JP2013209941A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の着火性の推定に複数の異なる推定ロジックを採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことのできるエンジン制御装置を提供する。
【解決手段】失火の発生状況に基づき推定された失火検出セタン価、給油量に基づき推定された給油判定セタン価、及び燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づき推定されたトルク判定セタン価の３つのセタン価推定値のうち、セタン価が最も低いとされた値を、エンジン制御に使用する制御セタン価に設定する（Ｓ２０１）。
【選択図】図６

Description

本発明は、燃料の着火性を推定し、その推定結果に基づいてエンジン制御を行うエンジン制御装置に関する。

ディーゼルエンジンは、噴射された燃料を圧縮により着火して燃焼させている。ディーゼルエンジンが燃料として用いる市販の軽油には、成分が異なるものがあり、着火性にばらつきがある。燃料の着火性は、失火の発生状況や出力などに多大な影響を与える。そのため、ディーゼルエンジンの出力性能、燃費性能、エミッション性能を向上するには、使用中の燃料の着火性を確認し、燃料噴射の時期や量などといったエンジン制御の実行態様をその結果に応じて調整する必要がある。

ちなみに、ディーゼルエンジンの燃料である軽油の着火性は、セタン価によって評価される。試料とする軽油のセタン価は、その試料と同一の着火性を示す、セタンとα−メチルナフタレンとの混合物に含まれるセタンの容量パーセントとして表わされる。

燃料のセタン価の推定ロジックとしては、様々なロジックが従来提案されている。例えば特許文献１には、燃料噴射後のディーゼルエンジンの回転変動、燃料噴射時期及び燃料噴射時のエンジン回転速度の関係に基づいて燃料のセタン価を推定するロジックが開示されている。

特開２０１１−２５６８４０号公報

ところで、燃料の着火性の推定を、複数の異なる推定ロジックを用いて行うことが考えられる。そうした場合、推定原理の違いから、推定ロジック毎に異なる推定結果が出されてしまうことがある。そしてその結果、エンジン制御のハンチングが生じる虞がある。

例えば推定ロジックＡによる推定では、使用中の燃料のセタン価が低いとの推定結果が出され、推定ロジックＢによる推定では、使用中の燃料のセタン価が高いとの推定結果が出されとする。この場合、推定ロジックＡによる推定の実施後には、低セタン価の燃料の使用を想定したエンジン制御が実施され、推定ロジックＢによる推定の実施後には、高セタン価の燃料の使用を想定したエンジン制御が実施されることになる。そのため、各推定ロジックによる推定が実施される毎に、エンジン制御の実施態様が切り換えられてしまい、制御が安定しなくなってしまう。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料の着火性の推定に複数の異なる推定ロジックを採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことのできるエンジン制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、エンジン制御装置としての請求項１に記載の発明では、異なる推定ロジックをそれぞれ用いた複数の燃料の着火性の推定を行うとともに、それら推定の結果のうち、着火性が最も低いとされた推定結果に基づいてエンジン制御を行うようにしている。

上記構成では、各推定において相違した推定結果が出されたときには、それらの推定結果のうち、着火性が最も低いとされた推定結果に基づいてエンジン制御が行われる。そのため、異なる推定結果が出されても、制御ハンチングは生じないようになる。また、最も着火性が低いとされた推定結果を採用してエンジン制御を行うため、失火に対するロバスト性を好適に確保することができる。したがって、上記構成によれば、使用中の燃料の着火性の推定に複数の推定方法を採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことができる。

上記課題を解決するため、エンジン制御装置としての請求項２に記載の発明では、失火の発生状況に基づく燃料の着火性の推定と、給油量に基づく燃料の着火性の推定と、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づく燃料の着火性の推定と、を行うとともに、それら推定の結果のうち、着火性が最も低いとされた推定結果に基づいてエンジン制御を行うようにしている。

燃料の着火性が低いと失火が発生し易くなるため、失火の発生状況から使用中の燃料の着火性を推定することができる。また、給油後には、燃料の組成が変わり、燃料の着火性が変化するが、このときの着火性の最大変化量は、給油量から求めることができる。更に、燃料の着火性が低下すると、単位質量の燃料の燃焼により発生するエンジントルクが変化するため、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさからも使用中の燃料の着火性を推定することができる。そこで、上記構成では、失火の発生状況、給油量、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさにそれぞれ基づいて、使用中の燃料の着火性を推定している。

