、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときが必ずしも積算終了タイミングとして設定されるわけではなく、その前後の所定時間内における熱発生率の変動を考慮して、積算終了タイミングが設定される。
【００１３】
例えば、実際には燃焼（熱発生）が継続中であるにも関わらず、ノイズにより熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となった場合には、熱発生が継続中であるため、熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となってからある程度の期間は、熱発生率がプラスとなり得る。つまり、第１平均熱発生率よりも第２平均熱発生率が大きくなり得る。一方で、燃焼（熱発生）の終了に伴い熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となった場合には、熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となった時点以降において、ノイズの影響を除き、熱発生率はほぼ０Ｊ／ｄｅｇとなると考えられる。つまり、第１平均熱発生率が第２平均熱発生率以上になると考えられる。
【００１４】
上記構成１によれば、これらの点を踏まえて、積算終了タイミングを設定することができるため、積算終了タイミングを精度よく設定することができる。
【００１５】
さらに、上記構成１によれば、単に熱発生率の値に基づくことなく、熱発生率の平均値に基づくため、積算終了タイミングを設定する際にノイズの影響を小さなものとすることができる。これにより、積算終了タイミングの設定精度を一層向上させることができ、熱発生率の積算値ひいては燃焼質量割合の算出精度を著しく高めることができる。
【００１６】
構成２．本構成の燃焼状態検出装置は、上記構成１において、前記第１平均熱発生率をＣ１（Ｊ／ｄｅｇ）とし、前記第２平均熱発生率をＣ２（Ｊ／ｄｅｇ）としたとき、
Ｃ１≧Ｃ２であるときには、前記終了基準タイミングを前記積算終了タイミングとして設定し、
Ｃ１＜Ｃ２であるときには、前記終了基準タイミングよりも前記確認時間だけ後のタイミングを前記終了基準タイミングとして改めて設定した上で、前記第１平均熱発生率Ｃ１及び前記第２平均熱発生率Ｃ２を改めて算出するとともに、Ｃ１及びＣ２の大小関係を比較することを、Ｃ１≧Ｃ２となるまで繰り返し行い、Ｃ１≧Ｃ２となったときの前記終了基準タイミングを前記積算終了タイミングとして設定することを特徴とする。
【００１７】
終了基準タイミング以前における熱発生量（第１平均熱発生率Ｃ１に相当する）が、終了基準タイミング以後における熱発生量（第２平均熱発生率Ｃ２に相当する）以上となる場合には、終了基準タイミング以後において熱発生が生じていないと考えられる。一方で、終了基準タイミング以前における熱発生量（第１平均熱発生率Ｃ１に相当する）が、終了基準タイミング以後における熱発生量（第２平均熱発生率Ｃ２に相当する）未満となる場合には、終了基準タイミング以後において熱発生が生じていると考えられる。
【００１８】
この点を鑑みて、上記構成２によれば、Ｃ１≧Ｃ２となる場合には、終了基準タイミングが熱発生の終了時点又はその直近傍の時点を示すと考えられるため、基準終了タイミングが積算終了タイミングとして設定される。
【００１９】
一方で、Ｃ１＜Ｃ２となる場合には、終了基準タイミングを前記確認時間だけずらした上で、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２を求めるとともに両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２を比較することを、Ｃ１≧Ｃ２となるまで繰り返し行う。すなわち、終了基準タイミング以後（第２平均熱発生率Ｃ２を算出する区間）において熱発生が生じていないと考えられるときまで繰り返し行う。そして、Ｃ１≧Ｃ２となったときにおける終了基準タイミング（熱発生の終了時点又はその直近傍の時点である）が積算終了タイミングに設定される。上記のように積算終了タイミングを設定することで、積算終了タイミングを非常に精度よく設定することができる。
【００２０】
併せて、上記構成２によれば、平均熱発生率を求める区間は、終了基準タイミングから確認時間だけ前後の区間であり、区間の長さが等しくされている。従って、フィルタ回路等の影響により熱発生率に周期的なノイズが含まれている場合において、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２には、前記周期的なノイズの成分がそれぞれ同程度含まれることとなる。そのため、上記構成２のように、両平均熱発生率を比較したときに、前記両区間における実際の熱発生量（周期的でないノイズ成分が含まれることもあるが、その影響は上述の通り、熱発生率の平均値を用いることで軽減される）同士を比較した場合と同様の結果を得ることができる。従って、積算終了タイミングを一層精度よく設定することができ、燃焼質量割合の算出精度をより一層向上させることができる。
