JP2013029035A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に使用されている燃料のセタン価を好適に検出する。
【解決手段】内燃機関の制御装置（１００）は、内燃機関（２００）に使用される燃料のセタン価を検出するセタン価検出処理を実行可能とされている。内燃機関の制御装置は、セタン価検出処理を実行する場合に、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット期間において、内燃機関の連続する２つの気筒（２０１）で単発噴射を行うように内燃機関を制御する単発噴射制御手段（１４０）と、単発噴射を行った際に、内燃機関のクランク軸（２０４）の角速度を検出する角速度検出手段（１５０）と、検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段（１６０）と、フィルタ処理が行われた出力値を用いて、内燃機関に使用される燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段（１７０）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば軽油を燃料として運転される内燃機関の制御装置の技術分野に関する。

この種の内燃機関に使用される軽油は、例えば製造工程や仕向等によって、セタン価にばらつきや低下が生じてしまう場合がある。内燃機関の燃料噴射制御は、例えば各国でのセタン価の基準値に基づいているため、セタン価がばらついたり低下したりすると、適正な燃料噴射制御が実施できなくなるおそれがある。

上述したような背景を踏まえ、例えば特許文献１では、フューエルカット期間中に、単気筒で少量の燃料噴射を行い、筒内圧から検出される着火時期に基づいてセタン価を検出しようとする技術が開示されている。特許文献２では、特定噴射量を噴射した際のトルク変動に基づいてセタン価を検出しようとする技術が開示されている。

加えて特許文献３では、内燃機関のクランク軸の角速度を用いてセタン価を検出しようとする技術が開示されている。また、クランク軸の角速度の検出精度を高めるための技術として、例えば特許文献４では、内燃機関の高負荷時において角速度ばらつきを学習するという技術が開示されている。特許文献５では、内燃機関の回転０．５次の周波数成分のノイズを除去するという技術が開示されている。

特開２００５−３４４５５７号公報 特開２００７−０３２５４０号公報 特開２００７−３２１７０６号公報 特開平１０−００９０４０号公報 特開２００３−２８６８９０号公報

上述した特許文献１及び２で開示されているような一時的な燃料噴射を行うことよるセタン価検出処理には、例えば特許文献５に記載されている内燃機関の回転０．５次振動を用いた方法を適用することが考えられる。即ち、フューエルカット期間中に単気筒で少量の燃料を噴射し、その際の回転０．５次振動に基づいてセタン価を検出するという方法である。しかしながら、このような方法では、単気筒による燃料噴射であるが故に適切な出力値（例えば、顕著なピークを有する出力値）が得られず、結果として誤ったセタン価が検出されてしまうという技術的問題点が生ずる。

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、内燃機関に使用されている燃料のセタン価を好適に検出することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関に使用される燃料のセタン価を検出するセタン価検出処理を実行可能な内燃機関の制御装置であって、前記セタン価検出処理を実行する場合に、前記内燃機関の少なくとも１つの気筒で、噴射量を維持したまま噴射回数を減らす検出用噴射を行うように前記内燃機関を制御する検出用噴射制御手段と、前記検出用噴射を行った際に、前記内燃機関のクランク軸の角速度を検出する角速度検出手段と、前記検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理が行われた出力値を用いて、前記内燃機関に使用される燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段とを備える。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、例えば車両に搭載されたディーゼルエンジン等の内燃機関を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。

本発明に係る内燃機関の制御装置では、内燃機関に使用されている燃料である軽油のセタン価を検出するセタン価検出処理が実行可能である。セタン価検出処理を実行する場合には、内燃機関の少なくとも１つの気筒で、噴射量を維持したまま噴射回数を減らす検出用噴射を行うように内燃機関が制御される。具体的には、例えば４回に分けて噴射を行うべきタイミングで、噴射量を維持したまま単発噴射が行われる。これにより、噴射１回当たりの噴射量が高められることになる。尚、検出用噴射を行う気筒は、特定の気筒として予め決定されていてもよいし、セタン価検出処理を開始する場合に適宜選択されるようにしてもよい。

