JPWO2013021493A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

内燃機関には、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻して再循環させるＥＧＲ装置が取り付けられている。電子制御ユニットは、内燃機関に供給される燃料のセタン価が属するセタン価領域を特定して記憶する処理を実行する。電子制御ユニットは、内燃機関の始動開始直後の実行期間であり且つ低セタン価領域が記憶されている特定状況であるときにおいて（ｔ１１〜ｔ１２）、アイドル運転時におけるＥＧＲ開度（ＶＲ）を「０」に設定するとともに、特定状況でないときと比較してアイドル運転時における要求噴射時期（Ｔｓｔ）を遅角側の時期に設定する。

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とともにその推定したセタン価に応じて機関運転制御を実行する内燃機関の制御装置に関するものである。

自己着火式の内燃機関では、燃料噴射弁によって気筒内に噴射された燃料が、噴射されてから所定の時間（いわゆる着火遅れ）が経過した後に着火される。内燃機関の出力性能やエミッション性能の向上を図るために、そうした着火遅れを考慮した上で、燃料噴射における噴射時期や噴射量などといった機関制御の実行態様を制御する制御装置が広く採用されている。

内燃機関では、使用される燃料のセタン価が低いときほどその着火遅れが長くなる。そのため、例えば内燃機関の出荷時において標準的なセタン価の燃料が用いられる状況を想定して機関制御の実行態様を設定したとしても、冬期燃料等、セタン価が相対的に低い燃料が燃料タンクに補給された場合には燃料の着火時期が遅くなるとともにその燃焼状態が悪化するようになり、場合によっては失火が発生してしまう。

こうした不都合の発生を抑えるためには、気筒内に噴射される燃料の実際のセタン価に基づいて機関制御の実行態様を補正することが望ましい。

例えば特許文献１には、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻して再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）装置を備えた内燃機関において、同内燃機関に供給される燃料のセタン価を推定するとともに、その推定したセタン価に応じてＥＧＲ装置によって吸気通路に戻される排気の量（ＥＧＲ量）を補正することが提案されている。この装置では、推定したセタン価が低いときほどＥＧＲ量を減量補正することによって燃料の燃焼状態の改善が図られて、失火発生が抑えられる。

特開２００７−２８５１９５号公報

通常、ＥＧＲ装置は内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路や同ＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁を備える。そしてＥＧＲ装置では、ＥＧＲ弁の作動制御を通じてＥＧＲ量が調節される。こうしたＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路の容積や内燃機関の吸気通路におけるＥＧＲ通路との接続部分から内燃機関の気筒までの部分の容積などに起因して、ＥＧＲ弁の開度変化に対するＥＧＲ量の変化に遅れが生じることが避けられない。そのため、ＥＧＲ弁の開度変化に対するＥＧＲ量の変化の応答性や安定性が低く、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量の緻密な調節が難しいことから、同ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量の調節に際しては調節誤差が生じ易いと云える。

特に、内燃機関の始動開始直後のアイドル運転時においては、吸気量の絶対量が少ないために上記ＥＧＲ量の調節誤差による機関運転状態への影響が大きくなり易いうえに、内燃機関の気筒内の温度が低いために燃料の燃焼状態が不安定になり易い。そのため、このとき上記調節誤差によってＥＧＲ量が過度に多くなると、失火発生を適正に抑えられなくなる可能性が高い。一方、このとき上記調節誤差によってＥＧＲ量が少なくなり過ぎると、気筒内における燃料の燃焼温度が高くなるために、その分だけ排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加を招いてしまう。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低セタン価燃料の使用時における失火発生の抑制と窒素酸化物の排出量の抑制との両立を図ることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻して再循環させるＥＧＲ装置を備えて、内燃機関に供給される燃料のセタン価を推定する。そして、推定部により推定したセタン価が低いときであり且つ内燃機関の始動開始直後の実行期間であるときには、そうでないときと比較して、アイドル運転時における前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量が減量される。

これにより、推定部により推定されたセタン価が低い状況で内燃機関の始動開始直後にアイドル運転されたとき、すなわちＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響が大きくなり易く且つ燃料の燃焼状態が不安定になり易いときに、ＥＧＲ量の絶対量が少なくなる分だけＥＧＲ量の調節誤差を小さくすることが可能になる。そのため、ＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響を小さく抑えることができる。しかも、そうしたＥＧＲ量の減量に合わせて燃料噴射時期が遅角される。そのため、ＥＧＲ量の調節と比較して高い精度で内燃機関の気筒内における燃料の燃焼状態を設定することの可能な燃料噴射時期の調節を通じて、燃料の燃焼状態を設定することができる。

