(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）を有する燃焼システムの作動を制御する燃焼システム制御装置において、
燃料に含まれている各種成分の混合割合を取得する混合割合取得手段（Ｓ１０）と、
前記内燃機関の燃焼室（１１ａ）へ噴射される燃料の噴射状態を表した噴射指標を、前記混合割合取得手段により取得された前記混合割合に基づき推定する噴射状態推定手段（Ｓ２５）と、
少なくとも前記噴射状態推定手段の推定結果に基づき、前記燃焼システムの作動を制御する制御手段（Ｓ１５、Ｓ１６）と、
を備え、
前記混合割合の推定対象となる成分は、分子構造の種類の違いにより分類される成分であり、
前記噴射指標には、前記燃焼室へ噴射された燃料の貫徹力の増大しやすさを表した貫徹力指標、および噴霧を構成する燃料の粒径の小径化しやすさを表した粒径指標が含まれることを特徴とする燃焼システム制御装置。
【請求項２】
前記分子構造の種類には、直鎖パラフィン類、側鎖パラフィン類、ナフテン類および芳香族類の少なくとも１つが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼システム制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の排気に含まれている特定成分の発生度合いを、前記混合割合に基づき推定するエミッション推定手段（Ｓ１３、Ｓ２３）を備え、
前記制御手段は、少なくとも前記エミッション推定手段の推定結果に基づき、前記燃焼システムの作動を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼システム制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関での燃焼状態を前記混合割合に基づき推定する燃焼状態推定手段（Ｓ２４）を備え、
前記制御手段は、少なくとも前記燃焼状態推定手段の推定結果に基づき、前記燃焼システムの作動を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃焼システム制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の燃焼室（１１ａ）で燃焼が生じる前における燃焼環境のうち、前記燃焼室の温度、前記燃焼室における混合気の流速、前記燃焼室の酸素濃度の少なくとも１つを取得する燃焼環境取得手段（Ｓ２１）を備え、
前記制御手段は、前記混合割合に加えて前記燃焼環境取得手段の推定結果に基づき、前記燃焼システムの作動を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃焼システム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼システムの作動を制御する燃焼システム制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼システムが有する内燃機関に用いられる燃料に関し、ユーザにより供給される燃料の性状は様々であり、その性状を表わす指標の一つにセタン価（着火性）が挙げられる。セタン価が低い燃料が供給された場合には、着火性が悪いので、燃料の噴射時期や噴射量、噴射圧力、ＥＧＲ量等、燃焼システムの制御内容を変更して着火しやすい状態にしている。
【０００３】
特許文献１では、セタン価が燃料密度と相関があることに着目し、燃料密度を検出してセタン価を推定し、その推定結果に応じて上記制御内容を変更している。これによれば、排気に含まれる未燃ＨＣやＮＯｘ、粒子状物質（ＰＭ）等を低減でき、また、省燃費化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料に含まれる成分が燃料毎に異なることは勿論のこと、その各種成分の混合割合も燃料毎に異なる。そのため、セタン価が同一の燃料であっても、実際には燃料に含まれている成分が異なっていたり、その混合割合が異なっていたりする。よって、セタン価に応じて制御内容を変更する従来手法では、燃料に応じた最適な制御を実施することに限界がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、燃焼システムを所望の状態に高精度で制御することを図った、燃焼システム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】
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示される発明のひとつは、内燃機関（１０）を有する燃焼システムの作動を制御する燃焼システム制御装置において、燃料に含まれている各種成分の混合割合を取得する混合割合取得手段（Ｓ１０）と、内燃機関の燃焼室（１１ａ）へ噴射される燃料の噴射状態を表した噴射指標を、混合割合取得手段により取得された混合割合に基づき推定する噴射状態推定手段（Ｓ２５）と、少なくとも噴射状態推定手段の推定結果に基づき、燃焼システムの作動を制御する制御手段（Ｓ１５、Ｓ１６）と、を備え、混合割合の推定対象となる成分は、分子構造の種類の違いにより分類される成分であり、噴射指標には、燃焼室へ噴射された燃料の貫徹力の増大しやすさを表した貫徹力指標、および噴霧を構成する燃料の粒径の小径化しやすさを表した粒径指標が含まれることを特徴とする。
【０００９】
上記発明によれば、燃料に含まれている各種成分の混合割合に応じて燃焼システムの作動を制御できる。そのため、セタン価に応じるだけの従来制御に比べて、エミッション、出力トルク、燃料消費率等の各種状態や、これらの状態のバランスを、高精度で所望の状態に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃焼システム制御装置と、その装置が適用される内燃機関の燃焼システムを説明する図。
【図２】着火遅れ時間の説明図。
【図３】複数の着火遅れ時間、燃えやすさを表わすパラメータ、および各種成分の混合量の関係を説明する図。
【図４】筒内酸素濃度に起因して生じる着火遅れ時間の変化を表す特性線と、燃料の分子構造種との関係を示す図。
【図５】筒内温度に起因して生じる着火遅れ時間の変化を表す特性線と、燃料の分子構造種との関係を示す図。
【図６】着火遅れ時間に基づき特定される特性線と、分子構造種の混合割合との関係を示す図。