検出用噴射が行われると、角速度検出手段によって、内燃機関のクランク軸の角速度が検出される。クランク軸の角速度は、例えばクランクポジションセンサ等によって検出されるクランク角信号に基づいて検出できる。

クランク軸の角速度が検出されると、フィルタ処理手段によって、検出された角速度の出力値に対するフィルタ処理が行われる。ここでのフィルタ処理は、後述するセタン価の検出をより好適に行うための処理であり、具体的には燃焼不安定性の指標となる内燃機関の回転０．５次振動の抽出処理等が挙げられる。

フィルタ処理が行われると、セタン価検出手段によって、フィルタ処理された出力値を用いたセタン価の検出が行われる。セタン価検出手段は、例えば予め記憶されているフィルタ処理後の出力値及びセタン価の相関を示すマップ等に基づいてセタン価を検出する。尚、セタン価検出手段によって検出されるセタン価は、具体的な数値であってもよいし、所定の基準値より高いか又は低いかを示す程度のものであってもよい。

ここで本発明では特に、上述したように、検出用噴射を行った際に（即ち、噴射１回当たりの噴射量が高められた状態で）クランク軸の角速度が検出される。よって、フィルタ処理を行った出力値が、セタン価を検出するのに適切な値とされる。例えば、上述した内燃機関の回転０．５次振動の抽出するフィルタ処理を行う場合には、より顕著に回転０．５次振動が抽出されるため、高い精度でセタン価を検出することができる。

ちなみに、検出用噴射における噴射回数は、噴射１回当たりの噴射量を効果的に高めるためにも１回（即ち、単発噴射）とされることが好ましいが、噴射回数が多少なりとも減らされるのであれば（言い換えれば、噴射１回当たりの噴射量が多少なりとも高められるのであれば）、上述した本発明の効果は相応に得られる。

以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、クランク軸の角速度を用いたセタン価検出処理を行う場合に、検出用噴射が実現される。これにより、好適に燃料のセタン価を検出することが可能である。

本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記検出用噴射制御手段は、前記内燃機関の連続する２つの気筒で前記検出用噴射を行うように前記内燃機関を制御する。

この態様によれば、検出用噴射が内燃機関の連続する２つの気筒で行われる。尚、ここでの「連続する２つの気筒」とは、内燃機関が有する複数の気筒のうち、燃料噴射期間が連続する２つの気筒を意味している。「連続する２つの気筒」は、特定の２つの気筒として予め決定されていてもよいし、セタン価検出処理を開始する場合に適宜選択されるようにしてもよい。

連続する２つの気筒で検出用噴射を行うようにすれば、１つの気筒で単発噴射を行う場合に比べて、より適切に回転０．５次振動を抽出することができる。具体的には、２気筒連続で燃焼を不安定とすることができるため、回転０．５次振動の成分をより顕著なものとすることができる。従って、より好適に燃料のセタン価を検出することが可能となる。

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記燃料を貯留する燃料タンクへの給油を検出する給油検出手段と、前記燃料を前記気筒へと噴射する燃料噴射手段による噴射量を検出する噴射量検出手段と、前記給油を検出した後の前記噴射量が、前記燃料タンク及び前記燃料噴射手段間を結ぶ燃料供給管の体積以上となった場合に、前記セタン価検出処理を実行すると判定する判定手段とを備える。

この態様によれば、例えば燃料残量センサ等である給油検出手段によって燃料タンクへの給油が検出されると、噴射量検出手段によって燃料噴射手段からの燃料の噴射量が検出される。そして、給油検出後の燃料の噴射量が燃料供給間の体積以上となった場合に、判定手段によってセタン価検出処理を実行すると判定される。これにより、検査用噴射、クランク軸の角速度の検出、出力値のフィルタ処理及びセタン価の検出が行われることになる。

燃料のセタン価は、例えば燃料タンク内における時間経過等では殆ど変化せず、異なるセタン価を有する燃料が混合される場合に大きく変動する。よって、異なる燃料が混合され得る給油が行われた場合にセタン価を検出するようにすれば、セタン価の変動を確実に検出することができる。