したがって上記装置によれば、低セタン価燃料の使用時における内燃機関の気筒内における燃料の燃焼状態を適正に設定することができるため、失火発生の抑制と窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量の抑制との両立を図ることができる。

好ましくは、制御部はＥＧＲ装置によるＥＧＲ量を「０」にする。こうした装置によれば、ＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響を排除することができるために、燃料の燃焼状態をより高い精度で設定することができるようになる。

本発明の一態様では、外気圧が予め定めた判定圧以上であることを条件に、制御部による燃料噴射時期の遅角が実行される。外気圧が低いときには、空気の密度が低いため吸気中に含まれる酸素の量が少ない。そのため、内燃機関の気筒内における燃料の燃焼状態が悪化し易く失火発生を招き易い。上記装置によれば、外気圧が低く失火発生を招き易いときには、燃料噴射時期の遅角側への変更、言い換えれば燃料の燃焼状態を悪化させる側への変更が禁止されるために、失火発生を確実に抑えることができる。しかも、外気圧が高く比較的失火が発生し難いときには、燃料噴射時期の遅角側への変更が許可されるために、ＮＯｘの排出量を抑制することができる。

本発明の一態様では、前記実行期間として、内燃機関の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作が開始されるまでの期間が設定される。こうした装置によれば、内燃機関の始動開始直後において同内燃機関の気筒内の温度が低いとき、言い換えれば、気筒内における燃料の燃焼状態の不安定化を招き易い期間に限って、高精度での燃焼状態の設定を実現するためのＥＧＲ量の減量と燃料噴射時期の遅角とを実行することができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示す略図。 燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。 燃料圧力の推移と燃料噴射率の検出時間波形との関係を示すタイムチャート。 補正処理の実行手順を示すフローチャート。 検出時間波形と基本時間波形との関係の一例を示すタイムチャート。 指標値検出処理の具体的な実行手順を示すフローチャート。 回転変動量の算出方法を説明する説明図。 ＥＧＲ制御処理の実行手順を示すフローチャート。 噴射時期遅角処理の実行手順を示すフローチャート。 各処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の制御装置について説明する。

図１に示すように、車両１０には、駆動源としての内燃機関１１が搭載されている。内燃機関１１のクランクシャフト１２は、クラッチ機構１３、手動変速機１４を介して車輪１５に連結されている。車両１０では乗員によってクラッチ操作部材（例えばクラッチペダル）が操作されると、上記クラッチ機構１３がクランクシャフト１２と手動変速機１４との連結を解除する作動状態になる。

内燃機関１１の気筒１６には吸気通路１７が接続されている。内燃機関１１の気筒１６内には吸気通路１７を介して空気が吸入される。また、この内燃機関１１としては複数（本実施の形態では四つ［♯１〜♯４］）の気筒１６を有するものが採用されている。内燃機関１１には、気筒１６毎に、同気筒１６内に燃料を直接噴射する直噴タイプの燃料噴射弁２０が取り付けられている。この燃料噴射弁２０の開弁駆動によって噴射された燃料は内燃機関１１の気筒１６内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そして内燃機関１１では、気筒１６内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン１８が押し下げられてクランクシャフト１２が強制回転されるようになる。内燃機関１１の気筒１６において燃焼した燃焼ガスは排気として内燃機関１１の排気通路１９に排出される。

内燃機関１１には、排気通路１９内を流れる排気の一部を吸気通路１７に戻して再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）装置５０が取り付けられている。ＥＧＲ装置５０は、内燃機関１１の吸気通路１７および排気通路１９を連通するＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲ通路５１に取り付けられて同ＥＧＲ通路５１の通路断面積を調節するＥＧＲ弁５２とを備えている。このＥＧＲ装置５０では、ＥＧＲ弁５２の開度の変更を通じて、排気通路１９から吸気通路１７に戻される排気（ＥＧＲガス）の量、いわゆるＥＧＲ量が調節される。

各燃料噴射弁２０は分岐通路３１ａを介してコモンレール３４に各別に接続されており、同コモンレール３４は供給通路３１ｂを介して燃料タンク３２に接続されている。この供給通路３１ｂには、燃料を圧送する燃料ポンプ３３が設けられている。本実施の形態では、燃料ポンプ３３による圧送によって昇圧された燃料がコモンレール３４に蓄えられるとともに各燃料噴射弁２０の内部に供給される。また、各燃料噴射弁２０にはリターン通路３５が接続されており、同リターン通路３５はそれぞれ燃料タンク３２に接続されている。このリターン通路３５を介して燃料噴射弁２０内部の燃料の一部が燃料タンク３２に戻される。

