JP4387384B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に供給される燃料のセタン価を推定する内燃機関の制御装置に関する。

従来のこの種の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、内燃機関のアイドル運転中、燃料噴射弁から燃焼室に噴射された燃料の実際の着火時期を実着火時期として検出するとともに、内燃機関において燃焼が良好に行われているときに得られる着火時期を標準着火時期として設定する。そして、実着火時期と標準着火時期との差に基づいて、使用中の燃料の性状を判定する。

このように、この従来の制御装置では、アイドル運転中に求めた実着火時期と標準着火時期との差、すなわち、標準着火時期を基準とする燃料の着火遅れに基づいて、使用中の燃料の性状を判定する。しかし、通常、アイドル運転中には、燃焼室に噴射される燃料量は、内燃機関の回転数が所定の目標アイドル回転数になるように制御されるため、例えば、エアコンの負荷などに応じて内燃機関の回転数が変化すると、それに応じて燃料量が増減する結果、内燃機関の燃焼状態が変化してしまう。これにより、燃料性状が同じであっても、実際の着火時期が変動するため、アイドル運転中の実着火時期と標準着火時期との差に基づく従来の判定手法では、燃料性状を精度良く判定することができない。

また、燃料噴射弁の個体差や経時的な劣化などによって、その動作特性がずれた場合には、燃焼室に実際に供給される燃料量が適正量からずれてしまう。その結果、燃焼状態が変化し、実際の着火時期が変動するため、燃料性状をやはり精度良く判定することができない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関に供給された燃料のセタン価を精度良く推定することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

特開２００５−１７１８１８号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の気筒（実施形態における（以下、本項において同じ）１番〜４番の気筒＃１〜＃４）を有するとともに、複数の気筒ごとの燃焼モードとして予混合燃焼モードと通常燃焼モードを有する内燃機関３を制御する内燃機関の制御装置１であって、複数の気筒に供給される燃料量（燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１〜＃４）を気筒ごとに制御する供給燃料量制御手段（インジェクタ４、ＥＣＵ２）と、複数の気筒の少なくとも１つにおける燃料の着火時期を実着火時期ＣＡＦＭとして検出する実着火時期検出手段（筒内圧センサ１１、クランク角センサ１２、ＥＣＵ２、ステップ２３）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ１２、アクセル開度センサ１７、ＥＣＵ２）と、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ）に応じて、少なくとも１つの気筒における基準着火時期ＣＡＦＭＭを設定する基準着火時期設定手段（ＥＣＵ２、ステップ１２）と、実着火時期ＣＡＦＭと基準着火時期ＣＡＦＭＭとの比較結果に基づき、燃料のセタン価ＣＥＴを推定するセタン価推定手段（ＥＣＵ２、ステップ１４、１５）と、セタン価推定手段によるセタン価ＣＥＴの推定中に、少なくとも１つの気筒の燃焼モードを予混合燃焼モードに設定し、他の気筒の燃焼モードを通常燃焼モードに設定する燃焼モード設定手段（ＥＣＵ２、ステップ４）と、を備え、供給燃料量制御手段は、セタン価推定手段によるセタン価ＣＥＴの推定中に、少なくとも１つの気筒に供給される燃料量を所定量（所定値ＱＲＥＦ）に保持する（ステップ５）ことを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、実着火時期検出手段により、複数の気筒の少なくとも１つにおける燃料の着火時期が実着火時期として検出され、検出された内燃機関の運転状態に応じて、少なくとも１つの気筒における基準着火時期が、基準着火時期設定手段により設定される。また、実着火時期と基準着火時期との比較結果に基づいて、燃料のセタン価が、セタン価推定手段により推定される。このセタン価の推定中には、燃焼モード設定手段により、実着火時期の検出が行われる気筒の燃焼モードが予混合燃焼モードに設定され、他の気筒の燃焼モードが通常燃焼モードに設定される。