【図７】図１に示すマイコンの処理フローであって、燃焼システムの作動を制御する手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２実施形態に係る燃焼システム制御装置による、燃焼システムの作動を制御する手順を示すフローチャート。
【図９】エミッション、燃焼状態および噴射状態と、各種成分の混合量との関係を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
【００１２】
（第１実施形態）
本実施形態に係る燃焼システム制御装置は、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ８０）により提供される。ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（マイコン８０ａ）や、図示しない入力処理回路および出力処理回路等を備える。マイコン８０ａは、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）およびメモリ８０ｂを備える。メモリ８０ｂに記憶された所定のプログラムをＣＰＵが実行することで、マイコン８０ａは、燃焼システムが備える燃料噴射弁１５、燃料ポンプ１５ｐ、ＥＧＲバルブ１７ａ、調温バルブ１７ｄ、および過給調圧機器２６等の作動を制御する。これらの制御により、燃焼システムが備える内燃機関１０での燃焼状態は、所望の状態に制御される。燃焼システムおよびＥＣＵ８０は車両に搭載されたものであり、当該車両は、内燃機関１０の出力を駆動源として走行する。
【００１３】
内燃機関１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびピストン１３等を備える。シリンダヘッド１２には、吸気バルブ１４ｉｎ、排気バルブ１４ｅｘ、燃料噴射弁１５および筒内圧センサ２１が取り付けられている。
【００１４】
燃料ポンプ１５ｐは、燃料タンク内の燃料をコモンレール１５ｃへ圧送する。ＥＣＵ８０が燃料ポンプ１５ｐの作動を制御することで、コモンレール１５ｃ内の燃料は、目標圧力Ｐｔｒｇに維持された状態でコモンレール１５ｃに蓄えられる。コモンレール１５ｃは、蓄圧された燃料を各気筒の燃料噴射弁１５へ分配する。燃料噴射弁１５から噴射された燃料は、燃焼室１１ａで吸気と混合して混合気を形成し、混合気はピストン１３により圧縮されて自着火する。要するに、内燃機関１０は圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、燃料には軽油が用いられている。
【００１５】
燃料噴射弁１５は、電磁アクチュエータおよび弁体をボデー内部に収容して構成されている。電磁アクチュエータへの通電をＥＣＵ８０がオンさせると、電磁アクチュエータの電磁吸引力により図示しない背圧室のリーク通路が開弁し、背圧低下に伴い弁体が開弁作動し、ボデーに形成されている噴孔が開弁されて噴孔から燃料が噴射される。上記通電をオフさせると、弁体が閉弁作動して燃料噴射が停止される。
【００１６】
シリンダヘッド１２に形成されている吸気ポート１２ｉｎおよび排気ポート１２ｅｘには、吸気管１６ｉｎおよび排気管１６ｅｘが接続されている。吸気管１６ｉｎおよび排気管１６ｅｘにはＥＧＲ管１７が接続されており、排気の一部（ＥＧＲガス）がＥＧＲ管１７を通じて吸気管１６ｉｎへ流入（還流）する。ＥＧＲ管１７にはＥＧＲバルブ１７ａが取り付けられている。ＥＣＵ８０がＥＧＲバルブ１７ａの作動を制御することで、ＥＧＲ管１７の開度が制御され、ＥＧＲガスの流量が制御される。
【００１７】
さらに、ＥＧＲ管１７のうちＥＧＲバルブ１７ａの上流部分には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１７ｂ、バイパス管１７ｃおよび調温バルブ１７ｄが取り付けられている。バイパス管１７ｃは、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１７ｂをバイパスするバイパス流路を形成する。調温バルブ１７ｄは、バイパス流路の開度を調整することで、ＥＧＲクーラ１７ｂを流れるＥＧＲガスと、バイパス流路を流れるＥＧＲガスとの割合を調整し、ひいては、吸気管１６ｉｎへ流入するＥＧＲガスの温度を調整する。ここで、吸気ポート１２ｉｎへ流入する吸気には、吸気管１６ｉｎから流入する外部空気（新気）およびＥＧＲガスが含まれる。したがって、調温バルブ１７ｄによりＥＧＲガスの温度を調整することは、吸気ポート１２ｉｎへ流入する吸気の温度（インマニ温度）を調整することを意味する。
【００１８】
燃焼システムは図示しない過給機を備える。過給機は、排気管１６ｅｘに取り付けられるタービン、および吸気管１６ｉｎに取り付けられるコンプレッサを有する。排気の流速エネルギによりタービンが回転すると、タービンの回転力によりコンプレッサが回転し、コンプレッサにより新気が圧縮（過給）される。先述した過給調圧機器２６は、タービンの容量を変化させる機器であり、ＥＣＵ８０が過給調圧機器２６の作動を制御することで、タービン容量が調整され、これにより、コンプレッサによる過給圧が制御される。
【００１９】
ＥＣＵ８０には、筒内圧センサ２１、酸素濃度センサ２２、レール圧センサ２３、クランク角センサ２４およびアクセルペダルセンサ２５等、各種センサによる検出信号が入力される。
【００２０】
筒内圧センサ２１は、燃焼室１１ａの圧力（筒内圧）に応じた検出信号を出力する。筒内圧センサ２１は、圧力検出素子に加えて温度検出素子２１ａを有しており、燃焼室１１ａの温度（筒内温度）に応じた検出信号も出力する。酸素濃度センサ２２は、吸気管１６ｉｎに取り付けられ、吸気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する。検出対象となる吸気は、新気とＥＧＲガスが混合したものである。レール圧センサ２３はコモンレール１５ｃに取り付けられており、蓄圧されている燃料の圧力（レール圧）に応じた検出信号を出力する。クランク角センサ２４は、ピストン１３により回転駆動するクランク軸の回転速度（エンジン回転数）に応じた検出信号を出力する。アクセルペダルセンサ２５は、車両運転者により踏み込み操作されるアクセルペダルの踏込量（エンジン負荷）に応じた検出信号を出力する。
【００２１】
ＥＣＵ８０は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁１５、燃料ポンプ１５ｐ、ＥＧＲバルブ１７ａ、調温バルブ１７ｄおよび過給調圧機器２６の作動を制御する。これにより、燃料の噴射開始時期、噴射量、噴射圧、ＥＧＲガス流量、インマニ温度および過給圧が制御される。
