内燃機関の燃料性状判定装置
【課題】内燃機関に供給される燃料の性状を精度よく判定する内燃機関の燃料性状判定装置を提供する。
【解決手段】ディーゼル機関１０の運転条件を検出する（ステップ１００）。排気空燃比をＡＢＹＦ１に制御する（ステップ１０２）。リッチスパイクを実施する（ステップ１０４）。Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１を取得する（ステップ１０６）。排気空燃比をＡＢＹＦ２に制御する（ステップ１０８）。リッチスパイクを実施する（ステップ１１０）。Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２を取得する（ステップ１１２）。偏差ΔＰ（＝ΔＰＡＢＹＦ１−ΔＰＡＢＹＦ２）を演算する（ステップ１１４）。偏差ΔＰとＴ９０との関係を規定したマップに従い、燃料性状（Ｔ９０）を判定する（ステップ１１６）。
【解決手段】ディーゼル機関１０の運転条件を検出する（ステップ１００）。排気空燃比をＡＢＹＦ１に制御する（ステップ１０２）。リッチスパイクを実施する（ステップ１０４）。Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１を取得する（ステップ１０６）。排気空燃比をＡＢＹＦ２に制御する（ステップ１０８）。リッチスパイクを実施する（ステップ１１０）。Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２を取得する（ステップ１１２）。偏差ΔＰ（＝ΔＰＡＢＹＦ１−ΔＰＡＢＹＦ２）を演算する（ステップ１１４）。偏差ΔＰとＴ９０との関係を規定したマップに従い、燃料性状（Ｔ９０）を判定する（ステップ１１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に供給される燃料の性状を判定する内燃機関の燃料性状判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００７−１８７０９４号公報に開示されるように、内燃機関の冷機時の触媒床温制御において、空燃比から演算されるパラメータ値と基準値とを比較して燃料性状を判定する装置が知られている。この装置では、冷機始動時の触媒床温制御において、点火時期をリタードすることにより空燃比が過渡的にリーンへ変化される。かかるリーン度合いは、ポート等への燃料付着量、すなわち、燃料の蒸発性によって変化する。このため、かかるリーン空燃比から演算されるパラメータに基づいて、燃料の性状を判定することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８７０９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置のように、ある特定条件のみに基づいて燃料の蒸発性のパラメータを検出した場合、かかる検出値には機関性能の個体差やセンサの劣化などの要因による様々な誤差が重畳することとなる。したがって、この検出値と所定値とを比較して燃料性状を判定する従来の装置では、燃料性状を精度よく判定できないおそれがあった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関に供給される燃料の性状を精度よく判定することのできる内燃機関の燃料性状判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料性状判定装置であって、
内燃機関の排気ガスの空燃比を制御目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記空燃比を検出する空燃比検出手段と、
排気ガスの流量（以下、排気流量）を制御する排気流量制御手段と、
前記空燃比を一時的に制御目標空燃比よりもリッチ側へ変化させるリッチスパイク手段と、
前記排気流量が所定の排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化と、前記所定の排気流量と異なる排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化とに基づいて、前記内燃機関に供給された燃料の燃料性状を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記空燃比制御手段は、前記排気流量制御手段を用いて前記排気流量を変化させることにより、前記空燃比を前記制御目標空燃比に制御することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、
前記判定手段は、
前記制御目標空燃比が所定の第１空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第１空燃比との偏差（以下、第１空燃比偏差）を演算する第１の演算手段と、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第２空燃比との偏差（以下、第２空燃比偏差）を演算する第２の演算手段と、を含み、
前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差とに基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、
前記判定手段は、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差を演算する第３の演算手段を含み、当該偏差と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第３の発明において、
前記判定手段は、前記第１空燃比と前記第２空燃比との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第１割合）を演算する第４の演算手段を含み、前記第１割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第３乃至第５の何れか１つの発明において、
排気ガスの温度を制御する温度制御手段を更に備え、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度を、前記第２空燃比である時のそれよりも低く制御することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、
前記判定手段は、前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度と前記第２空燃比である時の排気ガスの温度との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第２割合）を演算する第５の演算手段を含み、前記第２割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、
前記リッチスパイク手段は、前記空燃比検出手段の上流側の前記排気通路に設けられた燃料噴射弁を含み、前記燃料噴射弁から所定量の燃料を前記排気通路内へ噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、排気流量が所定の排気流量である状況下で、排気空燃比を一時的に制御目標空燃比よりリッチ側へ変化させる手段（リッチスパイク）を実行した場合の空燃比変化と、所定の排気流量と異なる排気流量である状況下でリッチスパイクを実行した場合の空燃比変化と、に基づいて、内燃機関に供給された燃料の燃料性状が判定される。ここで、リッチスパイクによる空燃比変化には、装置の個体差や経年劣化等に起因する定常的な誤差成分、すなわち、燃料の性状や排気流量によらない誤差成分が重畳している。本発明によれば、異なる排気流量条件での空燃比変化に基づいて、当該誤差成分を相殺することができるので、単に一排気流量時の空燃比変化で燃料性状を判定する場合に比して、判定精度を効果的に向上させることができる。
【００１５】
第２の発明によれば、排気ガスの空燃比を制御することで排気流量を制御することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、空燃比が各制御目標空燃比に制御された状況下で、リッチスパイク手段を実行した場合の空燃比のピークと制御目標空燃比との偏差（空燃比偏差）がそれぞれ演算される。これらの空燃比偏差には、各空燃比環境（各排気流量環境）における燃料性状の影響が直接的に反映されている。このため、本発明によれば、これらの空燃比偏差に基づいて、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差と所定値との比較に基づいて、燃料性状が判定される。各空燃比偏差には、装置の個体差や経年劣化等に起因する定常的な誤差成分がそれぞれ重畳している。このため、本発明によれば、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差を演算することで、当該誤差成分を相殺することができるので、かかる偏差と所定値を比較することにより、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、第１空燃比と第２空燃比との偏差に対する、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差の割合（第１割合）と所定値との比較に基づいて、燃料性状が判定される。第１割合は、各空燃比偏差に重畳している定常的な誤差成分が相殺されている。その上、第１割合の演算において、制御目標空燃比の選択に制限はない。このため、本発明によれば、空燃比の選択の自由度があがるので、使用する燃料に応じて適した空燃比を適宜設定することができる。
【００１９】
排気ガスの温度が低いほど、排気通路に導入されたリッチスパイクの蒸発性が低くなる。このため、排気ガスの温度が低いほど、燃料による蒸発性の差が顕著に現れやすい。第６の発明によれば、第１空燃比においてリッチスパイクを行う場合の排気温度が第２空燃比の場合のそれよりも低く制御される。このため、本発明によれば、燃料性状の判定精度を効果的に向上させることができる。
【００２０】
第７の発明によれば、第１排気流量時の排気温度と第２排気流量時の排気温度との偏差に対する、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差の割合（第２割合）と所定値との比較に基づいて、燃料性状が判定される。第２割合と燃料性状との間には一定の相関関係が存在する。このため、本発明によれば、かかる関係に基づいて、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００２１】
第８の発明によれば、リッチスパイク手段は、排気通路内に排気ガスに燃料を噴射することで実現される。このため、本発明によれば、特殊な空燃比制御を行うことなく、簡易な構成でリッチスパイクを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいてこの発明の幾つかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、複数気筒（図１では４気筒）を有する４サイクルのディーゼル機関１０を備えている。ディーゼル機関１０は車両に搭載され、その車両の動力源とされているものとする。
【００２４】
ディーゼル機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するためのインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１６によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１４内に蓄えられ、コモンレール１４から各インジェクタ１２に供給される。
【００２５】
ディーゼル機関１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポート（図示せず）に接続されている。また、排気通路１８の下流側には、ターボ過給機２４の排気タービンが接続されている。排気通路１８におけるターボ過給機２４の更に下流側には、排気ガスを浄化するための後処理装置２６が設けられている。後処理装置２６としては、例えば、酸化触媒、ＮＯｘ触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）等を用いることができる。
【００２６】
ディーゼル機関１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２４の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により各気筒の吸気ポート（図示せず）に分配される。
【００２７】
吸気通路２８におけるインタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８における吸気マニホールド３４近傍には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路４０の一端が接続されている。ＥＧＲ通路４０の他端は、排気通路１８における排気マニホールド２０近傍に接続されている。本システムでは、このＥＧＲ通路４０を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２８へ還流させることができる。以下、ＥＧＲ通路４０を通して吸気通路２８へ還流される排気ガスのことを「ＥＧＲガス」と称する。
【００２８】
ＥＧＲ通路４０の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２が設けられている。ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４２の下流には、ＥＧＲ弁４４が設けられている。このＥＧＲ弁４４の開度を変化させることにより、ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス量、すなわちＥＧＲ量を調整することができる。
【００２９】
また、ディーゼル機関１０の排気マニホールド２０には、排気ポートから排気された排気ガスに燃料を噴射するための排気噴射インジェクタ４６が設置されている。排気噴射インジェクタ４６は、排気ガスに過剰燃料供給（リッチスパイク）を行うことで、排気ガスの空燃比を制御目標空燃比よりも一時的に燃料過剰（リッチ）な状態にすることができる。また、排気通路１８における後処理装置２６の上流側には、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検知するためのＡ／Ｆセンサ５２が設置されている。
【００３０】