検出された実着火時期と基準着火時期との差は、基準着火時期を基準とした、供給された燃料の着火遅れ、すなわち、供給された燃料のセタン価を適切に表す。したがって、実着火時期と基準着火時期との比較結果に基づいて、供給された燃料のセタン価を推定することができる。また、セタン価の推定中、実着火時期を検出する気筒に供給される燃料量を所定量に保持する。これにより、この推定中、当該気筒における燃焼状態が安定し、それにより、実着火時期が安定する結果、実着火時期と基準着火時期との差に基づくセタン価の推定を、より精度良く行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置１において、内燃機関３がアイドル運転中であるか否かを判別するアイドル判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）をさらに備え、セタン価推定手段は、内燃機関３がアイドル運転中であると判別されたときに、セタン価ＣＥＴの推定を行うことを特徴とする。

アイドル運転中には、内燃機関の負荷があまり変化しないので、セタン価の推定のための気筒への供給燃料量の保持制御を、支障なく行うことができる。また、アイドル運転は、内燃機関の始動時などにおいて通常、行われるものであるので、そのようなアイドル運転を利用し、推定のための特別な運転状態を作り出すことなく、推定を行えるとともに、推定の実行機会を確保することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置１において、少なくとも１つの気筒に燃料を供給する燃料供給系（インジェクタ４）の動作特性のずれの度合いを表す動作特性パラメータ（開弁時間ＴＭＩＮＪ＃１〜＃４、角速度ω）を検出する動作特性パラメータ検出手段（クランク角センサ１２、ＥＣＵ２）と、検出された動作特性パラメータに応じて、所定量を設定する所定量設定手段（ＥＣＵ２、ステップ３７）と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、セタン価の推定を行う気筒に燃料を供給する燃料供給系の動作特性のずれの度合いを表す動作特性パラメータを検出するとともに、検出された動作特性パラメータに応じて、所定量、すなわちセタン価の推定中に、その気筒に供給される燃料量を設定する。したがって、この所定量を、燃料供給系の動作特性のずれを補償しながら適正に設定でき、それにより、セタン価の推定精度をさらに高めることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本実施形態による内燃機関の制御装置１を、これを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３とともに示している。エンジン３は、１番〜４番の気筒＃１〜＃４（複数の気筒）を有する直列４気筒型のディーゼルエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されている。

また、エンジン３には、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４（供給燃料量制御手段、燃料供給系）が、気筒＃１〜＃４ごとに設けられている。本実施形態では、通常、吸気行程中から圧縮行程中の任意の期間に燃料を噴射するパイロット噴射と、圧縮行程中に燃料を噴射するメイン噴射の双方が、実行される。また、パイロット噴射用およびメイン噴射用の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射時期ＴＩＮＪは、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤなどに応じて決定される。また、これらの燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射時期ＴＩＮＪに応じて、インジェクタ４の開弁時間ＴＭＩＮＪ（動作特性パラメータ）および開弁タイミングが決定され、それに基づく噴射パルス信号ＳＩＮＪがＥＣＵ２から各インジェクタ４に出力される。

エンジン３には、ＥＧＲ管７ａおよびＥＧＲ制御弁７ｂを有するＥＧＲ装置７が設けられている。ＥＧＲ管７ａは、エンジン３の吸気管５および排気管６をつなぐように接続されており、このＥＧＲ管７ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管５にＥＧＲガスとして還流し、気筒＃１〜＃４に流入する。これにより、エンジン３における燃焼温度が低下することによって、排ガス中のＮＯｘが低減される。

ＥＧＲ制御弁７ｂは、ＥＧＲ管７ａに設けられたバタフライ弁とこれを開閉駆動するＤＣモータ（いずれも図示せず）で構成されており、供給される電流をＥＣＵ２で制御することによって、その弁開度をリニアに制御することで、気筒＃１〜＃４に流入するＥＧＲガスの量が制御される。

また、エンジン３の１番気筒＃１には、筒内圧センサ１１（実着火時期検出手段）が設けられている。筒内圧センサ１１は、圧電素子で構成された、グロープラグ（図示せず）と一体型のものであり、１番気筒＃１内の圧力の変化量（以下「筒内圧変化量」という）ＤＰを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