しかしながら、給油直後においては給油された燃料は直ちに噴射されず、先ずは燃料供給管に残存していた燃料（即ち、給油によって燃料が変化していない燃料）が燃料噴射手段から噴射される。よって、仮に給油直後にセタン価検出処理を開始したとすると、セタン価の変動を適切に検出することができないおそれがある。

しかるに本態様では、給油後の燃料噴射量が燃料供給管の体積と以上となってからセタン価検出処理が開始されるため、給油前から燃料供給管に残存していた燃料が全て噴射されたタイミングで処理が開始される。よって、より好適にセタン価検出処理を行うことが可能となる。

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記検出されたセタン価に基づいて、前記内燃機関における燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段を備える。

この態様によれば、検出されたセタン価は、内燃機関における燃料噴射制御に用いられる。燃料噴射制御手段は、例えば検出されたセタン価に基づいて燃料の噴射間隔や噴射量を変化させる。このようにセタン価に基づいた燃料噴射制御を行うことにより、例えばセタン価の低下に伴う着火性の悪化に起因する失火等が抑制され、好適な内燃機関の運転を実現することが可能となる。

尚、上述した燃料噴射制御に加えて、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムにおける循環排気量や、過給器における過給率等を制御するようにすれば、より好適な内燃機関の運転を実現することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

エンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図。 ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである 給油後におけるセタン価検出処理の開始タイミングを示すグラフである。 実施形態に係る２気筒連続での単発噴射によるセタン価検出処理を示すグラフである。 実施形態に係る単気筒での単発噴射によるセタン価検出処理を示すグラフである。 エンジンの回転０．５次振動及びセタン価の相関を示すグラフである。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

先ず、本実施形態に係るエンジンシステムの構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、エンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたエンジン２００の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って各種制御を実行可能に構成されている。ＥＣＵ１００の具体的な構成については、後に詳述する。

エンジン２００は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、シリンダ２０１内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる爆発力に応じたピストン２０２の往復運動を、コネクションロッド２０３を介してクランクシャフト２０４の回転運動に変換することが可能に構成されている。

クランクシャフトは、本発明の「クランク軸」の一例であり、クランクシャフト２０４近傍には、クランクシャフト２０４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２０５が設置されている。クランクポジションセンサ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０５によって検出されたクランクシャフト２０４の回転位置に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。

シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、図示せぬエアクリーナで浄化された後、吸気管２０６を通過し、吸気ポート２０９を介して吸気バルブ２１０の開弁時にシリンダ２０１内に吸入される。この際、シリンダ２０１内に吸入される吸入空気に係る吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、ＥＣＵ１００に電気信号として一定又は不定の出力タイミングで出力される構成となっている。

吸気管２０６には、吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０７が配設されている。このスロットルバルブ２０７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０８により、例えば、図示せぬアクセルペダルの操作量等に応じて電気的且つ機械的に駆動される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０７の開閉状態を表すスロットル開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された図示せぬスロットルポジションセンサにより検出され、ＥＣＵ１００に一定又は不定のタイミングで出力される構成となっている。

ここで特に、燃料は、燃料タンク２１２に貯留されている。この燃料タンク２１２には、燃料タンク２１２に貯留される燃料の量を表す燃料残量を検出可能なフロート式の燃料量センサ２１７が設置されている。燃料量センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料量は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定のタイミングで把握される構成となっている。

一方、燃料タンク２１２に貯留される燃料は、インジェクタ２１１によって、シリンダ２０１内の燃焼室に直接噴射される。インジェクタ２１１を介した燃料の噴射に際しては、先ず燃料タンク２１２に貯留された燃料が、フィードポンプ２１４の作用によりデリバリパイプ２１３を介して燃料タンク２１２から汲み出され、高圧ポンプ２１５へ供給される。

コモンレール２１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ２１５側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２１６には、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。

エンジン２００における上述したインジェクタ２１１は、シリンダ２０１毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリを介してコモンレール２１６に接続されている。ここで、インジェクタ２１１の構成について補足すると、インジェクタ２１１は、ＥＣＵ１００の指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２１６の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。

一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２１６より供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。

このようにしてシリンダ２０１内に噴射された燃料は、吸気バルブ２１０を介して吸入された吸入空気と混合され、上述した混合気となる。この混合気は、圧縮工程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２１０の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１８の開弁時に排気ポート２１９を介して排気管２２０に導かれる構成となっている。