そして、それらの推定結果が異なる場合には、それらの推定結果のうち、着火性が最も低いとされた推定結果に基づいてエンジン制御が行われる。そのため、異なる推定結果が出されても、制御ハンチングは生じないようになる。また、最も着火性が低いとされた推定結果を採用してエンジン制御を行うため、失火に対するロバスト性を好適に確保することができる。したがって、上記構成によれば、使用中の燃料の着火性の推定に複数の推定方法を採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことができる。

本発明の一実施の形態にかかるエンジン制御装置の全体構造を模式的に示す略図。 同実施の形態の適用されるディーゼルエンジンに設けられたインジェクターの側部断面構造を示す断面図。 燃料噴射率の時間波形の一例を示すグラフ。 上記実施の形態に採用されるトルク判定セタン価算出ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 （ａ）は、セタン価検出のための燃料噴射の実行前後におけるエンジン回転速度の推移を示すグラフであり、（ｂ）は、セタン価検出のための燃料噴射の実行前後における回転速度差の推移を示すグラフである。 上記実施の形態に採用される制御セタン価設定ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 同実施の形態のエンジン制御装置における失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価、及び制御セタン価の推移態様の一例を示すタイムチャート。

以下、本発明にかかるエンジン制御装置を具体化した一実施の形態を、図１〜図７を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の制御装置は、車載用のディーゼルエンジンに適用されている。

図１に示すように、本実施の形態の制御装置が適用されるディーゼルエンジンの燃料タンク１０には、その内部の燃料の残量を計測する燃料ゲージ１１が配設されている。また、燃料タンク１０には、ディーゼルエンジンに供される燃料を送るための給油通路１２が接続されている。給油通路１２の途中には、燃料タンク１０内の燃料を汲み上げた後、加圧して吐出する高圧燃料ポンプ１３が設けられている。そして、給油通路１２の下流端は、加圧された燃料を貯留するコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４には、ディーゼルエンジンの各気筒のインジェクター１６がそれぞれ接続されている。なお、これらのインジェクター１６には、その内部の燃料圧力を検出する燃圧センサー１７がそれぞれ配設されている。また、各インジェクター１６には、余剰した燃料を燃料タンク１０に戻すためのリターン通路１８が接続されている。

こうしたディーゼルエンジンは、電子制御ユニット１９により制御されている。電子制御ユニット１９は、エンジン制御にかかる各種演算処理を行うマイクロコンピューターを備えている。また、電子制御ユニット１９には、ディーゼルエンジンの運転状況を検出する各種センサーの信号が入力される入力回路が設けられている。この入力回路には、上記燃料ゲージ１１や燃圧センサー１７が接続されている。また、入力回路には、ディーゼルエンジンの吸気圧を検出する吸気圧センサー２０、ディーゼルエンジンの回転速度を検出する回転速度センサー２１、ディーゼルエンジンの冷却水温を検出する水温センサー２２、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサー２３、車速を検出する車速センサー２４なども接続されている。更に、電子制御ユニット１９には、ディーゼルエンジンの各部を駆動するアクチュエーターの駆動回路が設けられている。なお、こうした駆動回路には、各気筒のインジェクター１６を駆動する回路が含まれる。

続いて、こうしたディーゼルエンジンの各気筒に設けられたインジェクター１６のより詳細な構成について説明する。このディーゼルエンジンには、インジェクター１６として、電気駆動式のインジェクターが採用されている。

図２に示すように、インジェクター１６は、中空筒状に形成されたハウジング３０を備えている。ハウジング３０の内部には、図中上下方向に往復動可能にニードル弁３１が配設されている。また、ニードル弁３１の図中上方におけるハウジング３０の内部には、同ニードル弁３１を図中下方に向けて常時付勢するスプリング３２が配設されている。

また、ハウジング３０の内部には、ニードル弁３１を間に挟んで２つの燃料室が、すなわちニードル弁３１の図中下方に位置するノズル室３３と、ニードル弁３１の図中上方に位置する圧力室３４とが形成されている。

ノズル室３３には、その内部とハウジング３０の外部とを連通する噴射孔３５が形成されている。また、ノズル室３３には、ハウジング３０の内部に形成された導入通路３６が接続されている。導入通路３６は、上述のコモンレール１４（図１）に接続されている。そして、コモンレール１４からこの導入通路３６を介してノズル室３３に燃料が供給されるようになっている。

