JP2010127257A - セタン価判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に且つ精度よく燃料のセタン価を判定できるセタン価判定装置を提供する。
【解決手段】内燃機関のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置であって、前記シリンダ内で前記燃料が燃焼したあとに前記シリンダから排出される排気の温度を検出する排気温度検出手段（ステップＳ４）と、前記排気温度検出手段により検出された排気温度と内燃機関の運転状態とに応じて、前記燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段（ステップＳ５）と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に使用される燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置に関する。

セタン価は、内燃機関に使用される燃料のノッキングの起こりにくさや着火性の良さの指標である。このセタン価は、燃料の使用状況や給油によって変化する。そのため、内燃機関をより効率的に運転するためには、内燃機関の運転中にこのセタン価を判定し、判定されたセタン価に応じて燃料噴射量や燃料噴射時期を制御することが重要である。

従来のセタン価を判定する方法には、内燃機関がフューエルカット状態にあるときにセタン価測定のための燃料を噴射し、内燃機関の筒内の圧力を検出する筒内圧力センサを用いて噴射された燃料の着火時期を検出し、先の燃料噴射時期からこの着火時期までの期間に基づいてセタン価を判定するものがある（特許文献１参照）。
特開２００５−３４４５５７号公報

上記特許文献１に開示された技術ではセタン価の判定のために筒内圧力センサが用いられている。しかしながら、この筒内圧力センサは内燃機関に比べて耐久性が十分ではなく且つ高価であった。また、この筒内圧力センサの検出信号にはノイズが発生する場合があり、精度良く筒内圧力の検出ができない、すなわちセタン価を精度良く判定できない場合があった。そのため、より安価に且つ精度良くセタン価を判定することが望まれる。

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、安価に且つ精度良く燃料のセタン価を判定できるセタン価判定装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置であって、前記シリンダ内で前記燃料が燃焼したあとに前記シリンダから排出される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、前記排気温度検出手段により検出された排気温度と内燃機関の運転状態とに応じて、前記燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、排気温度に基づいて燃料のセタン価を測定している。排気温度を検出するために用いられる排気温度センサは比較的安価で耐久性やノイズに対しても良好な性能を有するので、安価に且つ精度よく燃料のセタン価を判定することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

[第一の実施形態]
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。

（システムの全体構成）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るディーゼルエンジンを示す概略構成図である。図１に示すディーゼルエンジン４０は、エンジン本体１、エンジン用コントロールユニット３０等により構成され、自動車等の車両に搭載される。

エンジン本体１は、シリンダ（「筒」、「燃焼室」と同義）内に直接燃料を噴射する直接噴射式内燃機関である。

図１において、過給機２１のコンプレッサ２ｂは吸気通路２に介装されており、排気タービン３ｂにより駆動されて圧縮空気をエンジン本体１に供給する。排気タービン３ｂは排気通路３に介装されており、エンジン本体１からの排気により回転してコンプレッサ２ｂを駆動する。

吸気通路２には、上流側から下流側に向かってエアクリーナー２ａ、エアフローメータ７、コンプレッサ２ｂ、吸気絞り弁６、吸気管２ｃが介装されている。

排気通路３には、上流側から下流側に向かって排気管３ａ、排気タービン３ｂ、ケーシング２０が介装されている。

また、排気通路３には、排気管３ａから分岐して吸気通路２に接続するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路４が設けられ、このＥＧＲ通路４にはＥＧＲ弁５が介装されている。ＥＧＲ弁５は、例えばステップモータを用いた電子制御式のものであり、その開度に応じて吸気通路２の吸気管２ｃに還流する排気の量、すなわち、エンジン本体１に吸入される排気再循環量（以下、「ＥＧＲ量」とする）を制御する。

排気通路３の下流側に配置されたケーシング２０は、例えば酸化触媒、ＮＯｘ触媒を内部に介装した排気浄化装置である。ケーシング２０の入口には空燃比センサ３７が設けられている。空燃比センサ３７は、例えば酸素イオン伝導性固体電解質を用いて排気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度から空燃比を求める。

