JP2010112282A - 圧縮着火式内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セタン価とアロマ成分の含有量の間に反比例関係がない燃料が使用されるときも、燃焼音やエミッションの悪化を防止するようにした圧縮着火式内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在なエンジン（圧縮着火式内燃機関）において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出ブロック（セタン価検出手段）６０ａと、燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出ブロック（アロマ成分含有量検出手段）６０ｂと、それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を補正する燃焼方式補正ブロック（燃焼方式補正手段）６０ｃとを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は圧縮着火式内燃機関の制御装置に関し、より具体的には燃料（軽油）のセタン価とアロマ成分の含有量をそれぞれ個別に検出し、検出結果に応じて予混合燃焼と拡散燃焼からなる燃焼方式を補正して燃焼音やエミッションの低減を図るようにした装置に関する。

圧縮着火式内燃機関（ディーゼル機関）にあっては、セタン価や粘度などの燃料性状が変化することで着火性が相違するため、燃料性状を検出すると共に、検出された燃料性状と予混合燃焼に適した許容燃料性状との差異を判定し、差異が大きくなるにつれて予混合燃焼運転領域を縮小する一方、通常燃焼運転領域を拡大し、着火性の点で適さない予混合燃焼を行うことによるエミッションの悪化を抑制する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、圧縮着火式内燃機関の燃料中のアロマ成分（芳香族炭化水素）の含有量を検出し、検出された含有量が多いほど予混合燃焼割合を増加させ、スモーク排出量の増加を抑制する技術も提案されている（特許文献２参照）。
特開２００５−１７１８１８号公報 特許第４１４７９８９号公報

このように、特許文献１記載の従来技術は、運転状態と燃料性状のうち着火性に関連するパラメータであるセタン価や粘度とに応じて燃焼方式を切り替えるように構成している。また、特許文献２記載の技術は、アロマ成分の含有量とセタン価は反比例するという前提に基づき、アロマ成分の含有量に応じて予混合燃焼割合を変化させるように構成している。

しかしながら、圧縮着火式内燃機関の燃料において、セタン価とアロマ成分の含有量は常に明白な反比例関係にあるものではない。図８は市場で販売される軽油におけるセタン価に対するアロマ成分の含有量を示すグラフであるが、図示の如く、両者の間には概略的には反比例関係が見られるものの、同一のセタン価に対するアロマ成分の含有量は製品によって大きくばらつく。

従って、特許文献１，２記載の技術にみられるようにセタン価とアロマ成分の含有量のいずれか一方のみに基づいて燃焼を制御すると、セタン価とアロマ成分の含有量の間に明白な反比例関係がない燃料（製品）が使用されるとき、選択される燃焼方式は適正とならず、燃焼音（Vibration Noise）やエミッションの悪化を招く。

この発明の目的は上記した課題を解決し、セタン価とアロマ成分の含有量の間に反比例関係がない燃料が使用されるときも、燃焼音やエミッションの悪化を防止するようにした圧縮着火式内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在な圧縮着火式内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段と、前記燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出手段と、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記燃焼方式を補正する燃焼方式補正手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、前記アロマ成分含有量検出手段は、前記セタン価検出手段によってセタン価が検出された後、前記検出されたセタン価に応じて前記アロマ成分の含有量を検出する如く構成した。

請求項３に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、前記燃料を燃焼室に噴射すべき燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段と、前記燃焼室から排出される既燃ガスの一部を排気系と吸気系を接続する既燃ガス還流通路を介して還流させるべき既燃ガス還流量を算出する既燃ガス還流量算出手段とを備えると共に、前記燃焼方式補正手段は、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記算出された燃料噴射時期と既燃ガス還流量の少なくともいずれかを補正することで前記燃焼方式を補正する如く構成した。

請求項４にあっては、運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在な圧縮着火式内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段と、前記燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出手段と、前記運転状態と前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記燃焼方式を選択する燃焼方式選択手段とを備える如く構成した。

請求項５に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に基づき、前記燃料の性状が予定される性状と異なるか否か判定する燃料判定手段を備える如く構成した。

請求項６に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、前記燃料判定手段は、前記燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、出力トルクを制限する如く構成した。

請求項７に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、前記燃料判定手段は、前記燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、運転者に報知する如く構成した。

