(57)【要約】  【課題】重質燃料によって内燃機関が運転されていることを、迅速に、正確に判定することができる内燃機関の燃料性状判定装置を提供する。  【解決手段】内燃機関のクランク軸が所定角度を回転するに要する時間を計測し当該計測時間を示す時間信号を出力する時間信号計測手段２０１と、時間信号計測手段２０１が出力する時間信号から燃料性状判定パラメータを演算する燃料性状判定パラメータ演算手段２０２と、燃料性状判定パラメータ演算手段２０２によって演算された燃料性状判定パラメータから統計的な性質を検出する燃料性状判定パラメータ統計処理手段２０３と、統計的性質検出手段２０３によって検出された統計的な性質から内燃機関に使用されている燃料性状を判定する燃料性状判定手段２０５とを設ける。【選択図】  図２
2008184972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸が所定角度を回転するに要する時間を計測し当該計測時間を示す時間信号を出力する時間信号計測手段と、
前記時間信号計測手段が出力する前記時間信号から燃料性状判定パラメータを演算する燃料性状判定パラメータ演算手段と、
前記燃料性状判定パラメータ演算手段によって演算された燃料性状判定パラメータから統計的な性質を検出する燃料性状判定パラメータ統計処理手段と、
前記燃料性状判定パラメータ統計処理手段によって検出された統計的な性質から内燃機関に使用されている燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、該燃料性状判定手段の判定結果により判定診断を禁止する診断禁止手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項２】
燃料性状判定の実行許可を選択的に設定する燃料性状判定実行許可手段を有し、前記燃料性状判定実行許可手段によって燃料性状判定の実行を許可された時のみ前記燃料性状判定手段が燃料性状を判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項３】
前記燃料性状判定実行許可手段は、内燃機関がアイドル運転中、エンジン水温が所定範囲内、環境温度が所定範囲内、バッテリ電圧が所定範囲内、失火判定していない、燃料性状判定を実行していないの全ての条件成立している時、判定の実行を許可することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項４】
前記燃料性状判定パラメータ演算手段は、前記時間信号から、クランク軸が２回転する毎に発生する信号を検出することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項５】
前記燃料性状判定パラメータ演算手段は、前記時間信号から、クランク軸が１回転する毎に発生する信号を検出することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項６】
前記燃料性状判定パラメータ演算手段は、燃料性状判定パラメータとして、前記時間信号の今回点火時と前回点火時の差分を演算することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項７】
前記燃料性状判定パラメータ統計処理手段は、前記燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項８】
前記燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータは、所定範囲内にある前記燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある前記燃料性状判定パラメータの演算回数の比率または差分であることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項９】
前記燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出する前記所定範囲を決定するスライスレベルは、内燃機関の回転数および負荷、水温、大気圧から演算されることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項１０】
前記燃料性状判定手段は、所定範囲内にある燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある燃料性状判定パラメータの演算回数の前記比率または前記差分が、所定値以上の時、重質燃料と判定することを特徴とする請求項８又は９に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項１１】