本実施形態におけるエンジン本体１の燃料供給系は、燃料タンク６０、燃料タンク６０内の燃料をエンジン本体１の燃料噴射装置１０に供給するための燃料供給通路１６、燃料噴射装置１０からのリターン燃料（スピル燃料）を燃料タンク６０に戻すための燃料戻り通路１９により構成される。

燃料噴射装置１０は、サプライポンプ１１、コモンレール１４及び燃料噴射弁１５からなる公知のコモンレール式の燃料噴射装置である。

サプライポンプ１１は、燃料供給通路１６を介して燃料タンク６０から供給された燃料を加圧する。コモンレール１４は、サプライポンプ１１により加圧された高圧燃料を燃料供給通路１２を介して受け取り、これを一時的に蓄える。コモンレール１４に蓄えられた高圧燃料は、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１５に分配される。

また、サプライポンプ１１内の燃料の一部は一方向弁１８が設けられたオーバーフロー通路１７を介して燃料供給通路１６に戻される。具体的には、エンジン用コントロールユニット３０がコモンレール１４に設けられた圧力センサ３４、温度センサ３５で検出された信号に応じて圧力制御弁１３にデューティ信号を送信し、圧力制御弁１３にオーバーフロー通路１７の流路面積を変えさせる。これによりサプライポンプ１１内の燃料の一部は燃料供給通路１６に戻され、コモンレール１４の圧力は制御される。

燃料噴射弁１５は、エンジン用コントロールユニット３０から受信したエンジン回転に同期するＯＮ−ＯＦＦ信号によってシリンダ内に開口する燃料噴射口を開閉する電子式の噴射弁である。ＯＮ信号を受信すると燃料を燃焼室に噴射し、ＯＦＦ信号を受信すると噴射を停止する。ＯＮ信号を受信する時間が長いほど、且つ、コモンレール１４の燃料圧力が高いほど燃料噴射量は多くなる。

排気温度センサ３８は、ケーシング２０の出口に配設されてエンジン本体１のシリンダから排出される排気の温度を検出するセンサである。この排気温度センサ３８は、エンジン本体１のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価の判定のために使用される。この排気温度センサ３８の配設位置について図２を用いて補足する。

図２は、排気温度センサ３８の配設位置を説明する図である。図２は、図１に示す燃料噴射装置１０が備える複数の気筒のうちの一の気筒の周辺の概略を示している。排気温度センサ３８はケーシング２０の出口に配設されると前述したが、この場合に限らない。図２の排気温度センサ３８ａのように吸気管２ｃの上流側に配設されてもよいし、同図の排気温度センサ３８ｂのように排気管３ａの途中に配設されてもよい。特に、特定の気筒から排出される排気の温度を検出したいときには、排気温度センサ３８ａのように各々の気筒で排出された排気が合流する吸気管２ｃより前の位置、すなわち吸気管２ｃの上流側に配設されることが望ましい。また、全ての気筒から排出される排気の温度を検出したいときには、図２の排気温度センサ３８ｂのように全ての気筒で排出された排気が合流した後の排気管３ａの上流側且つＥＧＲ通路４よりも上流側の位置に配設されることが望ましい。

図１に戻って、エンジン用コントロールユニット３０は、ＣＰＵおよびその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成されたコントロールユニットである。本実施形態におけるエンジン用コントロールユニット３０は、エンジン本体１のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置である。

エンジン用コントロールユニット３０は、吸入空気量を検出するエアフローメータ７の信号（Ｑａ）、水温を検出する水温センサ３１の信号（Ｔｗ）、クランク角センサ３２の信号（エンジン回転速度とクランク角度検出Ｎｅ）、クランク角センサ３３からの信号（気筒判別信号Ｃｙｌ）、コモンレール圧力を検出する圧力センサ３４の信号（ＰＣＲ）、燃料温度を検出する温度センサ３５の信号（ＴＦ）、アクセル開度（負荷）センサ３６の信号（アクセルペダルの踏み込み量、すなわち負荷に比例した出力Ｌを発生）、空燃比センサ３７の信号（Ｏ₂）、排気温度センサ３８の信号（ＥＧ）を入力し、入力した各種信号に基づいてエンジン本体１の燃料噴射に係る各種制御を行う。各種制御とは、排気温度センサ３８の信号を用いてエンジン本体１のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定する制御、判定された燃料のセタン価に応じて例えば燃料噴射圧力、燃料噴射量、燃料噴射時期を設定して燃料噴射弁１５を駆動する制御である。