エンジン３のクランクシャフトには、マグネットロータが取り付けられており、このマグネットロータとＭＲＥピックアップ（いずれも図示せず）によって、クランク角センサ１２（実着火時期検出手段、運転状態検出手段、動作特性パラメータ検出手段）が構成されている。クランク角センサ１２は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、ピストン（図示せず）が吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定のクランク角度位置にあることを表す信号である。また、エンジン３には、気筒判別センサ（図示せず）が設けられており、この気筒判別センサは、１番〜４番の気筒＃１〜＃４を判別するためのパルス信号を気筒判別信号としてＥＣＵ２に出力する。

さらに、エンジン３の本体には、水温センサ１３が取り付けられている。水温センサ１３は、エンジン３のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

吸気管５および排気管６には、エアフローセンサ１４および排気温センサ１５が、それぞれ設けられている。前者１４は吸入空気量ＱＡを、後者１５は排気温ＴＥを、それぞれ検出し、それらの検出信号は、ＥＣＵ２に出力される。

また、ＥＣＵ２には、油温センサ１６、アクセル開度センサ１７（運転状態検出手段）および車速センサ１８からそれぞれ、エンジン３の潤滑油の温度（以下「油温」という）ＴＯＩＬ、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰ、および車速ＶＰを表す検出信号が、出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ１１〜１８からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、燃料噴射制御を含むエンジン制御を実行するとともに、使用中の燃料のセタン価ＣＥＴを算出する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、供給燃料量制御手段、実着火時期検出手段、運転状態検出手段、基準着火時期設定手段、セタン価推定手段、燃焼モード設定手段、アイドル判別手段、動作特性パラメータ検出手段および所定量設定手段に相当する。

図２は、セタン価ＣＥＴの算出の実行条件が成立しているか否かを判定する処理を示している。本処理は、１番気筒＃１のＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、アイドル運転中であるか否かを判別する。この判別では、車速ＶＰおよびアクセル開度ＡＰがいずれもほぼ値０であるときに、アイドル運転中であるとされる。なお、このアイドル運転中においては、エンジン回転数ＮＥを所定の目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬに収束するようにフィードバック制御するアイドルフィードバック制御が行われる。この答がＮＯのときには、実行条件が成立していないとして、実行条件成立フラグＦ＿ＣＥＯＫを「０」にセットし（ステップ２）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ１の答がＹＥＳで、アイドル運転中のときには、エンジン３の他の所定の運転条件が成立しているか否かを判別する（ステップ３）。この所定の運転条件として、例えば、排気温ＴＥが所定温度ＴＥＲＥＦ（例えば９０℃）以上であり、かつエンジン水温ＴＷまたは油温ＴＯＩＬが、エンジン３の暖機状態を表す所定温度ＴＵＰ（例えば８０℃）以上であることが設定されている。

上記ステップ３の答がＮＯのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ２を実行する一方、ＹＥＳのときには、次のステップ４以降において、セタン価ＣＥＴ算出用の燃料噴射制御を行う。

まず、ステップ４では、１番気筒＃１の燃焼モードを予混合燃焼に設定する。次いで、１番気筒＃１のパイロット噴射を停止するとともに、メイン噴射用の燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１を、通常よりも小さな一定の所定値ＱＲＥＦに設定する（ステップ５）。次に、１番気筒＃１の燃料噴射時期ＴＩＮＪ＃１を、通常よりも進角側に設定した（ステップ６）後、実行条件が成立していることを表すために、実行条件成立フラグＦ＿ＣＥＯＫを「１」にセットし（ステップ７）、本処理を終了する。

以上のように、セタン価の算出中、１番気筒＃１では、メイン噴射のみを行うとともに、燃料噴射時期ＴＩＮＪ＃１を通常よりも早めることによって、燃料の噴射後、遅れ時間が経過したときに燃料が燃焼する、いわゆる予混合燃焼が行われる。これは、予混合燃焼中には、燃料のセタン価ＣＥＴの違いによる着火時期の差が大きくなるので、着火遅れに基づくセタン価ＣＥＴの算出を精度良く行うことができるためである。