【００２２】
燃料噴射弁１５の作動を制御している時のマイコン８０ａは、燃料の噴射開始時期、噴射量、および多段噴射に係る噴射段数を制御する噴射制御手段８３として機能する。燃料ポンプ１５ｐの作動を制御している時のマイコン８０ａは、噴射圧を制御する燃圧制御手段８４として機能する。ＥＧＲバルブ１７ａの作動を制御している時のマイコン８０ａは、ＥＧＲガス流量を制御するＥＧＲ制御手段８５として機能する。調温バルブ１７ｄの作動を制御している時のマイコン８０ａは、インマニ温度を制御するインマニ温度制御手段８７として機能する。過給調圧機器２６の作動を制御している時のマイコン８０ａは、過給圧を制御する過給圧制御手段８６として機能する。
【００２３】
マイコン８０ａは、燃焼に関する物理量の検出値（燃焼特性値）を取得する燃焼特性取得手段８１としても機能する。本実施形態に係る燃焼特性値とは、図２に示す着火遅れ時間ＴＤのことである。図２の上段は、マイコン８０ａから出力されるパルス信号を示す。パルス信号にしたがって燃料噴射弁１５への通電が制御される。具体的には、パルスオンのｔ１時点で通電が開始され、パルスオン期間Ｔｑに通電オンが継続される。要するに、パルスオンのタイミングにより噴射開始時期が制御される。また、パルスオン期間Ｔｑにより噴射期間が制御され、ひいては噴射量が制御される。
【００２４】
図２の中段は、パルス信号にしたがって弁体が開弁作動および閉弁作動した結果生じる、噴孔からの燃料の噴射状態の変化を示す。具体的には、単位時間あたりに噴射される燃料の噴射量（噴射率）の変化を示す。図示されるように、通電開始のｔ１時点から、実際に噴射が開始されるｔ２時点までにはタイムラグが存在する。また、通電終了時点から実際に噴射が停止されるまでにもタイムラグが存在する。実際に噴射が為されている期間Ｔｑ１は、パルスオン期間Ｔｑで制御される。
【００２５】
図２の下段は、噴射された燃料の、燃焼室１１ａでの燃焼状態の変化を示す。具体的には、噴射された燃料と吸気の混合気が自着火燃焼することに伴い生じる、単位時間あたりの熱量（熱発生率）の変化を示す。図示されるように、噴射開始のｔ２時点から、実際に燃焼が開始されるｔ３時点までにはタイムラグが存在する。本実施形態では、通電開始のｔ１時点から燃焼開始のｔ３時点までの時間を着火遅れ時間ＴＤと定義する。
【００２６】
燃焼特性取得手段８１は、筒内圧センサ２１で検出される筒内圧の変化に基づき、燃焼開始のｔ３時点を推定する。具体的には、ピストン１３が上死点に達してからクランク角が所定量だけ回転する期間において、筒内圧が急上昇した時期を燃焼開始時期（ｔ３時点）と推定する。この推定結果に基づき、着火遅れ時間ＴＤは燃焼特性取得手段８１により算出される。さらに燃焼特性取得手段８１は、燃焼時の各種状態（燃焼条件）を、燃焼毎に取得する。具体的には、筒内圧、筒内温度、吸気酸素濃度および噴射圧力を、燃焼条件として取得する。
【００２７】
これらの燃焼条件は、燃料の燃えやすさを表わすパラメータであり、燃焼直前での筒内圧が高いほど、燃焼直前での筒内温度が高いほど、吸気酸素濃度が高いほど、噴射圧力が高いほど、混合気が自着火しやすく燃えやすいと言える。燃焼直前での筒内圧および筒内温度として、例えば、燃料噴射弁１５への通電を開始するｔ１時点で検出された値を用いればよい。筒内圧は筒内圧センサ２１により検出され、筒内温度は温度検出素子２１ａにより検出され、吸気酸素濃度は酸素濃度センサ２２により検出され、噴射圧力はレール圧センサ２３により検出される。燃焼特性取得手段８１は、取得した着火遅れ時間ＴＤを、その燃焼に係る上記パラメータ（燃焼条件）と関連付けてメモリ８０ｂに記憶させる。
【００２８】
マイコン８０ａは、異なる燃焼条件で検出された複数の燃焼特性値に基づき、燃料に含まれている各種成分の混合割合を推定する、混合割合推定手段８２としても機能する。例えば、異なる燃焼条件毎の着火遅れ時間ＴＤを図３に示す行列式に代入することで、各種成分の混合量を算出する。なお、算出された各々の混合量を総量で除算することで、各種成分の混合割合が算出される。
【００２９】
図３の左辺にある行列は、ｘ行１列でありｘ個の数値から構成される。これらの数値は、各種成分の混合量を表わす。各種成分とは、分子構造の種類の違いにより分類される成分である。分子構造の種類には、直鎖パラフィン類、側鎖パラフィン類、ナフテン類および芳香族類が含まれている。
【００３０】
右辺の左側にある行列は、ｘ行ｙ列でありｘ・ｙ個の数値から構成される。これらの数値は、予め実施した試験に基づき定められた定数である。右辺の右側にある行列は、ｙ行１列でありｙ個の数値から構成される。これらの数値は、燃焼特性取得手段８１により取得された着火遅れ時間ＴＤである。例えば、１行１列目の数値は、パラメータの所定の組み合わせからなる燃焼条件ｉの時に取得された着火遅れ時間ＴＤ（ｉ）であり、２行１列目の数値は、燃焼条件ｊの時に取得された着火遅れ時間ＴＤ（ｊ）である。燃焼条件ｉと燃焼条件ｊとでは、全てのパラメータが異なる値に設定されている。なお、図３中の符号Ｐ（ｉ）、Ｔ（ｉ）、Ｏ２（ｉ）、Ｐｃ（ｉ）の各々は、燃焼条件ｉに係る筒内圧、筒内温度、吸気酸素濃度および噴射圧力を示し、符号Ｐ（ｊ）、Ｔ（ｊ）、Ｏ２（ｊ）、Ｐｃ（ｊ）の各々は、燃焼条件ｊに係る各パラメータを示す。
【００３１】
次に、図４、図５および図６を用いて、図３の行列式に燃焼条件毎の着火遅れ時間ＴＤを代入することで各分子構造種の混合量が算出できる理屈を説明する。
【００３２】
図４に示すように、燃焼に係る混合気に含まれる酸素の濃度（筒内酸素濃度）が高いほど自着火しやすくなるので、着火遅れ時間ＴＤが短くなる。図中の３本の実線（１）（２）（３）は、筒内酸素濃度と着火遅れ時間ＴＤとの関係を示す特性線である。但し、この特性線は燃料に応じて異なる。厳密には、燃料に含まれている各々の分子構造種の混合割合に応じて異なる。したがって、筒内酸素濃度がＯ２（ｉ）の場合の着火遅れ時間ＴＤを検出すれば、いずれの分子構造種であるかを推測できる。特に、筒内酸素濃度がＯ２（ｉ）の場合とＯ２（ｊ）の場合とで着火遅れ時間ＴＤを比較すれば、より高精度で混合割合を推定できる。
【００３３】