また、排気管２２０には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２１が設置されている。ＤＰＦ２２１は、エンジン２００から排出されるスート（煤）或いはスモーク、及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から図示を省略するが、エンジン２００には、上記したセンサ以外にも各種のセンサが配されており、例えば、エンジン２００の冷却水温を検出する水温センサ、エンジン２００のノッキングレベルを検出するノックセンサ、吸入空気の温度たる吸気温を検出する吸気温センサ及び吸入空気の圧力たる吸気圧を検出する吸気圧センサ等が夫々検出対象毎に最適な位置に設置されている。

次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ１００の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、ＥＣＵの構成を示すブロック図である。

図２において、ＥＣＵ１００は、給油検出部１１０と、噴射量検出部１２０と、検出開始判定部１３０と、単発噴射制御部１４０と、角速度検出部１５０と、フィルタ処理部１６０と、セタン価検出部１７０と、燃料噴射制御部１８０とを備えて構成されている。

給油検出部１１０は、本発明の「給油検出手段」の一例であり、燃料量センサ２１７（図１参照）において検出される燃料タンク２１２内の燃料残量の変動によって、燃料の給油が行われたことを検出する。給油検出部１１０における検出結果は、検出開始判定部１３０に伝達される。

噴射量検出部１２０は、本発明の「噴射量検出手段」の一例であり、インジェクタ２１１から気筒２０１内部に噴射された燃料の噴射量を検出する。噴射量検出部１２０において検出された噴射量は、検出開始判定部１３０に伝達される。

検出開始判定部１３０は、本発明の「判定手段」の一例であり、給油検出部１１０において給油が検出された場合に、噴射量検出部１２０において検出された燃料噴射量の積算を開始する。検出開始判定部１３０は、給油後の燃料噴射量積算値に基づいてセタン価検出処理を開始するよう判定する。検出開始判定部１３０によるセタン価検出処理の開始判定については後に詳述する。

単発噴射制御部１４０は、本発明の「検査用噴射制御手段」の一例であり、噴射量判定部１３０においてセタン価検出処理を開始するよう判定された場合に、複数の気筒２０１のうち連続する２つの気筒２０１で単発噴射を行うようにエンジン２００を制御する。単発噴射制御部１４０は、予め設定された特定の２つの気筒２０１において単発噴射を行うようにしてもよいし、連続する２つの気筒２０１を適宜選択して単発噴射を行うようにしてもよい。

角速度検出部１５０は、本発明の「角速度検出手段」の一例であり、クランクポジションセンサ２０５（図１参照）から出力されるクランク角信号に基づいて、クランクシャフト２０４の角速度（以下、適宜「クランク角速度」と称する）を検出する。角速度検出部１４０において検出されたクランク角速度は、フィルタ処理部１５０に出力される。

フィルタ処理部１６０は、本発明の「フィルタ処理手段」の一例であり、角速度検出部１５０において検出されたクランク角速度の出力値に対しフィルタ処理を行う。フィルタ処理部１５０は、例えば燃焼不安定性の指標となるエンジン２００の回転０．５次振動の抽出処理等を実行可能とされている。

セタン価検出部１７０は、本発明の「セタン価検出手段」の一例であり、フィルタ処理が行われた出力値を用いて燃料のセタン価を検出する。セタン価検出部１７０には、例えばフィルタ処理後の出力値及びセタン価の相関を示すマップ等が予め記憶されている。尚、セタン価検出部１７０において検出されるセタン価は、具体的な数値であってもよいし、所定の基準値より高いか又は低いかを示す程度のものであってもよい。

燃料噴射制御部１８０は、本発明の「燃料噴射制御手段」の一例であり、セタン価検出部１７０において検出されたセタン価に基づいて、エンジン２００における燃料噴射制御を行う。具体的には、エンジン２００におけるインジェクタ２１１から噴射される燃料の噴射量や噴射間隔を、検出されたセタン価に応じて適宜変更する。

上述した各部位を含んで構成されたＥＣＵ１００は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作について、図３を参照して説明する。ここに図３は、実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。

