"エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、排気ガス中の二酸化炭素濃度を求める二酸化炭素濃度演算手段と、排気ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段とを有し、前記燃焼状態判定手段は、前記エンジン運転状態検出手段で検出した所定のエンジン運転状態における完全燃焼時の排気ガス中の二酸化炭素濃度を予測する予測二酸化炭素濃度を求め、前記予測二酸化炭素濃度と前記二酸化炭素濃度演算手段で求めた二酸化炭素濃度とを比較して、該二酸化炭素濃度が前記予測二酸化炭素濃度に基づいて設定した所定の正常燃焼ゾーンから外れている場合、前記空燃比検出手段で検出した空燃比に基づいて前記エンジンの燃焼状態を判定することを特徴とするエンジンの燃焼状態診断装置。前記燃焼状態判定手段は、前記二酸化炭素濃度が前記所定の正常燃焼ゾーンよりも濃く、且つ前記空燃比がリーンの場合、オイル燃焼と判定することを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃焼状態診断装置。前記燃焼状態判定手段は、前記二酸化炭素濃度が前記所定の正常燃焼ゾーンよりも薄く、且つ前記空燃比がリーンの場合、失火と判定することを特徴とする請求項1或いは2記載のエンジンの燃焼状態診断装置。前記燃焼状態判定手段は、前記空燃比が理論空燃比と予め設定したリーン判定空燃比との間にある場合は、半失火と判定することを特徴とする請求項3記載のエンジンの燃焼状態診断装置。前記燃焼状態判定手段は、前記二酸化炭素濃度が前記正常燃焼ゾーンよりも薄く、且つ前記空燃比がリッチの場合、スモーク発生と判定することを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載のエンジンの燃焼状態診断装置。一般に、CO2濃度は、燃焼状態が良いと濃く、悪いと薄くなる傾向にある。燃焼が悪いと、1未燃燃料が残り、HC炭化水素が生成される2不完全燃焼によりCO一酸化炭素が生成されると云う現象が現れてCO2濃度が薄くなる。しかし、混合気にオイルが混入した場合、インジェクタから供給された燃料に加えてオイルが燃焼するので、燃焼状態が悪くてもCO2濃度は濃くなる。逆に、燃焼状態が良くてもCO2濃度が薄い場合があるが、上述した文献に開示されている技術では、CO2濃度にのみ基づいて燃焼状態オイル燃焼を判定しているに過ぎないため、予測CO2濃度よりも検出CO2濃度が薄い場合は、一律に正常燃焼と判定されてしまい、エンジン全体の燃焼状態を正確に把握することが困難であるという問題がある。本発明は、上記事情に鑑み、CO2濃度及び空燃比に基づき燃焼状態を正確に診断することのできるエンジンの燃焼状態診断装置を提供することを目的とする。本発明によるエンジンの燃焼状態診断装置は、エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、排気ガス中の二酸化炭素濃度を求める二酸化炭素濃度演算手段と、排気ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段とを有し、前記燃焼状態判定手段は、前記エンジン運転状態検出手段で検出した所定のエンジン運転状態における完全燃焼時の排気ガス中の二酸化炭素濃度を予測する予測二酸化炭素濃度を求め、前記予測二酸化炭素濃度と前記二酸化炭素濃度演算手段で求めた二酸化炭素濃度とを比較して、該二酸化炭素濃度が前記予測二酸化炭素濃度に基づいて設定した所定の正常燃焼ゾーンから外れている場合、前記空燃比検出手段で検出した空燃比に基づいて前記エンジンの燃焼状態を判定する。本発明によれば、CO2濃度及び空燃比に基づき燃焼状態を正確に診断することができる。