同様にして、図５に示すように、筒内温度が高いほど自着火しやすくなるので、着火遅れ時間ＴＤが短くなる。図中の３本の実線（１）（２）（３）は、筒内温度と着火遅れ時間ＴＤとの関係を示す特性線である。但し、この特性線は燃料に応じて異なる。厳密には、燃料に含まれている各々の分子構造種の混合割合に応じて異なる。したがって、筒内温度がＢ１の場合の着火遅れ時間ＴＤを検出すれば、いずれの分子構造種であるかを推測できる。特に、筒内温度がＴ（ｉ）の場合とＴ（ｊ）の場合とで着火遅れ時間ＴＤを比較すれば、より高精度で混合割合を推定できる。
【００３４】
また、筒内酸素濃度に係る特性線（図４参照）に対する影響度の高い分子構造種と、筒内温度に係る特性線（図５参照）に対する影響度の高い分子構造種とは異なる。このように、複数の燃焼条件の各々に係る特性線に対して影響度の高い分子構造種は異なる。したがって、複数のパラメータ（燃焼条件）を異なる値にして取得された着火遅れ時間ＴＤの組み合わせに基づけば、例えば図６の如くいずれの分子構造種の混合割合が多いのかを高精度で推定できる。
【００３５】
図６に例示する分子構造種Ａは、筒内酸素濃度（第１パラメータ）に係る特性線（第１特性線）に対する影響度が高い分子構造種である。また、分子構造種Ｂは、筒内温度（第２パラメータ）に係る特性線（第２特性線）に対する影響度が高い分子構造種であり、分子構造種Ｃは、第３パラメータに係る特性線（第３特性線）に対する影響度が高い分子構造種である。第１パラメータの変化に対して着火遅れ時間ＴＤの変化が大きく現れるほど、分子構造種Ａが多く混合していると言える。同様にして、第２パラメータの変化に対して着火遅れ時間ＴＤの変化が大きく現れるほど分子構造種Ｂが多く混合しており、第３パラメータの変化に対して着火遅れ時間ＴＤの変化が大きく現れるほど分子構造種Ｃが多く混合していると言える。したがって、異なる燃料（１）（２）（３）の各々に対し、分子構造種Ａ、Ｂ、Ｃの混合割合を推定できる。
【００３６】
次に、燃焼特性取得手段８１が実行するプログラムの処理について説明する。この処理は、以下に説明するパイロット噴射が指令される毎に実行される。１燃焼サイクル中に同一の燃料噴射弁１５から複数回噴射（多段噴射）させるように噴射制御する場合がある。これら複数回の噴射のうち、最も噴射量が多く設定された噴射をメイン噴射と呼び、その直前の噴射をパイロット噴射と呼ぶ。
【００３７】
先ず、燃焼特性取得手段８１は、上述した通り筒内圧センサ２１の検出値に基づき燃焼開始のｔ３時点を推定して、パイロット噴射に係る着火遅れ時間ＴＤを算出する。次に、複数のパラメータ（燃焼条件）と関連付けて、着火遅れ時間ＴＤをメモリ８０ｂに記憶させる。
【００３８】
具体的には、各パラメータが取り得る数値範囲を複数の領域に区分けしておき、複数のパラメータの領域の組み合わせ予め設定しておく。例えば図３に示す着火遅れ時間ＴＤ（ｉ）は、Ｐ（ｉ）、Ｔ（ｉ）、Ｏ２（ｉ）、Ｐｃ（ｉ）の領域の組み合わせ時に取得された着火遅れ時間ＴＤを表わす。同様に、着火遅れ時間ＴＤ（ｊ）は、Ｐ（ｊ）、Ｔ（ｊ）、Ｏ２（ｊ）、Ｐｃ（ｊ）の領域の組み合わせ時に取得された着火遅れ時間ＴＤを表わす。
【００３９】
なお、ユーザが給油することに起因して、燃料タンクに貯留されている燃料に別の燃料が混合した可能性が高い場合に、分子構造種の混合割合が変化したとみなし、推定されていた混合量の値をリセットする。例えば、内燃機関１０の運転停止時に、燃料タンクの燃料残量を検出するセンサにより燃料残量の増大が検出された場合にリセットする。
【００４０】
燃焼特性取得手段８１は、着火遅れ時間ＴＤを図３の行列式に代入して、分子構造種毎の混合量を算出する。なお、サンプリング数、つまり行列式の右辺右側の行列の行数に応じて、定数を表わす行列の列数を変更する。或いは、取得されていない着火遅れ時間ＴＤについては、予め設定しておいたノミナル値を着火遅れ時間ＴＤの行列に代入する。このように算出された分子構造種毎の混合量に基づき、分子構造種毎の混合割合を算出する。
【００４１】
先述した通り、マイコン８０ａは、噴射制御手段８３、燃圧制御手段８４、ＥＧＲ制御手段８５、過給圧制御手段８６およびインマニ温度制御手段８７としても機能する。これらの制御手段は、エンジン回転数、エンジン負荷およびエンジン冷却水温度等に基づき目標値を設定し、制御対象が目標値となるようにフィードバック制御する。或いは、目標値に対応する内容でオープン制御する。
【００４２】
噴射制御手段８３は、噴射開始時期、噴射量および噴射段数が目標値となるように図２のパルス信号を設定することで、噴射開始時期、噴射量および噴射段数を制御（噴射制御）する。上記噴射段数とは、先述した多段噴射に係る噴射回数のことである。具体的には、上記目標値に対応するパルス信号のオン時間（通電時間）およびパルスオン立ち上がり時期（通電開始時期）を、マップ上に予め記憶させておく。そして、目標値に対応する通電時間および通電開始時期をマップから取得してパルス信号を設定する。
【００４３】
また、噴射により得られた出力トルクや、ＮＯｘ量およびＰＭ量等のエミッション状態値を記憶しておく。そして、次回以降の噴射において、エンジン回転数およびエンジン負荷等に基づき目標値を設定するにあたり、上述の如く記憶された値に基づき、目標値を補正する。要するに、実際の出力トルクやエミッション状態値と、所望する出力トルクやエミッション状態値との偏差をゼロにするよう、目標値を補正してフィードバック制御する。
【００４４】
燃圧制御手段８４は、燃料ポンプ１５ｐに吸入される燃料の流量を制御する調量弁の作動を制御する。具体的には、レール圧センサ２３で検出された実レール圧と目標圧力Ｐｔｒｇ（目標値）との偏差に基づき、調量弁の作動をフィードバック制御する。その結果、燃料ポンプ１５ｐによる単位時間当りの吐出量が制御され、実レール圧が目標値となるように制御（燃圧制御）される。
【００４５】
ＥＧＲ制御手段８５は、エンジン回転数およびエンジン負荷等に基づき、ＥＧＲ量の目標値を設定する。そして、この目標値に基づき、ＥＧＲバルブ１７ａのバルブ開度を制御（ＥＧＲ制御）してＥＧＲ量を制御する。過給圧制御手段８６は、エンジン回転数およびエンジン負荷等に基づき、過給圧の目標値を設定する。そして、この目標値に基づき、過給調圧機器２６の作動を制御（過給圧制御）して過給圧を制御する。インマニ温度制御手段８７は、外気温度、エンジン回転数およびエンジン負荷等に基づき、インマニ温度の目標値を設定する。そして、この目標値に基づき、調温バルブ１７ｄのバルブ開度を制御（インマニ温度制御）してインマニ温度を制御する。
【００４６】
さらに、上述した各種の制御手段により設定される目標値は、混合割合推定手段８２により推定された混合割合によっても補正される。この補正をマイコン８０ａが実行する処理手順について、図７を用いて以下に説明する。この処理は、内燃機関１０の運転期間中、所定周期で繰返し実行される。
