(57)【要約】【課題】内燃機関の運転安定性における個々の指標値の精度を向上させることにより、機関運転の安定性を早期にかつ高精度に判定する。【解決手段】エンジンの回転変動ｄｔｎとこの時のエンジン運転領域に対応した安定限界閾値ｄｘとを求め（Ｓ１０２〜Ｓ１０８）、エンジンの回転変動ｄｔｎと安定限界閾値ｄｘとの比を計算することにより無次元化された燃焼レベルＬｆａを算出している（Ｓ１１０）。このためエンジン運転領域の変化による指標値の精度の低下が防止されて、個々の燃焼レベルＬｆａは各運転状態での燃焼安定性を高精度に反映するものとなり、この燃焼レベルＬｆａを積算した回転変動積算値はＳ／Ｎが一層大きくなる。このため重質燃料判定基準値を小さく設定しても高精度に判定できるので、少ない積算回数で早期にかつ高精度に重質燃料による燃焼安定性の低下を判定できる。【選択図】      図３
2004346809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態から機関運転の安定性を判定するための安定指標値を算出し、該安定指標値に基づいて機関運転状態を判定する内燃機関運転状態判定装置であって、
前記安定指標値が算出された運転領域における機関安定運転の限界指標値を算出する限界指標値算出手段と、
前記限界指標値算出手段により算出された限界指標値にて、前記安定指標値を、前記安定指標値が算出された運転領域における安定性レベルを表す相対指標値として相対化し、該相対指標値を機関運転状態の判定対象とする相対化手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項２】
請求項１において、前記限界指標値算出手段は、前記安定指標値が算出された運転領域における機関安定運転の限界指標値を、前記安定指標値の安定限界閾値として算出し、前記相対化手段は、前記相対化として前記安定指標値を前記安定限界閾値により無次元化することにより、前記相対指標値を求めることを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項３】
請求項２において、前記相対化手段は、前記安定指標値と前記安定限界閾値との比を計算することにより無次元化することを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項４】
請求項１において、前記限界指標値算出手段は、前記安定指標値が算出された運転領域における機関安定運転の限界指標値を、基準運転領域に対する安定限界度合として算出し、前記相対化手段は、前記安定指標値を前記安定限界度合により相対化することにより前記相対指標値を求めることを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記相対化手段にて求められた前記相対指標値を積算した値を機関運転状態の判定対象とする積算手段を備えたことを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項６】
請求項５において、前記積算手段は、前記相対化手段にて求められた前記相対指標値の内で、積算許容範囲内にある相対指標値を積算対象とすることを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記機関運転の安定性とは、燃焼安定性であることを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、前記安定指標値は、内燃機関の回転変動又は筒内圧であることを特徴とする内燃機関運転状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態から機関運転の安定性を判定するための安定指標値を算出し、該安定指標値に基づいて機関運転状態を判定する内燃機関運転状態判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関冷間始動時において内燃機関の運転状態から安定性を反映する指標値を求めて、該指標値にて機関運転の安定性の程度を判定して制御諸元を変更する技術が知られている。例えば燃焼状態などの機関運転状態の安定性を反映する値として内燃機関の回転変動を所定期間積算し、この積算値と判定値との比較により重質燃料が用いられていることを判定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。又、機関回転数の低下分の積算値により重質燃料か否かを判定する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−８６２３７号公報（第６−８頁、図３−４）