（エンジン用コントロールユニット３０の制御ロジック）
図３は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックを示すフローチャートである。エンジン用コントロールユニット３０は、エンジン用コントロールユニット３０が起動している間は図３に示される制御ロジックを繰り返す。

まずステップＳ１においてエンジン用コントロールユニット３０は、運転状態を検出する（Ｓ１）。具体的には、エンジン本体１のエンジン負荷（機関負荷）をエアフローメータ７の信号（Ｑａ）に基づいて検出する。

続いてステップＳ２へ進んでエンジン用コントロールユニット３０は、セタン価を判定する運転状態か否かを判定する（Ｓ２）。具体的には、ステップＳ１で検出されたエンジン負荷がセタン価を判定するエンジン負荷であるか否かを判定する。セタン価を判定するエンジン負荷とは、エンジン負荷を高中低の三段階に分類した場合の低負荷又は高負荷をいう。

ステップＳ２においてＹＥＳのときにステップＳ３へ進んでエンジン用コントロールユニット３０は、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量でセタン価判定用の燃料を噴射する（Ｓ３）。

続いてステップＳ４へ進んでエンジン用コントロールユニット３０は、排気温度を検出する（Ｓ４）。具体的には、排気温度センサ３８を用いて排気温度を検出する。なお、排気温度を吸気温度により補正する。

続いてステップＳ５へ進んでエンジン用コントロールユニット３０は、ステップＳ４で検出した排気温度とステップＳ１で検出された運転状態とに応じて燃料のセタン価を判定する（Ｓ５）。ステップＳ５の具体的な内容は後述する。

以上に示される処理により、エンジン用コントロールユニット３０は、エンジン本体１の運転状態を検出し（ステップＳ１）、シリンダ内でセタン価判定用の燃料が燃焼したあとにシリンダから排出される排気の温度を検出し（ステップＳ４）、検出された排気温度とエンジン本体１の運転状態とに応じてセタン価判定用の燃料のセタン価を判定する（ステップＳ５）。以下、ステップＳ５の処理を具体的に説明する。

（ステップＳ５の具体的な内容）
ステップＳ５においてエンジン用コントロールユニット３０は、燃料のセタン価の判定のために、排気温度と燃料のセタン価との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について、エンジン負荷が低負荷のときと高負荷のときに分けて説明する。

まず、エンジン負荷が低負荷のときについて図４及び図５を用いて説明する。

図４は、エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度（熱発生率）の関係を示す図（その１）である。図５は、エンジン低負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。図４及び図５はいずれもエンジン本体１が通常運転時の関係を示している。

セタン価の異なる燃料を同じ燃料噴射時期及び燃料噴射量で噴射すると、図４（ａ）のように燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長くなり燃焼時期が遅角側へ移行する。また、このときのエンジン負荷が低負荷であるために、燃料のセタン価が低いほど未燃燃料が増加して筒内温度、熱発生率が低下する（図４（ａ）及び（ｂ）参照）。そうすると排気温度も併せて低下する。したがって、排気温度と燃料のセタン価との間には図５のように排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる関係がある。

次に、エンジン負荷が高負荷のときについて図６及び図７を用いて説明する。

図６は、エンジン高負荷のときのクランク角度と筒内温度（熱発生率）の関係を示す図である。図７は、エンジン高負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。図６及び図７はいずれもエンジン本体１が通常運転時の関係を示している。