前記燃料性状判定手段の重質燃料判定の前記所定値は、内燃機関の水温により決定することを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載の燃料性状判定装置の前記燃料性状判定手段が重質燃料と判定した時には、重質燃料時に誤判定となる可能性のある診断を禁止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
請求項１から１１の何れか一項に記載の燃料性状判定装置の前記燃料性状判定手段が重質燃料と判定した時には、燃料制御を重質燃料に適合したものに補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
請求項１から１１の何れか一項に記載の燃料性状判定装置の前記燃料性状判定手段が重質燃料と判定した時には、点火制御を重質燃料に適合したものに補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料性状判定装置および内燃機関の制御装置に関し、特に、誤診断防止、運転性悪化防止のために重質燃料の使用を検出する内燃機関の燃料性状判定装置および内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
重質燃料の使用による運転性の悪化を防止するために、重質燃料の使用を検出する内燃機関の燃料性状判定装置が提案されている。
【０００３】
この燃料性状判定装置として、エンジン始動直後のエンジン回転数の降下度合いを演算して、これが判定値以上であるか否かで、燃料性状が重質である可能性の有無を判定する一次判定処理を行い、一次判定処理で、重質燃料の可能性ありと判定されれば、吸入空気量を一時的に増加させ、その後のエンジン回転数の変動量に基づいて燃料性状が重質であるか否かを最終的に判定する二次判定処理を実行するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この燃料性状判定装置では、二次判定処理を行うことにより、リーン（重質燃料）による回転落ち込みとリッチによる回転落ち込みとを区別することが可能となり、リッチによる回転落ち込みを重質燃料によるものと誤判定することを防止できる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、燃料性状判定装置では、一次判定処理が、エンジン始動直後のエンジン回転数の降下度合いを演算して、これが判定値以上であるか否かを判定するだけであり、重質燃料に起因するエンジン回転数の降下が際だったものでないことがあるため、重質燃料によって内燃機関が運転されていることを的確に判定する正確性に欠けるものになる。また、二次判定処理のために、迅速な燃料性状判定を行うことが難しい。
【０００７】
ところで、近年、触媒の早期活性化を目的に、始動直後に点火時期を遅角する排気低減制御は、冷機始動時にエンジン回転数の吹け上がりをトリガに実行するものが多い。この場合、始動時の排気低減制御診断（以下、冷機ストラテジ診断と呼ぶ）は、冷機始動時にエンジン回転数が吹け上がらない状態を診断することになる。ところが、燃料が重質燃料等の場合、冷機始動時にエンジン回転数が吹け上がらないことから、冷機ストラテジ診断を実行すると、誤診断することになる。このようなことから、重質燃料時には冷機ストラテジ診断の実行を禁止して誤診断を防止すべく、重質燃料によって内燃機関が運転されていることを、迅速に、正確に判定することができる燃料性状判定装置の開発が強く要望されている。
【０００８】
本発明は前記解決しようとする課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、重質燃料によって内燃機関が運転されていることを、迅速に、正確に判定することができる内燃機関の燃料性状判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明による内燃機関の燃料性状判定装置は、内燃機関のクランク軸が所定角度を回転するに要する時間を計測し当該計測時間を示す時間信号を出力する時間信号計測手段と、前記時間信号計測手段が出力する前記時間信号から燃料性状判定パラメータを演算する燃料性状判定パラメータ演算手段と、前記燃料性状判定パラメータ演算手段によって演算された燃料性状判定パラメータから統計的な性質を検出する燃料性状判定パラメータ統計処理手段と、前記燃料性状判定パラメータ統計処理手段によって検出された統計的な性質から内燃機関に使用されている燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、該燃料性状判定手段の判定結果により判定診断を禁止する診断禁止手段とを有することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の内燃機関の燃料性状判定装置の具体的な態様は、燃料性状判定の実行許可を選択的に設定する燃料性状判定実行許可手段を有し、前記燃料性状判定実行許可手段によって燃料性状判定の実行を許可された時のみ前記燃料性状判定手段が燃料性状を判定することを特徴としている。