【特許文献２】
特開平１０−１８４４２２号公報（第８−１０頁、図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関の燃焼安定性などのような機関運転状態の安定性レベルは、単に上述した機関回転変動（機関回転数低下を含む）といった指標値の大きさでは判断できない。すなわち上記指標値は、同じ値であっても運転領域によって指標値が示す機関運転状態の安定性レベルが異なるので、運転領域が変化すると各指標値では燃焼安定性の程度を正確に捉えることができなくなる。
【０００５】
このように個々の機関回転変動値自体の精度には限度があるため、従来技術では、多数の機関回転変動値を積算することにより、Ｓ／Ｎを大きくして精度を高めようとしている。したがって高精度な判定には時間がかかることになり、高精度にかつ早期に機関運転状態の安定性を判定できないと言う問題が存在する。
【０００６】
本発明は、個々の指標値の精度を向上させることにより、機関運転の安定性を早期にかつ高精度に判定することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関運転状態判定装置は、内燃機関の運転状態から機関運転の安定性を判定するための安定指標値を算出し、該安定指標値に基づいて機関運転状態を判定する内燃機関運転状態判定装置であって、前記安定指標値が算出された運転領域における機関安定運転の限界指標値を算出する限界指標値算出手段と、前記限界指標値算出手段により算出された限界指標値にて、前記安定指標値を、前記安定指標値が算出された運転領域における安定性レベルを表す相対指標値として相対化し、該相対指標値を機関運転状態の判定対象とする相対化手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このように相対化手段は、安定指標値を、この安定指標値が算出された運転領域の限界指標値により相対化して、この運転領域における安定性レベルを表す相対指標値を求めている。そして、この相対指標値に基づいて機関運転状態が判定される。相対指標値は、安定指標値が算出された運転領域において、安定指標値が相対的に如何なるレベルの安定位置に存在するのかを表すものである。
【０００９】
このような相対化により、運転領域の変化による指標値の精度の低下が防止され、個々の相対指標値は各運転状態での安定性を高精度に反映するものとなる。このため、個々の相対指標値によって、あるいは相対指標値の少ない積算回数による積算値によって高精度な判定が可能となるので、早期にかつ高精度に機関運転の安定性を判定できる。
【００１０】
請求項２に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項１において、前記限界指標値算出手段は、前記安定指標値が算出された運転領域における機関安定運転の限界指標値を、前記安定指標値の安定限界閾値として算出し、前記相対化手段は、前記相対化として前記安定指標値を前記安定限界閾値により無次元化することにより、前記相対指標値を求めることを特徴とする。
【００１１】
安定指標値の閾値としての安定限界閾値は、安定指標値と同次元となるので、この安定限界閾値により安定指標値を無次元化することで相対指標値を求めても良い。この無次元化した相対指標値には、各運転領域での安定限界閾値と安定指標値との相対的関係が現れている。このため運転領域の変化による指標値の精度の低下が防止されて、個々の相対指標値は各運転状態での安定性レベルを高精度に反映するものとなる。したがって早期にかつ高精度に機関運転の安定性を判定できる。
【００１２】
請求項３に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項２において、前記相対化手段は、前記安定指標値と前記安定限界閾値との比を計算することにより無次元化することを特徴とする。
【００１３】
より具体的には、安定指標値と安定限界閾値との比により、無次元化した相対指標値を求めることができる。このように無次元化により容易に相対化でき、この相対化の結果、早期にかつ高精度に機関運転の安定性を判定できる。
【００１４】
請求項４に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項１において、前記限界指標値算出手段は、前記安定指標値が算出された運転領域における機関安定運転の限界指標値を、基準運転領域に対する安定限界度合として算出し、前記相対化手段は、前記安定指標値を前記安定限界度合により相対化することにより前記相対指標値を求めることを特徴とする。