【００２１】
構成３．本構成の燃焼状態検出装置は、上記構成１又は２において、前記確認時間は、内燃機関のクランク角度により規定され、
前記熱発生率算出部により熱発生率を算出する際における前記内燃機関の回転数をＸ（ｒｐｍ）とし、熱発生率の波形に存在する周期的なノイズの周波数をＡ（Ｈｚ）とし、前記確認時間をα（ｄｅｇ）としたとき、
α＝６Ｘ／Ａ
を満たすことを特徴とする。
【００２２】
尚、周波数Ａは、圧力信号のノイズ成分を除去するためのフィルタ回路の周波数（例えば、ローパスフィルタのカットオフ周波数）等に基づいて定まるものである。
【００２３】
上記構成３によれば、確認時間αは、前記周期的なノイズの一周期当たりに進むクランク角度と同一とされており、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２には、それぞれ一周期分のノイズ成分が含まれるように構成されている。そのため、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２を比較したときに、周期的なノイズによる影響が排除された結果をより確実に得ることができる。従って、積算終了タイミングの設定精度を一層向上させることができ、燃焼質量割合の算出精度の更なる向上を図ることができる。
【００２４】
構成４．本構成の燃焼状態検出装置は、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記積算開始タイミングは、前記内燃機関の１燃焼サイクル中における前記燃焼室に対する最初の燃料の噴射タイミングから予め設定された所定の待機時間だけ遅らせたときとされることを特徴とする。
【００２５】
上記構成４によれば、積算開始タイミングが、内燃機関の１燃焼サイクル中における燃焼室に対する最初の燃料の噴射タイミングから予め設定された所定の待機時間だけ遅らせたタイミングに設定されている。すなわち、熱発生率に基づくことなく、実際に燃焼（熱発生）が開始していると考えられるときが積算開始タイミングとされている。従って、燃焼（熱発生）の開始時点と積算開始タイミングとを精度よく合わせることができ、熱発生率の積算値ひいては燃焼質量割合の算出精度を効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】燃焼状態検出装置等の構成を示すブロック図である。
【図２】積算開始タイミング等を説明するための熱発生率のグラフである。
【図３】エンジン回転数やエンジントルクに対する待機時間のマップを示す図である。
【図４】（ａ）は、図２のグラフの一領域を拡大したグラフであり、（ｂ）は、図２のグラフの一部を変化させた上で、当該グラフの一領域を拡大したグラフである。
【図５】積算終了タイミングをそれぞれ異なる手法にて設定した実施例及び比較例１，２において、算出された燃焼質量割合を示すグラフである。
【図６】積算開始タイミングをそれぞれ異なる手法にて設定した実施例及び比較例において、算出された燃焼質量割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、燃焼状態検出装置１は、所定の電子制御装置（ＥＣＵ）により構成されており、内燃機関１００の燃焼状態を検出するものである。尚、内燃機関１００は、複数の燃焼室１０１を備えており、内燃機関１００には、角度センサ１０２と、回転数センサ１０３と、圧力センサ１０４とが設けられている。角度センサ１０２は、内燃機関１００のクランクシャフト（図示せず）の回転角度（クランク角度）を検出し、検出したクランク角度についての信号を出力する。回転数センサ１０３は、前記クランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検出し、検出したエンジン回転数についての信号を出力する。圧力センサ１０４は、各燃焼室１０１に設けられており、燃焼室１０１内の圧力（燃焼圧）を検出し、検出した燃焼圧についての信号を出力する。
【００２８】
燃焼状態検出装置１は、クランク角度検出部２と、回転数検出部３と、トルク検出部４と、圧力検出部５と、熱発生率算出部６と、燃焼質量割合算出部７と、タイミング設定部８とを備えている。
【００２９】
クランク角度検出部２は、前記角度センサ１０２に接続されており、角度センサ１０２から出力される信号に基づいてクランク角度を検出する。回転数検出部３は、前記回転数センサ１０３に接続されており、回転数センサ１０３からの出力信号に基づいてエンジン回転数を検出する。尚、角度センサ１０２の出力信号に基づいてエンジン回転数を検出するように回転数検出部３を構成してもよく、この場合には、回転数センサ１０３を設けないこととしてもよい。
【００３０】