【００１１】
前記燃料性状判定実行許可手段は、内燃機関がアイドル運転中、エンジン水温が所定範囲内、環境温度が所定範囲内、バッテリ電圧が所定範囲内、失火判定していない、燃料性状判定を実行していないの全ての条件成立している時、判定の実行を許可することを特徴とし、前記燃料性状判定パラメータ演算手段は、前記時間信号から、クランク軸が２回転する毎に発生する信号を検出することを特徴とし、また、前記燃料性状判定パラメータ演算手段は、前記時間信号から、クランク軸が１回転する毎に発生する信号を検出することを特徴としている。
【００１２】
更に、本発明の内燃機関の燃料性状判定装置の他の具体的な態様は、前記燃料性状判定パラメータ演算手段は、燃料性状判定パラメータとして、前記時間信号の今回点火時と前回点火時の差分を演算することを特徴とし、前記燃料性状判定パラメータ統計処理手段は、前記燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出することを特徴としている。
【００１３】
更にまた、本発明の内燃機関の燃料性状判定装置の他の具体的な態様は、前記燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータは、所定範囲内にある前記燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある前記燃料性状判定パラメータの演算回数の比率または差分であることを特徴とし、前記燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出する前記所定範囲を決定するスライスレベルは、内燃機関の回転数および負荷、水温、大気圧から演算されることを特徴とし、前記燃料性状判定手段は、所定範囲内にある燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある燃料性状判定パラメータの演算回数の前記比率または前記差分が、所定値以上の時、重質燃料と判定することを特徴とし、前記燃料性状判定手段の重質燃料判定の前記所定値は、内燃機関の水温により決定することを特徴としている。
【００１４】
更にまた、本発明の内燃機関の制御装置は、前記燃料性状判定装置の前記燃料性状判定手段が重質燃料と判定した時には、重質燃料時に誤判定となる可能性のある診断を禁止することを特徴とし、前記燃料性状判定装置の前記燃料性状判定手段が重質燃料と判定した時には、燃料制御を重質燃料に適合したものに補正し、前記性状判定装置の前記燃料性状判定手段が重質燃料と判定した時には、点火制御を重質燃料に適合したものに補正することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による内燃機関の燃料性状判定装置によれば、燃料性状判定に時間信号を直接用いず、時間信号から演算された燃料性状判定パラメータの統計的な性質から燃料性状を判定するから、重質燃料によって内燃機関が運転されていることを正確に判定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による内燃機関の燃料性状判定装置および内燃機関の制御装置の実施形態を、図を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明による内燃機関の燃料性状判定装置および内燃機関の制御装置が適用される内燃機関システムの一つの実施形態を示している。
【００１８】
内燃機関１００は、複数個の燃焼室１０１を有する多気筒エンジンである。内燃機関１００には、吸気系として、エアークリーナ１０２、スロットルバルブ１０３、吸気マニホールド１０４が接続されている。エアークリーナ１０２から流入する空気は、スロットルバルブ１０３によって流量を調節（計量）され、吸気マニホールド１０４を通って燃焼室１０１に吸入される。燃焼室１０１に吸入される空気量は流量検出手段１０５によって計測される。
【００１９】
吸気マニホールド１０４には、各燃焼室１０１へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１０６が取り付けられている。燃料タンク１０７は、ガソリン等の燃料を貯容している。燃料タンク１０７内の燃料は、燃料ポンプ１０８によって吸引・加圧された後、プレッシャーレギュレータ１０９を備えた燃料管１１０を通って燃料噴射弁１０６に供給される。燃料噴射弁１０６に供給された燃料のうち、余分な燃料は、該燃料タンク１０７に戻される。
【００２０】
燃料噴射弁１０６より噴射される燃料は空気と混合されて各燃焼室（気筒）１０１に供給される。
【００２１】