本実施の形態のシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したＡ／Ｆセンサ５２の他、ディーゼル機関１０を制御するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したインジェクタ１２、吸気絞り弁３６、ＥＧＲ弁４４、排気噴射インジェクタ４６の他、ディーゼル機関１０を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、入力された各種の情報に基づいて、所定のプログラムに従って各機器を駆動する。
【００３１】
［実施の形態１の動作］
次に、本実施の形態のシステムにおける特徴的動作について説明する。本実施の形態のディーゼル機関１０では、Ａ／Ｆセンサ５２で検知される排気空燃比が所定の制御目標空燃比となるように、ＥＧＲ弁４４の開度がフィードバック制御される。より具体的には、例えば、燃料噴射量を変化させずに排気空燃比をリーン方向に変化させる場合には、ＥＧＲガス量が減量される。これにより、ディーゼル機関１０内に吸入される新気の割合が増加するので、排気通路１８へ排気される排気ガスの流量（以下、「排気流量」と称する）は、多量となる方向へ変化する。一方、排気空燃比をリッチ方向に変化させる場合には、ＥＧＲガスが増量される。これにより、新気の割合が減少するので、排気流量は少量となる方向へ変化する。
【００３２】
ここで、本実施の形態のディーゼル機関１０において、排気噴射インジェクタ４６からリッチスパイクが行われると、噴射された燃料は、排気ガス中に蒸発（気化）しながら排気通路１８内を流通する。このため、リッチスパイク時の排気ガスがＡ／Ｆセンサ５２へ到達すると、センサ出力は一時的に制御目標空燃比よりもリッチ側に変化する。
【００３３】
図２は、リッチスパイクが行われた場合のＡ／Ｆセンサ出力の変化を示す図である。この図において、実線Ｌ１は、ディーゼル機関１０の燃料に高蒸発性燃料を使用した場合を、一点鎖線Ｌ２は、該燃料に低蒸発性燃料を使用した場合を、それぞれ示している。この図に示すとおり、各燃料において、リッチスパイクによる空燃比のピーク（以下、「ピーク空燃比」と称する）と制御目標空燃比との偏差（以下、「Ａ／Ｆピーク量」と称する）を比較すると、低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ２は、高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ１に比して小さくなっている。これは、高蒸発性燃料であるほど、排気通路１８内を流通する過程で燃料の蒸発が活発に行われるからである。
【００３４】
そこで、Ａ／Ｆピーク量と所定値とを比較して、燃料の性状を判定することも考えられる。しかしながら、Ａ／Ｆピーク量には、燃料性状の影響だけでなく、ディーゼル機関１０の機関性能の個体差や、各種センサの劣化等に起因する出力ズレ等の定常的な誤差の影響が重畳している。このため、Ａ／Ｆピーク量と所定値とを単純に比較することとしても、燃料性状を精度よく判定することはできない。
【００３５】
ここで、制御目標空燃比を変化させた場合のＡ／Ｆピーク量の変化について考える。図３は、リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。この図において、実線Ｌ３および一点鎖線Ｌ４は、制御目標空燃比が所定の第１空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝３０）である場合において、ディーゼル機関１０の燃料に高蒸発性燃料および低蒸発性燃料を使用した場合の排気空燃比を、実線Ｌ５および一点鎖線Ｌ６は、制御目標空燃比が上記第１空燃比よりも小さな第２空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝２０）である場合において、高蒸発性燃料および低蒸発性燃料を使用した場合の排気空燃比を、それぞれ示している。
【００３６】
この図に示すとおり、制御目標空燃比が第１空燃比である場合においては、低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ４が高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ３よりも大幅に小さくなっている。このＡ／Ｆピーク量の差には、排気流量が関連している。すなわち、制御目標空燃比を大きくするほど、つまり排気流量が多量であるほど、リッチスパイクがＡ／Ｆセンサ５２まで到達する時間が短くなる。このため、蒸発性の低い低蒸発性燃料では、リッチスパイクの燃料が十分に蒸発する前にＡ／Ｆセンサ５２まで到達してしまい、その結果として、Ａ／Ｆピーク量に大きな差が生じることとなる。
【００３７】
一方、制御目標空燃比が第２空燃比（＜第１空燃比）である場合においては、高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ５と低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ６との差が僅かになっている。これは、制御目標空燃比が小さい、つまり排気流量が少量である場合には、リッチスパイクがＡ／Ｆセンサ５２まで到達する時間が長くなる。このため、低蒸発性燃料であっても蒸発が促進されて、その結果として、Ａ／Ｆピーク量の差が小さくなる。
【００３８】
このように、制御目標空燃比を変化させた場合のＡ／Ｆピーク量の変化量（以下、「偏差ΔＰ」と称する）は、使用する燃料の蒸発性能によって異なる。図４は、異なる制御目標空燃比でのリッチスパイク時のＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との関係を示す図である。この図に示すとおり、燃料のＴ９０が大きいほど、すなわち燃料が低蒸発性燃料（重質燃料）であるほど、偏差ΔＰは大きな値となっている。これは、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との間には、一定の相関関係が存在することを示している。さらに、当該偏差ΔＰは、上記各Ａ／Ｆピーク量の偏差として演算されるため、各Ａ／Ｆピーク量に重畳している定常的な誤差成分が相殺されている。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、偏差ΔＰに基づいて、該ディーゼル機関１０に使用されている燃料の性状（例えば、Ｔ９０）を判定することとする。より具体的には、異なる制御目標空燃比でのＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰを演算する。そして、演算された偏差ΔＰと、上記図４に示す相関関係とに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとする。これにより、Ａ／Ｆピーク量に重畳していた定常的な誤差成分の影響を排除することができるので、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を精度よく判定することができる。
【００４０】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図５を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図５は、ＥＣＵ５０が、供給される燃料の性状（Ｔ９０）を判定するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００４１】
図５に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転条件が検出される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、エンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量ＴＡＵ、水温ＴＨＷ等の運転条件が検出される。
【００４２】
次に、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、Ａ／Ｆセンサ５２で検出される排気空燃比がＡＢＹＦ１となるように、ＥＧＲ弁４４の開度がフィードバック制御される。
【００４３】
上記ステップ１０２において、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御されると、次に、リッチスパイクが実施される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、排気噴射インジェクタ４６から所定量の燃料が噴射される。
【００４４】
次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が取得される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、先ず、Ａ／Ｆセンサ５２の出力信号に基づいて、ピーク空燃比ＰＡＢＹＦ１が検出される。次に、次式（１）にしたがって、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が演算される。
ΔＰＡＢＹＦ１＝ＰＡＢＹＦ１−ＡＢＹＦ１ ・・・（１）
【００４５】
次に、排気空燃比がＡＢＹＦ２に制御される（ステップ１０８）。次に、リッチスパイクが実施される（ステップ１１０）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２が取得される（ステップ１１２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２乃至１０６と同様の処理が実行される。
【００４６】
図５に示すルーチンでは、次に、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰが演算される（ステップ１１４）。ここでは、具体的には、ＡＢＹＦ１、ＡＢＹＦ２、および上記ステップ１０６および１１２において検出されたＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１およびΔＰＡＢＹＦ２が、次式（２）に代入される。
偏差ΔＰ＝ΔＰＡＢＹＦ１−ΔＰＡＢＹＦ２・・・（２）
【００４７】
次に、燃料性状（Ｔ９０）が判定される（ステップ１１６）。図６は、偏差ΔＰとＴ９０（℃）との関係を規定したマップを示す。このマップに示すとおり、Ｔ９０は、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰが大きいほど大きい値となっている。ＥＣＵ５０は、図６に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、図６に示すマップに従って、上記ステップ１１４において演算された偏差ΔＰに対応するＴ９０が特定される。
【００４８】
以上説明したとおり、本実施の形態１によれば、異なる排気空燃比環境でリッチスパイクを行った場合のＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することができる。これにより、センサ出力に重畳する定常的な誤差成分の影響を排除することができるので、機関に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を精度よく判定することができる。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態１によれば、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状を判定することとしているが、本発明が適用される内燃機関はディーゼル機関に限られない。すなわち、ガソリンを燃料として用いるガソリン機関を使用することとしてもよいし、また、他の公知の内燃機関を使用することとしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施の形態１によれば、燃料性状としてＴ９０を判定することとしているが、判定可能な燃料性状はＴ９０に限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと他の燃料性状（例えば、Ｔ５０）との関係を予めマップとして記憶しておけば、上記処理と同様の処理を実行することにより、他の燃料性状についても精度よく判定することができる。
【００５１】
また、上述した実施の形態１によれば、異なる排気流量環境を形成するために、排気空燃比をＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしている。しかしながら、排気流量の制御は、当該空燃比制御を使用する方法に限らず、他の公知の手法を用いて、所望の排気流量に制御することとしてもよい。これにより、排気空燃比と排気流量との間に一定の相関関係が存在しない場合においても、本発明を実現することができる。
【００５２】
また、上述した実施の形態１によれば、制御目標空燃比として、ＡＢＹＦ１、およびＡＢＹＦ１より小さなＡＢＹＦ２に制御することとしているが、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定することで、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。つまり、制御目標空燃比が小さいと、つまり排気流量が少量であると、リッチスパイクによるＡ／Ｆピーク量は大きくなる。このため、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定すれば、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰが大きな値になるので、判定誤差を効果的に小さくすることができる。
【００５３】
また、上述した実施の形態１によれば、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状を判定することとしているが、判定に使用可能なパラメータは偏差ΔＰに限られない。図７は、リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。この図に示すとおり、リッチスパイクによるピーク空燃比ＰＡＢＹＦ１およびＰＡＢＹＦ２に基づいて、これらの偏差ΔＰ´を演算し、燃料性状（Ｔ９０）を判定することしてもよい。
【００５４】
尚、上述した実施の形態１においては、ディーゼル機関１０が前記第１の発明における「内燃機関」に、Ａ／Ｆセンサ５２が前記第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０２または１０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、上記ステップ１０４または１１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「リッチスパイク手段」が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０２または１０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００５６】