請求項１にあっては、運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在な圧縮着火式内燃機関において、燃料のセタン価と燃料中のアロマ成分の含有量をそれぞれ個別に検出すると共に、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を補正する如く構成したので、セタン価とアロマ成分の含有量の間に明白な反比例関係がない燃料（製品）が使用されるときも、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を補正することで適正な燃焼方式を実現することができ、燃焼音やエミッションの悪化を防止することができる。

請求項２に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、セタン価が検出された後、検出されたセタン価に応じてアロマ成分の含有量を検出する如く構成したので、上記した効果に加え、アロマ成分の含有量をより高精度に検出することができる。

即ち、例えばセタン価を筒内圧を通じて燃料の燃焼自体から直接的に検出すると共に、アロマ成分の含有量をクランク軸の回転変動から間接的に検出するとしたとき、より直接的に検出されるセタン価に応じて検出することで、アロマ成分の含有量の検出精度を向上させることができる。

請求項３に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段と既燃ガス還流量を算出する既燃ガス還流量算出手段とを備えると共に、それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて算出された燃料噴射時期と既燃ガス還流量の少なくともいずれかを補正することで燃焼方式を補正する如く構成したので、上記した効果に加え、燃焼音やエミッションの悪化を一層良く防止することができる。

即ち、セタン価は燃料の着火性に関連するパラメータであり、アロマ成分の含有量は燃料の燃焼速度に関連するパラメータであるが、セタン価による着火時期のずれを燃料噴射時期と既燃ガス還流量で、アロマ成分の含有量による燃焼速度の変化を既燃ガス還流量で調整することが可能となり、それによって一層適正な燃焼方式を実現して燃焼音やエミッションの悪化を一層良く防止することができる。

請求項４にあっては、運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在な圧縮着火式内燃機関において、運転状態とそれぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を選択する如く構成したので、運転状態に加え、予め実験などを通じてセタン価とアロマ成分の含有量にとって適正な燃焼方式の運転領域を設定しておくことで、セタン価とアロマ成分の含有量にとって適正な燃焼方式を簡易かつ確実に選択することができる。

請求項５に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に基づき、燃料の性状が予定される性状と異なるか否か判定する如く構成したので、上記した効果に加え、例えば出力トルクの制限あるいは運転者への報知などの対策を講じることも可能となり、燃焼音やエミッションの悪化を一層良く防止することができる。

請求項６に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、出力トルクを制限する如く構成したので、上記した効果に加え、例えば急速な燃焼による排気の高温化に起因して生じるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）の劣化を防止できると共に、スモークの大量発生も抑制することができる。

請求項７に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置にあっては、燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、運転者に報知する如く構成したので、上記した効果に加え、運転者に同一製品（燃料）の今後の購入を控えさせるなど適切な処置を促せると共に、ドライバビリティの低下に備えさせることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン。以下「エンジン」という）を、１０ａはシリンダブロックとシリンダヘッド（共に図示せず）からなるエンジン本体を示す。エンジン１０は４気筒を備え、エアクリーナ１２から吸入された吸気は吸気管（吸気路）１４を流れる。

吸気管１４の適宜位置にはインテークシャッタ（吸気絞り装置）１６が配置される。インテークシャッタ１６はバルブ１６ａと、それに接続される電動モータなどのアクチュエータ１６ｂを備える。インテークシャッタ１６において、駆動回路（図示せず）を介してアクチュエータ１６ｂが駆動されるとき、それに応じてバルブ１６ａが閉鎖方向に駆動されて吸気管１４の開度を絞り方向に調整し、そこを通過する吸気量を減少させる。

吸気管１４を流れる吸気はその下流の吸気マニホルド２０を通ってそれぞれの気筒に至り、吸気バルブ（図示せず）が開弁すると共に、ピストン（図示せず）が下降するとき、シリンダブロックとシリンダヘッドで形成された各気筒の燃焼室（図示せず）に吸入される。吸入された空気はピストンが上昇するとき圧縮されて高温となる。

燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料（軽油）はポンプおよびコモンレール（共に図示せず）を介して各気筒の燃焼室を臨む位置に配置されたインジェクタ２２に供給され、インジェクタ２２が駆動回路（図示せず）を介して駆動（開弁）されるとき、燃焼室に噴射され、圧縮されて高温となった吸入空気に触れて自然着火して燃焼する。

それによってピストンは下方に駆動された後、再び上昇し、排気バルブ（図示せず）が開弁するとき、排気（既燃ガス）を排気マニホルド（排気系）２４に排出する。排気はその下流の排気管（排気系）２６を流れる。