内燃機関１００には各燃焼室１０１ごとに点火プラグ１１１が取り付けられている。点火プラグ１１１は、点火コイル装置１１２によって高電圧を印加されて火花放電し、燃焼室１０１内の燃料と空気との混合気の点火を行う。
【００２２】
内燃機関１００には、排気系として、排気管１１３、三元触媒１１４、マフラ１１５が接続されている。内燃機関１００の排気ガスは、三元触媒１１４によって浄化され、その後に、マフラ１１５を通って大気に排出される。三元触媒１１４の上流側には空燃比センサ１１６が取り付けられている。
【００２３】
内燃機関１００の回転出力部には、クランク軸１１７に取り付けられたクランク角検出用ギア１１８の回転角よりクランク角を検出するクランク角検出手段（回転数検出手段）１１９が設けられている。
【００２４】
流量検出手段１０５、空燃比センサ１１６、クランク角検出手段１１９が出力するセンサ信号は、各々内燃機関の制御装置１２０に入力される。
【００２５】
内燃機関の制御装置１２０は、マイクロコンピュータ式のものであり、ＭＰＵ１２１、クロック発生部１２２、ＲＯＭ１２３、ＲＡＭ１２４、タイマ／カウンタ１２５、Ｉ／Ｏ部１２６、Ａ／Ｄ変換部１２７、デジタル入力部１２８、アナログ入力部１２９、出力回路部１３０とを有し、ソフトフェア処理によって燃料噴射制御、点火時期制御、診断、燃料性状判定を行う。つまり、内燃機関の制御装置１２０は、診断装置、燃料性状判定装置を兼ねている。
【００２６】
内燃機関の制御装置１２０は、燃料噴射制御として、クランク角検出手段１１９が出力するクランク角信号よりエンジン回転数を演算し、エンジン回転数と流量検出手段１０５によって計測された空気量とに応じて基本燃料噴射量Ｔｉを計算し、空燃比センサ１１６によって計測された空燃比を参照して機関供給の混合気の空燃比が所定空燃比、例えば、理論空燃比になるように基本燃料噴射量Ｔｉを補正（空燃比フィードバック制御）し、燃料噴射信号を燃料噴射弁１０６に出力する。
【００２７】
また、内燃機関の制御装置１２０は、点火時期制御として、エンジン回転数と空気量とに応じて点火時期を演算し、点火時期信号を点火コイル装置１１２に出力する。
【００２８】
つぎに、本発明による内燃機関の燃料性状判定装置の一つの実施形態の概要を、図２を参照して説明する。
【００２９】
本実施形態の燃料性状判定装置は、上述したように、内燃機関の制御装置１２０によってソフトフェア的に具現化されるものであり、時間信号計測手段２０１と、燃料性状判定パラメータ演算手段２０２と、燃料性状判定パラメータ統計処理手段２０３と、燃料性状判定実行許可手段２０４と、燃料性状判定手段２０５とを有する。
【００３０】
時間信号計測手段２０１は、クランク角検出手段１１９が出力するクランク角信号よりクランク軸１１７が所定角度を回転するに要する時間を計測し、当該計測時間を示す時間信号を出力する。
【００３１】
燃料性状判定パラメータ演算手段２０２は、時間信号計測手段２０１が出力する時間信号から燃料性状判定パラメータを演算する。燃料性状判定パラメータ演算手段２０２は、前記時間信号から、クランク軸１１７が２回転する毎に発生する信号（２回転成分）、あるいはクランク軸１１７が１回転する毎に発生する信号（１回転成分）を検出し、エンジン回転数の２回転成分あるいは１回転成分の今回点火時の時間信号と、前回点火時の時間信号の差分を検出するものである。
【００３２】
燃料性状判定パラメータ統計処理手段２０３は、燃料性状判定パラメータ演算手段２０２によって演算された燃料性状判定パラメータから統計的な性質を検出する。例えば、燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを演算する。
【００３３】
燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータは、所定範囲内にある燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある燃料性状判定パラメータの演算回数の比率または差分である。
【００３４】
燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出する所定範囲を決定するスライスレベルは、内燃機関の回転数および負荷、水温、大気圧から演算される。
【００３５】
燃料性状判定実行許可手段２０４は、内燃機関１００の状態等より、燃料性状判定の実行許可を選択的に設定する。たとえば、内燃機関１００がアイドル運転中、エンジン水温が所定範囲内、環境温度が所定範囲内、バッテリ電圧が所定範囲内、失火判定していない、燃料性状判定を実行していないの全ての条件成立している時、判定の実行を許可する。
【００３６】