トルク検出部４は、回転数検出部３により検出されたエンジン回転数やアクセルセンサ（図示せず）により検出されたアクセル開度、外気温センサ（図示せず）により計測された外気温などに基づいてエンジントルクを検出する。具体的には、エンジン回転数やアクセル開度、外気温等をパラメータとするエンジントルクのマップが所定の記憶装置（図示せず）に予め記憶されており、トルク検出部４は、前記マップに基づいてエンジントルクを検出する。
【００３１】
圧力検出部５は、圧力センサ１０４からの出力信号に基づいて、所定のクランク角度ごとに、燃焼室１０１内の圧力（燃焼圧）を検出する。尚、所定のフィルタ回路（例えば、ローパスフィルタ）を用いることで、検出された燃焼圧における比較的大きなノイズ成分が除去される。
【００３２】
熱発生率算出部６は、圧力検出部５により検出された燃焼圧に基づいて、熱発生率ｄＱ（Ｊ／ｄｅｇ）を算出する。尚、熱発生率ｄＱは、例えば、次の式（１）に基づいて算出することができる。
【００３３】
ｄＱ＝｛１／（ｋ−１）｝×｛ｋ×Ｐ×（ｄＶ／ｄθ）＋Ｖ×（ｄＰ／ｄθ）｝…（１）
尚、ｋは、比熱比であり、Ｖは、燃焼室１０１の容積（ｍ3）であり、θはクランク角度（ｄｅｇ）であり、Ｐは、圧力検出部５により検出された燃焼圧（ｋＰａ）である。また、熱発生率ｄＱは、図２（尚、図２中の矢印は、燃料の噴射タイミングを示す）に示すように、クランク角度に応じて変化する。
【００３４】
燃焼質量割合算出部７は、熱発生率検出部６により算出された熱発生率に基づいて、燃焼質量割合を算出する。具体的には、燃焼質量割合算出部７は、所定の積算開始タイミングθ１から所定の積算終了タイミングθ２（図４参照）までの間における、前記算出された熱発生率の積算値である総熱発生量を算出する。そして、積算開始タイミングθ１からの熱発生率を積算して得られた熱発生量が、前記総熱発生量のＮ％（Ｎは、０＜Ｎ＜１００を満たす数であり、本実施形態では、５０とされる）となったときのクランク角度を、燃焼質量割合として算出する。尚、数値Ｎは、任意に設定可能である。
【００３５】
タイミング設定部８は、前記積算開始タイミングθ１及び積算終了タイミングθ２を設定する。
【００３６】
積算開始タイミングθ１は、内燃機関１００の１燃焼サイクル中における燃焼室１０１に対する最初の燃料の噴射タイミングから予め設定された所定の待機時間Δｔ（ｍｓ）だけ遅らせたときに設定される。待機時間Δｔ（ｍｓ）は、例えば、図３のように、所定の記憶装置に予め記憶されたエンジン回転数及びエンジントルクをパラメータとするマップを用いて、回転数検出部３により検出されたエンジン回転数、及び、トルク検出部４により検出されたエンジントルクに基づいて決定される、尚、燃料の噴射タイミングは、ＥＣＵにより制御されており、タイミング設定部８は、燃料の噴射タイミングを得ることができる。
【００３７】
積算終了タイミングθ２は、図２に示すように、内燃機関１００の１燃焼サイクル中における燃焼室１０１に対する最後の燃料の噴射タイミング以降に熱発生率が最大となったときの後において、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときである終了基準タイミングθｘに基づいて設定される。
【００３８】
より詳しくは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、終了基準タイミングθｘよりも予め設定された確認時間α（ｄｅｇ：本実施形態において、確認時間αはクランク角度により規定される）だけ前のタイミングθｐと終了基準タイミングθｘとの間における熱発生率の平均値である第１平均熱発生率と、終了基準タイミングθｘよりも確認時間αだけ後のタイミングθｓと終了基準タイミングθｘとの間における熱発生率の平均値である第２平均熱発生率とを算出する。
【００３９】
そして、第１平均熱発生率をＣ１（Ｊ／ｄｅｇ）とし、第２平均熱発生率をＣ２（Ｊ／ｄｅｇ）としたとき、図４（ａ）に示すように、Ｃ１≧Ｃ２であるときには、終了基準タイミングθｘを積算終了タイミングθ２として設定する。
【００４０】
一方で、図４（ｂ）に示すように、Ｃ１＜Ｃ２であるときには、終了基準タイミングθｘよりも確認時間αだけ後のタイミングθｓを終了基準タイミングθｘとして改めて設定する。その上で、第１平均熱発生率Ｃ１及び前記第２平均熱発生率Ｃ２を改めて算出するとともに、Ｃ１及びＣ２の大小関係を比較することを、Ｃ１≧Ｃ２となるまで繰り返し行う。そして、Ｃ１≧Ｃ２となったときの終了基準タイミングθｘを積算終了タイミングθ２として設定する。
【００４１】
上述の手法により積算終了タイミングθ２を設定することによる作用効果を示すべく、上述の手法により積算終了タイミングθ２を設定した場合（実施例）と、Ｃ１及びＣ２の大小比較を行うことなく、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときを積算終了タイミングθ２として設定した場合（比較例１及び比較例２）とにおいて、算出された燃焼質量割合（ＭＦＢ）の例を図５にそれぞれ示す。尚、燃焼質量割合を算出する際には、排気量２２３１ｃｃの内燃機関を用い、当該内燃機関を回転数３４００ｒｐｍ、負荷４０Ｎ・ｍ、圧縮比１５．８にて動作させた。