以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図1の符号1はエンジン、2はピストン、3は燃焼室、4は吸気ポート、5は排気ポート、6は吸気弁、7は排気弁であり、吸気ポート4に連通する吸気通路8の上流にエアクリーナ9が介装され、その直下流に吸入空気量Qを検出する吸入空気量検出手段としての吸入空気量センサ10が配設され、更に、その下流にスロットル弁11が介装されている。このスロットル弁11はスロットル開度を電子的に制御する電子制御スロットル装置図示せずに設けられているスロットルアクチュエータ12に連設されている。又、燃焼室3の頂面中央に筒内噴射用インジェクタ13の噴孔が臨まされており、この筒内噴射用インジェクタ13の噴射方向に対設するピストン2の頂面に湾曲凹面状のピストンキャビティ2aが形成されている。更に、燃焼室3の一側本実施の形態ではスキッシュエリアに点火栓14の発火部が臨まされている。更に、排気ポート5に連通する排気通路15に、排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値から排気空燃比A/Fをリニアに検出する空燃比検出手段としてのリニアO2センサ16が臨まされ、その排気ガス中のCO,HCの酸化とNOxの還元を行って浄化する三元触媒17が介装されている。又、排気通路15の三元触媒17の下流に、この三元触媒17から排出された排気ガス中のCO2二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度演算手段としてのCO2センサ18が配設されている。上述した各センサ10,16,18は、エンジン制御装置ECU21に接続されている。図2に示すように、ECU21には、上述した各センサ10,16,18以外に、クランク角の角速度からエンジン回転数Ne等を検出するエンジン回転数検出手段としての機能を有するクランク角センサ19が接続されている。又、このECU21の出力側に、スロットル弁11を開閉動作させるスロットルアクチュエータ12、ECU21からの点火信号を受けて点火コイルの一次側をON,OFFし、この点火コイルの二次側に誘起された高電圧を点火栓14に通電して火花放電させるイグナイタ22、ECU21からの駆動信号により所定に計量された燃料を所定の噴射タイミングで噴射するインジェクタ13、ウォーニングランプ23等が接続されている。ECU21は、CO2センサ18で検出したCO2濃度とリニアO2センサ16で検出した排気ガス中の酸素濃度に基づいて求めた排気空燃比A/Fとに基づいて、エンジン1の燃焼状態を調べ、異常燃焼と判定した場合、その原因を推定し、ECU21に設けられている不揮発性記憶手段に記憶させる。ECU21で実行する燃焼状態の判定は、具体的には、図3、図4に示す燃焼状態判定ルーチンに従って処理される。尚、このルーチンでの処理が、本発明の燃焼状態判定手段に対応している。このルーチンは、スタータースイッチをOFFした後、すなわち、エンジン始動後、所定演算周期毎に実行される。従って、このフローチャートはエンジン始動後、暖機運転、加減速運転を含む全ての運転領域で実行される。このルーチンが起動すると、先ず、ステップS1で、吸入空気量センサ10で検出した吸入空気量Q、リニアO2センサ16で検出した排気空燃比A/F、クランク角センサ19で検出したエンジン回転数Ne等、運転状態を検出するパラメータを読込む。尚、この吸入空気量センサ10とリニアO2センサ16とクランク角センサ19とで、本発明のエンジン運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段が構成されている。次いで、ステップS2へ進み、運転状態を検出する各パラメータの内、吸入空気量Q、排気空燃比A/F、エンジン回転数Neに基づき、完全燃焼時の予測二酸化炭素濃度予測CO2濃度CO2_pを設定する。すなわち、ガソリンエンジンの排気ガスに含まれている主な成分は、不完全燃焼部分で発生するCO一酸化炭素、完全燃焼部分で発生するCO2、未燃焼ガスであるHC炭化水素、及びH2O水蒸気である。