【００１５】
このように限界指標値を、基準運転領域に対する安定限界度合として算出して、この安定限界度合により安定指標値を相対化して相対指標値を求めても良い。この結果、個々の相対指標値は各運転状態での安定性のレベルを高精度に反映するものとなる。したがって早期にかつ高精度に機関運転の安定性を判定できる。
【００１６】
請求項５に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記相対化手段にて求められた前記相対指標値を積算した値を機関運転状態の判定対象とする積算手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように相対指標値を積算することによりＳ／Ｎを大きくして、より高精度な判定が可能となる。この場合においても、相対指標値自体が既に高精度であることにより、従来と比較して少ない積算回数にて十分にＳ／Ｎを大きくして高精度積算値を得ることが可能となることから、早期にかつ高精度に機関運転の安定性を判定できる。
【００１８】
請求項６に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項５において、前記積算手段は、前記相対化手段にて求められた前記相対指標値の内で、積算許容範囲内にある相対指標値を積算対象とすることを特徴とする。
【００１９】
全ての相対指標値を積算対象とするのではなく、積算許容範囲内にある相対指標値を積算対象とするようにしても良い。このことにより、判定したい機関運転状態をより的確に反映した相対指標値が積算されることになり、より高感度な判定が可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記機関運転の安定性とは、燃焼安定性であることを特徴とする。
このように安定指標値としては燃焼安定性を示すものが挙げられる。このことにより内燃機関の燃焼安定性を高精度かつ早期に判定できるようになり、この燃焼安定性の判定に応じて燃焼を制御するための諸元を迅速に変更して機関燃焼状態に対して迅速かつ的確に対応することが可能となる。
【００２１】
請求項８に記載の内燃機関運転状態判定装置では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記安定指標値は、内燃機関の回転変動又は筒内圧であることを特徴とする。
【００２２】
例えば、安定指標値としては、内燃機関の回転変動又は筒内圧を挙げることができる。このことにより、内燃機関の燃焼状態に対して迅速かつ的確に対応することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２、及び制御装置としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成図を示している。エンジン２は４気筒エンジンであるが、図１では１気筒のみを縦断面図にて示している。尚、各気筒には吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとがそれぞれ２つ設けられた４バルブエンジンである。気筒数は６気筒でも８気筒でも良く、更に２バルブエンジンでも５バルブエンジンでも良い。
【００２４】
エンジン２の出力は変速機を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内の混合気に点火する点火プラグ１４が設けられている。燃焼室１０に接続している吸気ポート１６は吸気バルブ２ａが駆動されることにより開閉される。各吸気ポート１６に接続された各吸気通路２０の途中には、各吸気ポート１６に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。そして各吸気通路２０は１つのサージタンク２２に接続され、サージタンク２２の上流側の吸気通路２３にはモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸入空気量ＧＡが調節される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出されＥＣＵ４に読み込まれている。吸入空気量ＧＡはスロットルバルブ２６の上流側に設けられた吸入空気量センサ３０により検出されてＥＣＵ４に読み込まれている。
【００２５】