セタン価の異なる燃料を同じ燃料噴射時期及び燃料噴射量で噴射すると、図６（ａ）のように燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長くなり燃焼時期が遅角側へ移行する。また、このときのエンジン負荷が高負荷であるために、燃料のセタン価が低いほど未燃燃料が減少して筒内温度、熱発生率が上昇する（図６（ａ）及び（ｂ）参照）。そうすると排気温度も併せて上昇する。したがって、排気温度と燃料のセタン価との間には図７のように排気温度が高いほど燃料のセタン価が低くなる関係がある。

なお、図６を補足すると、燃料のセタン価が高いほど着火遅れ期間が短く予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合に比して低くなるため、燃焼温度が低く抑えられて筒内温度、熱発生率は低くなる。また、燃料のセタン価が中程度のときには予混合燃焼と拡散燃焼が同程度の割合になるため、燃焼温度は中程度になる。また、燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長く予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合に比して高くなるため、燃焼温度が上昇して筒内温度、熱発生率は高くなる。

以上のように、排気温度と燃料のセタン価との関係はエンジン本体１のエンジン負荷が低負荷であるか又は高負荷であるかに応じて変化する（図５及び図７参照）。

そこでステップＳ５においてエンジン用コントロールユニット３０は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、排気温度が低いほど燃料のセタン価が低いと判定する。一方、判定時のエンジン負荷が高負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が低いと判定する。また、排気温度が低いほど燃料のセタン価が高いと判定する。

以上説明してきた第一の実施形態によれば、以下のような効果がある。

すなわち、第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０は、エンジン本体１のシリンダ内で燃料が燃焼したあとにシリンダから排出される排気の温度に基づいて燃料のセタン価を判定している。ここで排気温度を検出するために用いられる排気温度センサ３８は比較的安価で耐久性やノイズに対しても良好な性能を有するので、安価に且つ精度よく燃料のセタン価を判定することができる。

また、第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０は、判定時の運転状態に応じて変化する排気温度と燃料のセタン価との関係を用いて燃料のセタン価を判定している。そのため、検出頻度を増加させたり検出精度を向上させたりすることができる。

[第一の実施形態の変形例]
続いて、本発明の第一の実施形態の変形例について説明する。

前述の第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０は、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量でセタン価判定用の燃料を噴射した（図３のステップＳ３）。ここでは、この噴射に加えてエンジン本体１の膨張行程において少量の燃料噴射量でセタン価判定用の燃料を噴射する形態、すなわちポスト噴射する形態について説明する。

第一の実施形態の変形例に係るシステムの全体構成、排気温度センサ３８の配設位置及びエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックは、ステップＳ３及びステップＳ５の具体的内容を除いて前述の第一の実施形態と同様である（図１、２及び３参照）。そのため、ここではステップＳ３及びステップＳ５について説明する。

（ステップＳ３について）
ステップＳ３において本変形例に係るエンジン用コントロールユニット３０は、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量で燃料噴射弁１５により通常の燃料を噴射し（メイン噴射）、さらにエンジン本体１の膨張行程において少量の燃料噴射量でセタン価判定用の燃料をポスト噴射する（Ｓ３）。

（ステップＳ５について）
ステップＳ５において本変形例に係るエンジン用コントロールユニット３０は、燃料のセタン価の判定のために、エンジン負荷が低負荷のときに排気温度と燃料のセタン価との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について図８を用いて説明する。

図８は、エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度（熱発生率）の関係を示す図（その２）である。図８の太線は、メイン噴射のみ行ったときの関係を示している。図８の細線は、メイン噴射に加えてポスト噴射を行ったときの関係を示している。

セタン価の異なる燃料をポスト噴射すると、図８（ａ）の細線のように燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長くなり燃焼時期が遅角側へ移行する。また、ポスト噴射時の筒内圧力は低下するため、燃料のセタン価が低いほど未燃燃料が増加して筒内温度、熱発生率が低下する（図８（ａ）及び（ｂ）の細線参照）。そうすると排気温度も低下する。つまり、燃料のセタン価が低いほど排気温度は低下する。したがって、排気温度と燃料のセタン価との間には図５と同様に排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる関係がある。