以下、燃料噴射弁２０の内部構造について説明する。

図２に示すように、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部にはニードル弁２２が設けられている。このニードル弁２２はハウジング２１内において往復移動（同図の上下方向に移動）することの可能な状態で設けられている。ハウジング２１の内部には上記ニードル弁２２を噴射孔２３側（同図の下方側）に常時付勢するスプリング２４が設けられている。またハウジング２１の内部には、上記ニードル弁２２を間に挟んで一方側（同図の下方側）の位置にノズル室２５が形成されており、他方側（同図の上方側）の位置に圧力室２６が形成されている。

ノズル室２５には、その内部とハウジング２１の外部とを連通する複数の噴射孔２３が形成されており、導入通路２７を介して上記分岐通路３１ａ（コモンレール３４）から燃料が供給されている。圧力室２６には連通路２８を介して上記ノズル室２５および分岐通路３１ａ（コモンレール３４）が接続されている。また圧力室２６は排出路３０を介してリターン通路３５（燃料タンク３２）に接続されている。

上記燃料噴射弁２０としては電気駆動式のものが採用されており、そのハウジング２１の内部には駆動信号の入力によって伸縮する複数の圧電素子（例えばピエゾ素子）が積層された圧電アクチュエータ２９が設けられている。この圧電アクチュエータ２９には弁体２９ａが取り付けられており、同弁体２９ａは圧力室２６の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ２９の作動による弁体２９ａの移動を通じて、連通路２８（ノズル室２５）と排出路３０（リターン通路３５）とのうちの一方が選択的に圧力室２６に連通されるようになっている。

この燃料噴射弁２０では、圧電アクチュエータ２９に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が収縮して弁体２９ａが移動し、連通路２８と圧力室２６とが連通された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６との連通が遮断された状態になる。これにより、圧力室２６内の燃料のリターン通路３５（燃料タンク３２）への排出が禁止された状態で、ノズル室２５と圧力室２６とが連通されるようになる。そのため、ノズル室２５と圧力室２６との圧力差がごく小さくなり、ニードル弁２２がスプリング２４の付勢力によって噴射孔２３を塞ぐ位置に移動して、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射されない状態（閉弁状態）になる。

一方、圧電アクチュエータ２９に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が伸長して弁体２９ａが移動し、連通路２８と圧力室２６との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６とが連通された状態になる。これにより、ノズル室２５から圧力室２６への燃料の流出が禁止された状態で、圧力室２６内の燃料の一部がリターン通路３５を介して燃料タンク３２に戻されるようになる。そのため圧力室２６内の燃料の圧力が低下して同圧力室２６とノズル室２５との圧力差が大きくなり、この圧力差によってニードル弁２２がスプリング２４の付勢力に抗して移動して噴射孔２３から離れて、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射される状態（開弁状態）になる。

燃料噴射弁２０には、上記導入通路２７の内部の燃料圧力ＰＱに応じた信号を出力する圧力センサ４１が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール３４（図１参照）内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。なお上記圧力センサ４１は各燃料噴射弁２０に一つずつ、すなわち内燃機関１１の気筒１６毎に設けられている。

図１に示すように、内燃機関１１には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサ類が設けられている。それらセンサ類としては、上記圧力センサ４１の他、例えばクランクシャフト１２の回転位相および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ４２や、アクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ４３が設けられている。また、内燃機関１１の外気の圧力（外気圧）を検出するための外気圧センサ４４や、吸気通路１７を通過する吸入空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ４５、吸気通路１７内の圧力（吸気圧ＰＭ）を検出するための吸気圧センサ４６が設けられている。その他、ＥＧＲ弁５２の開度（ＥＧＲ開度ＶＲ）を検出するための開度センサ４７や、内燃機関１１の運転開始に際してオン操作されるとともに運転停止に際してオフ操作される運転スイッチ４８なども設けられている。

また内燃機関１１の周辺機器としては、例えばマイクロコンピュータを備えて構成された電子制御ユニット４０なども設けられている。この電子制御ユニット４０は推定部および制御部として機能し、各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じてＥＧＲ弁５２の作動制御（ＥＧＲ制御）や燃料噴射弁２０の駆動制御（燃料噴射制御）などの内燃機関１１の運転にかかる各種制御を実行する。