【００４７】
先ず、図７のステップＳ１０において、混合割合推定手段８２により推定された混合割合（実混合割合）を取得する。つまり、図３の左辺に示す分子混合種の各々についての混合割合を取得する。一方、分子混合種の各々に対する混合割合の基準値（基準混合割合）が、予め設定されてメモリ８０ｂに記憶されている。これらの基準混合割合は、車両の使用が装置される国や地域で流通している燃料を鑑みて設定されている。続くステップＳ１１では、基準混合割合をメモリ８０ｂから読み込んで取得する。続くステップＳ１２では、ステップＳ１０で取得した実混合割合と、ステップＳ１１で取得した基準混合割合との差分を、分子混合種の各々について算出する。
【００４８】
ここで、燃料性状（例えばセタン価）が同一の燃料であっても、その燃料に含まれている各種成分の混合割合が異なれば、スモークの発生のしやすさ（発生度合い）は異なってくる。本実施形態では、スモーク発生度合いを表した指標をスモーク指標と呼び、スモーク指標の値が大きいほど、スモーク発生度合いが大きい。各種成分の中には、スモーク指標に大きく影響する成分と、あまり影響しない成分とが存在する。このような影響度合いを鑑みて、各種成分の混合割合に基づきスモーク指標は算出される。なお、各種成分の各々が基準混合割合となっている燃料に係るスモーク指標を、基準スモーク指標と呼ぶ。
【００４９】
続くステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出した差分に基づき、スモーク指標の差分ΔＳを算出する。この差分ΔＳは、実混合割合から算出されるスモーク指標と、基準スモーク指標との差分に相当する。ステップＳ１３の処理によりスモーク指標の差分ΔＳを算出している時のマイコン８０ａは、排気に含まれている特定成分（スモーク）の発生度合いを混合割合に基づき推定する「エミッション推定手段」に相当する。
【００５０】
続くステップＳ１４では、ステップＳ１３で算出した差分ΔＳが閾値ＴＨ以上であるか否かを判定する。差分ΔＳが閾値ＴＨ以上であると判定された場合、続くステップＳ１５において、噴射制御手段８３等の各種制御手段で設定された先述の目標値の少なくとも１つを、差分ΔＳに基づき補正する。
【００５１】
具体的には、スモーク指標が基準スモーク指標よりも閾値ＴＨ以上高い場合には、スモークを低減させるよう、以下のように目標値を補正する。すなわち、燃圧制御手段８４に係る目標圧力Ｐｔｒｇを上昇させて、燃料の噴射圧力を上昇させる。ＥＧＲ制御手段８５に係るＥＧＲ量の目標値を低下させて、実ＥＧＲ量を減少させる。過給圧制御手段８６に係る過給圧の目標値を上昇させて、実過給圧を上昇させる。インマニ温度制御手段８７に係るインマニ温度の目標値を低下させて、実インマニ温度を低下させる。噴射制御手段８３に係るパイロット噴射の目標噴射量を減少させたり、パイロット噴射の目標噴射開始時期を早めさせたりする。そして、上述した複数の目標値のいずれを補正するか、また、どれだけ補正するかについては、各種成分の実混合割合に基づき決定する。
【００５２】
続くステップＳ１６では、ステップＳ１４でΔ差分Ｓが閾値ＴＨ以上であると肯定判定された場合には補正後の目標値、否定判定された場合には補正されていない目標値にしたがって、噴射制御等の各種制御を指令する。これらステップＳ１５、１６の処理を実行している時のマイコン８０ａは、混合割合取得手段により取得された混合割合に基づき燃焼システムの作動を制御する「制御手段」に相当する。
【００５３】
図７は、スモークに着目して目標値を補正する制御であるが、ＮＯｘやＰＭ等の他のエミッションについても同様にして、混合割合に基づき目標値を補正する。また、出力トルクや燃料消費率等についても同様にして、混合割合に基づき目標値を補正する。
【００５４】
以上により、本実施形態では、燃料に含まれている各種成分の混合割合を取得する混合割合推定手段８２と、推定された混合割合に基づき燃焼システムの作動を制御する制御手段と、を備える。上記制御手段は、噴射制御手段８３、燃圧制御手段８４、ＥＧＲ制御手段８５、過給圧制御手段８６、インマニ温度制御手段８７である。
【００５５】
ここで、燃料性状（例えばセタン価）が同一の燃料であっても、燃料に含まれている各種成分の混合割合が異なれば、燃焼システムを所望の状態で作動させるのに最適な制御の内容は、異なってくる。例えば、複数種類の成分のうちスモーク発生量に大きな影響を与える成分（スモーク因子成分）もあれば、ＮＯｘ発生量に大きな影響を与える成分もあり、熱発生量に大きな影響を与える成分もある。
【００５６】
この点を鑑みた本実施形態では、例えばスモーク因子成分の混合割合に基づき、スモーク発生量が上限値を超えないように、噴射制御、燃圧制御、ＥＧＲ制御、過給圧制御、およびインマニ温度制御に係る目標値を補正する。同様にして、他の因子成分に基づき目標値を補正する。このように、本実施形態によれば、燃料に含まれている各種成分の混合割合に応じて燃焼システムが制御される。そのため、セタン価に応じた従来制御に比べて、エミッション、出力トルク、燃料消費率等の各種状態や、これらの状態のバランスを、高精度で所望の状態に制御できる。
【００５７】
さらに本実施形態では、混合割合の推定対象となる成分は、分子構造の種類の違いにより分類される成分である。ここで、燃料性状（例えばセタン価）が同一の燃料であっても、分子構造種の混合割合が異なる燃料であれば、図４および図５に例示する着火遅れ時間ＴＤ（燃焼特性値）の特性線は異なってくる。よって、上記混合割合を噴射制御等に反映させる本実施形態によれば、例えばセタン価や燃料密度等の値を反映させる場合に比べて、エミッション、燃焼状態および噴射状態を所望の状態にすることを、高精度で実現できる。
【００５８】
さらに本実施形態では、分子構造の種類に、直鎖パラフィン類、側鎖パラフィン類、ナフテン類および芳香族類の少なくとも１つが含まれている。これらの分子構造種は、燃焼状態に与える影響が大きいので、これらで分類される成分の混合割合を推定することは、燃焼に関する各種制御に混合割合を反映させる上で、有意義である。
【００５９】
さらに本実施形態では、内燃機関１０の排気に含まれている特定成分の発生しやすさ（発生度合い）を、混合割合に基づき推定するエミッション推定手段を備える。具体的には、ステップＳ１３によりスモーク指標の差分ΔＳを算出する。そして、噴射制御手段８３等の各種制御手段は、少なくともエミッション推定手段の推定結果に基づき、燃料噴射弁１５等を制御して燃焼システムの作動を制御する。