以上のように、排気温度と燃料のセタン価との関係はエンジン負荷が低負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる。

そこでステップＳ５においてエンジン用コントロールユニット３０は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、排気温度が低いほど燃料のセタン価が低いと判定する。

以上説明してきた本変形例によれば、以下のような効果がある。

すなわち、本変形例に係るエンジン用コントロールユニット３０は、エンジン本体１の膨張行程においてポスト噴射したあとに検出される排気温度に基づいて燃料のセタン価を判定している。そのため、トルク変動が発生しない微小噴射量で燃料のセタン価を判定することができる。なお、ポスト噴射に係る燃料噴射時期および燃料噴射量を所定の値とすることで、燃料のセタン価を判定する運転状態を一定に保つことが可能になり、燃料のセタン価の判定精度をさらに向上させることができる。

[第二の実施形態]
続いて、本発明の第二の実施形態について説明する。

前述の変形例に係るエンジン用コントロールユニット３０は、エンジン本体１の膨張行程において少量の燃料噴射量でセタン価判定用の燃料をポスト噴射した。ここでは、このポスト噴射の際に燃料噴射量（以降、ポスト噴射に係る燃料噴射量を、「ポスト噴射量」、とする）を一定にして燃料噴射時期（以降、ポスト噴射に係る燃料噴射時期を、「ポスト噴射時期」、とする）を変化させる形態について説明する。

第二の実施形態に係るシステムの全体構成、排気温度センサ３８の配設位置は、前述の第一の実施形態と同様である（図１、２参照）。そのため、ここではエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックについて説明する。

（エンジン用コントロールユニット３０の制御ロジック）
図９は、本発明の第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックを示すフローチャートである。なお、以下では前述の第一の実施形態（図３）と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

ステップＳ１３へ進んだときにエンジン用コントロールユニット３０は、ポスト噴射時期を変化させてセタン価判定用の燃料を噴射する（Ｓ１３）。具体的には、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量で燃料噴射弁１５により通常の燃料を噴射し（メイン噴射）、さらにエンジン本体１の膨張行程においてポスト噴射量を一定にしてポスト噴射時期を変化させてセタン価判定用の燃料をポスト噴射する。

ステップＳ１５へ進んだときにエンジン用コントロールユニット３０は、ステップＳ４で検出された排気温度とステップＳ１３の燃料噴射をしないときの排気温度との温度差、及び、ステップＳ１で検出された運転状態、に応じて燃料のセタン価を判定する（Ｓ１５）。ステップＳ１５の具体的な内容を後述する。

（ステップＳ１５の具体的内容）
ステップＳ１５においてエンジン用コントロールユニット３０は、燃料のセタン価の判定のために、ポスト噴射時期を変化させたときにポスト噴射時期と排気温度（及び燃料のセタン価）との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について図１０及び図１１を用いて説明する。

図１０は、ポスト噴射時期と排気温度との関係を説明する図である。図１１は、ポスト噴射時期と燃料のセタン価との関係を説明する図である。図１０及び図１１はいずれもエンジン本体１が通常運転時の関係を示している。

セタン価の異なる燃料を同じポスト噴射量でポスト噴射時期を変化させて噴射したときに、そのときの排気温度とポスト噴射をしないときの排気温度との温度差が所定の温度差（図１０では△Ｔ）となるポスト噴射時期を検出すると、図１０のように燃料のセタン価が高いほどポスト噴射時期は遅角側へ移行し、燃料のセタン価が低いほどポスト噴射時期は進角側へ移行する。したがって、ポスト噴射時期と燃料のセタン価との間には図１１のようにポスト噴射時期が遅角側へ移行するほど燃料のセタン価が高くなる関係がある。