【００４２】
図５に示すように、Ｃ１及びＣ２の大小比較を行い、積算終了タイミングθ２を設定した場合（実施例であり、図５では結果を実線で示す）には、積算終了タイミングθ２が実際に熱発生が終了したタイミングと精度よく合うこととなり、ノイズの影響が効果的に排除された、より正確な燃焼質量割合を得ることができた。
【００４３】
一方で、Ｃ１及びＣ２の大小比較を行うことなく、積算終了タイミングθ２を設定した場合（比較例１，２であり、図５では比較例１の結果を一点鎖線で示し、比較例２の結果を点線で示す）には、ノイズの影響により、実際の熱発生の終了タイミングよりも前のタイミングが積算終了タイミングθ２とされ、その結果、実施例の場合に得られたより正確な燃焼質量割合に対して、得られた燃焼質量割合にずれが生じてしまった。具体的には、比較例１においては、ノイズ１周期分だけ、積算終了タイミングθ２が実際の熱発生の終了タイミングよりも早く設定され、燃焼質量割合が約８０％となった時点以降において、実施例の場合に得られた正確な燃焼質量割合に対して、得られた燃焼質量割合にずれが生じてしまった。また、比較例２においては、ノイズ２周期分だけ、積算終了タイミングθ２が実際の熱発生の終了タイミングよりも早く設定され、燃焼質量割合が約６０％となった時点以降において、実施例の場合に得られた正確な燃焼質量割合に対して、得られた燃焼質量割合にずれが生じてしまった。
【００４４】
以上のように、Ｃ１及びＣ２の大小比較を行い、積算終了タイミングθ２を設定することで、より正確な燃焼質量割合を得ることができるといえる。
【００４５】
また、本実施形態において、前記確認時間αは、熱発生率を算出する際における内燃機関１００の回転数をＸ（ｒｐｍ）とし、熱発生率の波形に存在する周期的なノイズの周波数をＡ（Ｈｚ）としたとき、α＝６Ｘ／Ａを満たすものとされている。すなわち、確認時間αは、前記周期的なノイズの一周期当たりに進むクランク角度と同一とされており、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２には、それぞれ一周期分のノイズ成分が含まれるように構成されている。尚、本実施形態において、周波数Ａは、前記フィルタ回路の周波数（カットオフ周波数）と近似した値とされる。また、確認時間αは、回転数Ｘ及び周波数Ａに対して、例えば、表１のように設定される。
【００４６】
【表１】
2014224486.tif 000003
【００４７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、最後の燃料の噴射タイミング以降に熱発生率が最大となったときの後において、熱発生率が初めて０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときである終了基準タイミングθｘが、燃焼が終了したものと推定される基準時とされる。その上で、終了基準タイミングθｘから確認時間αだけ前のタイミングθｐと終了基準タイミングθｘとの間における熱発生率の平均値（第１平均熱発生率）Ｃ１と、終了基準タイミングθｘと終了基準タイミングθｘから確認時間αだけ後のタイミングθｓとの間における熱発生率の平均値（第２平均熱発生率）Ｃ２とに基づいて、積算終了タイミングθ２が設定される。すなわち、熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となったとしても、それはノイズの影響により生じたということも考えられるため、熱発生率が０Ｊ／ｄｅｇ以下となったときの前後の所定時間内における熱発生率の変動を考慮して、積算終了タイミングθ２が設定される。従って、積算終了タイミングを実際の燃焼の終了タイミングと精度よく合わせることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、単に熱発生率の値に基づくことなく、平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２に基づくため、積算終了タイミングθ２の設定に際するノイズの影響を小さなものとすることができる。これにより、積算終了タイミングθ２の設定精度を一層向上させることができ、熱発生率の積算値ひいては燃焼質量割合の算出精度を著しく高めることができる。
【００４９】
加えて、本実施形態では、平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２の大小関係を比較することで、熱発生が終了した時点又はその直近傍の時点が特定される。そして、当該特定された時点が積算終了タイミングθ２として設定される。そのため、積算終了タイミングθ２を非常に精度よく設定することができる。
【００５０】