一方、圧力室３４は、連通路３７を介してノズル室３３に、排出路３８を介して上述のリターン通路１８にそれぞれ接続されている。また、圧力室３４の内部には、例えばピエゾ素子のような圧電素子を積層して形成された圧電アクチュエーター３９により駆動される弁体４０が配設されている。そして、圧力室３４は、弁体４０の駆動により、上記連通路３７及び排出路３８のいずれか一方に選択的に連通されるようになっている。

更に、こうしたインジェクター１６の図中上部には、上述の燃圧センサー１７が一体に設けられている。この燃圧センサー１７は、上記導入通路３６内の燃料の圧力を検出するように構成されている。

こうしたインジェクター１６は、次のように動作する。駆動電圧が印加されていないときの圧電アクチュエーター３９は、その全長が縮んだ状態となり、圧力室３４を連通路３７に連通し、圧力室３４を排出路３８から遮断する位置に弁体４０を位置させる。このときには、ノズル室３３と圧力室３４とが連通され、それらの内部の圧力がほぼ均衡する。そのため、このときのニードル弁３１は、スプリング３２の付勢力により図中下方に変位して、噴射孔３５を塞ぐ。したがって、このときのインジェクター１６からは、燃料が噴射されないようになる。

一方、圧電アクチュエーター３９に駆動電圧が印加されると、その全長が伸びて、圧力室３４を連通路３７から遮断し、圧力室３４を排出路３８に連通する位置に弁体４０を位置させる。このときには、圧力室３４から燃料が排出され、その内部の圧力が低下されることから、ノズル室３３の圧力が圧力室３４の圧力よりも大となる。そのため、このときのニードル弁３１は、それらの圧力差により、スプリング３２の付勢力により図中上方に、すなわち噴射孔３５を塞ぐ位置から離れるように変位する。したがって、このときのインジェクター１６からは、燃料が噴射されるようになる。

以上のように構成された本実施の形態において、電子制御ユニット１９は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行っている。具体的には、電子制御ユニット１９は、エンジン回転速度やアクセルペダルの踏み込み量、使用中の燃料のセタン価の推定値（制御セタン価）から、燃料噴射量の目標値（目標燃料噴射量）を算出する。また、電子制御ユニット１９は、目標燃料噴射量およびエンジン回転速度から、燃料噴射時期や燃料噴射時間の目標値を算出する。そして電子制御ユニット１９は、これら算出した目標値に応じて、インジェクター１６の圧電アクチュエーター３９に対する駆動電圧の印加を行って燃料噴射を制御している。

さらに、本実施の形態では、こうした燃料噴射制御において電子制御ユニット１９は、上記インジェクター１６に設置された燃圧センサー１７の検出する燃料圧力に基づいて、インジェクター１６の燃料噴射率（単位時間当りに噴射される燃料の量）の時間波形を形成する制御を実施する。この制御は、次の態様で行われる。

インジェクター１６において、圧電アクチュエーター３９への駆動電圧の印加に応じたニードル弁３１の噴射孔３５からの離間（リフト）が開始されると、そのリフト量の増加に伴い、ノズル室３３内の燃料圧力は次第に低下する。また、駆動電圧の印加の停止に応じてニードル弁３１のリフト量が減少すると、その減少に伴い、ノズル室３３内の燃料圧力は次第に上昇する。したがって、上記燃圧センサー１７により検出された燃料圧力からは、ニードル弁３１のリフトの開始時期（開弁駆動開始時期Ｔｏｓ）、燃料噴射率が最大となる時期（最大噴射率到達時期Ｔｏｅ）、燃料噴射率の降下が開始される時期（噴射率降下開始時期Ｔｃｓ）、及びニードル弁３１のリフトの終了時期（最小リフト量到達時期Ｔｃｅ）を特定することができる。そして、それらの特定した時期から、図３に示すような燃料噴射率の時間波形を求めることができる。そして、その波形からは、実際の燃料の噴射状況を極めて高い精度で確認することができる。なお、本実施の形態では、電子制御ユニット１９は、インジェクター１６内部の燃料圧力の変化速度（燃料圧力の時間微分値）を求めるとともに、その変化率に基づいて、上記各時期を求めている。