【００６０】
ここで、燃料性状（例えばセタン価）が同一の燃料であっても、各種成分の混合割合が異なればスモーク等のエミッションの状態は異なるので、使用されている燃料のセタン価を取得したところで、エミッションの状態を推定することはできない。その一方で、燃料に含まれている各種成分の混合割合に基づけば、スモーク発生量等のエミッション状態が推定可能になる。この点を鑑みた本実施形態では、排気に含まれている特定成分の発生度合いを混合割合に基づき推定し、その推定結果に基づき燃焼システムの作動を制御するので、エミッションの状態を所望の状態に制御することを高精度で実現できる。
【００６１】
さらに本実施形態では、燃焼特性取得手段８１および混合割合推定手段８２を備える。燃焼特性取得手段８１は、内燃機関１０の燃焼に関する物理量の検出値を燃焼特性値として取得する。混合割合推定手段８２は、異なる燃焼条件で検出された複数の燃焼特性値に基づき、燃料に含まれている各種成分の混合割合を推定する。
【００６２】
ここで、全く同じ燃料を燃焼させても、その時の筒内圧や筒内温度等の燃焼条件が異なれば、着火遅れ時間や熱発生量等の燃焼特性値は異なってくる。例えば、図４の燃料（１）は、筒内酸素濃度が多いといった燃焼条件であるほど、着火遅れ時間ＴＤ（燃焼特性値）は短くなる。そして、燃焼条件の変化に対する燃焼特性値の変化の度合い、つまり図４の実線に示す特性線は、分子構造種の混合割合が互いに異なる燃料（１）（２）（３）の各々で、異なってくる。この点を鑑みた本実施形態では、異なる燃焼条件で検出された複数の着火遅れ時間ＴＤ（燃焼特性値）に基づき、燃料に含まれている分子構造種の混合割合を推定するので、燃料の性状をより正確に把握できるようになる。
【００６３】
さらに本実施形態では、燃焼条件は、複数種類のパラメータの組み合わせにより特定される条件である。つまり、複数種類のパラメータ各々について、パラメータの値が異なる燃焼時の燃焼特性値を取得する。これによれば、同一種類のパラメータについてそのパラメータの値が異なる燃焼時の燃焼特性値を取得し、それらの燃焼条件および燃焼特性値に基づき混合割合を推定する場合に比べて、混合割合を高精度で推定できる。
【００６４】
さらに本実施形態では、燃焼条件に係る複数種類のパラメータには、筒内圧、筒内温度、吸気酸素濃度および燃料噴射圧力の少なくとも１つが含まれている。これらのパラメータは、燃焼状態に与える影響が大きいので、これらの条件が異なる燃焼時の燃焼特性値を用いて混合割合を推定する本実施形態によれば、混合割合を精度良く推定できる。
【００６５】
さらに本実施形態では、燃焼特性値は、燃料噴射を指令してから自着火するまで着火遅れ時間ＴＤであることを特徴とする。着火遅れ時間ＴＤは、各種成分の混合割合の影響を大きく受けるので、着火遅れ時間ＴＤに基づき混合割合を推定する本実施形態によれば、混合割合を精度良く推定できる。
【００６６】
さらに本実施形態では、燃焼特性取得手段８１は、メイン噴射の前に噴射（パイロット噴射）された燃料の燃焼に関する燃焼特性値を取得する。メイン噴射の燃料が燃焼すると、筒内温度が高くなるので、メイン噴射後の燃料が燃焼しやすくなる。そのため、燃料の混合割合の違いに起因した燃焼特性値の変化が現れにくくなる。これに対し、メイン噴射の前に噴射（パイロット噴射）された燃料は、メイン燃焼の影響を受けないので、混合割合の違いに起因した燃焼特性値の変化が現れやすくなる。よって、燃焼特性値に基づき混合割合を推定するにあたり、その推定精度を向上できる。
【００６７】
（第２実施形態）
本実施形態に係る燃焼システム制御装置のハード構成は、図１に示すＥＣＵ８０と同一である。但し、本実施形態に係る燃焼システム制御装置は、以下に説明するエミッション推定手段、燃焼状態推定手段、噴射状態推定手段、燃焼環境取得手段を備える。
【００６８】
図８は、本実施形態に係るマイコン８０ａが実行する処理の手順を示すフローチャートであり、この処理は、内燃機関１０の運転期間中、所定周期で繰返し実行される。先ず、図８のステップＳ１０において、図７と同様にして、混合割合推定手段８２により推定された混合割合（実混合割合）を取得する。続くステップＳ２１では、燃焼室１１ａで燃焼が生じる直前における燃焼環境を表した、以下に例示する各種の物理量（燃焼環境値）を取得する。
【００６９】
燃焼環境値の１つに、燃焼直前における燃焼室１１ａの温度が挙げられる。該温度が高温であるほど、着火しやすく燃焼しやすい環境であると言える。例えば、今回の燃焼サイクルにおける吸気行程および圧縮行程のうち燃焼前の所定時期での温度が、上記燃焼環境値に相当する。この温度（燃焼環境値）は、温度検出素子２１ａにより検出される。
【００７０】
燃焼環境値の１つに、燃焼直前における燃焼室１１ａ内での混合気の流速が挙げられる。該流速が速いほど、着火しやすく燃焼しやすい環境であると言える。例えば、今回の燃焼サイクルにおける吸気行程および圧縮行程のうち燃焼前の所定時期でのエンジン回転数が速いほど、上記流速は速くなるので、上記エンジン回転数が上記燃焼環境値に相当する。このエンジン回転数（燃焼環境値）は、クランク角センサ２４により検出される。
【００７１】
燃焼環境値の１つに、燃焼室１１ａ内の酸素濃度が挙げられる。該酸素濃度が高いほど、着火しやすく燃焼しやすい環境であると言える。例えば、今回の燃焼サイクルにおける吸気行程の所定時期での酸素濃度が、上記燃焼環境値に相当する。この酸素濃度（燃焼環境値）は、酸素濃度センサ２２により検出される。
【００７２】
続くステップＳ２２では、ステップＳ２１で取得した燃焼環境値に基づき、後述する定数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を補正する。続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で補正した定数Ｋ１、およびステップＳ１０で取得した混合割合に基づき、排気に含まれている特定成分の発生しやすさ（発生度合い）を表したエミッション指標の値を推定する。エミッション指標の具体例としては、スモーク発生度合いを表した先述のスモーク指標や、未燃ＨＣ発生度合いを表したＨＣ指標、ＣＯ発生度合いを表したＣＯ指標、ＮＯｘ発生度合いを表したＮＯｘ指標等が挙げられる。
【００７３】