排気管２６には吸気管１４に接続されるＥＧＲ管（既燃ガス還流通路）３０が設けられると共に、ＥＧＲ管３０にはＥＧＲバルブ（既燃ガス還流量制御手段）３０ａが設けられる。ＥＧＲバルブ３０ａは駆動回路（図示せず）を介して作動させられるとき、ＥＧＲ管３０を開放して排気（既燃ガス）の一部を吸気系に還流させる。

また、排気管２６において、ＥＧＲ管３０の接続位置の下流にはターボチャージャ（図に「Ｔ／Ｃ」と示す）３２のタービン（図示せず）が設けられる。タービンは排気によって回転させられ、それに機械的に接続されたコンプレッサ３２ａを駆動し、エアクリーナ１２から吸入される吸気を過給する。

また、排気管２６において、ターボチャージャ３２の配置位置の下流には、白金などからなる酸化触媒装置（図に「ＣＡＴ」と示す）３４が配置される。酸化触媒装置３４は、排気中の未燃ＨＣを酸化して除去する。

酸化触媒装置３４の下流にはＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３６が配置され、排気中の微粒子物質（Particulate）を捕集する。ＤＰＦ３６はセラミック製のハニカムフィルタからなり、その内部には上流側端部が閉塞されて下流側端部が開放された排気通路と、上流側端部が開放されて下流側端部が閉塞された排気通路とが交互に配列されると共に、隣接する通路間には小径の多くの孔が穿設された多孔質の壁面が形成され、排気中の微粒子物質をその孔で捕集する。

排気管２６においてＤＰＦ３６の下流にはＮＯｘ触媒装置３８が設けられ、リーンな酸化雰囲気下において排気中のＮＯｘを捕捉し、リッチな還元雰囲気下において還元する。

排気はＤＰＦ３６を通った後、サイレンサ、テールパイプなど（全て図示せず）を流れてエンジン１０の外部に放出される。

エンジン１０のクランク軸（図示せず）の付近には複数組の電磁ピックアップからなるクランク角センサ４０が配置され、気筒判別信号を出力すると共に、４気筒のそれぞれのＴＤＣあるいはその付近でＴＤＣ信号を出力し、さらに１度などの所定クランク角度ごとにＣＲＫ信号を出力する。

エンジン１０の吸気管１４においてエアクリーナ１２の付近には温度検出素子を備えたエアフローメータ４２が配置され、エアクリーナ１２から吸入される空気（吸気）量（エンジン負荷を示す）と温度（吸気温あるいは外気温）ＴＡに応じた信号を出力すると共に、冷却水通路（図示せず）の付近には水温センサ４４が配置され、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。

エンジン１０のシリンダヘッドには、各気筒の燃焼室を臨む位置に筒内圧センサ４６が４気筒で合計４個配置される。筒内圧センサ４６はそれぞれ圧電素子で構成されてグロープラグと一体型の構造を有し、各気筒の筒内圧力に比例した信号を出力する。

また、エンジン１０が搭載される車両の運転席（図示せず）の床面に配置されたアクセルペダル５０の付近にはアクセル開度センサ５２が配置され、アクセル開度（エンジン負荷を示す）ＡＰに応じた信号を出力する。

上記したセンサ群の出力は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）６０に送られる。

ＥＣＵ６０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよび入出力回路からなるマイクロコンピュータから構成される。ＥＣＵ６０は、センサ群の出力の中、クランク角センサ４０から出力されるＣＲＫ信号の間隔を時間計測してエンジン回転数ＮＥを検出（算出）する。

また、ＥＣＵ６０は後述する如く、運転状態、より具体的にはエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱ（エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＰから予め設定された特性（マップ）を検索して算出）に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在、より正確には選択自在であると共に、燃料のセタン価と燃料中のアロマ成分の含有量をそれぞれ検出し、個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を補正する。

通常燃焼（拡散燃焼）は、主として中、高負荷領域において吸気行程中から圧縮行程中の任意の期間に燃料を噴射（パイロット噴射）し、次いで圧縮行程中に再び燃料を噴射（メイン噴射）することで実行される。予混合燃焼は、主として低負荷領域において圧縮行程中に燃料を噴射（メイン噴射）して実行される。予混合燃焼では燃料の噴射後、遅れを伴って燃焼が生じる。