なお、以上のセタン価ＣＥＴ算出用の燃料噴射制御の実行中、２〜４番の気筒＃２〜＃４では、パイロット噴射およびメイン噴射によるアイドル運転用の通常燃焼が行われる。このときの気筒＃２〜＃４におけるパイロット噴射用およびメイン噴射用の燃料噴射量ＱＩＮＪ＃２〜＃４は、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬになるように、かつ気筒間でトルクが釣り合うように設定される。また、気筒＃２〜＃４におけるパイロット噴射用およびメイン噴射用の燃料噴射時期ＴＩＮＪ＃２〜＃４は、対応する燃料噴射量ＱＩＮＪ＃２〜＃４などに応じて設定される。

次に、図３を参照しながら、セタン価の算出処理について説明する。本処理は、ＣＲＫ信号の発生に同期して実行され、その実行中、ＥＧＲガスの量は値０に制御される。まず、ステップ１１では、実行条件成立フラグＦ＿ＣＥＯＫが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、実行条件が成立していないときには、セタン価ＣＥＴを算出することなく、そのまま本処理を終了する。

一方、上記ステップ１１の答がＹＥＳで、実行条件が成立しているときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、図４に示すＣＡＦＭＭマップを検索することによって、基準着火時期ＣＡＦＭＭを算出する（ステップ１２）。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって算出される。

このＣＡＦＭＭマップは、所定のセタン価（例えば５７）の燃料を予混合燃焼により燃焼させたときに得られる着火時期を、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、基準着火時期ＣＡＦＭＭとして設定したものである。また、基準着火時期ＣＡＦＭＭは、クランク角度位置で表される。

次いで、１番気筒＃１における実着火時期ＣＡＦＭを検出する（ステップ１３）。図５は、この実着火時期ＣＡＦＭの検出処理を示している。まず、ステップ２１では、筒内圧センサ１１から出力される筒内圧変化量ＤＰを、バンドパスフィルタ（図示せず）によってフィルタリングする。このバンドパスフィルタは、筒内圧センサ１１の出力のうちの所定の周波数域の成分を通過させるようにフィルタリングする。これにより、筒内圧センサ１１の出力中のノイズ成分が除去される。

次いで、フィルタリングした筒内圧変化量ＤＰに、位相遅れ補正を行う（ステップ２２）。これにより、フィルタリングによって生じる筒内圧変化量ＤＰの位相遅れが補正される。次に、位相遅れ補正を行った筒内圧変化量ＤＰに基づいて、実着火時期ＣＡＦＭを検出し（ステップ２３）、本処理を終了する。

この実着火時期ＣＡＦＭの検出は、例えば図６に示すようにして行われる。すなわち、クランク角度位置ＣＡＩＭでインジェクタ４への噴射パルス信号ＳＩＮＪが出力された後、筒内圧変化量ＤＰが所定のしきい値ＤＰＰを超えたときのクランク角度位置を、実着火時期ＣＡＦＭとして検出する。なお、実着火時期ＣＡＦＭの検出は、噴射パルス信号ＳＩＮＪの出力後、所定の角度範囲ＲＤＥＴ（例えば１０度）内において行われる。これにより、ＥＣＵ２の演算負荷を増大させることなく、実着火時期ＣＡＦＭを適切に検出することができる。

図３に戻り、前記ステップ１３に続くステップ１４では、前記ステップ１２および２３でそれぞれ求めた基準着火時期ＣＡＦＭＭから実着火時期ＣＡＦＭを減算することによって、着火遅れ角ＤＣＡを算出する。

次いで、算出した着火遅れ角ＤＣＡに応じてセタン価ＣＥＴを算出し（ステップ１５）、本処理を終了する。具体的には、まず、着火遅れ角ＤＣＡを、そのときのエンジン回転数ＮＥを用いて着火遅れ時間ＴＤＦＭに換算し、次いで、着火遅れ時間ＴＤＦＭに応じ、図７に示すＣＥＴＴテーブルを検索することによって、セタン価の暫定値ＣＥＴＴを算出する。このＣＥＴＴテーブルでは、暫定値ＣＥＴＴは、着火遅れ時間ＴＤＦＭが大きいほど、より小さな値に設定されている。次に、算出した暫定値ＣＥＴＴとセタン価の前回値ＣＥＴＺを加重平均することによって、今回のセタン価ＣＥＴを算出する。なお、以上のようにして算出されたセタン価ＣＥＴは、燃料噴射量ＱＩＮＪや燃料噴射時期ＴＩＮＪの制御に用いられる。