また、上述した実施の形態１においては、空燃比ＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、空燃比ＡＢＹＦ２が前記第３の発明における「第２空燃比」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比偏差」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第１の演算手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の演算手段」が、それぞれ実現されている。
【００５７】
また、上述した実施の形態１においては、偏差ΔＰが前記第４の発明における「偏差」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ１１４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「第３の演算手段」が実現されている。
【００５８】
また、上述した実施の形態１においては、排気噴射インジェクタ４６が前記第８の発明における「燃料噴射弁」に相当している。
【００５９】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６０】
上述した実施の形態１においては、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとしている。ここで、燃料性状は、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに限らず、例えば、制御目標空燃比の変化に対するＡ／Ｆピーク量の変化割合（以下、「Ａ／Ｆピーク傾き」と称する）に基づいて判定することも可能である。図８は、図３に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。この図に示すとおり、高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク傾きα１は、低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク傾きα２よりも小さくなっている。つまり、Ａ／Ｆピーク傾きは、燃料性状によって異なる値となっている。
【００６１】
そこで、本実施の形態２では、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク傾きに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとする。Ａ／Ｆピーク傾きを演算する場合においては、制御目標空燃比の選択に制約はない。このため、例えば、着火性の悪い燃料を使用している場合においては、制御目標空燃比を失火が発生しない領域内で設定することができる。このように、燃料性状判定の際の制御目標空燃比の選択幅が大きくなるので、様々な条件（燃料の種類、運転条件等）に対応した燃料性状の判定を効果的に行うことができる。
【００６２】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図９を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図９は、ＥＣＵ５０が、供給される燃料の性状（Ｔ９０）を判定するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００６３】
図９に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転条件が検出される（ステップ２００）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御される（ステップ２０２）。上記ステップ２０２において、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御されると、次に、リッチスパイクが実施される（ステップ２０４）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が取得される（ステップ２０６）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ２に制御される（ステップ２０８）。次に、リッチスパイクが実施される（ステップ２１０）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２が検出される（ステップ２１２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００６４】
図９に示すルーチンでは、次に、Ａ／Ｆピーク傾きαが演算される(ステップ２１４)。ここでは、具体的には、ＡＢＹＦ１、ＡＢＹＦ２、および上記ステップ２０６および２１２において検出されたＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１およびΔＰＡＢＹＦ２が次式（３）に代入されて、Ａ／Ｆピーク傾きαが演算される。
α＝（ΔＰＡＢＹＦ１−ΔＰＡＢＹＦ２）／（ＡＢＹＦ１−ＡＢＹＦ２）・・・（３）
【００６５】
次に、燃料性状（Ｔ９０）が判定される（ステップ２１６）。図１０は、Ａ／Ｆピーク傾きαとＴ９０（℃）との関係を規定したマップを示す。このマップに示すとおり、Ｔ９０は、Ａ／Ｆピーク傾きαが大きいほど大きい値となっている。ＥＣＵ５０は図１０に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、図１０に示すマップに従って、上記ステップ２１４において演算されたＡ／Ｆピーク傾きαに対応するＴ９０が特定される。
【００６６】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク傾きに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することができる。これにより、センサ出力に重畳する定常的な誤差成分の影響を排除することができるので、機関に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を精度よく判定することができる。
【００６７】
また、上述した本実施の形態２によれば、Ａ／Ｆピーク傾きに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定するため、制御目標空燃比の選択に制約はない。このため、制御目標空燃比の選択幅が大きくなるので、様々な条件（燃料の種類、運転条件等）に対応した燃料性状の判定を効果的に行うことができる。
【００６８】
ところで、上述した実施の形態２によれば、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状を判定することとしているが、本発明が適用される内燃機関はディーゼル機関に限られない。すなわち、ガソリンを燃料として用いるガソリン機関を使用することとしてもよいし、また、他の公知の内燃機関を使用することとしてもよい。
【００６９】
また、上述した実施の形態２によれば、燃料性状としてＴ９０を判定することとしているが、判定可能な燃料性状はＴ９０に限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク傾きαと他の燃料性状（例えば、Ｔ５０）との関係を予めマップとして記憶しておけば、上記処理と同様の処理を実行することにより、他の燃料性状についても精度よく判定することができる。
【００７０】
また、上述した実施の形態２によれば、異なる排気流量環境を形成するために、排気空燃比をＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしている。しかしながら、排気流量の制御は、当該空燃比制御を使用する方法に限らず、他の公知の手法を用いて、所望の排気流量に制御することとしてもよい。これにより、排気空燃比と排気流量との間に一定の相関関係が存在しない場合においても、本発明を実現することができる。
【００７１】
また、上述した実施の形態２によれば、制御目標空燃比として、ＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしているが、設定される制御目標空燃比はこれに限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク傾きαを演算することができれば、他の制御目標空燃比であっても、図１０に示すマップに従い燃料性状（Ｔ９０）を判定することができる。
【００７２】
また、制御目標空燃比を設定する際には、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定することで、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。つまり、制御目標空燃比が小さいと、つまり排気流量が少量であると、リッチスパイクによるＡ／Ｆピーク量は大きくなる。このため、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定すれば、Ａ／Ｆピーク傾きαが大きな値になるので、判定誤差を効果的に小さくすることができる。
【００７３】
また、上述した実施の形態２によれば、２つの異なる制御目標空燃比を設定し、Ａ／Ｆピーク傾きαを演算することとしているが、設定する制御目標空燃比は２つに限られない。すなわち、更に複数の制御目標空燃比を設定して、Ａ／Ｆピーク傾きを演算することとすれば、Ａ／Ｆピーク傾きαの精度を効果的に高めることができる。
【００７４】
尚、上述した実施の形態２においては、ディーゼル機関１０が前記第１の発明における「内燃機関」に、Ａ／Ｆセンサ５２が前記第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０２または２０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、上記ステップ２０４または２１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「リッチスパイク手段」が、上記ステップ２１６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００７５】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０２または２０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００７６】
また、上述した実施の形態２においては、空燃比ＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、空燃比ＡＢＹＦ２が前記第３の発明における「第２空燃比」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比偏差」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第１の演算手段」が、上記ステップ２１２の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の演算手段」が、それぞれ実現されている。
【００７７】
また、上述した実施の形態２においては、傾きαが前記第５の発明における「第１割合」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ２１４の処理を実行することにより、前記第５の発明における「第４の演算手段」が実現されている。
【００７８】
また、上述した実施の形態２においては、排気噴射インジェクタ４６が前記第８の発明における「燃料噴射弁」に相当している。
【００７９】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図１１乃至図１５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成に加えて、ディーゼル機関１０から排出される排気ガスの温度（以下、「排気温度」と称する）を制御するための手段を用いることで実現することができる。尚、排気温度を制御するための手段としては、例えば、燃料の噴射時期を制御する方法や、インタークーラ３２のバイパス量を制御する方法等、公知の手段を用いて実現することができる。
【００８０】
上述した実施の形態１においては、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとしている。ここで、Ａ／Ｆピーク量が最大値（すなわち、リッチスパイクによる燃料が全て蒸発した場合のＡ／Ｆピーク量）の近傍まで大きくなるような条件では、燃料の蒸発性の差がＡ／Ｆピーク量に現れ難くなってしまう。このため、このようなＡ／Ｆピーク量に基づいて偏差ΔＰを検出した場合、判定誤差が大きくなることも想定される。
【００８１】
ここで、排気温度が低い条件では、燃料による蒸発性の差が顕著に現れる。図１１は、リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。この図に示すとおり、制御目標空燃比がＡＢＹＦ１（＞ＡＢＹＦ２）である状況下で、排気温度を２５０℃に制御した場合のＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１′は、排気温度が３００℃である場合のＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１よりも小さくなっている。
【００８２】
そこで、本実施の形態３では、上述した実施の形態１における燃料性状の判定において、排気温度条件を制御目標空燃比毎に個別に設定することとする。より具体的には、制御目標空燃比がＡＢＹＦ１である場合の排気温度条件を、排気温度が低い条件（例えば、２５０℃）に制御する。これにより、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに燃料の蒸発性を効果的に反映させることができるので、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。
【００８３】