通常燃焼と予混合燃焼の燃料噴射量と燃料噴射時期は、同様にエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱに応じて決定される。燃料噴射量はインジェクタ２２の開弁時間、燃料噴射時期はインジェクタ２２の開弁開始時期で定義される。予混合燃焼では上記したようにメイン噴射のみ実行されると共に、燃料噴射量も通常燃焼のそれより少量とされる。また、噴射時期は通常燃焼よりも進角した時期に実行される。

尚、車両の運転席のダッシュボードの付近にはＭＩＬ（Malfunction Indicator Lamp。警告灯）６２が配置される。ＭＩＬ６２の駆動回路はＥＣＵ６０に接続され、ＭＩＬ６２はＥＣＵ６０の指示に従って点灯する。

図２はＥＣＵ６０の上記した動作を機能的に示すブロック図である。

図２を参照して説明すると、ＥＣＵ６０は、燃料のセタン価を検出するセタン価検出ブロック（セタン価検出手段）６０ａと、燃料中のアロマ成分（芳香族炭化水素）の含有量を検出するアロマ成分含有量検出ブロック（アロマ成分含有量検出手段）６０ｂと、それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じ、燃焼方式を補正する燃焼方式補正ブロック（燃焼方式補正手段）６０ｃとを備える。

セタン価検出ブロック６０ａは着火時期検出ブロック６０ａ１とセタン価判定ブロック６０ａ２を備える。着火時期検出ブロック６０ａ１はエンジン１０がアイドル運転されるとき、予混合燃焼を実行させ、筒内圧センサ４６を介してメイン噴射後の筒内圧の変化量が所定値を超えたクランク角度を検出して着火時期を算出する。

セタン価判定ブロック６０ａ２では、算出された着火時期の、所定のセタン価の燃料を予混合燃焼で燃焼させたとき基準着火時期に対する着火遅れ角を求め、それからセタン価を検出する。

即ち、図３に示す如く、燃料のセタン価に応じて着火時期が変化するので、セタン価判定ブロック６０ａ２はそれに従ってセタン価を検出する。尚、セタン価判定ブロック６０ａ２の動作の詳細は特開２００８−９５６７５号公報に詳細に記載されているので、これ以上の説明は省略する。

アロマ成分含有量検出ブロック６０ｂは、エンジン１０のクランク角速度やエンジン回転数ＮＥの変動分の標準偏差を算出する標準偏差算出ブロック６０ｂ１とアロマ成分含有量判定ブロック６０ｂ２を備える。

標準偏差算出ブロック６０ｂ１は、例えばエンジン１０がアイドル運転されているとき、クランク角センサ４０を通じてクランク角速度やエンジン回転数ＮＥの回転変動を算出する。

図４に示す如く、アロマ成分の含有量が多い高アロマ燃料、換言すれば粗悪燃料のときは、低アロマ燃料に比し、アイドル回転数発生頻度がばらつくことから、アロマ成分含有量判定ブロック６０ｂ２ではそれに基づいて燃料中のアロマ成分の含有量を検出する。

燃焼方式補正ブロック６０ｃは、上記した如く、運転状態に応じて切り替えられた燃焼方式を、それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて補正する。

燃焼方式補正ブロック６０ｃは、標準的な性状の燃料を前提として予め設定された基本的な特性（ベースマップ）６０ｃ１に従ってメイン噴射時期を算出する燃料噴射時期算出ブロック（燃料噴射時期算出手段）６０ｃ３と、同様に標準的な性状の燃料を前提として予め設定された基本的な特性（ベースマップ）６０ｃ２に従ってＥＧＲ量を算出するＥＧＲ量算出ブロック（既燃ガス還流量算出手段）６０ｃ４と、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じてそれらの補正量を算出する補正量算出ブロック６０ｃ５とを備える。

燃料噴射時期算出ブロック６０ｃ３はエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱからメイン噴射ベースマップ６０ｃ１を検索し、燃料をエンジン１０の燃焼室に噴射すべきメイン噴射時期を算出する。

ＥＧＲ量算出ブロック６０ｃ４も同様にエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱからＥＧＲベースマップ６０ｃ２を検索し、燃焼室から排出される排気（既燃ガス）の一部を排気系と吸気系を接続するＥＧＲ管（既燃ガス還流通路）３０を介して還流させるべきＥＧＲ量（既燃ガス還流量）を算出する。