燃料性状判定手段２０５は、燃料性状判定実行許可手段２０４によって燃料性状判定の実行許可が下りた場合にのみ、燃料性状判定パラメータ統計処理手段２０３より統計処理結果、例えば、燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを入力して燃料性状の判定、つまり、内燃機関１００に供給されている燃料が重質燃料であるか否かを判定する。
【００３７】
燃料性状判定手段２０５は、所定範囲内にある燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある燃料性状判定パラメータの演算回数の比率または差分が、所定値以上の時、重質燃料と判定する。この重質燃料判定の所定値は、内燃機関１００の水温により決定する。
【００３８】
燃料性状判定手段２０５によって重質燃料であると判定され場合には、診断禁止手段２０６により重質燃料に起因して誤診断になる診断（例えば、冷機ストラテジ診断）の実行を禁止する。
【００３９】
また、燃料性状判定手段２０５が重質燃料と判定した場合には、燃料制御補正手段２０７によって燃料噴射量を重質燃料に適合したものに補正する。また、燃料性状判定手段２０５が重質燃料と判定した場合には、点火制御補正手段２０８により点火時期を重質燃料に適合したものに補正する。
【００４０】
図３（ａ）、（ｂ）は、時間信号計測手段２０１によって測定した時間信号と、その周波数スペクトルを示している。図３（ａ）は軽質燃料時のものであり、図３（ｂ）は重質燃料時のものである。
【００４１】
時間信号を直視しただけでは、重質／軽質の差異は判らないが、周波数スペクトルをみると、０．５次成分（２回転成分）に、符号Ａ、符号Ｂにより示しているように、重質／軽質の差異が現れる様子が判る。
【００４２】
そこで、この０．５次成分を検出するフィルタを設計する。具体的には、式（１）で演算する燃料性状判定パラメータＲＯＧＨＮＳ（ｉ）となる。この燃料性状判定パラメータＲＯＧＨＮＳ（ｉ）の演算は、燃料性状判定パラメータ演算手段２０２によって行われる。
【００４３】
ＲＯＧＨＮＳ（ｉ）＝
２・ＴＤＡＴＡ（ｉ−５）−２・ＴＤＡＴＡ（ｉ−７）−ＴＤＡＴＡ（ｉ−８）        ＋ＴＤＡＴＡ（ｉ−１０）−ＴＤＡＴＡ（ｉ−２）＋ＴＤＡＴＡ（ｉ−４）…（１）
但し、ＴＤＡＴＡ（ｉ）：    所定角度間を回転するに要する時間（時間信号）
ＴＤＡＴＡ（ｉ−ｎ）：ｎ点火前のＴＤＡＴＡ
【００４４】
図４に、式（１）によって演算した燃料性状判定パラメータを示す。（ａ）は軽質燃料時、（ｂ）は重質燃料時である。
重質燃料時には軽質燃料時に比べ、燃料性状判定パラメータがばらついている様子が判る。重質燃料は、文字どおり、燃料の粘性が高い状態であり、その影響は、燃料噴射量Ｔｉを介して回転脈動に現れる。この回転脈動から間接的に燃料性状を判定するのであるが、図３の周波数スペクトルからも判るように、重質燃料だからといって、顕著に高い強度の信号を得ることはできず、燃料性状判定パラメータのばらつきが大きくなる程度である。
【００４５】
そこで、本実施形態では、式（１）で求めた燃料性状判定パラメータの統計的な性質を検出し、この統計的な性質に基づいて燃料性状を判定する。
【００４６】
燃料性状判定パラメータの統計的性質を検出するために、図５に燃料性状判定パラメータの分布図を示す。（ａ）が軽質燃料時、（ｂ）が重質燃料時である。燃料性状判定パラメータのばらつきが大きくなることは、重質燃料時の標準偏差σ'が軽質燃料時の標準偏差σより大きくなることを示しているため、標準偏差の変化を捉えることにする。以下に、標準偏差の変化を捉える処理を示す。
【００４７】
図４に示されているように、燃料性状判定パラメータのスライスレベル（上限Ｓ／Ｌ、下限−Ｓ／Ｌ）を設定し、上限Ｓ／Ｌと下限−Ｓ／Ｌの間にある燃料性状判定パラメータ（レンジ内パラメータ）の演算回数ＤＥＮと、Ｓ／Ｌ以上または−Ｓ／Ｌ以下の燃料性状判定パラメータ（レンジ外パラメータ）の演算回数ＮＵＭとの比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）を演算する。
【００４８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、重質燃料時の標準偏差σ'は、軽質燃料時の標準偏差σが大きく、重質燃料時には、レンジ内パラメータの演算回数ＤＥＮが減少し、レンジ外パラメータの演算回数ＮＵＭが増加する。したがって、比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）は大きくなる。標準偏差の変化を比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）によって検出することができる。比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）が水温の関数である所定値以上になった場合、重質燃料と判定する。なお、統計学上、比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）は尖度に相関（反比例）するパラメータとなる。