また、本実施の形態では、電子制御ユニット１９は、使用中の燃料のセタン価の推定を、すなわち燃料の着火性の推定を行っている。そして、その推定結果に応じて燃料噴射時期や燃料噴射量、ＥＧＲ量、過給率などの制御態様を調整することで、ディーゼルエンジンの出力性能、燃費性能、エミッション性能を向上するようにしている。例えば低セタン価の燃料の使用が推定されているときには、パイロット噴射の回数や量を増やす、パイロット噴射やメイン噴射の時期を早める、ＥＧＲ量を減らす、過給率を高める、といった制御態様の変更により、燃料の着火性の低さに起因した失火の発生を抑えるようにしている。

本実施の形態のエンジン制御装置では、３つの推定ロジックを用いてセタン価の推定が行われる。すなわち、失火に基づくセタン価の推定、給油に基づくセタン価の推定、エンジントルクに基づくセタン価の推定の３つである。以下、これら３つの推定ロジックの詳細を説明する。

（失火に基づくセタン価の推定）
着火性の低い低セタン価の燃料が使用されると、失火の発生頻度が高くなる。そのため、失火の発生状況から使用中の燃料のセタン価を推定することができる。

具体的には、電子制御ユニット１９は、エンジン回転速度の変動から失火の発生を検出している。そして、電子制御ユニット１９は、失火の検出回数が既定値に達すると、失火の発生状況に基づくセタン価の推定値、すなわち失火検出セタン価の値を減少させる。なお、失火検出セタン価の値は、給油が行われると初期値にリセットされる。失火の検出回数は、給油毎に「０」にクリアされる。

（給油に基づくセタン価の推定）
給油後には、燃料タンク１０内の燃料の組成が変わり、燃料のセタン価も変化する。その変化の大きさの最大値は、給油前の燃料のセタン価や給油量などから求めることができる。

具体的には、電子制御ユニット１９は、燃料タンク１０の燃料残量の上昇から給油が行われたことが確認されると、給油された燃料が、想定される使用燃料のうち、セタン価が最も低い燃料であったと仮定して、給油後の燃料のセタン価を推定する。ここで推定されるセタン価、すなわち給油判定セタン価Ｃｒは、下式（１）に基づいて算出される。下式（１）において、「Ｆｂ」は給油前の燃料タンク１０の燃料残量（給油前燃料残量）を、「Ｆｒ」は給油された燃料の量（給油量）を、「Ｆａ」は給油後の燃料タンク１０の燃料残量（給油後燃料残量）をそれぞれ示している。また、「Ｃｂ」は給油前の燃料タンク１０内の燃料のセタン価の推定値（給油前セタン価）を、「Ｃｍ」は想定される使用燃料のセタン価の最小値（最小セタン価）をそれぞれ示している。

Ｃｒ＝（Ｃｂ×Ｆａ＋Ｃｍ×Ｆｒ）／Ｆａ ・・・（１）

なお、給油判定セタン価の算出は、給油が確認されたときに行われる。そして、給油判定セタン価の値は、燃料噴射後に発生したエンジントルクの大きさに基づくセタン価の推定結果が得られた時点で初期値にリセットされる。

（エンジントルクに基づくセタン価の推定）
燃料の着火性が高いほど、燃料の燃え残りが少なくなり、燃料噴射後に発生するエンジントルクが大きくなる。そこで、電子制御ユニット１９は、後述の実行条件の成立時に、微量の燃料噴射を実施し、その噴射された燃料の燃焼により発生したエンジントルク（発生トルク）の大きさを求め、その大きさから燃料のセタン価を推定している。

具体的には、こうした燃料噴射後の発生トルクの大きさに基づくセタン価（トルク判定セタン価）の推定は、図４に示すトルク判定セタン価算出ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、ディーゼルエンジンの運転中、電子制御ユニット１９により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、トルク判定セタン価算出の実行条件が成立しているか否かが判定される。この実行条件は、次の（イ）〜（ハ）のすべてが成立することとなっている。
（イ）車両走行中のアクセル操作（アクセルペダルの踏み込み）の解除に応じて実施されるディーゼルエンジンの減速時燃料カットの実行中である。
（ロ）給油後の燃料噴射量の総量が、規定値α以上となっている。なお、規定値αには、燃料タンク１０からインジェクター１６に至る燃料経路に充填可能な燃料の総量よりも大きい値が設定されている。すなわち、本条件（ロ）の成立は、給油の後、上記燃料経路内の燃料が、給油後に燃料タンク１０から新たな燃料によって置き換えられていることを意味している。
（ハ）本ルーチンにより算出されたトルク判定セタン価が、規定回数以上連続して同じ値となっていない。本ルーチンによるトルク判定セタン価の算出値が一定の回数以上連続して同じ値であれば、以降もトルク判定セタン価の算出値は変化しないと考えられる。そこで、本実施の形態では、そうした場合には、トルク判定セタン価の算出を停止している。なお、トルク判定セタン価の算出値が連続して同じとなった回数のカウントは、給油が確認された時点でクリアされる。