すなわち、ポスト噴射時期と燃料のセタン価との関係はポスト噴射時期が遅角側へ移行するか又は進角側へ移行するかに応じて変化する（図１１参照）。

そこでステップＳ１５においてエンジン用コントロールユニット３０は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときにステップＳ４で検出された実際の排気温度とステップＳ１３の燃料噴射（ポスト噴射）をしないときの排気温度との温度差が所定の温度差となるポスト噴射時期を検出する。その後、検出されたポスト噴射時期が遅角側へ移行しているほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、検出されたポスト噴射時期が進角側へ移行しているほど燃料のセタン価が低いと判定する。

以上説明してきた第二の実施形態によれば、以下のような効果がある。

すなわち、第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０は、ポスト噴射時期を変化させたときに検出される排気温度を用いて燃料のセタン価を判定している。そのため、燃料のセタン価が排気温度に与える影響を検出することが可能となり、燃料のセタン価の判定精度を向上させることができる。

[第三の実施形態]
続いて、本発明の第三の実施形態について説明する。

前述の第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０は、ポスト噴射の際にポスト噴射量を一定にしてポスト噴射時期を変化させた。ここでは、ポスト噴射の際にポスト噴射時期を一定にしてポスト噴射量を変化させる形態について説明する。

第三の実施形態に係るシステムの全体構成、排気温度センサ３８の配設位置は、前述の第一の実施形態と同様である（図１、２参照）。そのため、ここではエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックについて説明する。

（エンジン用コントロールユニット３０の制御ロジック）
図１２は、本発明の第三の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックを示すフローチャートである。なお、以下では前述の第一の実施形態（図３）と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

ステップＳ２３へ進んだときにエンジン用コントロールユニット３０は、ポスト噴射量を変化させてセタン価判定用の燃料を噴射する（Ｓ２３）。具体的には、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量で燃料噴射弁１５により通常の燃料を噴射し（メイン噴射）、さらにエンジン本体１の膨張行程においてポスト噴射時期を一定にしてポスト噴射量を変化させてセタン価判定用の燃料をポスト噴射する。

ステップＳ２５へ進んだときにエンジン用コントロールユニット３０は、ステップＳ４で検出された排気温度とステップＳ２３の燃料噴射をしないときの排気温度との温度差、及び、ステップＳ１で検出された運転状態、に応じて燃料のセタン価を判定する（Ｓ２５）。ステップＳ２５の具体的な内容を後述する。

（ステップＳ２５の具体的内容）
ステップＳ２５においてエンジン用コントロールユニット３０は、燃料のセタン価の判定のために、ポスト噴射量を変化させたときにポスト噴射量と排気温度（及び燃料のセタン価）との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について図１２及び図１３を用いて説明する。

図１２は、ポスト噴射量と排気温度との関係を説明する図である。図１３は、ポスト噴射量と燃料のセタン価との関係を説明する図である。図１２及び図１３はいずれもエンジン本体１が通常運転時の関係を示している。

セタン価の異なる燃料を同じポスト噴射時期にポスト噴射量を変化させて噴射したときに、そのときの排気温度とポスト噴射がないときの排気温度との温度差が所定の温度差（図１２では△Ｔ）となるポスト噴射量を検出すると、図１２のように燃料のセタン価が高いほどポスト噴射量は少なくなり、燃料のセタン価が低いほどポスト噴射量は多くなる。したがって、ポスト噴射量と燃料のセタン価との間には図１３のようにポスト噴射量が多くなるほど燃料のセタン価が低くなる関係がある。

すなわち、ポスト噴射量と燃料のセタン価との関係はポスト噴射量が少ないか又は多いかに応じて変化する（図１３参照）。

そこでステップＳ２５においてエンジン用コントロールユニット３０は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときにステップＳ４で検出された実際の排気温度とステップＳ２３の燃料噴射（ポスト噴射）をしないときの排気温度との温度差が所定の温度差となるポスト噴射量を検出する。その後、検出されたポスト噴射量が少ないほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、検出されたポスト噴射量が多いほど燃料のセタン価が低いと判定する。