以上のように、本実施形態によれば、セタン価ＣＥＴの算出中、実着火時期ＣＡＦＭを検出する１番気筒＃１の燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１を、一定の所定値ＱＲＥＦに保持する（ステップ５）ので、セタン価ＣＥＴの算出を精度良く行うことができる。また、セタン価ＣＥＴの算出のための所定値ＱＲＥＦへの燃料噴射量ＱＩＮＪの保持制御を、負荷の変動の少ないアイドル運転中（ステップ１：ＹＥＳ）に、１番気筒＃１についてのみ行うので、これを支障なく行うことができる。さらに、アイドル運転を利用し、セタン価ＣＥＴ算出のための運転状態を作り出すことなく、算出を行えるとともに、算出の実行機会を確保することができる。

また、前述した予混合燃焼中には、通常燃焼中と比較して、着火遅れが大きくなるので、筒内圧変化量ＤＰも大きくなる結果、大きな騒音や振動が発生しやすい。本実施形態によれば、予混合燃焼中、燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１を通常よりも小さな所定値ＱＲＥＦに設定する（ステップ５）ので、騒音や振動の発生を抑制することができる。

図８は、図２のステップ５で用いられる所定値ＱＲＥＦの算出処理を示している。本処理は、１番気筒＃１のＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ３１では、エンジン３がアイドル運転中であるか否かを判別する。この答がＮＯのときには、ダウンカウント式のタイマ（図示せず）のタイマ値ＴＭＤＹＬを所定時間ＴＭＲＥＦ（例えば、５ｓｅｃ）にセットした（ステップ３８）後、本処理を終了する。一方、ステップ３１の答がＹＥＳのときには、実行条件成立フラグＦ＿ＣＥＯＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ３２）。この答がＹＥＳで、セタン価ＣＥＴの算出中のときには、前記ステップ３８を実行する。一方、このステップ３２の答がＮＯのときには、アイドルフィードバック制御されているエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬにほぼ等しいか否かを判別する（ステップ３３）。この答がＮＯのときには、前記ステップ３８を実行する。

一方、このステップ３３の答がＹＥＳのときには、タイマ値ＴＭＤＹＬが値０であるか否かを判別する（ステップ３４）。この答がＮＯのときには、本処理を終了する。一方、このステップ３４の答がＹＥＳのとき、すなわち、アイドルフィードバック制御中、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬに収束した状態が所定時間ＴＭＲＥＦ、継続したときには、全体補正係数ＫＴＩＮＪを算出する（ステップ３５）。

この全体補正係数ＫＴＩＮＪは、４つのインジェクタ４を含む燃料供給系全体としての燃料噴射量のずれを補正するためのものである。具体的には、４つのインジェクタ４の開弁時間ＴＭＩＮＪ＃１〜＃４の加算値ＳＴＭＩＮＪを算出し、この加算値ＳＴＭＩＮＪを基準値ＳＴＭＲＥＦで除算する（＝ＳＴＭＩＮＪ／ＳＴＭＲＥＦ）ことによって、算出される。

この基準値ＳＴＭＲＥＦは、４つのインジェクタが標準品で、これらのインジェクタを含めて燃料噴射量にずれがない標準的な燃料供給系を用いて、アイドルフィードバック制御を実行し、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬに収束しているときに得られた４つのインジェクタの開弁時間を加算したものであり、実験によってあらかじめ求められている。アイドルフィードバック制御中には、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬに収束するように、インジェクタ４の開弁時間ＴＭＩＮＪが制御される。このため、上記のようにして算出される全体補正係数ＫＴＩＮＪは、標準の燃料供給系に対する燃料供給系全体としての実際の燃料噴射量のずれの度合いを表し、燃料噴射量が大きい側にずれるほど、より小さな値に算出される。