ここで、実行条件が不成立であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、成立していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に処理が進められる。そして、ステップＳ１０１では、エンジン回転速度、エンジン冷却水温、及び吸気圧に基づいて、セタン価検出のための燃料噴射の時期が設定される。なお、ここでの燃料噴射時期の算出に、エンジン回転速度、エンジン冷却水温、及び吸気圧を用いるのは、下記の理由による。

燃料の燃え残りの量は、燃料の着火性に加え、燃料噴射時期によっても変化する。燃料噴射時期が早ければ、燃料が噴射されてから筒内圧や筒内温度が低下して、燃焼が成立しなくなるまでの時間が長くなる。そのため、燃料噴射時期が早ければ、燃焼がより長い時間継続することとなり、燃料の燃え残りは少なくなる。一方、燃料噴射時期が遅ければ、上記時間が短くなって、燃焼の継続時間も短くなるため、燃料の燃え残りは多くなる。一方、燃料が噴射されてから筒内圧や筒内温度の低下が生じるまでの時間は、エンジン回転速度が高くなるほど短くなる。したがって、燃焼条件を一律とするには、エンジン回転速度が高いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早める必要がある。

また、シリンダー壁温が低いときには、エンジン圧縮行程における筒内温度の最大値（ピーク温度）は低くなる。さらに、吸気圧が低いときには、エンジン圧縮行程における筒内圧力の最大値（ピーク圧力）は低くなる。そして、ピーク温度やピーク圧力が低いほど、気筒内が高温高圧の状態となる時間が短くなり、燃焼の継続時間が短くなる。したがって、燃焼条件を一律とするには、シリンダー壁温が低いほど、あるいは吸気圧が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早める必要がある。

そこで本実施の形態では、セタン価検出に際して噴射された燃料の燃焼条件を一律とするため、その燃料の噴射時期を、そのときのエンジン回転速度、シリンダー壁温、及び吸気圧に応じて調整するようにしている。具体的には、本実施の形態では、エンジン回転速度が高いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。また同様に、本実施の形態では、シリンダー壁温の指標値であるエンジン冷却水温が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。さらに本実施の形態、吸気圧が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。

こうして燃料噴射時期が設定されると、続くステップＳ１０２において、その設定された時期に、規定量の燃料噴射が実施される。そして、ステップＳ１０３において、その噴射による発生トルクの大きさが求められる。

このステップＳ１０３での発生トルクの算出は、次の態様で行われる。電子制御ユニット１９は、所定周期毎にエンジン回転速度を取得するとともに、その取得したエンジン回転速度と規定周期前に取得されたエンジン回転速度との差（回転速度差ΔＮＥ）を求めている。

図５（ａ）は、セタン価検出のための燃料噴射の実行前後のエンジン回転速度の推移を、図５（ｂ）は、そのときの回転速度差ΔＮＥの推移をそれぞれ示している。セタン価検出のための燃料噴射が実行され、それによりエンジントルクが発生すると、エンジン回転速度が上昇、あるいはその低下速度が減少し、回転速度差ΔＮＥが増加する。こうした回転速度差ΔＮＥの増加分の時間積分値（図５（ｂ）のハッチングで示す部分の面積に相当）は、発生トルクが大きいほど、大きくなる。そこで、本実施の形態では、そうした回転速度差ΔＮＥの増加分の時間積分値を、回転変動量ΣΔＮＥとして算出し、その値を発生トルクの指標値としている。