また、排気温度条件の設定は、上述した実施の形態２における燃料性状の判定に適用することもできる。図１２は、図１１に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。この図に示すとおり、制御目標空燃比がＡＢＹＦ１である場合の排気温度条件を排気温度が低い条件にすると、Ａ／Ｆピーク傾きが大きくなる。これは、Ａ／Ｆピーク傾きに燃料の蒸発性がより反映されていることを示している。このため、異なる排気温度条件を設定した場合のＡ／Ｆピーク傾きα´に基づいて、上述した実施の形態２における燃料性状の判定処理を実行することにより、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００８４】
更に、実施の形態３では、排気温度条件とＡ／Ｆピーク量との関係に基づいて、燃料性状を判定することができる。図１３は、図１１に示す空燃比曲線における、排気温度とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。この図に示すとおり、排気温度の変化に対するＡ／Ｆピーク量の変化の割合をＡ／Ｆピーク傾きβとすると、Ａ／Ｆピーク傾きβと燃料性状（Ｔ９０）との間には、一定の相関関係が存在する。図１４は、Ａ／Ｆピーク傾きβとＴ９０（℃）との関係を規定したマップを示す。このマップに示すとおり、Ｔ９０は、Ａ／Ｆピーク傾きβが大きいほど大きい値となっている。したがって、かかるマップに従って、燃料性状の判定処理を実行することにより、燃料性状を精度よく判定することができる。以下、Ａ／Ｆピーク傾きβに基づいて燃料性状（Ｔ９０）を判定する具体的処理について、フローチャートを用いて詳細に説明する。
【００８５】
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図１５を参照して、本実施の形態３において実行する処理の具体的内容について説明する。図１５は、ＥＣＵ５０が、Ａ／Ｆピーク傾きβに基づいて、供給される燃料の性状（Ｔ９０）を判定するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００８６】
図１５に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転条件が検出される（ステップ３００）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御される（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００〜１０２と同様の処理が実行される。
【００８７】
次に、排気温度がＴ１（２５０℃）に制御される（ステップ３０４）。排気温度Ｔ１は、ディーゼル機関１０に供給される燃料の蒸発性の差が顕著に現れる温度として、予め設定された温度が使用される。排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御された状況下で排気温度がＴ１に制御されると、次に、リッチスパイクが実施される（ステップ３０６）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１´が検出される（ステップ３０８）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ２に制御される（ステップ３１０）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４乃至１０８と同様の処理が実行される。
【００８８】
次に、排気温度がＴ２（３００℃）に制御される（ステップ３１２）。排気温度Ｔ２は、Ｔ１より高い温度として予め設定された温度が使用される。次に、リッチスパイクが実施される（ステップ３１４）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２が検出される（ステップ３１６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１１０乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００８９】
図１５に示すルーチンでは、次に、Ａ／Ｆピーク傾きβが演算される(ステップ３１８)。ここでは、具体的には、上記ステップ３０８および３１６において検出されたＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１´およびΔＰＡＢＹＦ２が次式（４）に代入されて、Ａ／Ｆピーク傾きβが演算される。
β＝（ΔＰＡＢＹＦ２−ΔＰＡＢＹＦ１´）／（Ｔ２−Ｔ１）・・・（４）
【００９０】
次に、燃料性状（Ｔ９０）が判定される（ステップ３２０）。ＥＣＵ５０は上述した図１４に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、図１４に示すマップに従って、上記ステップ３１８において演算されたＡ／Ｆピーク傾きβに対応するＴ９０が特定される。
【００９１】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、異なる制御目標空燃比で排気温度条件を個別に設定することで、Ａ／Ｆピーク傾きβに燃料の蒸発性を効果的に反映させることができる。このため、機関に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を判定する精度をさらに向上させることができる。
【００９２】
ところで、上述した実施の形態３によれば、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状を判定することとしているが、本発明が適用される内燃機関はディーゼル機関に限られない。すなわち、ガソリンを燃料として用いるガソリン機関を使用することとしてもよいし、また、他の公知の内燃機関を使用することとしてもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態３によれば、燃料性状としてＴ９０を判定することとしているが、判定可能な燃料性状はＴ９０に限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク傾きβと他の燃料性状（例えば、Ｔ５０）との関係を予めマップとして記憶しておけば、上記処理と同様の処理を実行することにより、他の燃料性状についても精度よく判定することができる。
【００９４】
また、上述した実施の形態３によれば、異なる排気流量環境を形成するために、排気空燃比をＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしている。しかしながら、排気流量の制御は、当該空燃比制御を使用する方法に限らず、他の公知の手法を用いて、所望の排気流量に制御することとしてもよい。これにより、排気空燃比と排気流量との間に一定の相関関係が存在しない場合においても、本発明を実現することができる。
【００９５】
また、上述した実施の形態３によれば、制御目標空燃比として、ＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしているが、設定される制御目標空燃比はこれに限られない。また、排気温度Ｔ１およびＴ２に関しても、判定する燃料性状等に応じて適当な値を設定することができる。
【００９６】
また、制御目標空燃比を設定する際には、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定することで、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。つまり、制御目標空燃比が小さいと、つまり排気流量が少量であると、リッチスパイクのＡ／Ｆピーク量は大きくなる。このため、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定すれば、Ａ／Ｆピーク傾きβが大きな値になるので、判定誤差を効果的に小さくすることができる。
【００９７】
尚、上述した実施の形態３においては、ディーゼル機関１０が前記第１の発明における「内燃機関」に、Ａ／Ｆセンサ５２が前記第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０２または３１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、上記ステップ３０６または３１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「リッチスパイク手段」が、上記ステップ３２０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００９８】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０２または３１０の処理を実行することにより、前記第２の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００９９】
また、上述した実施の形態３においては、空燃比ＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、空燃比ＡＢＹＦ２が前記第３の発明における「第２空燃比」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比偏差」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第１の演算手段」が、上記ステップ３１６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の演算手段」が、それぞれ実現されている。
【０１００】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ３０４または３１２の処理を実行することにより、前記第６の発明における「温度制御手段」が実現されている。
【０１０１】
また、上述した実施の形態３においては、傾きβが前記第７の発明における「第２割合」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ３１８の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第５の演算手段」が実現されている。
【０１０２】
また、上述した実施の形態３においては、排気噴射インジェクタ４６が前記第８の発明における「燃料噴射弁」に相当している。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。
【図２】リッチスパイクが行われた場合のＡ／Ｆセンサ出力の変化を示す図である。
【図３】リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。
【図４】異なる制御目標空燃比でのリッチスパイク時のＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との関係を規定したマップを示す。
【図７】リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。
【図８】図３に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】Ａ／Ｆピーク傾きαと燃料性状（Ｔ９０）との関係を規定したマップを示す。
【図１１】リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。
【図１２】図１１に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。
【図１３】図１１に示す空燃比曲線における、排気温度とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。
【図１４】Ａ／Ｆピーク傾きβと燃料性状（Ｔ９０）との関係を規定したマップを示す。
【図１５】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ ディーゼル機関
１２ インジェクタ
１４ コモンレール
１６ サプライポンプ
１８ 排気通路
２０ 排気マニホールド
２４ ターボ過給機
２６ 後処理装置
２８ 吸気通路
３０ エアクリーナ
３２ インタークーラ
３４ 吸気マニホールド
３６ 吸気絞り弁
４０ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲクーラ
４４ ＥＧＲ弁
４６ 排気噴射インジェクタ
５０ ECU(Electronic Control Unit)
５２ Ａ／Ｆセンサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に供給される燃料の性状を判定する内燃機関の燃料性状判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００７−１８７０９４号公報に開示されるように、内燃機関の冷機時の触媒床温制御において、空燃比から演算されるパラメータ値と基準値とを比較して燃料性状を判定する装置が知られている。この装置では、冷機始動時の触媒床温制御において、点火時期をリタードすることにより空燃比が過渡的にリーンへ変化される。かかるリーン度合いは、ポート等への燃料付着量、すなわち、燃料の蒸発性によって変化する。このため、かかるリーン空燃比から演算されるパラメータに基づいて、燃料の性状を判定することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８７０９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置のように、ある特定条件のみに基づいて燃料の蒸発性のパラメータを検出した場合、かかる検出値には機関性能の個体差やセンサの劣化などの要因による様々な誤差が重畳することとなる。したがって、この検出値と所定値とを比較して燃料性状を判定する従来の装置では、燃料性状を精度よく判定できないおそれがあった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関に供給される燃料の性状を精度よく判定することのできる内燃機関の燃料性状判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料性状判定装置であって、
内燃機関の排気ガスの空燃比を制御目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記空燃比を検出する空燃比検出手段と、
排気ガスの流量（以下、排気流量）を制御する排気流量制御手段と、
前記空燃比を一時的に制御目標空燃比よりもリッチ側へ変化させるリッチスパイク手段と、