燃焼室１０に接続している排気ポート３２は排気バルブ２ｂが駆動されることにより開閉される。排気ポート３２に接続された排気通路３６の途中には三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒３８が配置されている。
【００２６】
各燃料噴射弁１２は、デリバリパイプに接続されることにより、デリバリパイプを介して燃料ポンプから燃料が圧送されている。デリバリパイプ又は各燃料噴射弁１２における燃料圧力は燃料圧力センサ４０により検出されてＥＣＵ４に読み込まれている。
【００２７】
尚、このように燃料噴射弁１２から吸気ポート１６へ燃料を噴射するタイプのガソリンエンジンでなく、直接燃焼室１０内に燃料を噴射する筒内噴射タイプのガソリンエンジンでも良い。
【００２８】
ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８、吸入空気量センサ３０、燃料圧力センサ４０以外にもエンジン２の運転状態を検出するセンサ類から信号を入力している。すなわちアクセルペダル４６の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ４８、クランクシャフトの回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５０、及び吸気カムシャフトの回転位相から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ５２から信号を入力している。更に、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ５４、及び排気通路３６において排気成分から混合気の空燃比を検出する空燃比センサ５６からも信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも各種のセンサが必要に応じて設けられる。
【００２９】
ＥＣＵ４は、上述した各センサからの検出内容に基づいて各種演算処理を実行し、燃料噴射弁１２、点火プラグ１４あるいはモータ２４の各駆動回路に対する制御信号により、燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期及びスロットル開度等を適宜制御する。
【００３０】
次にＥＣＵ４により実行される制御の内、機関燃焼性検出処理について説明する。本処理のフローチャートを図２に示す。本処理は気筒数に対応したクランク角度回転周期、ここでは４気筒であるので１８０°ＣＡ（クランク角）回転周期で繰り返し実行される処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００３１】
本処理が開始されると、まず燃焼レベルＬｆａ算出処理が行われる（Ｓ１００）。燃焼レベルＬｆａ算出処理の詳細を図３のフローチャートに示す。まず、３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０（ｍｓ）が読み込まれる（Ｓ１０２）。３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０は各気筒の燃焼行程においてピストン１１が上死点からＡＴＤＣ３０°ＣＡまで回転する時間を測定したものであり、ＥＣＵ４が継続的に実行している計測処理にて求められている。この３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０は各気筒の燃焼に伴う出力トルクを反映し、出力トルクが大きければ短くなり、出力トルクが小さければ長くなる。
【００３２】
次に次式１に示すごとく今回読み込まれた最新の３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０と前回の爆発行程での３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０ｏｌｄとの差の絶対値を、回転変動ｄｔｎ（ｍｓ）として算出する（Ｓ１０４）。
【００３３】
【数１】
ｄｔｎ  ←  ｜Ｔ３０  −  Ｔ３０ｏｌｄ｜  …  ［式１］
そして３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０ｏｌｄに、今回読み込まれた最新の３０°ＣＡ回転時間Ｔ３０の値を設定する（Ｓ１０６）。
【００３４】