次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０２での燃料噴射における上記噴射率の時間波形から、実際の燃料噴射時期や燃料噴射量が求められ、燃料噴射時期及び燃料噴射量の指令値と実値との誤差（噴射時期誤差、噴射量誤差）がそれぞれ算出される。そして、それら噴射時期誤差及び噴射量誤差に基づいて、上記回転変動量ΣΔＮＥの補正が行われる。この補正は、噴射時期誤差や噴射量誤差により生じるエンジントルクの変化分に相当する量の補正を行って、噴射時期誤差や噴射量誤差がセタン価の推定結果に与える影響を低減するために行われる。具体的には、進角側（噴射時期が早まる側）への噴射時期誤差が大きいほど、発生トルクは大きくなるため、回転変動量ΣΔＮＥは、大きく減量補正される。また、増量側への噴射量誤差が大きいほど、発生トルクは大きくなるため、回転変動量ΣΔＮＥは、大きく減量補正される。

そして続くステップＳ１０５において、そうした補正後の回転変動量ΣΔＮＥと、燃料噴射実行時のエンジン回転速度とに基づいて、トルク判定セタン価が算出される。電子制御ユニット１９のマイクロコンピューターには、予め実験により求められた回転変動量ΣΔＮＥ及びエンジン回転速度と燃料のセタン価との関係が記憶されており、ここでの算出は、その記憶された関係に基づいて行われる。そして、トルク判定セタン価の算出後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

（制御セタン価の設定）
以上のように本実施の形態では、異なる３つの推定ロジックを用いて使用中の燃料のセタン価を推定している。これら推定ロジックは、それぞれ推定原理が異なるため、セタン価の推定結果に食い違いが発生することがある。本実施の形態では、そうした場合にも、制御ハッチングが生じないように、実際にエンジン制御に使用するセタン価の推定値、すなわち制御セタン価を、以下の態様で設定している。

本実施の形態での制御セタン価の設定は、図６に示す制御セタン価設定ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、ディーゼルエンジンの運転中に電子制御ユニット１９によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、３つのセタン価推定値、すなわち失火検出セタン価、給油判定セタン価、及びトルク判定セタン価のいずれかの値が更新されたか否かが判定される。ここで、いずれの値も更新されていなければ（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。この場合の制御セタン価は、それまでの値に維持される。

一方、いずれかの値が更新されたのであれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１において、失火検出セタン価、給油判定セタン価、及びトルク判定セタン価のうちから、値が最小なもの、すなわち３つの推定ロジックによるセタン価の推定結果のうちでセタン価が最も低いとされた推定結果が制御セタン価に設定される。そしてその後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

続いて、こうした本実施の形態の作用を、図７を参照して説明する。同図は、本実施の形態のエンジン制御装置における失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価、及び制御セタン価の推移態様の一例を示している。

時刻ｔ１以前においては、失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価の中では、トルク判定セタン価が最も低い値となっている。そのため、この期間には、トルク判定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

時刻ｔ１において給油が行われると、給油判定セタン価の値が更新され、その結果、給油判定セタン価の値が、それまで各セタン価推定値の中で最小の値であったトルク判定セタン価の値を下回っている。そのため、この時刻ｔ１からは、給油判定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

その後の時刻ｔ２には、上述の実行条件が成立して、燃料の燃焼により発生したエンジントルクに基づくセタン価の推定（トルク判定セタン価の算出）が行われている。ここでは、トルク判定セタン価の値に以前と同じ値が算出されており、トルク判定セタン価の値に変化はない。一方、このときのトルク判定セタン価の算出によっては、時刻ｔ１での給油により更新された給油判定セタン価の値が初期値にリセットされる。そしてその結果、給油判定セタン価の値がトルク判定セタン価の値を上回り、トルク判定セタン価が３つのセタン価推定値の中で最も低い値となる。そのため、この時刻ｔ２からは、トルク推定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

その後の時刻ｔ３において失火の発生が検出されると、失火検出セタン価の値が減じられる。そしてその結果、失火検出セタン価の値が、それまで各セタン価推定値の中で最小の値であったトルク推定セタン価の値を下回っている。そのため、この時刻ｔ３からは、失火検出セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

更に、その後の時刻ｔ４において、給油が行われると、給油判定セタン価の値が更新される。一方、失火検出セタン価の値は、給油に応じて初期値にリセットされる。その結果、給油判定セタン価の値が、失火検出セタン価の値、及びトルク推定セタン価の値を下回ることになり、この時刻ｔ４からは、ここで更新された給油判定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