前記排気流量が所定の排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化と、前記所定の排気流量と異なる排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化とに基づいて、前記内燃機関に供給された燃料の燃料性状を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記空燃比制御手段は、前記排気流量制御手段を用いて前記排気流量を変化させることにより、前記空燃比を前記制御目標空燃比に制御することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、
前記判定手段は、
前記制御目標空燃比が所定の第１空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第１空燃比との偏差（以下、第１空燃比偏差）を演算する第１の演算手段と、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第２空燃比との偏差（以下、第２空燃比偏差）を演算する第２の演算手段と、を含み、
前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差とに基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、
前記判定手段は、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差を演算する第３の演算手段を含み、当該偏差と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第３の発明において、
前記判定手段は、前記第１空燃比と前記第２空燃比との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第１割合）を演算する第４の演算手段を含み、前記第１割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第３乃至第５の何れか１つの発明において、
排気ガスの温度を制御する温度制御手段を更に備え、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度を、前記第２空燃比である時のそれよりも低く制御することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、
前記判定手段は、前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度と前記第２空燃比である時の排気ガスの温度との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第２割合）を演算する第５の演算手段を含み、前記第２割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、
前記リッチスパイク手段は、前記空燃比検出手段の上流側の前記排気通路に設けられた燃料噴射弁を含み、前記燃料噴射弁から所定量の燃料を前記排気通路内へ噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、排気流量が所定の排気流量である状況下で、排気空燃比を一時的に制御目標空燃比よりリッチ側へ変化させる手段（リッチスパイク）を実行した場合の空燃比変化と、所定の排気流量と異なる排気流量である状況下でリッチスパイクを実行した場合の空燃比変化と、に基づいて、内燃機関に供給された燃料の燃料性状が判定される。ここで、リッチスパイクによる空燃比変化には、装置の個体差や経年劣化等に起因する定常的な誤差成分、すなわち、燃料の性状や排気流量によらない誤差成分が重畳している。本発明によれば、異なる排気流量条件での空燃比変化に基づいて、当該誤差成分を相殺することができるので、単に一排気流量時の空燃比変化で燃料性状を判定する場合に比して、判定精度を効果的に向上させることができる。
【００１５】
第２の発明によれば、排気ガスの空燃比を制御することで排気流量を制御することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、空燃比が各制御目標空燃比に制御された状況下で、リッチスパイク手段を実行した場合の空燃比のピークと制御目標空燃比との偏差（空燃比偏差）がそれぞれ演算される。これらの空燃比偏差には、各空燃比環境（各排気流量環境）における燃料性状の影響が直接的に反映されている。このため、本発明によれば、これらの空燃比偏差に基づいて、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差と所定値との比較に基づいて、燃料性状が判定される。各空燃比偏差には、装置の個体差や経年劣化等に起因する定常的な誤差成分がそれぞれ重畳している。このため、本発明によれば、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差を演算することで、当該誤差成分を相殺することができるので、かかる偏差と所定値を比較することにより、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、第１空燃比と第２空燃比との偏差に対する、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差の割合（第１割合）と所定値との比較に基づいて、燃料性状が判定される。第１割合は、各空燃比偏差に重畳している定常的な誤差成分が相殺されている。その上、第１割合の演算において、制御目標空燃比の選択に制限はない。このため、本発明によれば、空燃比の選択の自由度があがるので、使用する燃料に応じて適した空燃比を適宜設定することができる。
【００１９】
排気ガスの温度が低いほど、排気通路に導入されたリッチスパイクの蒸発性が低くなる。このため、排気ガスの温度が低いほど、燃料による蒸発性の差が顕著に現れやすい。第６の発明によれば、第１空燃比においてリッチスパイクを行う場合の排気温度が第２空燃比の場合のそれよりも低く制御される。このため、本発明によれば、燃料性状の判定精度を効果的に向上させることができる。
【００２０】
第７の発明によれば、第１排気流量時の排気温度と第２排気流量時の排気温度との偏差に対する、第１空燃比偏差と第２空燃比偏差との偏差の割合（第２割合）と所定値との比較に基づいて、燃料性状が判定される。第２割合と燃料性状との間には一定の相関関係が存在する。このため、本発明によれば、かかる関係に基づいて、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００２１】
第８の発明によれば、リッチスパイク手段は、排気通路内に排気ガスに燃料を噴射することで実現される。このため、本発明によれば、特殊な空燃比制御を行うことなく、簡易な構成でリッチスパイクを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいてこの発明の幾つかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、複数気筒（図１では４気筒）を有する４サイクルのディーゼル機関１０を備えている。ディーゼル機関１０は車両に搭載され、その車両の動力源とされているものとする。
【００２４】
ディーゼル機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するためのインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１６によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１４内に蓄えられ、コモンレール１４から各インジェクタ１２に供給される。
【００２５】
ディーゼル機関１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポート（図示せず）に接続されている。また、排気通路１８の下流側には、ターボ過給機２４の排気タービンが接続されている。排気通路１８におけるターボ過給機２４の更に下流側には、排気ガスを浄化するための後処理装置２６が設けられている。後処理装置２６としては、例えば、酸化触媒、ＮＯｘ触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）等を用いることができる。
【００２６】
ディーゼル機関１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２４の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により各気筒の吸気ポート（図示せず）に分配される。
【００２７】
吸気通路２８におけるインタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８における吸気マニホールド３４近傍には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路４０の一端が接続されている。ＥＧＲ通路４０の他端は、排気通路１８における排気マニホールド２０近傍に接続されている。本システムでは、このＥＧＲ通路４０を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２８へ還流させることができる。以下、ＥＧＲ通路４０を通して吸気通路２８へ還流される排気ガスのことを「ＥＧＲガス」と称する。
【００２８】
ＥＧＲ通路４０の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２が設けられている。ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４２の下流には、ＥＧＲ弁４４が設けられている。このＥＧＲ弁４４の開度を変化させることにより、ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス量、すなわちＥＧＲ量を調整することができる。
【００２９】
また、ディーゼル機関１０の排気マニホールド２０には、排気ポートから排気された排気ガスに燃料を噴射するための排気噴射インジェクタ４６が設置されている。排気噴射インジェクタ４６は、排気ガスに過剰燃料供給（リッチスパイク）を行うことで、排気ガスの空燃比を制御目標空燃比よりも一時的に燃料過剰（リッチ）な状態にすることができる。また、排気通路１８における後処理装置２６の上流側には、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検知するためのＡ／Ｆセンサ５２が設置されている。
【００３０】
本実施の形態のシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したＡ／Ｆセンサ５２の他、ディーゼル機関１０を制御するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したインジェクタ１２、吸気絞り弁３６、ＥＧＲ弁４４、排気噴射インジェクタ４６の他、ディーゼル機関１０を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、入力された各種の情報に基づいて、所定のプログラムに従って各機器を駆動する。
【００３１】
［実施の形態１の動作］
次に、本実施の形態のシステムにおける特徴的動作について説明する。本実施の形態のディーゼル機関１０では、Ａ／Ｆセンサ５２で検知される排気空燃比が所定の制御目標空燃比となるように、ＥＧＲ弁４４の開度がフィードバック制御される。より具体的には、例えば、燃料噴射量を変化させずに排気空燃比をリーン方向に変化させる場合には、ＥＧＲガス量が減量される。これにより、ディーゼル機関１０内に吸入される新気の割合が増加するので、排気通路１８へ排気される排気ガスの流量（以下、「排気流量」と称する）は、多量となる方向へ変化する。一方、排気空燃比をリッチ方向に変化させる場合には、ＥＧＲガスが増量される。これにより、新気の割合が減少するので、排気流量は少量となる方向へ変化する。
【００３２】
ここで、本実施の形態のディーゼル機関１０において、排気噴射インジェクタ４６からリッチスパイクが行われると、噴射された燃料は、排気ガス中に蒸発（気化）しながら排気通路１８内を流通する。このため、リッチスパイク時の排気ガスがＡ／Ｆセンサ５２へ到達すると、センサ出力は一時的に制御目標空燃比よりもリッチ側に変化する。
【００３３】
図２は、リッチスパイクが行われた場合のＡ／Ｆセンサ出力の変化を示す図である。この図において、実線Ｌ１は、ディーゼル機関１０の燃料に高蒸発性燃料を使用した場合を、一点鎖線Ｌ２は、該燃料に低蒸発性燃料を使用した場合を、それぞれ示している。この図に示すとおり、各燃料において、リッチスパイクによる空燃比のピーク（以下、「ピーク空燃比」と称する）と制御目標空燃比との偏差（以下、「Ａ／Ｆピーク量」と称する）を比較すると、低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ２は、高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ１に比して小さくなっている。これは、高蒸発性燃料であるほど、排気通路１８内を流通する過程で燃料の蒸発が活発に行われるからである。
【００３４】
そこで、Ａ／Ｆピーク量と所定値とを比較して、燃料の性状を判定することも考えられる。しかしながら、Ａ／Ｆピーク量には、燃料性状の影響だけでなく、ディーゼル機関１０の機関性能の個体差や、各種センサの劣化等に起因する出力ズレ等の定常的な誤差の影響が重畳している。このため、Ａ／Ｆピーク量と所定値とを単純に比較することとしても、燃料性状を精度よく判定することはできない。
【００３５】
ここで、制御目標空燃比を変化させた場合のＡ／Ｆピーク量の変化について考える。図３は、リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。この図において、実線Ｌ３および一点鎖線Ｌ４は、制御目標空燃比が所定の第１空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝３０）である場合において、ディーゼル機関１０の燃料に高蒸発性燃料および低蒸発性燃料を使用した場合の排気空燃比を、実線Ｌ５および一点鎖線Ｌ６は、制御目標空燃比が上記第１空燃比よりも小さな第２空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝２０）である場合において、高蒸発性燃料および低蒸発性燃料を使用した場合の排気空燃比を、それぞれ示している。
【００３６】
この図に示すとおり、制御目標空燃比が第１空燃比である場合においては、低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ４が高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ３よりも大幅に小さくなっている。このＡ／Ｆピーク量の差には、排気流量が関連している。すなわち、制御目標空燃比を大きくするほど、つまり排気流量が多量であるほど、リッチスパイクがＡ／Ｆセンサ５２まで到達する時間が短くなる。このため、蒸発性の低い低蒸発性燃料では、リッチスパイクの燃料が十分に蒸発する前にＡ／Ｆセンサ５２まで到達してしまい、その結果として、Ａ／Ｆピーク量に大きな差が生じることとなる。