次に図４に示すごとく予め設定されている安定限界閾値ｄｘ算出マップから、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷とに基づいて、現在の運転領域における安定限界閾値ｄｘを算出する（Ｓ１０８）。尚、図４のマップは値の大小傾向を等高線により示すものである。このマップは一例であり、エンジンの種類により種々異なるマップパターンが存在する。このマップの作成は、例えば各運転領域における定常運転状態での正常燃焼時及び完全失火時の回転変動ｄｔｎの分布を実験にて求め、正常燃焼時での回転変動ｄｔｎの上限値、完全失火時での回転変動ｄｔｎの下限値、あるいはこれら上限値と下限値との間の任意の値を選択することによりなされる。
【００３５】
この安定限界閾値ｄｘ（ｍｓ）は、各運転領域において燃焼が不安定になったことを判定する基準値である。回転変動ｄｔｎが安定限界閾値ｄｘより小さければ、対応する運転領域では安定であると判定でき、安定限界閾値ｄｘ以上となれば、対応する運転領域では燃焼が不安定であると判定できる。尚、エンジン負荷としては、例えばエンジン１回転当たりの吸入空気量ＧＡを用いたり、あるいはアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとからマップに基づいて算出したものを用いる。
【００３６】
次に燃焼安定性を判定するための燃焼レベルＬｆａを次式２のごとく、回転変動ｄｔｎと安定限界閾値ｄｘとの比により算出する（Ｓ１１０）。
【００３７】
【数２】
Ｌｆａ  ←  ｄｔｎ／ｄｘ    …  ［式２］
この比の計算により「ｍｓ」の次元であった回転変動ｄｔｎが、燃焼レベルＬｆａへと無次元化される。したがって安定限界閾値ｄｘよりも燃焼安定性が高ければ燃焼レベルＬｆａが「１．０」より小さくなり、安定限界閾値ｄｘよりも燃焼安定性が低ければば燃焼レベルＬｆａが「１．０」より大きくなる。このように回転変動ｄｔｎが、安定限界閾値ｄｘにより相対化されて燃焼レベルＬｆａとなり、現在の運転領域における安定性レベルを表すものとなる。
【００３８】
こうして燃焼レベルＬｆａ算出処理を抜けて、算出された燃焼レベルＬｆａが積算許可判定値Ｌｘ以上か否かが判定される（Ｓ２００：図２）。ここで積算許可判定値Ｌｘは、燃焼レベルＬｆａが後述する回転変動積算値Ｓｆａに積算するべき状態の燃焼レベル値か否かを判定する基準値、すなわち積算許容範囲内か否かを判定する値であり、例えば「１．０」の値が設定されている。
【００３９】
Ｌｆａ＜Ｌｘであれば（Ｓ２００で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
Ｌｆａ≧Ｌｘであれば（Ｓ２００で「ＹＥＳ」）、次式３により回転変動積算値Ｓｆａが積算される（Ｓ３００）。尚、回転変動積算値Ｓｆａはイグニッションオン時の初期設定によりＳｆａ＝「０」とされている。
【００４０】
【数３】
Ｓｆａ  ←  Ｓｆａ  ＋  Ｌｆａ    …  ［式３］
こうして機関燃焼性検出処理を一旦終了する。そして上記式３の処理が繰り返されることにより、回転変動積算値Ｓｆａが次第に積算されて増加することになる。
【００４１】
次に上述のごとく計算される回転変動積算値Ｓｆａによる制御諸元の変更処理の一例として、重質燃料制御諸元切り替え処理について説明する。図５に本処理のフローチャートを示す。
【００４２】
本処理は機関燃焼性検出処理（図２）の次に実行される処理である。まず、冷間時で、かつ空燃比フィードバック制御開始前か否かが判定される（Ｓ４０２）。暖機後で有れば重質燃料であっても吸気ポート１６への燃料付着が少なくなり重質燃料と通常の燃料との燃焼安定性の差が回転変動に現れにくくなるので、ステップＳ４０２では「ＮＯ」と判定される。又、空燃比フィードバック制御が開始されると吸気ポート１６への燃料付着による空燃比のリーン化が空燃比補正により補償されることで、重質燃料と通常の燃料との燃焼安定性の差が回転変動に現れにくくなるので、ステップＳ４０２では「ＮＯ」と判定される。このようにステップＳ４０２で「ＮＯ」と判定された場合には、このまま一旦本処理を終了する。
【００４３】
一方、冷間時で、かつ空燃比フィードバック制御開始前であった場合には（Ｓ４０２で「ＹＥＳ」）、回転変動積算値Ｓｆａが重質燃料判定基準値Ｓｘ以上か否かが判定される（Ｓ４０４）。
【００４４】
Ｓｆａ＜Ｓｘであれば（Ｓ４０４で「ＮＯ」）、未だ重質燃料として判定できないとして、このまま一旦本処理を終了する。
回転変動積算値Ｓｆａの積算による増加が継続して、ステップＳ４０２にて「ＹＥＳ」と判定されている期間に、Ｓｆａ≧Ｓｘとなった場合には（Ｓ４０４で「ＹＥＳ」）、重質燃料であると判断できるので、燃料噴射制御、点火時期制御などの制御を重質燃料の諸元を用いた制御に切り替える（Ｓ４０６）。こうして本処理を一旦終了する。以後、重質燃料用の諸元を用いた制御がなされることになる。