その後の時刻ｔ５には、上述の実行条件が成立して、トルク判定セタン価の算出処理が行われている。このときの算出処理では、トルク判定セタン価の値としてそれまでと同じ値が算出されている。一方、このときのトルク判定セタン価の算出により、時刻ｔ４での給油により更新された給油判定セタン価の値が初期値にリセットされる。そしてその結果、給油判定セタン価の値がトルク判定セタン価の値を上回り、トルク判定セタン価が３つのセタン価推定値の中で最も低い値となる。そのため、この時刻ｔ５からは、トルク推定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

その後の時刻ｔ６には、上述の実行条件が再び成立して、トルク判定セタン価の算出処理が再度実施されている。その結果、トルク判定セタン価の値が増加される。そして、この時刻ｔ６以降、その増加されたトルク推定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。

以上説明した本実施の形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、それぞれ異なる推定ロジックを用いて求められた３つのセタン価推定値（失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価）のうち、セタン価が最も低いとされた推定値を、エンジン制御に使用する制御セタン価に設定している。そのため、各セタン価推定値の値が相違しても、制御ハッチングが生じないようになる。また、セタン価が最も低いとされた推定値をエンジン制御に用いているため、燃料の着火性の低さに起因した失火に対するロバスト性を好適に確保することができる。したがって、本実施の形態によれば、使用中の燃料の着火性の推定に複数の推定方法を採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことができる。

（２）本実施の形態では、トルク判定セタン価の算出値が規定回数連続して同じ値であったときには、以降におけるトルク判定セタン価の検出を停止するようにしている。トルク判定セタン価の検出は、本来は、燃料噴射を行わない減速時燃料カット中に燃料を噴射して行われるため、本来不要な燃料の消費や白煙の発生を招く。その点、本実施の形態では、トルク判定セタン価の値がほぼ確定したと判断した時点で、以降のトルク判定セタン価の検出を打ち切るため、その検出のための燃料消費やその検出に伴う白煙の発生を好適に抑制することができる。

（３）本実施の形態では、失火の検出に応じて失火検出セタン価の値を減少させ、制御セタン価の値をその失火検出セタン価の値以下とするようにしている。そして、減じられた失火検出セタン価の値を、給油が行われるまで維持している。こうした本実施の形態では、給油判定セタン価やトルク判定セタン価の値が大きくても、失火が発生すれば、制御セタン価は小さくされる。そのため、失火を招いた燃焼の不安定化が燃料の着火性の低さに起因したものでない場合にも、好適な失火の発生の抑制が可能なようにエンジン制御を行うことができる。一方、給油が行われば、失火の要因が解消されることが期待されるため、失火検出セタン価の値を給油に応じてリセットすることで、燃焼安定性の実情に応じた適切なエンジン制御を行うことができる。

（４）本実施の形態では、インジェクター１６内の燃料圧力の検出結果から求められた燃料噴射率の時間波形に基づいて、実際の燃料噴射時期、燃料噴射量を求め、発生トルク（回転変動量ΣΔＮＥ）を補正している。セタン価検出のための燃料噴射量は微小であるため、燃料噴射時期や燃料噴射量の僅かなずれがセタン価の推定結果に大きい影響を与える。その点、本実施の形態では、実際の燃料噴射時期や燃料噴射量を正確に求め、発生トルクの演算結果を補正しているため、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づくセタン価の推定をより正確に行うことができる。

（５）本実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をエンジン回転速度に応じて調整している。具体的には、エンジン回転速度が高いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。そのため、エンジン回転速度による発生トルクの変化がセタン価の推定結果に与える影響を好適に抑えることができる。

（６）本実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をシリンダー壁温に応じて調整している。具体的には、シリンダー壁温の指標値であるエンジン冷却水温が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。そのため、シリンダー壁温による発生トルクの変化がセタン価の推定結果に与える影響を好適に抑えることができる。

（７）本実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期を吸気圧に応じて調整している。具体的には、吸気圧が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。そのため、吸気圧による発生トルクの変化がセタン価の推定結果に与える影響を好適に抑えることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、燃料ゲージ１１により検出された燃料残量の上昇から給油が行われたことを確認していたが、燃料キャップの開閉など、それ以外の方法で給油の確認を行うようにしても良い。

・上記実施の形態では、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさを、エンジン回転速度の変動量から求めていたが、燃焼に伴う筒内圧の上昇量など、他のパラメーターから求めるようにしても良い。

・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期を吸気圧に応じて調整していたが、セタン価検出時の吸気圧が概ね一定であると見做せる場合や、吸気圧の差異による発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした噴射時期の調整を割愛しても良い。