次に、気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１〜＃４を算出する（ステップ３６）。この気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１〜＃４は、４つの気筒＃１〜＃４間における燃料噴射量のばらつきを補正するためのものであり、次のようにして算出される。まず、ＣＲＫ信号の発生間隔に基づいて、クランクシャフトの角速度ω（動作特性パラメータ）を算出する。このように角速度ωを求めると、図９に示すように、燃料の燃焼に伴い、筒内圧が急激に上昇することにより、気筒＃１〜＃４の燃焼に対応して、角速度ωのピークが現れる。

次に、例えばＴＤＣ信号の発生時における角速度ωを基準値ω０とし、気筒＃１〜＃４のピーク値と基準値ω０との差を、最大角速度変化量ω＃１〜＃４としてそれぞれ算出する。この最大角速度変化量ω＃１〜＃４は、燃料噴射量が多いほど、筒内圧が高くなることで、より大きくなるため、気筒＃１〜＃４間における燃料噴射量のばらつきを表す。次いで、最大角速度変化量ω＃１〜＃４の平均値ωＡＶＲを算出し、この平均値ωＡＶＲを最大角速度変化量ω＃１〜＃４で除算することによって、気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１〜＃４を算出する（＝ωＡＶＲ／ω＃１〜＃４）。

次いで、所定の基本値ＱＲＥＦ０に、算出した全体補正係数ＫＴＩＮＪおよび１番気筒＃１の気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１を乗算することによって、所定値ＱＲＥＦを算出し（ステップ３７）、本処理を終了する。この所定値ＱＲＥＦは、図２のステップ５に適用され、セタン価ＣＥＴの算出に用いられる。

以上のように、アイドルフィードバック制御中に得られた４つのインジェクタ４の開弁時間ＴＭＩＮＪ＃１〜＃４の加算値ＳＴＭＩＮＪと、基準値ＳＴＭＲＥＦとの比に基づいて、全体補正係数ＫＴＩＮＪを算出する（ステップ３５）とともに、最大角速度変化量ω＃１〜＃４に基づいて、１番気筒＃１の気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１を算出する（ステップ３６）。そして、全体補正係数ＫＴＩＮＪと１番気筒＃１の気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１を用いて、所定値ＱＲＥＦを算出する（ステップ３７）。したがって、インジェクタ４を含む燃料供給系の動作特性の全体的なずれと気筒＃１〜＃４間のばらつきを補償しながら、所定値ＱＲＥＦを適正に設定でき、それにより、セタン価ＣＥＴの算出精度をさらに高めることができる。

また、全体補正係数ＫＴＩＮＪおよび気筒間補正係数ＫＩＮＪの算出を、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬに収束した状態が所定時間ＴＭＲＥＦ、継続した、エンジン３の安定した運転状態で行うので、燃料供給系の動作特性のずれを適切に補償することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、セタン価ＣＥＴの算出中、１番気筒＃１の燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１を、所定値ＱＲＥＦに保持しているが、前記ステップ１および３の条件が成立する直前の燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１に、あるいはこれに基づいて設定した所定値に保持してもよい。これにより、トルク段差を抑制し、良好なドライバビリティを確保することができる。また、実施形態では、セタン価ＣＥＴの算出のための燃料噴射量の保持制御を、１番気筒＃１についてのみ行っているが、他の任意の１つの気筒についてのみ、または、２以上の気筒について行ってもよい。

さらに、実施形態では、セタン価ＣＥＴを、メイン噴射された燃料の実着火時期ＣＡＦＭに基づいて算出しているが、パイロット噴射された燃料の実着火時期に基づいて算出してもよい。また、実施形態では、セタン価ＣＥＴを算出する際、予混合燃焼を行っているが、通常燃焼を行ってもよい。