【００４５】
図６のタイミングチャートは、本実施の形態における処理の一例を示すものである。この例では、回転変動積算値Ｓｆａの増加により時刻ｔ１にてＳｆａ＞Ｓｘとなるので、重質燃料であると判定でき、直ちに制御諸元を重質燃料に対応する状態にできる。この場合、回転変動積算値Ｓｆａは高精度に燃焼安定性を反映している燃焼レベルＬｆａの積算値であるので、回転変動積算値Ｓｆａ自身も燃焼安定性を高精度に反映したものとなる。したがって、この回転変動積算値Ｓｆａは相対化（ここでは無次元化）していない回転変動ｄｔｎを用いる場合よりも、少ない積算回数でも燃焼安定性を高精度に反映するものとなる。したがって重質燃料判定基準値Ｓｘも判定レベルに大きな余裕代を持つ必要はなく、比較的小さい値とすることができる。しかし、従来のごとく相対化していない指標値の場合には、少ない積算回数では燃焼安定性を高精度に反映できないので、どうしても多数の積算回数によりＳ／Ｎを大きくして判定することになる。したがって図６にＳ０にて示すごとく余裕代の大きな重質燃料判定基準値を用いなくてはならず、それだけ判定が遅れることになる。
【００４６】
上述した構成において回転変動ｄｔｎが安定指標値に、燃焼レベルＬｆａが無次元化により相対化されている相対指標値に相当する。燃焼レベルＬｆａ算出処理（図３）のステップＳ１０８が限界指標値算出手段としての処理に、ステップＳ１１０が相対化手段としての処理に、機関燃焼性検出処理（図２）のステップＳ２００，Ｓ３００が積算手段としての処理に相当する。
【００４７】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．燃焼レベルＬｆａ算出処理（図３）のステップＳ１０４の計算にてエンジン２の運転安定性、ここでは燃焼安定性を反映する回転変動ｄｔｎが求められる。そしてステップＳ１０８にて現在の運転領域に対応した安定限界閾値ｄｘを求め、ステップＳ１１０にて回転変動ｄｔｎと安定限界閾値ｄｘとの比を計算することにより、無次元化された燃焼レベルＬｆａを算出している。
【００４８】
このように燃焼安定性を判定するための燃焼レベルＬｆａは無次元化によって相対化されている。したがってエンジン運転領域の変化による指標値の精度の低下が防止されて、個々の燃焼レベルＬｆａは各運転状態での燃焼安定性を高精度に反映するものとなる。
【００４９】
更に、燃焼レベルＬｆａを積算した回転変動積算値ＳｆａはＳ／Ｎが一層大きくなるので、図６にて説明したごとく重質燃料判定基準値Ｓｘを大きくする必要が無くなる。このように重質燃料判定基準値Ｓｘを小さく設定しても高精度に判定できるので、少ない積算回数で早期にかつ高精度に燃焼安定性の低下を判定できる。
【００５０】
したがって重質燃料であることを早期かつ正確に判定でき、燃料噴射制御や点火制御に対する諸元を迅速に重質燃料用の諸元に変更させることで、機関燃焼状態に対して迅速かつ的確に対応することが可能となる。
【００５１】
（ロ）．回転変動積算値Ｓｆａへの積算も、全ての燃焼レベルＬｆａを対象とするのではなく、積算許容範囲内、ここでは積算許可判定値Ｌｘ以上である燃焼レベルＬｆａを積算対象としている。このことにより判定したい燃焼状態を一層的確に反映した回転変動積算値Ｓｆａが得られることになり、より高感度な判定が可能となる。
【００５２】
［実施の形態２］
本実施の形態では、無次元化でない相対化により燃焼レベルＬｆｂを算出するものである。本実施の形態では、前記実施の形態１の機関燃焼性検出処理（図２）の代わりに図７の処理を、燃焼レベルＬｆａ算出処理（図３）の代わりに図８の燃焼レベルＬｆｂ算出処理を、重質燃料制御諸元切り替え処理（図５）の代わりに図９の処理を実行する点が、前記実施の形態１と異なる。制御周期についてはそれぞれ前記実施の形態１の各処理と同じである。
【００５３】
まず機関燃焼性検出処理（図７）では、燃焼レベルＬｆｂ算出処理（図８）が実行される。燃焼レベルＬｆｂ算出処理（図８）のステップＳ５０２〜Ｓ５０６では前記燃焼レベルＬｆａ算出処理（図３）のステップＳ１０２〜Ｓ１０６と同じ処理が実行されて、回転変動ｄｔｎが求められる。そして次に図１０に示すごとく予め設定されている安定限界度合ｅｘ算出マップから、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷とに基づいて、現在の運転領域における安定限界度合ｅｘを算出する（Ｓ５０８）。
【００５４】