【００４９】
図６（ａ）、（ｂ）は、実測した軽質燃料時と重質燃料時の燃料性状判定パラメータの分布図である。図５で記述した処理を施すと、軽質燃料時には比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）が０．５４９となり、重質燃料時には比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）が１．０３４となる。したがって、判定値を０．８程度に設定することにより、重質燃料／軽質燃料を判別することができる。
【００５０】
図７は、本実施形態による燃料性状判定装置が行う燃料性状判定処理ルーチンのフローチャートである。本燃料性状判定処理ルーチンは点火毎に実行する。
【００５１】
まず、初期設定として、演算カウンタをクリアする（ステップ７０１）。
【００５２】
つぎに、燃料性状判定領域を判定する（ステップ７０２）。判定条件としては、アイドル運転中、エンジン水温が所定範囲内、環境温度が所定範囲内、バッテリ電圧が所定範囲内、失火判定していない、燃料性状判定を実行していないの全ての条件成立している時、燃料性状判定領域と判定する。これは、燃料性状判定実行許可手段２０４による燃料性状判定の実行許可を意味する。
【００５３】
つぎに、エンジン回転数、エンジン負荷、エンジン水温、大気圧から、スライスレベルＳ／Ｌ、−Ｓ／Ｌを演算し、これを設定する（ステップ７０３）。
【００５４】
つぎに、燃料性状判定パラメータがスライスレベルＳ／Ｌと−Ｓ／Ｌの間にあるか否かを判別する（ステップ７０４）。
【００５５】
燃料性状判定パラメータがスライスレベルＳ／Ｌと−Ｓ／Ｌの間にある場合には、レンジ内パラメータの演算回数（分母）ＤＥＮをインクリメント（ステップ７０６）。
【００５６】
これに対し、燃料性状判定パラメータがスライスレベルＳ／Ｌと−Ｓ／Ｌの間にない場合には、レンジ外パラメータの演算回数（分子）ＮＵＭをインクリメントする（ステップ７０５）。
【００５７】
なお、燃料性状判定パラメータの演算については、図８のフローチャートを参照して、後で説明する。
【００５８】
つぎに、比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）を演算し（ステップ７０７）、演算カウンタをインクリメントし（ステップ７０８）、演算カウンタが所定の判定回数に達しているか否かを判別する（ステップ７０９）。
【００５９】
演算カウンタが所定の判定回数に達していない場合には、ステップ７０２からステップ７０８をループし、再度、演算を実行する。
【００６０】
これに対し、演算カウンタが所定の判定回数に達した場合には、比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）を判定値と比較する（ステップ７１０）。
【００６１】
比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）＜判定値ならば、軽質燃料と判定する（ステップ７１１）。これに対し、比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）≧判定値ならば、重質燃料と判定する（ステップ７１２）。
【００６２】
図８は、燃料性状判定パラメータ演算処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは点火毎に実行する。
【００６３】
まず、時間信号の測定として、所定クランク角度間を回転するに要する時間（時間信号ＴＤＡＴＡ（ｉ））を計測する（ステップ８０１）。
【００６４】
つぎに、燃料性状判定パラメータを式（１）より演算する（ステップ８０２）。演算後、再度、ステップ８０１で時間信号を計測し、燃料性状判定パラメータを更新していく。
【００６５】
図９は、本実施形態における冷機ストラテジ診断の実行・禁止処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、定時タスク毎に実行する。
【００６６】
まず、燃料性状が重質と判定されているか否かを判別する（ステップ９０１）。
【００６７】
燃料性状が重質でないと判定（軽質判定）された場合には、冷機ストラテジ診断の診断領域判定を実行する（ステップ９０２）。診断領域内であるならば、冷機ストラテジ診断を実行する（ステップ９０３）。冷機ストラテジ診断によってエンジン回転数の吹け上がりがあるか否かを判定する。
【００６８】
燃料性状が重質と判定された場合には、冷機ストラテジ診断領域の如何に拘わらず、冷機ストラテジ診断の実行を禁止する。
【００６９】
このように、重質燃料時には、冷機ストラテジ診断の実行を禁止して誤診断を防止する。
【００７０】