図３において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作時には、先ず給油検出部１１０によって、燃料タンク２１２への燃料の給油が行われたか否かが判定される（ステップＳ１０１）。給油が検出されると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、検出開始判定部１３０において、噴射量検出部１２０で検出されるインジェクタ２１１からの燃料噴射量の積算が開始される。そして、検出開始判定部１３０では、給油後の噴射量がデリバリパイプ２１３の体積以上になったか否かが判定される（ステップＳ１０２）。給油後の噴射量がデリバリパイプ２１３の体積以上になったと判定されると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、燃料のセタン価を検出するセタン価検出処理が開始される。

以下では、上述したセタン価検出処理の開始判定について、図４を参照して詳細に説明する。ここに図４は、給油後におけるセタン価検出処理の開始タイミングを示すグラフである。

燃料のセタン価は、例えば燃料タンク２１２内における時間経過等では殆ど変化せず、異なるセタン価を有する燃料が混合される場合に大きく変動する。よって、異なる燃料が混合され得る給油が行われた場合にセタン価を検出するようにすれば、セタン価の変動を確実に検出することができる。

しかしながら、給油直後においては給油された燃料は直ちにインジェクタ２１１から噴射されず、先ずはデリバリパイプ２１３に残存していた燃料（即ち、給油によって燃料が変化していない燃料）が噴射される。よって、給油直後にセタン価検出処理を開始した場合、セタン価の変動を適切に検出することができないおそれがある。

ここで本実施形態では特に、図４に示すように、給油が検出された時点で燃料噴射量が一度リセットされ、給油後の燃料噴射量がデリバリパイプ２１３の体積以上になってから、セタン価検出処理が開始される。このようにすれば、デリバリパイプ２１３に残存していた燃料が全て噴射されたタイミングで処理が開始されるため、より好適にセタン価を検出することができる。尚、デリバリパイプ２１３の体積に、フィードポンプ２１４、高圧ポンプ２１５及びコモンレール２１６の体積を加えて判定を行えば、より正確に判定を行うことができる。

図３に戻り、セタン価検出処理においては、先ず単発噴射制御部１４０によって、エンジン２００が連続する２つの気筒２０１で単発噴射を行うように制御される（ステップＳ１０３）。即ち、複数回に分けて噴射されるべき燃料が、１回の噴射によって噴射されるよう制御される。

連続する２つの気筒２０１による単発噴射が行われると、角速度検出部１４０によって、クランクシャフト２０５の角速度が検出される（ステップＳ１０４）。角速度検出部１４０によって検出されたクランク角速度の出力値には、フィルタ処理部１５０においてフィルタ処理が行われる（ステップＳ１０５）。具体的には、検出されたクランク角速度の出力値から、エンジン２００の回転０．５次振動を抽出する処理が行われる。本実施形態では特に、クランク角速度が連続する２つの気筒２０１の単発噴射時に行われるため、極めて好適に回転０．５次振動を抽出することができる。

以下では、本実施形態に係る２気筒連続の単発噴射の効果について、図５及び図６を参照して説明する。ここに図５は、実施形態に係る２気筒連続での単発噴射によるセタン価検出処理を示すグラフである。また図６は、実施形態に係る単気筒での単発噴射によるセタン価検出処理を示すグラフである。

図５において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、セタン価検出処理を行うセタン価検出期間において、連続する２つの気筒２０１で単発噴射を行うようにエンジン２００が制御される。より具体的には、例えば４回に分けて噴射を行うべきタイミングにおいて、噴射量を維持したまま単発噴射を行うように制御される。これにより、単発噴射が行われた気筒２０１では、噴射１回当たりの噴射量が高められる。

この結果、セタン価検出期間におけるエンジン２００の燃焼は２気筒連続で不安定となる。即ち、エンジン２００における燃焼安定性が、連続する２つの気筒２０１に対応する期間において低下する。エンジン２００の燃焼が不安定となることで、燃焼不安定性の指標である回転０．５次振動はより顕著な値として抽出される。従って、セタン価をより高い精度で検出することが可能となる。