この安定限界度合ｅｘ算出マップの作成は次のようになされる。すなわち各運転領域における定常運転状態での正常燃焼時及び完全失火時の回転変動ｄｔｎの分布を実験にて求め、正常燃焼時での回転変動ｄｔｎの上限値、完全失火時での回転変動ｄｔｎの下限値、あるいはこれら上限値と下限値との間の任意の値を、各運転領域の燃焼安定性の限界を表す値として選択する。ここまでは前記実施の形態１の図４のマップ値作成と同じ手法である。そして特定の運転領域を基準運転領域として、基準運転領域に対する各運転領域での安定限界度合を算出する。図１０に示した例は、最も燃焼安定性の限界が低い運転領域を基準運転領域として、この基準運転領域の安定限界度合ｅｘを「１．０」として各運転領域の安定限界度合ｅｘを算出する。すなわち基準運転領域での前記図４のマップ値にて、各運転領域の前記図４のマップ値を割り算することにより、各運転領域の安定限界度合ｅｘを算出する。このことにより図１０に示したごとくの安定限界度合ｅｘのマップを作成する。尚、図１０のマップは値の大小傾向を等高線により示すものである。このマップは一例であり、エンジンの種類により種々異なるマップパターンが存在する。
【００５５】
この安定限界度合ｅｘ（無次元）は、基準運転領域における安定限界に対して各運転領域の安定限界の大きさの比率を示している。したがって「１．０」より大きければ大きいほど安定限界が高いことになり、これに対応して回転変動ｄｔｎも大きい値まで燃焼が安定であることになる。
【００５６】
次に燃焼安定性を判定するための燃焼レベルＬｆｂを次式４のごとく、回転変動ｄｔｎと安定限界度合ｅｘとの比により算出する（Ｓ５１０）。
【００５７】
【数４】
Ｌｆｂ  ←  ｄｔｎ／ｅｘ    …  ［式４］
この式４では燃焼レベルＬｆｂの次元は「ｍｓ」のままであるが、安定限界度合ｅｘとの比により各運転領域に相対化されるので、現在の運転領域における安定性レベルを表すものとなる。
【００５８】
こうして燃焼レベルＬｆｂ算出処理を抜けて、算出された燃焼レベルＬｆｂが積算許可判定値Ｌｙ以上か否かが判定される（Ｓ５５０：図７）。ここで積算許可判定値Ｌｙは、燃焼レベルＬｆｂが後述する回転変動積算値Ｓｆｂに積算するべき状態の燃焼レベルか否かを判定する基準値、すなわち積算許容範囲内か否かを判定する値であり、例えば前記図４のマップにおける基準運転領域の位置に相当する安定限界閾値ｄｘ（ｍｓ）と同じ値が設定されている。
【００５９】
Ｌｆｂ＜Ｌｙであれば（Ｓ５５０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
Ｌｆｂ≧Ｌｙであれば（Ｓ５５０で「ＹＥＳ」）、次式５により回転変動積算値Ｓｆｂが積算される（Ｓ５５２）。尚、回転変動積算値Ｓｆｂはイグニッションオン時の初期設定によりＳｆｂ＝「０」とされている。
【００６０】
【数５】
Ｓｆｂ  ←  Ｓｆｂ  ＋  Ｌｆｂ    …  ［式５］
こうして機関燃焼性検出処理を一旦終了する。そして上記式５の処理が繰り返されることにより回転変動積算値Ｓｆｂが次第に積算され増加することになる。
【００６１】
ここで重質燃料制御諸元切り替え処理（図９）が実行されると、まず冷間時で、かつ空燃比フィードバック制御開始前か否かが判定される（Ｓ６０２）。本処理は前記図５のステップＳ４０２と同じである。ステップＳ６０２で「ＮＯ」と判定された場合には、このまま一旦本処理を終了する。
【００６２】
一方、冷間時で、かつ空燃比フィードバック制御開始前であった場合には（Ｓ６０２で「ＹＥＳ」）、回転変動積算値Ｓｆｂが重質燃料判定基準値Ｓｙ以上か否かが判定される（Ｓ６０４）。
【００６３】
Ｓｆｂ＜Ｓｙであれば（Ｓ６０４で「ＮＯ」）、未だ重質燃料として判定できないとして、このまま一旦本処理を終了する。そしてＳｆｂ≧Ｓｙとなった場合には（Ｓ６０４で「ＹＥＳ」）、重質燃料であると判断できるので、燃料噴射制御、点火時期制御などの制御を重質燃料の諸元を用いた制御に切り替える（Ｓ６０６）。こうして本処理を一旦終了する。以後、重質燃料用の諸元を用いた制御がなされることになる。
【００６４】
上述した構成において回転変動ｄｔｎが安定指標値に、燃焼レベルＬｆｂが相対指標値に相当する。燃焼レベルＬｆｂ算出処理（図８）のステップＳ５０８が限界指標値算出手段としての処理に、ステップＳ５１０が相対化手段としての処理に、機関燃焼性検出処理（図７）のステップＳ５５０，Ｓ５５２が積算手段としての処理に相当する。
【００６５】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．燃焼レベルＬｆｂ算出処理（図８）にて運転領域に対応した安定限界度合ｅｘを求め（Ｓ５０８）、回転変動ｄｔｎと安定限界度合ｅｘとの比を計算することにより、相対化された燃焼レベルＬｆｂを算出している（Ｓ５１０）。