以上説明してきた第三の実施形態によれば、以下のような効果がある。

すなわち、第三の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０は、ポスト噴射量を変化させたときに検出される排気温度を用いて燃料のセタン価を判定している。そのため、燃料のセタン価が排気温度に与える影響を検出することが可能となり、燃料のセタン価の判定精度を向上させることができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記各実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記説明においては、本発明をディーゼルエンジンに適用した場合を例示して説明したが、筒内に直接燃料を噴射するガソリンエンジンに適用してもよい。

また、上記第一の実施形態の説明においては、
また、上記第二の実施形態及び第三の実施形態の説明においては、エンジン用コントロールユニット３０は、図９のステップＳ１３又は図１２のステップＳ２３のようにポスト噴射時期、ポスト噴射量の少なくとも一方を変化させたが、この場合には限らない。その他、可変圧縮装置、吸気弁閉弁時期、吸入空気量、ＥＧＲ量、排気弁開弁時期、燃料噴射圧力のうち少なくとも一つを変化させてもよい。

本発明の第一の実施形態に係るディーゼルエンジンを示す概略構成図である。 排気温度センサ３８の配設位置を説明する図である。 本発明の第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックを示すフローチャートである。 エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度（熱発生率）の関係を示す図（その１）である。 エンジン低負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。 エンジン高負荷のときのクランク角度と筒内温度（熱発生率）の関係を示す図である。 エンジン高負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。 エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度（熱発生率）の関係を示す図（その２）である。 本発明の第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックを示すフローチャートである。 ポスト噴射時期と排気温度との関係を説明する図である。 ポスト噴射時期と燃料のセタン価との関係を説明する図である。 本発明の第三の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット３０の制御ロジックを示すフローチャートである。 ポスト噴射量と排気温度との関係を説明する図である。 ポスト噴射量と燃料のセタン価との関係を説明する図である。

符号の説明

３０ エンジン用コントロールユニット（セタン価判定装置）
３８ 排気温度センサ
ステップＳ１ 運転状態検出手段
ステップＳ２ 運転状態判定手段
ステップＳ３、Ｓ１３、Ｓ２３ 燃料噴射制御手段
ステップＳ４ 排気温度検出手段
ステップＳ５、Ｓ１５、Ｓ２５ セタン価判定手段

Claims (9)

1. 内燃機関のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置であって、
   前記シリンダ内で前記燃料が燃焼したあとに前記シリンダから排出される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
   前記排気温度検出手段により検出された排気温度と内燃機関の運転状態とに応じて、前記燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、
   を備えたことを特徴とするセタン価判定装置。
2. 前記セタン価判定手段は、排気温度と燃料のセタン価との関係が内燃機関の機関負荷に応じて変化する関係を用いて、判定時の内燃機関の機関負荷に応じて前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項１に記載のセタン価判定装置。
3. 前記排気温度とセタン価との関係とは、内燃機関の機関負荷が低いときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる関係であることを特徴とする請求項２に記載のセタン価判定装置。
4. 前記排気温度とセタン価との関係とは、内燃機関の機関負荷が高いときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が低くなる関係であることを特徴とする請求項２又は３に記載のセタン価判定装置。
5. 前記内燃機関の膨張行程で前記シリンダ内に前記燃料を噴射する燃料噴射制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセタン価判定装置。
6. 前記セタン価判定手段は、燃料噴射量、燃料噴射時期の少なくとも一方を変化させたときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度に基づいて、前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項５に記載のセタン価判定装置。
7. 前記セタン価判定手段は、前記燃料噴射制御手段が燃料を噴射したときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度と前記燃料噴射制御手段が燃料を噴射しないときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度との温度差に基づいて、前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項６に記載のセタン価判定装置。
8. 前記セタン価判定手段は、可変圧縮装置、吸気弁開弁時期、吸入空気量、排気再循環量、排気弁開弁時期、燃料噴射圧力のうちの少なくとも一つを変化させたときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度に基づいて、前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセタン価判定装置。
9. 前記排気温度検出手段は、排気管又は排気浄化装置の出口に配置された排気温度センサを用いて排気温度を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のセタン価判定装置。

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