図５は、補正量算出ブロック６０ｃ５の動作を示す説明図である。

図５において、「マッピング燃料」は前記した基本的な特性が前提とした標準的な性状の燃料を意味し、セタン価の低い低セタン燃料とセタン価の高い高セタン燃料の間に設定される。

補正量算出ブロック６０ｃ５は、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量から図示の特性を検索し、補間演算して噴射時期補正量とＥＧＲ補正量を算出する。補正量は正負、即ち、正値が噴射時期に関しては進角、ＥＧＲ量に関しては増量を、負値が遅角と減量を示すように算出される。

算出された補正量は加減算段６０ｃ６，６０ｃ７に送られ、燃料噴射時期算出ブロック６０ｃ３とＥＧＲ量算出ブロック６０ｃ４で算出された値の少なくともいずれか、より具体的にはその両方に加算（あるいはそれから減算）され、それらを補正する。尚、ＥＣＵ６０は、図示しない処理において、補正された値に基づいてインジェクタ２２とＥＧＲバルブ３０ａの動作を制御する。

さらに、燃焼方式補正ブロック６０ｃは、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に基づき、燃料の性状が予定される性状と異なるか否か判定する燃料判定ブロック（燃料判定手段）６０ｃ８を備える。

燃料判定ブロック６０ｃ８は、市場では存在しないアロマ成分の含有量やセタン価が検出された場合、燃料の性状が予定される性状と異なる、例えば誤給油されたガソリン燃料と判定されるとき、エンジン１０の出力トルクを制限すると共に、運転者に報知する。

この実施例にあっては、上記の如く、運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在なエンジン（圧縮着火式内燃機関）１０において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出ブロック（セタン価検出手段）６０ａと、前記燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出ブロック（アロマ成分含有量検出手段）６０ｂと、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記燃焼方式を補正する燃焼方式補正ブロック（燃焼方式補正手段）６０ｃとを備える如く構成したので、セタン価とアロマ成分の含有量の間に明白な反比例関係がない燃料（製品）が使用されるときも、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を補正することで適正な燃焼方式を実現することができ、燃焼音やエミッションの悪化を防止することができる。

より具体的には、前記燃料を燃焼室に噴射すべきメイン噴射時期（燃料噴射時期）を算出する燃料噴射時期算出ブロック（燃料噴射時期算出手段）６０ｃ３と、前記燃焼室から排出される既燃ガスの一部を排気系と吸気系を接続するＥＧＲ管（既燃ガス還流通路）３０を介して還流させるべきＥＧＲ量（既燃ガス還流量）を算出するＥＧＲ量算出ブロック（既燃ガス還流量算出手段）６０ｃ４とを備えると共に、前記燃焼方式補正ブロック（燃焼方式補正手段）６０ｃは、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記算出されたメイン噴射時期とＥＧＲ量の少なくともいずれか、より正確には双方を補正することで前記燃焼方式を補正する如く構成したので、上記した効果に加え、燃焼音やエミッションの悪化を一層良く防止することができる。

即ち、セタン価は燃料の着火性に関連するパラメータであり、アロマ成分の含有量は燃料の燃焼速度に関連するパラメータであるが、セタン価による着火時期のずれをメイン噴射時期とＥＧＲ量で、アロマ成分の含有量による燃焼速度の変化をＥＧＲ量で調整することが可能となり、それによって一層適正な燃焼方式を実現して燃焼音やエミッションの悪化を一層良く防止することができる。

また、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に基づき、前記燃料の性状が予定される性状と異なるか否か判定する燃料判定ブロック（燃料判定手段）６０ｃ８を備える如く構成したので、上記した効果に加え、例えばエンジン１０の出力トルクの制限あるいは運転者への報知などの対策を講じることも可能となり、燃焼音やエミッションの悪化を一層良く防止することができる。

より具体的には、前記燃料判定ブロック（燃料判定手段）６０ｃ８は、前記燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、エンジン１０の出力トルクを制限する如く構成したので、上記した効果に加え、例えば急速な燃焼による排気の高温化に起因して生じるＤＰＦ３６の劣化を防止できると共に、スモークの大量発生も抑制することができる。

また、前記燃料判定ブロック（燃料判定手段）６０ｃ８は、前記燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、運転者に報知する如く構成したので、上記した効果に加え、運転者に同一製品（燃料）の今後の購入を控えさせるなど適切な処置を促せると共に、ドライバビリティの低下に備えさせることができる。