併せて、平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２を求める区間は、終了基準タイミングθｘから確認時間αだけ前後の区間であり、区間の長さが等しくされている。従って、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２には、フィルタ回路の影響による周期的なノイズの成分がそれぞれ同程度含まれることとなる。そのため、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２の大小関係を比較したときに、前記両区間における実際の熱発生量（周期的でないノイズ成分が含まれることもあるが、その影響は熱発生率の平均値を用いることで軽減される）同士を比較した場合と同様の結果を得ることができる。従って、積算終了タイミングθ２を一層精度よく設定することができ、燃焼質量割合の算出精度をより一層向上させることができる。
【００５１】
また、確認時間αは、前記周期的なノイズの一周期当たりに進むクランク角度と同一とされており、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２には、それぞれ一周期分のノイズ成分が含まれるように構成されている。そのため、両平均熱発生率Ｃ１，Ｃ２を比較したときに、周期的なノイズによる影響が排除された結果をより確実に得ることができる。従って、積算終了タイミングθ２の設定精度を一層向上させることができ、燃焼質量割合の算出精度の更なる向上を図ることができる。
【００５２】
加えて、本実施形態では、積算開始タイミングθ１が、内燃機関１００の１燃焼サイクル中における燃焼室１０１に対する最初の燃料の噴射タイミングから待機時間Δｔだけ遅らせたタイミングに設定されている。すなわち、熱発生率に基づくことなく、実際に燃焼（熱発生）が開始していると考えられるときが、積算開始タイミングθ１とされている。従って、燃焼（熱発生）の開始時点と積算開始タイミングとを精度よく合わせることができ、熱発生率の積算値ひいては燃焼質量割合の算出精度を効果的に高めることができる。
【００５３】
上述のように、積算開始タイミングθ１を内燃機関の１燃焼サイクル中における燃焼室に対する最初の燃料の噴射タイミングから待機時間Δｔだけ遅らせたタイミングとすることによる作用効果を示すべく、積算開始タイミングθ１を前記最初の燃料の噴射タイミングから待機時間Δｔだけ遅らせた場合（実施例）と、積算開始タイミングθ１を前記最初の燃料の噴射タイミングと同時期とした場合（比較例）とにおいて、算出された燃焼質量割合（ＭＦＢ）の例をそれぞれ図６に示す。尚、燃焼質量割合を算出する際には、排気量２２３１ｃｃの内燃機関を用い、当該内燃機関を回転数３４００ｒｐｍ、負荷４０Ｎ・ｍ、圧縮比１５．８にて動作させた。
【００５４】
図６に示すように、積算開始タイミングθ１を前記最初の燃料の噴射タイミングから待機時間Δｔだけ遅らせた場合（実施例であり、図６では結果を実線で示す）には、積算開始タイミングθ１が実際の熱発生の開始タイミングと精度よく合うこととなり、より正確な燃焼質量割合を得ることができた。
【００５５】
一方で、積算開始タイミングθ１を前記最初の燃料の噴射タイミングと同時期とした場合（比較例であり、図６では結果を点線で示す）には、実際の熱発生の開始タイミングよりも早いタイミングが積算開始タイミングとされ、その結果、実施例の場合に得られたより正確な燃焼質量割合に対して、得られた燃焼質量割合にずれが生じてしまった。具体的には、燃焼質量割合が約７０％となる時点まで、実施例の場合に得られた正確な燃焼質量割合に対して、得られた燃焼質量割合にずれが生じてしまった。
【００５６】
以上のように、積算開始タイミングθ１を内燃機関の１燃焼サイクル中における燃焼室に対する最初の燃料の噴射タイミングから待機時間Δｔだけ遅らせたタイミングに設定することで、より正確な燃焼質量割合を得ることができるといえる。
【００５７】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
（ａ）上記実施形態において、積算開始タイミングθ１は、燃焼室１０１に対する燃料の最初の噴射タイミングから待機時間Δｔだけ遅らせたときに設定されているが、積算開始タイミングθ１を適宜変更してもよい。
【００５８】
（ｂ）上記実施形態において、燃焼状態検出装置１はＥＣＵにより構成されているが、燃焼状態検出装置１を、ＥＣＵとは別に設けられたマイクロコンピュータ等により構成してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…燃焼状態検出装置、５…圧力検出部、６…熱発生率算出部、７…燃焼質量割合算出部、１００…内燃機関、１０１…燃焼室。
【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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