また、図８の算出処理では、所定値ＱＲＥＦの算出を、全体補正係数ＫＴＩＮＪおよび１番気筒＃１の気筒間補正係数ＫＩＮＪ＃１を用いて行っているが、これに限らず、例えば、１番気筒＃１の最大角速度変化量ω＃１と、標準の燃料供給系を用いた場合の最大角速度変化量との比較結果に基づいて求めた１つの補正係数を用いて、行ってもよい。さらに、図８の算出処理では、気筒間補正係数ＫＩＮＪの算出を、最大角速度変化量ω＃１〜＃４に応じて行っているが、これに限らず、例えば、エンジンの排気管に設けたＬＡＦセンサによって気筒＃１〜＃４ごとに検出された酸素濃度に応じて、行ってもよい。

さらに、本発明は、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本実施形態による制御装置を、これを適用した内燃機関とともに概略的に示す図である。 実行条件の成立の有無を判定する処理を示すフローチャートである。 セタン価ＣＥＴを算出する処理を示すフローチャートである。 図３の処理で用いられるＣＡＦＭＭマップの一例である。 図３のステップ１３における実着火時期ＣＡＦＭを検出する処理を示すフローチャートである。 実着火時期ＣＡＦＭの検出方法を説明するための図である。 図３の処理で用いられるＣＥＴＴテーブルの一例である。 図２の処理で用いられる所定値の算出処理を示すフローチャートである。 クランクシャフトの角速度の推移の一例を示す図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（供給燃料量制御手段、実着火時期検出手段、運転状態検出手段、
基準着火時期設定手段、セタン価推定手段、燃焼モード設定手段、アイドル
判別手段、動作特性パラメータ検出手段、所定量設定手段）
３ エンジン
４ インジェクタ（供給燃料量制御手段、燃料供給系）
＃１〜＃４ １番〜４番の気筒（複数の気筒）
１１ 筒内圧センサ（実着火時期検出手段）
１２ クランク角センサ（実着火時期検出手段、運転状態検出手段、動作特性
パラメータ検出手段）
１７ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
ＱＩＮＪ＃１〜＃４ 燃料噴射量（気筒に供給される燃料量）
ＣＡＦＭ 実着火時期
ＮＥ エンジン回転数（検出された内燃機関の運転状態）
ＰＭＣＭＤ 要求トルク（検出された内燃機関の運転状態）
ＣＡＦＭＭ 基準着火時期
ＣＥＴ セタン価
ＱＲＥＦ 所定値（所定量）
ＴＭＩＮＪ＃１〜＃４ 開弁時間（動作特性パラメータ）
ω 角速度（動作特性パラメータ）

Claims (3)

1. 複数の気筒を有するとともに、当該複数の気筒ごとの燃焼モードとして予混合燃焼モードと通常燃焼モードを有する内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記複数の気筒に供給される燃料量を気筒ごとに制御する供給燃料量制御手段と、
   前記複数の気筒の少なくとも１つにおける燃料の着火時期を実着火時期として検出する実着火時期検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記少なくとも１つの気筒における基準着火時期を設定する基準着火時期設定手段と、
   前記実着火時期と前記基準着火時期との比較結果に基づき、燃料のセタン価を推定するセタン価推定手段と、
   当該セタン価推定手段による前記セタン価の推定中に、前記少なくとも１つの気筒の前記燃焼モードを前記予混合燃焼モードに設定し、他の気筒の前記燃焼モードを前記通常燃焼モードに設定する燃焼モード設定手段と、
   を備え、
   前記供給燃料量制御手段は、前記セタン価推定手段による前記セタン価の推定中に、前記少なくとも１つの気筒に供給される燃料量を所定量に保持することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関がアイドル運転中であるか否かを判別するアイドル判別手段をさらに備え、
   前記セタン価推定手段は、前記内燃機関がアイドル運転中であると判別されたときに、前記セタン価の推定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記少なくとも１つの気筒に燃料を供給する燃料供給系の動作特性のずれの度合いを表す動作特性パラメータを検出する動作特性パラメータ検出手段と、
   当該検出された動作特性パラメータに応じて、前記所定量を設定する所定量設定手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。

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