【００６６】
このように燃焼安定性を判定するための燃焼レベルＬｆｂは各運転領域にて相対化されている。したがってエンジン運転領域の変化による指標値の精度の低下が防止されて、個々の燃焼レベルＬｆｂは各運転状態での燃焼安定性のレベルを高精度に反映するものとなる。
【００６７】
更に、燃焼レベルＬｆｂを積算した回転変動積算値ＳｆｂはＳ／Ｎが一層大きくなるので、重質燃料判定基準値Ｓｙを大きくする必要が無くなる。このように重質燃料判定基準値Ｓｙを小さく設定しても高精度に判定できるので、少ない積算回数で早期にかつ高精度に燃焼安定性の低下を判定できる。
【００６８】
したがって重質燃料であることを早期かつ正確に判定でき、燃料噴射制御や点火制御に対する諸元を迅速に重質燃料用の諸元に変更させることで、機関燃焼状態に対して迅速かつ的確に対応することが可能となる。
【００６９】
（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１においては回転変動ｄｔｎを無次元状態に相対化した燃焼レベルＬｆａを用い、前記実施の形態２では回転変動ｄｔｎを有次元で相対化した燃焼レベルＬｆｂを用いたが、安定指標値として回転変動ｄｔｎ以外の他の指標値を用いても良い。他の安定指標値としては、燃焼時の燃焼室１０内の圧力を示すピーク筒内圧力のレベル、燃焼室１０内に生じる燃焼光のレベル、あるいは燃焼室１０内に燃焼時に生じるイオンのレベルを検出しても良い。このように検出した安定指標値は、前記実施の形態１のごとくエンジン運転領域毎に設定されているピーク筒内圧力閾値、燃焼光量閾値、あるいはイオン量閾値を限界指標値として、この限界指標値との比を計算して無次元化し相対指標値として燃焼安定性を判定しても良い。あるいは前記実施の形態２のごとく安定限界度合との比を計算して相対化して相対指標値として燃焼安定性を判定しても良い。
【００７０】
（ｂ）．前記実施の形態１，２において、積算許可判定値Ｌｘ，Ｌｙによる積算すべき燃焼レベルＬｆａ，Ｌｆｂの判定は実行せずに、全ての燃焼レベルＬｆａ，Ｌｆｂを積算対象としても良い。又、積算許可判定値Ｌｘの値は「１．０」に限らず、Ｌｘ＜「１．０」でも良く、Ｌｘ＞「１．０」でも良い。積算許可判定値Ｌｙの値は前記図４のマップにおける基準運転領域の位置に相当する安定限界閾値ｄｘと同じ値に限らず、この安定限界閾値ｄｘの値より大きくても小さくても良い。
【００７１】
（ｃ）．前記実施の形態においてはガソリンエンジンの例を挙げたが、本発明はディーゼルエンジンに対しても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのエンジン及びＥＣＵの概略構成図。
【図２】上記ＥＣＵが実行する機関燃焼性検出処理のフローチャート。
【図３】同じく燃焼レベルＬｆａ算出処理のフローチャート。
【図４】安定限界閾値ｄｘ算出マップの構成説明図。
【図５】上記ＥＣＵが実行する重質燃料制御諸元切り替え処理のフローチャート。
【図６】実施の形態１における処理の一例を示すタイミングチャート。
【図７】実施の形態２の機関燃焼性検出処理のフローチャート。
【図８】同じく燃焼レベルＬｆｂ算出処理のフローチャート。
【図９】同じく重質燃料制御諸元切り替え処理のフローチャート。
【図１０】安定限界度合ｅｘ算出マップの構成説明図。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…吸気バルブ、２ｂ…排気バルブ、４…ＥＣＵ、１０…燃焼室、１１…ピストン、１２…燃料噴射弁、１４…点火プラグ、１６…吸気ポート、２０…吸気通路、２２…サージタンク、２３…吸気通路、２４…モータ、２６…スロットルバルブ、２８…スロットル開度センサ、３０…吸入空気量センサ、３２…排気ポート、３６…排気通路、３８…排気浄化触媒、４０…燃料圧力センサ、４６…アクセルペダル、４８…アクセル開度センサ、５０…エンジン回転数センサ、５２…基準クランク角センサ、５４…冷却水温センサ、５６…空燃比センサ。
【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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【図９】
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【図１０】
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