図１０は、本発明による内燃機関の制御装置の燃料制御処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、定時タスク毎に実行する。
【００７１】
まず、燃料性状が重質と判定されているか否かを判別する（ステップ１００１）。
【００７２】
燃料性状が重質でないと判定（軽質判定）された場合には、補正係数を軽質時のデータにセットする（ステップ１００２）。これに対し、燃料性状が重質と判定された場合には、補正係数を重質時のデータにセットする（ステップ１００３）。そして、セットされたデータの補正係数を加味して燃料噴射量を演算する（ステップ１００４）。
【００７３】
図１１は、本発明による内燃機関の制御装置の点火制御処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、定時タスク毎に実行する。
【００７４】
まず、燃料性状が重質と判定されているか否かを判別する（ステップ１１０１）。
【００７５】
燃料性状が重質でないと判定（軽質判定）された場合には、補正係数を軽質時のデータにセットする（ステップ１１０２）。これに対し、燃料性状が重質と判定された場合には、補正係数を重質時のデータにセットする（ステップ１１０３）。そして、セットされたデータの補正係数を加味して点火時期を演算する（ステップ１１０４）。
【００７６】
図１２は、本実施形態による燃料性状判定装置の燃料性状判定のタイミングチャートである。比率（ＮＵＭ／ＤＥＮ）が徐々に演算されていき、所定の演算回数（ここでは３００ＩＧＮ、６秒相当）に到達した時点で、燃料性状を判定する。この結果を参照し、冷機ストラテジ診断の実行を禁止する。
【００７７】
排気低減制御は、始動後数秒（約２０秒）以内に実行されるため、冷機ストラテジ診断も始動後数秒以内に実行される。したがって、冷機ストラテジ診断の誤診断を防止するためには、燃料性状判定も始動後数秒以内に判定する必要がある。本実施形態の燃料性状判定の判定タイミングは、始動後、約６秒であり、冷機ストラテジ診断の誤診断を防止するに十分なタイミングである。また、重質燃料と判定した場合、燃料噴射量、点火時期を補正し、運転性を向上することも可能である。
【００７８】
以上より、内燃機関に使用されている燃料の燃料性状を、始動直後数秒（３００ＩＧＮの場合、約６秒）で判定することができる。
【００７９】
本実施形態を要約すると、時間信号から燃料性状判定パラメータを演算する燃料性状判定パラメータ手段２０２は、エンジン回転数の２回転成分、１回転成分、今回の時間信号と前回の時間信号の差分を検出するものであり、重質燃料の場合、特に、２回転成分に、その特徴が現れる。重質燃料は、燃料の粘性が高い状態であり、その影響は、燃料噴射量を介して回転脈動に現れる。この回転脈動をエンジン回転数の２回転成分から検出する。
【００８０】
しかし、その特徴は顕著に現れるものではなく、２回転成分の信号は、重質燃料時にばらつきが大きくなる程度である。
【００８１】
そこで、燃料性状判定パラメータ統計処理手段２０３によって燃料性状パラメータを統計的に処理し、その特徴を検出する。統計的な処理は、燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出する処理であり、尖度に相関するパラメータが大きいほど、２回転成分の信号がばらついていることを現しているため、重質燃料と判定することができる。
【００８２】
尖度に相関するパラメータは、燃料性状判定パラメータが所定範囲内にある回数と、所定範囲外にある回数の比率あるいは差分から演算する。燃料性状判定手段２０５は、この比率あるいは差分が所定値以上の場合には、重質燃料と判定する。燃料性状が重質燃料と判定したならば、ただちに重質燃料時に誤診断となる診断（例えば、冷機ストラテジ診断）の実行を禁止する。更なる態様としては、燃料噴射量、点火時期を重質燃料判定時に補正する。
【００８３】
このように、燃料性状判定を内燃機関１００の始動後数、１００点火以内（始動後数秒以内）に迅速に判定し、重質燃料時には、誤診断する診断（例えば、冷機ストラテジ診断）の実行を禁止することにより、誤診断を的確に防止できる。併せて、重質燃料判定時には、燃料噴射量、点火時期を重質燃料に適合したものに補正することにより、重質燃料時の運転性を向上できる。
【００８４】
次に、本実施形態の詳細な特徴を列記する。
【００８５】
（１）燃料性状判定実行許可手段２０４によって燃料性状判定の実行を許可された時のみ、たとえば、内燃機関１００がアイドル運転中、エンジン水温が所定範囲内、環境温度が所定範囲内、バッテリ電圧が所定範囲内、失火判定していない、燃料性状判定を実行していないの全ての条件成立している時のみ、燃料性状判定手段２０５が燃料性状を判定するから、燃料性状の誤判定が未然に回避される。
【００８６】