図６において、単発噴射を行う気筒は、必ずしも連続する２気筒ではなくともよく、例えば単気筒で単発噴射を行うようにしてもよい。この場合も、図５に示すように２気筒連続とはならないものの、単発噴射が行われた１つの気筒２０１において噴射１回当たりの噴射量が高められる。よって、エンジン２００の燃焼が１つの気筒２０１で不安定となり、燃焼不安定性の指標である回転０．５次振動を顕著な値として抽出することができる。従って、セタン価を高い精度で検出することが可能となる。

尚、セタン価検出中の燃料噴射は、必ずしも単発噴射でなくともよく、多少なりとも噴射回数が減らされるのであればよい。言い換えれば、噴射１回当たりの噴射量が高められるのであればよい。

再び図３に戻り、フィルタ処理が行われると、セタン価検出部１７０によって、フィルタ処理後のクランク角速度の出力値（具体的には、エンジン２００の回転０．５次振動を抽出した値）を用いた燃料のセタン価検出が行われる（ステップＳ１０６）。以下では、セタン価の検出方方法について、図７を参照して具体的に説明する。ここに図７は、エンジンの回転０．５次振動及びセタン価の相関を示すグラフである。

図７において、セタン価検出部１７０には、図に示すようなマップが予め記憶されている。よって、フィルタ処理によって抽出されたエンジン２００の回転０．５次振動の値から、容易且つ的確にセタン価を検出することができる。尚、セタン価検出部１７０は、図に示すようなマップ以外の方法（例えば数式を用いた計算等）でセタン価を検出してもよい。

再び図３に戻り、燃料のセタン価が検出されると、燃料噴射制御部１８０によって、検出されたセタン価に基づいた燃料噴射制御が行われる（ステップＳ１０７）。例えば、セタン価が比較的低い値として検出された場合は。燃料の着火性が悪化していると考えられるため、燃料噴射制御部１８０は、着火性を改善するように燃料噴射制御を行う。具体的には、インジェクタ２１１による燃料噴射間隔を短くする、或いは燃料噴射量を増加させるようにエンジン２００を制御する。このような燃料噴射制御によれば、エンジン２００の運転状況をセタン価に応じて適切なものとすることができる。

尚、セタン価検出部１７０において検出されたセタン価は、燃料噴射制御以外の制御に用いられてもよい。即ち、検出されたセタン価の使用目的については特に限定されない。

以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、セタン価検出処理を行う場合に、噴射量を維持したまま噴射回数を減らして燃料の噴射が行われる。従って、エンジン２００に使用されている燃料のセタン価を好適に検出することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１００…ＥＣＵ、１１０…給油検出部、１２０…噴射量検出部、１３０…検出開始判定部、１４０…単発噴射制御部、１５０…角速度検出部、１６０…フィルタ処理部、１７０…セタン価検出部、１８０…燃料噴射制御部、２００…エンジン、２０４…クランクシャフト、２０５…クランクポジションセンサ、２１１…インジェクタ、２１２…燃料タンク、２１７…燃料検出センサ。

Claims (4)

1. 内燃機関に使用される燃料のセタン価を検出するセタン価検出処理を実行可能な内燃機関の制御装置であって、
   前記セタン価検出処理を実行する場合に、前記内燃機関の少なくとも１つの気筒で、噴射量を維持したまま噴射回数を減らす検出用噴射を行うように前記内燃機関を制御する検出用噴射制御手段と、
   前記検出用噴射を行った際に、前記内燃機関のクランク軸の角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
   前記フィルタ処理が行われた出力値を用いて、前記内燃機関に使用される燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記検出用噴射制御手段は、前記内燃機関の連続する２つの気筒で前記検出用噴射を行うように前記内燃機関を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記燃料を貯留する燃料タンクへの給油を検出する給油検出手段と、
   前記燃料を前記気筒へと噴射する燃料噴射手段による噴射量を検出する噴射量検出手段と、
   前記給油を検出した後の前記噴射量が、前記燃料タンク及び前記燃料噴射手段間を結ぶ燃料供給管の体積以上となった場合に、前記セタン価検出処理を実行すると判定する判定手段と
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記検出されたセタン価に基づいて、前記内燃機関における燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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