続くステップＳ２４では、ステップＳ２２で補正した定数Ｋ２、およびステップＳ１０で取得した混合割合に基づき、内燃機関１０での燃焼状態を表した指標（燃焼指標）の値を推定する。燃焼指標の具体例としては、燃焼量の増大しやすさを表した燃焼指標や、着火遅れ時間の短縮しやすさを表した着火遅れ指標等が挙げられる。
【００７４】
続くステップＳ２５では、ステップＳ２２で補正した定数Ｋ３、およびステップＳ１０で取得した混合割合に基づき、燃焼室１１ａへ噴射される燃料の噴射状態を表した指標（噴射指標）の値を推定する。噴射指標の具体例としては、燃料噴射弁１５から噴射された燃料のペネトレーション（貫徹力）の増大しやすさを表わした貫徹力指標や、噴霧を構成する燃料の粒径の小径化しやすさを表した粒径指標等が挙げられる。さらに、噴射された燃料の噴霧の噴射方向への長大化しやすさを表した噴霧長指標や、噴射方向に対して垂直な方向（噴霧幅方向）への長大化しやすさを表した噴霧幅指標等も、噴射指標の具体例として挙げられる。
【００７５】
ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２５の処理を実行している時のマイコン８０ａは、それぞれ「エミッション推定手段」「燃焼状態推定手段」「噴射状態推定手段」に相当する。例えば、各種成分の混合量を図９に示す行列式に代入することで、上述したエミッション指標、燃焼指標および噴射指標の値を算出するとともに、燃焼騒音の増大しやすさを表した騒音指標の値等を算出する。
【００７６】
図９の左辺にある行列は、ｘ行１列でありｘ個の数値から構成される。これらの数値は、エミッション指標、燃焼指標、噴射指標、騒音指標等の値を表わす。右辺の右側にある行列は、ｙ行１列でありｙ個の数値から構成される。これらの数値は、各種成分の混合量を表わす。各種成分とは、分子構造の種類の違いにより分類される成分である。分子構造の種類には、直鎖パラフィン類、側鎖パラフィン類、ナフテン類および芳香族類が含まれている。
【００７７】
図９の右辺の左側にある行列は、ｘ行ｙ列でありｘ・ｙ個の数値から構成される。これらの数値は、予め実施した試験に基づき定められた値を、燃焼環境値に基づきステップＳ２２で補正した値である。これらｘ・ｙ個の数値のうち、スモーク指標等のエミッション指標の算出に関与する数値が、ステップＳ２３で用いられる定数Ｋ１に相当する。ｘ・ｙ個の数値のうち、燃焼指標の算出に関与する数値が、ステップＳ２４で用いられる定数Ｋ２に相当する。ｘ・ｙ個の数値のうち、噴射指標の算出に関与する数値が、ステップＳ２５で用いられる定数Ｋ３に相当する。
【００７８】
次に、図９の行列式に各種成分の混合量を代入することで、エミッション指標、燃焼指標、噴射指標、騒音指標等の値が算出できる理屈を説明する。
【００７９】
各種成分の中には、エミッション指標に大きく影響する成分と、あまり影響しない成分とが存在する。さらに、エミッション指標の中でも、スモーク指標、ＨＣ指標、ＣＯ指標、ＮＯｘ指標等の種類に応じて、影響度の大きい成分は異なってくる。また、燃焼指標、噴射指標および騒音指標についても同様であり、各種の指標に対する影響度の大きい成分は異なってくる。このような影響度合いを鑑みて、図９に示す定数の行列を構成する数値は設定されている。したがって、図９の右辺において、各種成分の混合量を表わした行列に定数の行列を乗算すれば、各種指標の値が算出される。但し、混合割合が同じ燃料であっても、燃焼環境値が異なれば各種指標は異なってくることを鑑みて、定数の行列を構成する数値は、燃焼環境値に基づきステップＳ２２で補正されている。
【００８０】
以上により、本実施形態によれば、内燃機関１０の排気に含まれている特定成分の発生しやすさ（発生度合い）を、混合割合に基づき推定するエミッション推定手段を備える。具体的には、ステップＳ２３によりエミッション指標の値を算出する。そして、少なくともエミッション推定手段の推定結果に基づき、各種制御手段は燃料噴射弁１５等を制御して燃焼システムの作動を制御する。これによれば、混合割合に基づきエミッション指標を推定するので、その推定を高精度で実現できる。そして、その推定結果に基づき燃焼システムの作動を制御するので、エミッションの状態を所望の状態に制御することを高精度で実現できる。特に、このようなエミッション指標は筒内圧センサ２１の検出結果だけでは推定が極めて困難であるため、本実施形態によれば上記効果が好適に発揮される。
【００８１】
さらに本実施形態では、内燃機関１０での燃焼状態を混合割合に基づき推定する燃焼状態推定手段を備える。具体的には、ステップＳ２４により燃焼指標の値を算出する。そして、少なくとも燃焼状態推定手段の推定結果に基づき、各種制御手段は燃料噴射弁１５等を制御して燃焼システムの作動を制御する。これによれば、混合割合に基づき燃焼指標を推定するので、その推定を高精度で実現できる。そして、その推定結果に基づき燃焼システムの作動を制御するので、燃焼状態を所望の状態に制御することを高精度で実現できる。特に、このような燃焼指標は筒内圧センサ２１の検出結果だけでは推定精度が極めて低いため、本実施形態によれば上記効果が好適に発揮される。
【００８２】
さらに本実施形態では、燃焼室１１ａへ噴射される燃料の噴射状態を混合割合に基づき推定する噴射状態推定手段を備える。具体的には、ステップＳ２５により噴射指標の値を算出する。そして、少なくとも噴射状態推定手段の推定結果に基づき、各種制御手段は燃料噴射弁１５等を制御して燃焼システムの作動を制御する。これによれば、混合割合に基づき噴射指標を推定するので、その推定を高精度で実現できる。そして、その推定結果に基づき燃焼システムの作動を制御するので、噴射状態を所望の状態に制御することを高精度で実現できる。
【００８３】
さらに本実施形態では、燃焼室１１ａで燃焼が生じる前における燃焼環境のうち、燃焼室１１ａの温度、燃焼室１１ａにおける混合気の流速、燃焼室１１ａの酸素濃度の少なくとも１つを推定する燃焼環境取得手段を備える。具体的には、ステップＳ２１により燃焼環境値を取得する。そして、混合割合に加えて燃焼環境値に基づき、燃焼システムの作動を制御する。例えば、混合割合に基づき各種指標を算出するにあたり、その算出に用いる定数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ２を燃焼環境値に基づき補正する。つまり、燃焼環境値を加味して各種指標を算出する。よって、燃焼システムを所望の状態で制御することの精度を向上できる。
【００８４】
（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００８５】