（２）燃料性状判定パラメータ統計処理手段２０３は、燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータとして、所定範囲内にある前記燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある前記燃料性状判定パラメータの演算回数の比率または差分を用いることにより、重質燃料判定の精度が向上する。さらに、燃料性状判定パラメータの分布の尖度に相関するパラメータを検出する前記所定範囲を決定するスライスレベルを、内燃機関の回転数および負荷、水温、大気圧から演算することにより、重質燃料判定の精度が更に向上する。
【００８７】
（３）燃料性状判定手段２０５は、所定範囲内にある燃料性状判定パラメータの演算回数と、所定範囲外にある燃料性状判定パラメータの演算回数の比率または差分が、所定値以上の時、重質燃料と判定するから、精度のよい重質燃料判定を行うことができる。更に、燃料性状判定手段２０５の重質燃料判定の所定値を、内燃機関１００の水温により決定することにより、重質燃料判定の精度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明による内燃機関の燃料性状判定装置および内燃機関の制御装置が適用される内燃機関システムの一つの実施形態を示す構成図。
【図２】本発明による内燃機関の燃料性状判定装置および内燃機関の制御装置の一つの実施形態を示すブロック図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、軽質燃料時と重質燃料時の時間信号と周波数スペクトルを示すグラフ。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、軽質燃料時と重質燃料時の燃料性状判定パラメータを示すグラフ。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、軽質燃料時と重質燃料時の燃料性状判定パラメータの分布図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、実測した軽質燃料時と重質燃料時の燃料性状判定パラメータの分布図。
【図７】本実施形態による燃料性状判定装置が行う燃料性状判定処理ルーチンのフローチャート。
【図８】燃料性状判定処理ルーチンにおける燃料性状判定パラメータ演算処理ルーチンのフローチャート。
【図９】本実施形態による冷機ストラテジ診断の実行・禁止処理ルーチンのフローチャート。
【図１０】本発明による内燃機関の制御装置の燃料制御処理ルーチンのフローチャート。本発明のフローチャート（４）である。
【図１１】本発明による内燃機関の制御装置の点火制御処理ルーチンのフローチャート。本発明のフローチャート（５）である。
【図１２】本実施形態による燃料性状判定装置の燃料性状判定のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１００  内燃機関
１０１  燃焼室
１０２  エアークリーナ
１０３  スロットルバルブ
１０４  吸気マニホールド
１０５  流量検出手段
１０６  燃料噴射弁
１０７  燃料タンク
１０８  燃料ポンプ
１０９  プレッシャーレギュレータ
１１０  燃料管
１１１  点火プラグ
１１２  点火コイル装置
１１３  排気管
１１４  三元触媒
１１５  マフラ
１１６  空燃比センサ
１１７  クランク軸
１１８  クランク角検出ギア
１１９  クランク角検出手段
１２０  内燃機関の制御装置
１２１  ＭＰＵ
１２２  クロック発生部
１２３  ＲＯＭ
１２４  ＲＡＭ
１２５  タイマ／カウンタ
１２６  Ｉ／Ｏ部
１２７  Ａ／Ｄ変換部
１２８  デジタル入力部
１２９  アナログ入力部
１３０  出力回路部
２０１  時間信号計測手段
２０２  燃料性状判定パラメータ演算手段
２０３  燃料性状判定パラメータ統計処理手段
２０４  燃料性状判定実行許可手段
２０５  燃料性状判定手段
２０６  診断禁止手段
２０７  燃料制御補正手段
２０８  点火制御補正手段
【図１】
2008184972.tif 000003
【図２】
2008184972.tif 000004
【図３】
2008184972.tif 000005
【図４】
2008184972.tif 000006
【図５】
2008184972.tif 000007
【図６】
2008184972.tif 000008
【図７】
2008184972.tif 000009
【図８】
2008184972.tif 000010
【図９】
2008184972.tif 000011
【図１０】
2008184972.tif 000012
【図１１】
2008184972.tif 000013
【図１２】
2008184972.tif 000014