・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をシリンダー壁温に応じて調整していたが、セタン価検出時のシリンダー壁温が概ね一定であると見做せる場合や、シリンダー壁温の差異による発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした噴射時期の調整を割愛しても良い。

・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をエンジン回転速度に応じて調整していたが、セタン価検出時のエンジン回転速度が概ね一定であると見做せる場合や、エンジン回転速度の差異による発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした噴射時期の調整を割愛しても良い。

・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射時におけるインジェクター１６内の燃料圧力の変動を検出するとともに、その検出結果から実際の燃料噴射時期及び実際の燃料噴射量を求めている。そして、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさ（回転変動量ΣΔＮＥ）を、その求められた実際の燃料噴射時期及び実際の燃料噴射量に応じて補正した上で、セタン価を推定している。もっとも、燃料噴射量や燃料噴射時期を十分に高い精度で制御できる場合や、燃料噴射量や燃料噴射時期のずれによる発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした補正を行わずとも、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づくセタン価の推定をより正確に行うことが可能である。

・上記実施の形態では、失火の検出に応じて失火検出セタン価の値が一旦減少されると、給油が行われるまでその値を維持することで、失火に対するロバスト性を好適に確保するようにしていた。失火に対するロバスト性よりも燃費性能や出力性能のような他のエンジン性能を優先する場合には、失火が検出されなくなったときに失火検出セタン価の値を増加させるようにしても良い。

・上記実施の形態では、トルク判定セタン価の算出値が規定回数連続して同じ値であったときには、以降におけるトルク判定セタン価の検出を停止するようにしていた。もっとも、セタン価検出のための燃料噴射による燃料消費やそれに伴う白煙の発生が十分に無視できる場合には、算出値が規定回数連続して同じ値であっても、トルク判定セタン価の検出を継続するようにしても良い。

・上記実施の形態では、減速時燃料カット中にトルク判定セタン価の検出を行うようにしていたが、減速時燃料カット以外にトルク判定セタン価の検出を行うようにしても良い。

・上記実施の形態では、燃圧センサー１７を内蔵し、圧電アクチュエーター３９により動作するインジェクター１６を採用するようにしていたが、それ以外の駆動方式を採用するインジェクターや、燃圧センサー１７を内蔵しないインジェクターを採用するようにしても良い。

次に、上記実施の形態及びその変形例から把握することのできる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記給油量に基づく燃料の着火性の推定は、給油された燃料が想定される使用燃料のうちで着火性が最も低い燃料であると仮定して行われる請求項２に記載のエンジン制御装置。

（ロ）前記エンジントルクの大きさに基づく燃料の着火性の推定は、その推定のために行われた燃料噴射時のエンジン回転速度と、その燃料噴射によって噴射された燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさと、その燃料噴射の燃料噴射時期との関係に基づいて前記着火性の指標値の推定値を演算することで行われる請求項２または上記（イ）に記載のエンジン制御装置。

（ハ）前記エンジントルクの大きさに基づく燃料の着火性の推定は、燃料の燃焼により生じたエンジン回転速度の変動量を前記エンジントルクの大きさの指標値として用いて行われる請求項２、上記（イ）及び（ロ）のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

１０…燃料タンク、１１…燃料ゲージ、１２…給油通路、１３…高圧燃料ポンプ、１４…コモンレール、１６…インジェクター、１７…燃圧センサー、１８…リターン通路、１９…電子制御ユニット、２０…吸気圧センサー、２１…回転速度センサー、２２…水温センサー、２３…アクセルペダルセンサー、２４…車速センサー、３０…ハウジング、３１…ニードル弁、３２…スプリング、３３…ノズル室、３４…圧力室、３５…噴射孔、３６…導入通路、３７…連通路、３８…排出路、３９…圧電アクチュエーター、４０…弁体。

Claims (2)

1. 異なる推定ロジックをそれぞれ用いた複数の燃料の着火性の推定を行うとともに、
   それら推定の結果のうち、着火性が最も低いとされた推定結果に基づいてエンジン制御を行う
   ことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 失火の発生状況に基づく燃料の着火性の推定と、
   給油量に基づく燃料の着火性の推定と、
   燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づく燃料の着火性の推定と、
   を行うとともに、それら推定の結果のうち、着火性が最も低いとされた推定結果に基づいてエンジン制御を行う
   ことを特徴とするエンジン制御装置。