【００３７】
一方、制御目標空燃比が第２空燃比（＜第１空燃比）である場合においては、高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ５と低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク量ΔＰＬ６との差が僅かになっている。これは、制御目標空燃比が小さい、つまり排気流量が少量である場合には、リッチスパイクがＡ／Ｆセンサ５２まで到達する時間が長くなる。このため、低蒸発性燃料であっても蒸発が促進されて、その結果として、Ａ／Ｆピーク量の差が小さくなる。
【００３８】
このように、制御目標空燃比を変化させた場合のＡ／Ｆピーク量の変化量（以下、「偏差ΔＰ」と称する）は、使用する燃料の蒸発性能によって異なる。図４は、異なる制御目標空燃比でのリッチスパイク時のＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との関係を示す図である。この図に示すとおり、燃料のＴ９０が大きいほど、すなわち燃料が低蒸発性燃料（重質燃料）であるほど、偏差ΔＰは大きな値となっている。これは、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との間には、一定の相関関係が存在することを示している。さらに、当該偏差ΔＰは、上記各Ａ／Ｆピーク量の偏差として演算されるため、各Ａ／Ｆピーク量に重畳している定常的な誤差成分が相殺されている。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、偏差ΔＰに基づいて、該ディーゼル機関１０に使用されている燃料の性状（例えば、Ｔ９０）を判定することとする。より具体的には、異なる制御目標空燃比でのＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰを演算する。そして、演算された偏差ΔＰと、上記図４に示す相関関係とに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとする。これにより、Ａ／Ｆピーク量に重畳していた定常的な誤差成分の影響を排除することができるので、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を精度よく判定することができる。
【００４０】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図５を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図５は、ＥＣＵ５０が、供給される燃料の性状（Ｔ９０）を判定するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００４１】
図５に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転条件が検出される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、エンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量ＴＡＵ、水温ＴＨＷ等の運転条件が検出される。
【００４２】
次に、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、Ａ／Ｆセンサ５２で検出される排気空燃比がＡＢＹＦ１となるように、ＥＧＲ弁４４の開度がフィードバック制御される。
【００４３】
上記ステップ１０２において、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御されると、次に、リッチスパイクが実施される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、排気噴射インジェクタ４６から所定量の燃料が噴射される。
【００４４】
次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が取得される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、先ず、Ａ／Ｆセンサ５２の出力信号に基づいて、ピーク空燃比ＰＡＢＹＦ１が検出される。次に、次式（１）にしたがって、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が演算される。
ΔＰＡＢＹＦ１＝ＰＡＢＹＦ１−ＡＢＹＦ１ ・・・（１）
【００４５】
次に、排気空燃比がＡＢＹＦ２に制御される（ステップ１０８）。次に、リッチスパイクが実施される（ステップ１１０）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２が取得される（ステップ１１２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２乃至１０６と同様の処理が実行される。
【００４６】
図５に示すルーチンでは、次に、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰが演算される（ステップ１１４）。ここでは、具体的には、ＡＢＹＦ１、ＡＢＹＦ２、および上記ステップ１０６および１１２において検出されたＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１およびΔＰＡＢＹＦ２が、次式（２）に代入される。
偏差ΔＰ＝ΔＰＡＢＹＦ１−ΔＰＡＢＹＦ２・・・（２）
【００４７】
次に、燃料性状（Ｔ９０）が判定される（ステップ１１６）。図６は、偏差ΔＰとＴ９０（℃）との関係を規定したマップを示す。このマップに示すとおり、Ｔ９０は、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰが大きいほど大きい値となっている。ＥＣＵ５０は、図６に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、図６に示すマップに従って、上記ステップ１１４において演算された偏差ΔＰに対応するＴ９０が特定される。
【００４８】
以上説明したとおり、本実施の形態１によれば、異なる排気空燃比環境でリッチスパイクを行った場合のＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することができる。これにより、センサ出力に重畳する定常的な誤差成分の影響を排除することができるので、機関に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を精度よく判定することができる。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態１によれば、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状を判定することとしているが、本発明が適用される内燃機関はディーゼル機関に限られない。すなわち、ガソリンを燃料として用いるガソリン機関を使用することとしてもよいし、また、他の公知の内燃機関を使用することとしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施の形態１によれば、燃料性状としてＴ９０を判定することとしているが、判定可能な燃料性状はＴ９０に限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと他の燃料性状（例えば、Ｔ５０）との関係を予めマップとして記憶しておけば、上記処理と同様の処理を実行することにより、他の燃料性状についても精度よく判定することができる。
【００５１】
また、上述した実施の形態１によれば、異なる排気流量環境を形成するために、排気空燃比をＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしている。しかしながら、排気流量の制御は、当該空燃比制御を使用する方法に限らず、他の公知の手法を用いて、所望の排気流量に制御することとしてもよい。これにより、排気空燃比と排気流量との間に一定の相関関係が存在しない場合においても、本発明を実現することができる。
【００５２】
また、上述した実施の形態１によれば、制御目標空燃比として、ＡＢＹＦ１、およびＡＢＹＦ１より小さなＡＢＹＦ２に制御することとしているが、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定することで、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。つまり、制御目標空燃比が小さいと、つまり排気流量が少量であると、リッチスパイクによるＡ／Ｆピーク量は大きくなる。このため、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定すれば、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰが大きな値になるので、判定誤差を効果的に小さくすることができる。
【００５３】
また、上述した実施の形態１によれば、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状を判定することとしているが、判定に使用可能なパラメータは偏差ΔＰに限られない。図７は、リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。この図に示すとおり、リッチスパイクによるピーク空燃比ＰＡＢＹＦ１およびＰＡＢＹＦ２に基づいて、これらの偏差ΔＰ´を演算し、燃料性状（Ｔ９０）を判定することしてもよい。
【００５４】
尚、上述した実施の形態１においては、ディーゼル機関１０が前記第１の発明における「内燃機関」に、Ａ／Ｆセンサ５２が前記第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０２または１０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、上記ステップ１０４または１１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「リッチスパイク手段」が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０２または１０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００５６】
また、上述した実施の形態１においては、空燃比ＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、空燃比ＡＢＹＦ２が前記第３の発明における「第２空燃比」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比偏差」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第１の演算手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の演算手段」が、それぞれ実現されている。
【００５７】
また、上述した実施の形態１においては、偏差ΔＰが前記第４の発明における「偏差」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ１１４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「第３の演算手段」が実現されている。
【００５８】
また、上述した実施の形態１においては、排気噴射インジェクタ４６が前記第８の発明における「燃料噴射弁」に相当している。
【００５９】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６０】
上述した実施の形態１においては、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとしている。ここで、燃料性状は、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに限らず、例えば、制御目標空燃比の変化に対するＡ／Ｆピーク量の変化割合（以下、「Ａ／Ｆピーク傾き」と称する）に基づいて判定することも可能である。図８は、図３に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。この図に示すとおり、高蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク傾きα１は、低蒸発性燃料のＡ／Ｆピーク傾きα２よりも小さくなっている。つまり、Ａ／Ｆピーク傾きは、燃料性状によって異なる値となっている。
【００６１】
そこで、本実施の形態２では、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク傾きに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとする。Ａ／Ｆピーク傾きを演算する場合においては、制御目標空燃比の選択に制約はない。このため、例えば、着火性の悪い燃料を使用している場合においては、制御目標空燃比を失火が発生しない領域内で設定することができる。このように、燃料性状判定の際の制御目標空燃比の選択幅が大きくなるので、様々な条件（燃料の種類、運転条件等）に対応した燃料性状の判定を効果的に行うことができる。
【００６２】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図９を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図９は、ＥＣＵ５０が、供給される燃料の性状（Ｔ９０）を判定するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００６３】