図６は、この発明の第２実施例に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置の動作を示す、図２と同様なＥＣＵ６０の動作を機能的に示すブロック図である。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施例にあっては、アロマ成分含有量検出ブロック６０ｂは、セタン価検出ブロック６０ａによってセタン価が検出された後、検出されたセタン価に応じてアロマ成分の含有量を検出する如く構成した。

即ち、アロマ成分含有量検出ブロック６０ｂは、回転変動に対するアロマ成分の含有量がセタン価ごとに設定された複数（図示例では３種）の特性（マップ）６０ｂ３を備え、その特性６０ｂ３を回転変動分の標準偏差と検出されたセタン価から検索することでアロマ成分の含有量を検出するようにした。尚、検出されたセタン価が３種の中にないときは補間演算で求める。

上記した如く、第２実施例にあっては、セタン価が検出された後、検出されたセタン価に応じてアロマ成分の含有量を検出する如く構成したので、アロマ成分の含有量をより高精度に検出することができる。

即ち、例えばセタン価を筒内圧力を通じて燃料の燃焼自体から直接的に検出すると共に、アロマ成分の含有量をクランク軸の回転変動から間接的に検出するとしたとき、より直接的に検出されるセタン価に応じて検出することで、アロマ成分の含有量の検出精度を向上させることができる。残余の構成および効果は第１実施例と同様である。

図７は、この発明の第３実施例に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置の動作を示す、図２と同様なＥＣＵ６０の動作を機能的に示すブロック図である。

従前の実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第３実施例にあっては、前記したエンジン回転数ＮＥと要求ＴＲＱに加え、燃料のセタン価を検出するセタン価検出ブロック（セタン価検出手段）６０ａと燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出ブロック（アロマ成分含有量検出手段）６０ｂでそれぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて燃焼方式を選択する燃焼方式選択ブロック（燃焼方式選択手段）６０ｄとを備える如く構成した。

燃焼方式選択ブロック６０ｄは、運転状態、即ち、エンジン回転数ＮＥと要求トルクと検出されたセタン価とアロマ成分の含有量から燃焼方式を検索して選択できるように予め設定された特性（マップ）６０ｄ１を備える。

マップ６０ｄ１にあっては、燃焼方式の運転領域がエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱとから基本的に低負荷領域が予混合燃焼運転領域、中高負荷領域が通常燃焼領域と設定されると共に、図示の如く、セタン価とアロマ成分の含有量に応じても予め以下のように設定される。
１：予混合燃焼運転領域、２：拡散燃焼運転領域、３：拡散燃焼運転領域でトルク制限とＭＩＬ点灯領域

燃焼方式選択ブロック６０ｄは、マップ６０ｄ１を検索して予混合燃焼と通常燃焼のいずれかを選択する。

即ち、燃焼方式は基本的には運転状態に応じて決定されるとしても、予混合燃焼のように、燃料の性状によってエンジン１０の変動率や燃焼音が変化する燃焼の場合、セタン価やアロマ成分の含有量を個別に検出しても噴射できない場合がある。従って、第３実施例においては、燃焼方式を、運転状態に応じて基本的に設定すると共に、基本的な設定をセタン価などに応じて修正するように予め実験などを通じて求めてマップ化しておくようにした。

さらに、燃焼方式選択ブロック６０ｄは、検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に基づき、燃料の性状が予定される性状と異なるか否か判定する燃料判定ブロック（燃料判定手段）６０ｄ２を備えると共に、燃料判定ブロック６０ｄ２は、領域３を選択されたとき、従前の実施例と同様、エンジン１０のトルク制限を実行すると共に、ＭＩＬ６２を点灯する。

上記した如く、第３実施例にあっては、運転状態（エンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱ）に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在なエンジン（圧縮着火式内燃機関）１０において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出ブロック（セタン価検出手段）６０ａと、前記燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出ブロック（アロマ成分含有量検出手段）６０ｂと、前記運転状態と前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記燃焼方式を選択する燃焼方式選択ブロック（燃焼方式選択手段）６０ｄとを備える如く構成したので、予め実験などを通じてセタン価とアロマ成分の含有量にとって適正な燃焼方式の運転領域を設定しておくことで、セタン価とアロマ成分の含有量にとって適正な燃焼方式を簡易かつ確実に選択することができる。残余の構成および効果は第１実施例と同様である。