図１に示す上記実施形態では、混合割合推定手段８２が、複数の燃焼特性値に基づき各種成分の混合割合を推定している。これに対し、燃料の一般性状をセンサで検出し、その検出結果に基づき上記混合割合を推定してもよい。上記一般性状の具体例としては、燃料の密度、動粘度、蒸留温度等が挙げられる。
【００８６】
上記第２実施形態では、図９に示すように、各種成分の混合量に基づき指標値を算出し、算出した指標値に基づき、各種制御手段が燃料噴射弁１５等を制御して燃焼システムの作動を制御する。例えば、混合割合に基づき指標値を算出し、その指標値に基づき、上述した各種の目標値を補正する。これに対し、指標値の算出を廃止して、各種成分の混合量に基づき燃焼システムの作動を制御してもよい。例えば、混合割合に基づき上記目標値を補正する。
【００８７】
図９に示す実施形態では、エミッション指標、燃焼指標、噴射指標、および騒音指標等、複数種類の指標を、混合割合に基づき推定している。これに対し、少なくとも１つの種類の指標について、混合割合に基づき推定してもよい。また、各種類について複数の指標を推定してもよいし、各種類について１つの指標を推定してもよい。例えば、エミッション指標について、スモーク指標、ＨＣ指標、ＣＯ指標、ＮＯｘ指標のうち少なくとも１つを推定すればよい。
【００８８】
図８に示す上記第２実施形態では、ステップＳ２２において、燃焼環境値に基づき、定数の行列を構成する数値を補正している。これに対し、上記補正を廃止してもよい。
【００８９】
図２に示す上記実施形態では、通電開始のｔ１時点から燃焼開始のｔ３時点までの時間を着火遅れ時間ＴＤと定義している。これに対し、噴射開始のｔ２時点から燃焼開始のｔ３時点までの時間を着火遅れ時間ＴＤと定義してもよい。噴射開始のｔ２時点は、噴射開始に伴いレール圧等の燃圧に変化が生じた時期を検出し、その検出時期に基づき推定すればよい。
【００９０】
図１に示す燃焼特性取得手段８１は、燃焼に関する物理量の検出値（燃焼特性値）として、着火遅れ時間ＴＤを取得している。これに対し、熱発生率の変化を表わす波形や、該当する燃料の燃焼で発生した熱量（熱発生量）等を燃焼特性値として取得してもよい。また、着火遅れ時間ＴＤ、熱発生率の波形、および熱発生量等、複数種類の燃焼特性値に基づき、各種成分の混合割合を推定してもよい。例えば、図３の右辺左側の行列（定数）を、複数種類の燃焼特性値に対応した値に設定しておき、図３の右辺右側の行列に、複数種類の燃焼特性値を代入して混合割合を推定する。
【００９１】
図３の例では、複数の着火遅れ時間ＴＤの各々について、全てのパラメータが異なるように燃焼条件が設定されている。つまり、パラメータの所定の組み合わせからなる燃焼条件ｉ、ｊ、ｋ、ｌ（図３参照）の各々について、筒内圧は全て異なる値Ｐ（ｉ）、Ｐ（ｊ）、Ｐ（ｋ）、Ｐ（ｌ）に設定されている。同様に、筒内温度Ｔ、吸気酸素濃度Ｏ２および噴射圧力Ｐｃも全て異なる値に設定されている。これに対し、異なる燃焼条件の各々において、少なくとも１つのパラメータの値が異なっていればよい。例えば燃焼条件ｉ、ｊの各々において、筒内温度Ｔ、吸気酸素濃度Ｏ２および噴射圧力Ｐｃを同じ値に設定し、筒内圧だけを異なる値Ｐ（ｉ）、Ｐ（ｊ）に設定してもよい。
【００９２】
図３の例では、複数種類のパラメータの組み合わせにより特定される条件（燃焼条件）を複数設定し、各々の燃焼条件で燃焼した場合の燃焼特性値を取得する。これに対し、パラメータを１種類に設定し、パラメータの値が異なる燃焼条件で燃焼した場合の燃焼特性値を取得してもよい。この時、取得したい筒内温度になる時期（クランク角度）に噴射時期を変更して、積極的に所望の燃焼条件における燃焼特性値を取得しても良い。またこの時、メイン燃焼が変化してしまう恐れがあるため、噴射時期を操作する気筒を１気筒だけに限定する、もしくは、パイロット噴射とは別の追加噴射（燃焼特性値の検出用）をしても良い。
【００９３】
また、取得したい筒内温度になる時期（クランク角度）に噴射時期を変更して、積極的に所望の燃焼条件における燃焼特性値を取得してもよい。この場合、全気筒の噴射時期を変更させるのではなく、所定の気筒に特定して噴射時期を変更することが望ましい。但し、メイン噴射については、上記変更を禁止させることが望ましい。さらに、メイン燃焼への影響が大きいパイロット噴射についても、上記変更を禁止させることが望ましい。さらに、燃焼特性値を検出する専用の噴射を追加して、この専用の噴射について、所望の状態で燃焼させて燃焼特性値を取得してもよい。
【００９４】
上述した実施形態では、メイン噴射の直前に噴射（パイロット噴射）された燃料の燃焼に関する燃焼特性値を取得している。これに対し、メイン噴射の後に噴射された燃料の燃焼に関する燃焼特性値を取得してもよい。メイン噴射後の噴射の具体的例として、アフター噴射やポスト噴射が挙げられる。また、メイン噴射の前に複数回噴射する多段噴射を実施する場合には、初回に噴射された燃料の燃焼に関する燃焼特性値を取得すれば、メイン燃焼の影響を大きく受けずに済むので望ましい。
【００９５】
上述した実施形態では、筒内圧センサ２１の検出値に基づき燃焼特性値を取得している。これに対し、筒内圧センサ２１を備えていない構成において、回転角センサの回転変動（微分値）に基づき燃焼特性値を推定してもよい。例えば、パイロット燃焼に起因して微分値が既定の閾値を超えた時期をパイロット着火時期として推定できる。また、微分値の大きさからパイロット燃焼量を推定できる。
【００９６】
図１に示す実施形態では、筒内温度は温度検出素子２１ａにより検出されているが、筒内圧センサ２１により検出された筒内圧に基づき推定してもよい。具体的には、筒内温度を、筒内圧力、シリンダ容積、シリンダ内のガス重量、ガス定数から演算して推定する。
【００９７】
ＥＣＵ８０（燃焼システム制御装置）が提供する手段および／または機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、燃焼システム制御装置がハードウェアである回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…内燃機関、８０…ＥＣＵ（燃焼システム制御装置）、Ｓ１０…混合割合取得手段、Ｓ１５、Ｓ１６…制御手段。
【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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