燃焼室内の混合気が完全燃焼した場合、CO2濃度が増加し、相対的にCO濃度が減少する。一方、HCは未燃焼ガス成分であるため完全燃焼により減少する。従って、これらCO2,CO,HCの何れかと、投入熱量燃料噴射量とを検出すれば、エンジン1の燃焼状態を把握することができる。この中で、特にCO2は完全燃焼時に発生する成分であり、燃焼状態に最も敏感であるため、排気ガス中のCO2濃度が濃ければ、燃焼効率が良いと判断することができる。完全燃焼時の予測CO2濃度CO2_pを求めるに際しては、先ず、吸入空気量Qとエンジン回転数Neとに基づき単位回転数あたりの吸入空気量を求める。次いで、この単位回転数あたりの吸入空気量とリニアO2センサ16で検出した排気空燃比A/Fとに基づき、予め設定されているマップを参照し、或いは演算式から、予測CO2濃度を設定する。尚、リニアO2センサ16で検出した排気空燃比A/Fと単位回転数あたりの吸入空気量とから投入熱量燃料噴射量が把握できる。その後、ステップS3へ進み、CO2センサ18で検出したCO2濃度検出CO2濃度vCO2を読込み、ステップS4で、予測CO2濃度CO2_pと検出CO2濃度vCO2との差分と、予め実験等から求めた濃度許容値Δαとを比較して、検出CO2濃度vCO2が許容領域に治まっているか否かを調べる。そして、|CO2_p-vCO2|≦Δαのとき、すなわち、検出CO2濃度vCO2が、CO2_p±Δαの範囲に収まっている場合、ステップS5へ進み、正常燃焼であると判定し、ルーチンを抜ける。一方、ステップS4で、|CO2_p-vCO2|>Δαと判定されたき、すなわち、検出CO2濃度vCO2が、CO2_p±Δαから外れている場合は、ステップS6へ進み、検出CO2濃度vCO2が、許容範囲CO2_p±Δαよりも薄いか、濃いかを判定する。そして、薄いCO2_p-Δα>vCO2と判定された場合、ステップS7へ進み、又、濃いCO2_pΔα<vCO2と判定された場合、ステップS8へジャンプする。ステップS7へ進むと、排気空燃比A/Fが、理論空燃比ストイキオAFthよりもややリーン側に設定されているリーン判定空燃比LAFとの間にあるか否かを調べる。そして、AFth<A/F≦LAFのときは、排気空燃比A/Fがややリーンと判定し、ステップS9へ進む。それ以外の場合、ステップS10へ進む。ステップS9へ進むと、検出CO2濃度vCO2が薄く、しかも、排気空燃比A/Fがリーン側にある状況は、スモーク発生、且つ半失火と推定し、ステップS13へ進む。スモークには粒子状物質PMが含まれている。又、半失火とは一部が失火している部分燃焼状態を示す。検出CO2濃度vCO2が薄く、且つ排気空燃比A/Fがややリーン側にある状態は、失火の前兆であり、不完全燃焼によりスモークが発生すると共に、混合気の一部は失火していると推定することができる。又、ステップS7からステップS10へ進むと、排気空燃比A/Fがリーン判定空燃比LAFよりもオーバリーン側にあるか否かを調べる。そして、オーバリーン側にあるA/F>LAFと判定したときは、ステップS11へ進んで失火と推定し、ステップS13へ進む。検出CO2濃度vCO2が薄く、且つ、排気空燃比A/Fがオーバリーン側にある状況では、完全失火が発生していると推定できる。更に、完全失火では未燃料ガスが排出されるので、スモークの発生はないと推定できる。又、オーバリーンではないと判定したとき、すなわち、A/F≦LAFであり、上述したステップS7により、排気空燃比A/Fが、ストイキオAFthを含むリッチ側にあるAFth≧A/Fと判定したときは、ステップS12へ進み、スモーク発生と推定し、ステップS14へ進む。検出CO2濃度vCO2が薄く、且つ排気空燃比A/Fがストイキオを含むリッチ側にあると判定した状況は、不完全燃焼によりスモークが発生していると推定される。そして、ステップS9或いはステップS11からステップS13へ進むと、故障原因が燃料系と点火系との双方にあると推定し、ステップS15へ進む。