図９に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転条件が検出される（ステップ２００）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御される（ステップ２０２）。上記ステップ２０２において、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御されると、次に、リッチスパイクが実施される（ステップ２０４）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が取得される（ステップ２０６）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ２に制御される（ステップ２０８）。次に、リッチスパイクが実施される（ステップ２１０）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２が検出される（ステップ２１２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００６４】
図９に示すルーチンでは、次に、Ａ／Ｆピーク傾きαが演算される(ステップ２１４)。ここでは、具体的には、ＡＢＹＦ１、ＡＢＹＦ２、および上記ステップ２０６および２１２において検出されたＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１およびΔＰＡＢＹＦ２が次式（３）に代入されて、Ａ／Ｆピーク傾きαが演算される。
α＝（ΔＰＡＢＹＦ１−ΔＰＡＢＹＦ２）／（ＡＢＹＦ１−ＡＢＹＦ２）・・・（３）
【００６５】
次に、燃料性状（Ｔ９０）が判定される（ステップ２１６）。図１０は、Ａ／Ｆピーク傾きαとＴ９０（℃）との関係を規定したマップを示す。このマップに示すとおり、Ｔ９０は、Ａ／Ｆピーク傾きαが大きいほど大きい値となっている。ＥＣＵ５０は図１０に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、図１０に示すマップに従って、上記ステップ２１４において演算されたＡ／Ｆピーク傾きαに対応するＴ９０が特定される。
【００６６】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク傾きに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することができる。これにより、センサ出力に重畳する定常的な誤差成分の影響を排除することができるので、機関に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を精度よく判定することができる。
【００６７】
また、上述した本実施の形態２によれば、Ａ／Ｆピーク傾きに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定するため、制御目標空燃比の選択に制約はない。このため、制御目標空燃比の選択幅が大きくなるので、様々な条件（燃料の種類、運転条件等）に対応した燃料性状の判定を効果的に行うことができる。
【００６８】
ところで、上述した実施の形態２によれば、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状を判定することとしているが、本発明が適用される内燃機関はディーゼル機関に限られない。すなわち、ガソリンを燃料として用いるガソリン機関を使用することとしてもよいし、また、他の公知の内燃機関を使用することとしてもよい。
【００６９】
また、上述した実施の形態２によれば、燃料性状としてＴ９０を判定することとしているが、判定可能な燃料性状はＴ９０に限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク傾きαと他の燃料性状（例えば、Ｔ５０）との関係を予めマップとして記憶しておけば、上記処理と同様の処理を実行することにより、他の燃料性状についても精度よく判定することができる。
【００７０】
また、上述した実施の形態２によれば、異なる排気流量環境を形成するために、排気空燃比をＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしている。しかしながら、排気流量の制御は、当該空燃比制御を使用する方法に限らず、他の公知の手法を用いて、所望の排気流量に制御することとしてもよい。これにより、排気空燃比と排気流量との間に一定の相関関係が存在しない場合においても、本発明を実現することができる。
【００７１】
また、上述した実施の形態２によれば、制御目標空燃比として、ＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしているが、設定される制御目標空燃比はこれに限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク傾きαを演算することができれば、他の制御目標空燃比であっても、図１０に示すマップに従い燃料性状（Ｔ９０）を判定することができる。
【００７２】
また、制御目標空燃比を設定する際には、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定することで、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。つまり、制御目標空燃比が小さいと、つまり排気流量が少量であると、リッチスパイクによるＡ／Ｆピーク量は大きくなる。このため、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定すれば、Ａ／Ｆピーク傾きαが大きな値になるので、判定誤差を効果的に小さくすることができる。
【００７３】
また、上述した実施の形態２によれば、２つの異なる制御目標空燃比を設定し、Ａ／Ｆピーク傾きαを演算することとしているが、設定する制御目標空燃比は２つに限られない。すなわち、更に複数の制御目標空燃比を設定して、Ａ／Ｆピーク傾きを演算することとすれば、Ａ／Ｆピーク傾きαの精度を効果的に高めることができる。
【００７４】
尚、上述した実施の形態２においては、ディーゼル機関１０が前記第１の発明における「内燃機関」に、Ａ／Ｆセンサ５２が前記第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０２または２０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、上記ステップ２０４または２１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「リッチスパイク手段」が、上記ステップ２１６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００７５】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０２または２０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００７６】
また、上述した実施の形態２においては、空燃比ＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、空燃比ＡＢＹＦ２が前記第３の発明における「第２空燃比」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比偏差」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第１の演算手段」が、上記ステップ２１２の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の演算手段」が、それぞれ実現されている。
【００７７】
また、上述した実施の形態２においては、傾きαが前記第５の発明における「第１割合」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ２１４の処理を実行することにより、前記第５の発明における「第４の演算手段」が実現されている。
【００７８】
また、上述した実施の形態２においては、排気噴射インジェクタ４６が前記第８の発明における「燃料噴射弁」に相当している。
【００７９】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図１１乃至図１５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成に加えて、ディーゼル機関１０から排出される排気ガスの温度（以下、「排気温度」と称する）を制御するための手段を用いることで実現することができる。尚、排気温度を制御するための手段としては、例えば、燃料の噴射時期を制御する方法や、インタークーラ３２のバイパス量を制御する方法等、公知の手段を用いて実現することができる。
【００８０】
上述した実施の形態１においては、異なる制御目標空燃比でリッチスパイクをそれぞれ実施し、検出されたＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに基づいて、燃料性状（Ｔ９０）を判定することとしている。ここで、Ａ／Ｆピーク量が最大値（すなわち、リッチスパイクによる燃料が全て蒸発した場合のＡ／Ｆピーク量）の近傍まで大きくなるような条件では、燃料の蒸発性の差がＡ／Ｆピーク量に現れ難くなってしまう。このため、このようなＡ／Ｆピーク量に基づいて偏差ΔＰを検出した場合、判定誤差が大きくなることも想定される。
【００８１】
ここで、排気温度が低い条件では、燃料による蒸発性の差が顕著に現れる。図１１は、リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。この図に示すとおり、制御目標空燃比がＡＢＹＦ１（＞ＡＢＹＦ２）である状況下で、排気温度を２５０℃に制御した場合のＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１′は、排気温度が３００℃である場合のＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１よりも小さくなっている。
【００８２】
そこで、本実施の形態３では、上述した実施の形態１における燃料性状の判定において、排気温度条件を制御目標空燃比毎に個別に設定することとする。より具体的には、制御目標空燃比がＡＢＹＦ１である場合の排気温度条件を、排気温度が低い条件（例えば、２５０℃）に制御する。これにより、Ａ／Ｆピーク量の偏差ΔＰに燃料の蒸発性を効果的に反映させることができるので、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。
【００８３】
また、排気温度条件の設定は、上述した実施の形態２における燃料性状の判定に適用することもできる。図１２は、図１１に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。この図に示すとおり、制御目標空燃比がＡＢＹＦ１である場合の排気温度条件を排気温度が低い条件にすると、Ａ／Ｆピーク傾きが大きくなる。これは、Ａ／Ｆピーク傾きに燃料の蒸発性がより反映されていることを示している。このため、異なる排気温度条件を設定した場合のＡ／Ｆピーク傾きα´に基づいて、上述した実施の形態２における燃料性状の判定処理を実行することにより、燃料性状を精度よく判定することができる。
【００８４】
更に、実施の形態３では、排気温度条件とＡ／Ｆピーク量との関係に基づいて、燃料性状を判定することができる。図１３は、図１１に示す空燃比曲線における、排気温度とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。この図に示すとおり、排気温度の変化に対するＡ／Ｆピーク量の変化の割合をＡ／Ｆピーク傾きβとすると、Ａ／Ｆピーク傾きβと燃料性状（Ｔ９０）との間には、一定の相関関係が存在する。図１４は、Ａ／Ｆピーク傾きβとＴ９０（℃）との関係を規定したマップを示す。このマップに示すとおり、Ｔ９０は、Ａ／Ｆピーク傾きβが大きいほど大きい値となっている。したがって、かかるマップに従って、燃料性状の判定処理を実行することにより、燃料性状を精度よく判定することができる。以下、Ａ／Ｆピーク傾きβに基づいて燃料性状（Ｔ９０）を判定する具体的処理について、フローチャートを用いて詳細に説明する。
【００８５】
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図１５を参照して、本実施の形態３において実行する処理の具体的内容について説明する。図１５は、ＥＣＵ５０が、Ａ／Ｆピーク傾きβに基づいて、供給される燃料の性状（Ｔ９０）を判定するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００８６】
図１５に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転条件が検出される（ステップ３００）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御される（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００〜１０２と同様の処理が実行される。
【００８７】
次に、排気温度がＴ１（２５０℃）に制御される（ステップ３０４）。排気温度Ｔ１は、ディーゼル機関１０に供給される燃料の蒸発性の差が顕著に現れる温度として、予め設定された温度が使用される。排気空燃比がＡＢＹＦ１に制御された状況下で排気温度がＴ１に制御されると、次に、リッチスパイクが実施される（ステップ３０６）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１´が検出される（ステップ３０８）。次に、排気空燃比がＡＢＹＦ２に制御される（ステップ３１０）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４乃至１０８と同様の処理が実行される。
【００８８】
次に、排気温度がＴ２（３００℃）に制御される（ステップ３１２）。排気温度Ｔ２は、Ｔ１より高い温度として予め設定された温度が使用される。次に、リッチスパイクが実施される（ステップ３１４）。次に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ２が検出される（ステップ３１６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１１０乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００８９】
図１５に示すルーチンでは、次に、Ａ／Ｆピーク傾きβが演算される(ステップ３１８)。ここでは、具体的には、上記ステップ３０８および３１６において検出されたＡ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１´およびΔＰＡＢＹＦ２が次式（４）に代入されて、Ａ／Ｆピーク傾きβが演算される。
β＝（ΔＰＡＢＹＦ２−ΔＰＡＢＹＦ１´）／（Ｔ２−Ｔ１）・・・（４）
【００９０】
次に、燃料性状（Ｔ９０）が判定される（ステップ３２０）。ＥＣＵ５０は上述した図１４に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、図１４に示すマップに従って、上記ステップ３１８において演算されたＡ／Ｆピーク傾きβに対応するＴ９０が特定される。