尚、第１、第２実施例においてベースマップ６０ｃ１，６０ｃ２を検索して得られるメイン噴射時期などを検出されたセタン価に応じて補正するように構成したが、ベースマップそのものを切り替えるようにしても良い。

また、第３実施例において、第２実施例に同様、アロマ成分含有量検出ブロック６０ｂは、セタン価検出ブロック６０ａによってセタン価が検出された後、検出されたセタン価に応じてアロマ成分の含有量を検出するように構成しても良い。

また、第１から第３実施例においてセタン価とアロマ成分の含有量の検出も図示した例に止まるものではなく、他の手法を用いても良い。例えば、アロマ成分の含有量は筒内圧力の変動から検出しても良い。

また、第１から第３実施例において燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、ＭＩＬ６２を介して視覚によって運転者に報知する如く構成したが、それに代えてあるいはそれに加え、図示しないブザーなどを介して音声によって運転者に報知するようにしても良い。

また、上記において、この発明を車両用のエンジンを例にとって説明したが、この発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶用推進機関用エンジンにも適用が可能である。

この発明の第１実施例に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。 図１に示すＥＣＵ（電子制御ユニット）の動作を機能的に示すブロック図である。 図２のセタン価検出ブロックの検出動作を示す説明図である。 図２のアロマ成分の含有量検出ブロックの検出動作を示す説明図である。 図２の補正量算出ブロックの動作を示す説明図である。 この発明の第２実施例に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置の動作を示す、図２と同様なＥＣＵ（電子制御ユニット）の動作を機能的に示すブロック図である。 この発明の第３実施例に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置の動作を示す、図２と同様なＥＣＵの動作を機能的に示すブロック図である。 市場で販売される軽油におけるセタン価に対するアロマ成分の含有量を示すグラフである。

符号の説明

１０ エンジン（圧縮着火式内燃機関。ディーゼルエンジン）、２２ インジェクタ、２６ 排気管（排気系）、３０ ＥＧＲ管，３０ａ ＥＧＲバルブ、４０ クランク角センサ、４２ エアフローメータ、４６ 筒内圧センサ、５２ アクセル開度センサ、６０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、６０ａ セタン価検出ブロック（セタン価検出手段）、６０ｂ アロマ成分含有量検出ブロック（アロマ成分含有量検出手段）、６０ｃ 燃焼方式補正ブロック（燃焼方式補正手段）、６０ｃ８ 燃料判定ブロック（燃料判定手段）、６０ｄ 燃焼方式選択ブロック（燃焼方式選択手段）、６０ｄ２ 燃料判定ブロック（燃料判定手段）、６２ ＭＩＬ（警告灯）

Claims (7)

1. 運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在な圧縮着火式内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段と、前記燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出手段と、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記燃焼方式を補正する燃焼方式補正手段とを備えたことを特徴とする圧縮着火式内燃機関の制御装置。
2. 前記アロマ成分含有量検出手段は、前記セタン価検出手段によってセタン価が検出された後、前記検出されたセタン価に応じて前記アロマ成分の含有量を検出することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。
3. 前記燃料を燃焼室に噴射すべき燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段と、前記燃焼室から排出される既燃ガスの一部を排気系と吸気系を接続する既燃ガス還流通路を介して還流させるべき既燃ガス還流量を算出する既燃ガス還流量算出手段とを備えると共に、前記燃焼方式補正手段は、前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記算出された燃料噴射時期と既燃ガス還流量の少なくともいずれかを補正することで前記燃焼方式を補正することを特徴とする請求項１または２記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。
4. 運転状態に応じて燃焼方式を予混合燃焼と通常燃焼の間で切り替え自在な圧縮着火式内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段と、前記燃料中のアロマ成分の含有量を検出するアロマ成分含有量検出手段と、前記運転状態と前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に応じて前記燃焼方式を選択する燃焼方式選択手段とを備えたことを特徴とする圧縮着火式内燃機関の制御装置。
5. 前記それぞれ個別に検出されたセタン価とアロマ成分の含有量に基づき、前記燃料の性状が予定される性状と異なるか否か判定する燃料判定手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。
6. 前記燃料判定手段は、前記燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、出力トルクを制限することを特徴とする請求項５記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。
7. 前記燃料判定手段は、前記燃料の性状が予定される性状と異なると判定されるとき、運転者に報知することを特徴とする請求項５記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。

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