すなわち、検出CO2濃度vCO2が薄く、しかも、排気空燃比A/Fがリーンにある状況は、混合気が不完全燃焼となり、失火或いはスモークが発生すると推定できる。この原因は、インジェクタ13の燃圧が正常ではないため所定に計量した燃料が噴射されていない、或いは燃料噴射タイミングや点火時期がずれているためと推定される。一方、ステップS12からステップS14へ進むと、燃料系の故障と推定してステップS15へ進む。すなわち、検出CO2濃度vCO2が薄く、しかも、排気空燃比A/Fがストイキオからリッチ側にある状況では、燃料の気化不足により不完全燃焼となりスモークが発生していると推定される。燃料の気化不足は噴射タイミングに原因があり、燃料系の故障と推定される。そして、ステップS13或いはステップS14からステップS15へ進むと、インストルメントパネル等に配設されているウォーニングランプ23を点灯或いは点滅させて、運転者に、燃焼状態の異常を放置した後、ステップS16へ進み、故障に対応するトラブルコードを、その時の車両の運転情報と共に不揮発性メモリに記憶させてルーチンを抜ける。又、上述したステップS6で、検出CO2濃度vCO2が濃いCO2_pΔα<vCO2と判定されてステップS8へジャンプすると、排気空燃比A/FとストイキオAFthとを比較し、排気空燃比A/Fがリーン側にある場合AFth≦A/F、ステップS17へ進み、オイルが燃焼していると推定し、ステップS20へ進み、故障原因がオイル上がりやオイル下がり等、潤滑系の故障であると推定して、ステップS15へ戻る。すなわち、検出CO2濃度vCO2が濃いにも拘らず、排気空燃比A/Fがリーン側にある状態は、実際に投入した燃料量以上の燃焼が起きていると推定される。その原因として最も可能性が高いのはオイル燃焼であり、潤滑系の故障であると推定される。又、ステップS8で排気空燃比A/Fがリッチ側にあると判定した場合、ステップS19へ進み、エラーと判断し、そのままルーチンを抜ける。検出CO2濃度vCO2が濃く、しかも、排気空燃比A/Fがリッチにある状況は、故障原因を特定することができないため、そのままルーチンを抜ける。上述した燃焼状態を、図5に示すように縦軸を検出CO2濃度vCO2、横軸を排気空燃比A/Fとして示すと、検出CO2濃度vCO2が、予測CO2濃度CO2_pを挟んで±Δαの範囲この範囲を便宜的に正常燃焼ゾーンCO2_p±Δαと称するに収まっている場合、空燃比A/Fに関係なく正常燃焼と判定する。一方、検出CO2濃度vCO2が正常燃焼ゾーンCO2_p±Δαから外れている場合、検出CO2濃度vCO2と排気空燃比A/Fとの関係で、上述したように燃焼状態を判定する。尚、検出CO2濃度vCO2が正常燃焼ゾーンCO2_p±Δαよりも薄いと判定された場合、ECU21において、燃料噴射制御、燃料噴射タイミング制御、点火時期制御、吸入空気量制御スロットル開度制御を実行することで、失火、半失火、スモークの発生を回避するようにしても良い。このように、本実施形態では、排気ガス中の検出CO2濃度vCO2と空燃比A/Fとに基づいて燃焼状態を調べるようにしたので、失火、半失火の発生は勿論のこと、オイル燃焼、スモーク発生等の異常燃焼も推定することができるため、エンジン1の燃焼状態を正確に診断することができる。尚、本発明は上述した各実施形態に限るものではなく、CO2センサ18は三元触媒17の上流側に配設されていても良い。又、適用する噴射方式は筒内噴射式に限らず、ポート噴射式であっても良く、更に、エンジン1もガソリンエンジンに限らずディーゼルエンジンであっても良い。又、検出CO2濃度vCO2は、CO2センサ18を用いることなく、CO濃度やHC濃度、或いは吸入空気量Qとインジェクタ13から噴射された燃料量とに基づいて簡易的に設定するようにしても良い。従って、この場合、二酸化炭素濃度演算手段は、COセンサ、HCセンサ、或いは吸入量Q及び燃料量となる。"