【００９１】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、異なる制御目標空燃比で排気温度条件を個別に設定することで、Ａ／Ｆピーク傾きβに燃料の蒸発性を効果的に反映させることができる。このため、機関に供給される燃料の燃料性状（Ｔ９０）を判定する精度をさらに向上させることができる。
【００９２】
ところで、上述した実施の形態３によれば、ディーゼル機関１０に供給される燃料の燃料性状を判定することとしているが、本発明が適用される内燃機関はディーゼル機関に限られない。すなわち、ガソリンを燃料として用いるガソリン機関を使用することとしてもよいし、また、他の公知の内燃機関を使用することとしてもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態３によれば、燃料性状としてＴ９０を判定することとしているが、判定可能な燃料性状はＴ９０に限られない。すなわち、Ａ／Ｆピーク傾きβと他の燃料性状（例えば、Ｔ５０）との関係を予めマップとして記憶しておけば、上記処理と同様の処理を実行することにより、他の燃料性状についても精度よく判定することができる。
【００９４】
また、上述した実施の形態３によれば、異なる排気流量環境を形成するために、排気空燃比をＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしている。しかしながら、排気流量の制御は、当該空燃比制御を使用する方法に限らず、他の公知の手法を用いて、所望の排気流量に制御することとしてもよい。これにより、排気空燃比と排気流量との間に一定の相関関係が存在しない場合においても、本発明を実現することができる。
【００９５】
また、上述した実施の形態３によれば、制御目標空燃比として、ＡＢＹＦ１およびＡＢＹＦ２に制御することとしているが、設定される制御目標空燃比はこれに限られない。また、排気温度Ｔ１およびＴ２に関しても、判定する燃料性状等に応じて適当な値を設定することができる。
【００９６】
また、制御目標空燃比を設定する際には、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定することで、燃料性状の判定精度を効果的に高めることができる。つまり、制御目標空燃比が小さいと、つまり排気流量が少量であると、リッチスパイクのＡ／Ｆピーク量は大きくなる。このため、ＡＢＹＦ２をより小さな値に設定すれば、Ａ／Ｆピーク傾きβが大きな値になるので、判定誤差を効果的に小さくすることができる。
【００９７】
尚、上述した実施の形態３においては、ディーゼル機関１０が前記第１の発明における「内燃機関」に、Ａ／Ｆセンサ５２が前記第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０２または３１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、上記ステップ３０６または３１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「リッチスパイク手段」が、上記ステップ３２０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００９８】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０２または３１０の処理を実行することにより、前記第２の発明における「空燃比制御手段」および「排気流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００９９】
また、上述した実施の形態３においては、空燃比ＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、空燃比ＡＢＹＦ２が前記第３の発明における「第２空燃比」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比偏差」に、Ａ／Ｆピーク量ΔＰＡＢＹＦ１が前記第３の発明における「第１空燃比」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第１の演算手段」が、上記ステップ３１６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の演算手段」が、それぞれ実現されている。
【０１００】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ３０４または３１２の処理を実行することにより、前記第６の発明における「温度制御手段」が実現されている。
【０１０１】
また、上述した実施の形態３においては、傾きβが前記第７の発明における「第２割合」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ３１８の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第５の演算手段」が実現されている。
【０１０２】
また、上述した実施の形態３においては、排気噴射インジェクタ４６が前記第８の発明における「燃料噴射弁」に相当している。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。
【図２】リッチスパイクが行われた場合のＡ／Ｆセンサ出力の変化を示す図である。
【図３】リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。
【図４】異なる制御目標空燃比でのリッチスパイク時のＡ／Ｆピーク量の偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】偏差ΔＰと燃料性状（Ｔ９０）との関係を規定したマップを示す。
【図７】リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。
【図８】図３に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】Ａ／Ｆピーク傾きαと燃料性状（Ｔ９０）との関係を規定したマップを示す。
【図１１】リッチスパイクを実施した場合の排気空燃比曲線を示す図である。
【図１２】図１１に示す空燃比曲線における、制御目標空燃比とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。
【図１３】図１１に示す空燃比曲線における、排気温度とＡ／Ｆピーク量との関係を示す図である。
【図１４】Ａ／Ｆピーク傾きβと燃料性状（Ｔ９０）との関係を規定したマップを示す。
【図１５】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ ディーゼル機関
１２ インジェクタ
１４ コモンレール
１６ サプライポンプ
１８ 排気通路
２０ 排気マニホールド
２４ ターボ過給機
２６ 後処理装置
２８ 吸気通路
３０ エアクリーナ
３２ インタークーラ
３４ 吸気マニホールド
３６ 吸気絞り弁
４０ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲクーラ
４４ ＥＧＲ弁
４６ 排気噴射インジェクタ
５０ ECU(Electronic Control Unit)
５２ Ａ／Ｆセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスの空燃比を制御目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記空燃比を検出する空燃比検出手段と、
排気ガスの流量（以下、排気流量）を制御する排気流量制御手段と、
前記空燃比を一時的に制御目標空燃比よりもリッチ側へ変化させるリッチスパイク手段と、
前記排気流量が所定の排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化と、前記所定の排気流量と異なる排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化とに基づいて、前記内燃機関に供給された燃料の燃料性状を判定する判定手段と、
を備え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】
前記空燃比制御手段は、前記排気流量制御手段を用いて前記排気流量を変化させることにより、前記空燃比を前記制御目標空燃比に制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記制御目標空燃比が所定の第１空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第１空燃比との偏差（以下、第１空燃比偏差）を演算する第１の演算手段と、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第２空燃比との偏差（以下、第２空燃比偏差）を演算する第２の演算手段と、を含み、
前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差とに基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差を演算する第３の演算手段を含み、当該偏差と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１空燃比と前記第２空燃比との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第１割合）を演算する第４の演算手段を含み、前記第１割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項６】
排気ガスの温度を制御する温度制御手段を更に備え、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度を、前記第２空燃比である時のそれよりも低く制御することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度と前記第２空燃比である時の排気ガスの温度との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第２割合）を演算する第５の演算手段を含み、前記第２割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項８】
前記リッチスパイク手段は、前記空燃比検出手段の上流側の前記排気通路に設けられた燃料噴射弁を含み、前記燃料噴射弁から所定量の燃料を前記排気通路内へ噴射することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項１】
内燃機関の排気ガスの空燃比を制御目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記空燃比を検出する空燃比検出手段と、
排気ガスの流量（以下、排気流量）を制御する排気流量制御手段と、
前記空燃比を一時的に制御目標空燃比よりもリッチ側へ変化させるリッチスパイク手段と、
前記排気流量が所定の排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化と、前記所定の排気流量と異なる排気流量である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合の前記空燃比の変化とに基づいて、前記内燃機関に供給された燃料の燃料性状を判定する判定手段と、
を備え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】
前記空燃比制御手段は、前記排気流量制御手段を用いて前記排気流量を変化させることにより、前記空燃比を前記制御目標空燃比に制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記制御目標空燃比が所定の第１空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第１空燃比との偏差（以下、第１空燃比偏差）を演算する第１の演算手段と、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比である状況下で前記リッチスパイク手段を実行した場合に、前記空燃比のピークと前記第２空燃比との偏差（以下、第２空燃比偏差）を演算する第２の演算手段と、を含み、
前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差とに基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差を演算する第３の演算手段を含み、当該偏差と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１空燃比と前記第２空燃比との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第１割合）を演算する第４の演算手段を含み、前記第１割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項６】
排気ガスの温度を制御する温度制御手段を更に備え、
前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度を、前記第２空燃比である時のそれよりも低く制御することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記制御目標空燃比が前記第１空燃比である時の排気ガスの温度と前記第２空燃比である時の排気ガスの温度との偏差に対する、前記第１空燃比偏差と前記第２空燃比偏差との偏差の割合（以下、第２割合）を演算する第５の演算手段を含み、前記第２割合と所定値との比較に基づいて、前記燃料性状を判定することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【請求項８】
前記リッチスパイク手段は、前記空燃比検出手段の上流側の前記排気通路に設けられた燃料噴射弁を含み、前記燃料噴射弁から所定量の燃料を前記排気通路内へ噴射することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−７７８３２（Ｐ２０１０−７７８３２Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４５４５（Ｐ２００８−２４４５４５）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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