本実施の形態のＥＧＲ制御は、基本的には、以下のように実行される。

先ず、機関回転速度ＮＥ、通路吸気量ＧＡおよび吸気圧ＰＭに基づいて、内燃機関１１の気筒１６内に吸入されるガスの量のうちのＥＧＲ量が占める割合（ＥＧＲ率）についての推定値（実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ）が算出される。なお、実際のＥＧＲ率は、次のような考えのもとに推定することが可能である。吸気圧ＰＭおよび機関回転速度ＮＥに基づいて内燃機関１１の気筒１６内に吸入されるガス（新気とＥＧＲガスとを含むガス）の量を推定することができる。また、通路吸気量ＧＡと機関回転速度ＮＥとに基づいてクランクシャフト１２が一回転する間に各気筒１６内に吸入される空気の量（新気量）を推定することができる。そして、上記ガスの量から新気量を減じた量（＝ガスの量−新気量）を実際のＥＧＲ量に相当する量として求めることができ、同量とガスの量とから実際のＥＧＲ率（＝「ガスの量−新気量」／ガスの量）を推定することができる。

また、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量（詳しくは、後述する要求噴射量ＴＡＵ）に基づいて、ＥＧＲ率についての制御目標値（目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ）が設定される。その後、この目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに基づいてＥＧＲ開度ＶＲについての制御目標値（目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒ）が設定される。

そして、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒ、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ、および実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいてＥＧＲ弁５２の作動制御が実行される。詳しくはＥＧＲ弁５２の作動制御として、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒを見込み制御量とする見込み制御と、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。

また、本実施の形態の燃料噴射制御は、基本的には、以下のように実行される。

先ず、アクセル操作量ＡＣＣや機関回転速度ＮＥなどに基づいて、内燃機関１１の運転のための燃料噴射量についての制御目標値（要求噴射量ＴＡＵ）が算出される。その後、要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥに基づいて燃料噴射時期の制御目標値（要求噴射時期Ｔｓｔ）や燃料噴射時間の制御目標値（要求噴射時間Ｔｔｍ）が算出される。そして、それら要求噴射時期Ｔｓｔおよび要求噴射時間Ｔｔｍに基づいて各燃料噴射弁２０の開弁駆動が実行される。これにより、そのときどきの内燃機関１１の運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁２０から噴射されて内燃機関１１の各気筒１６内に供給されるようになる。

なお本実施の形態の燃料噴射制御では、アクセル操作部材の操作解除（アクセル操作量ＡＣＣ＝「０」）による車両１０の走行速度および機関回転速度ＮＥの減速中において同機関回転速度ＮＥが所定の速度範囲内になると、内燃機関１１の運転のための燃料噴射を一時的に停止させる制御（いわゆる燃料カット制御）が実行される。

また本実施の形態の燃料噴射制御では、燃料のセタン価が低い領域（低セタン価領域）と中程度の領域（中セタン価領域）と高い領域（高セタン価領域）との三つの領域が設定されるとともに、それら領域毎に異なる実行態様で燃料噴射制御が実行される。例えば要求噴射時期Ｔｓｔがセタン価の低い側の領域ほど進角側の時期に設定される。具体的には、三つのセタン価領域毎に、要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転状態とセタン価領域に見合う要求噴射時期Ｔｓｔとの関係が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められるとともに、同関係が演算マップ（ＭＬ，ＭＭ，ＭＨ）として電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、そのときどきの要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、低セタン価領域であるときには演算マップＭＬから、中セタン価領域であるときには演算マップＭＭから、高セタン価領域であるときには演算マップＭＨから、それぞれ要求噴射時期Ｔｓｔが算出される。

このようにして燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行する場合、同燃料噴射弁２０の初期個体差や経時変化などに起因して、その実行時期や噴射量に誤差が生じることがある。そうした誤差は、内燃機関１１の出力トルクを変化させるため好ましくない。そのため本実施の形態では、各燃料噴射弁２０からの燃料噴射を内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで適正に実行するために、圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱをもとに燃料噴射率の検出時間波形を形成するとともに同検出時間波形に基づいて要求噴射時期Ｔｓｔおよび要求噴射時間Ｔｔｍを補正する補正処理が実行される。この補正処理は、内燃機関１１の各気筒１６について各別に実行される。

燃料噴射弁２０内部の燃料圧力は、燃料噴射弁２０の開弁に伴って低下するとともにその後における同燃料噴射弁２０の閉弁に伴って上昇するといったように、燃料噴射弁２０の開閉動作に伴い変動する。そのため、燃料噴射の実行時における燃料噴射弁２０内部の燃料圧力の変動波形を監視することにより、同燃料噴射弁２０の実動作特性（例えば、実際の燃料噴射量や、開弁動作が開始される時期、閉弁動作が開始される時期など）を精度良く把握することができる。したがって、そうした燃料噴射弁２０の実作動特性に基づいて要求噴射時期Ｔｓｔや要求噴射時間Ｔｔｍを補正することにより、燃料噴射時期や燃料噴射量を内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで精度よく設定することができるようになる。

以下、そうした補正処理について詳しく説明する。

ここでは先ず、燃料噴射の実行時における燃料圧力の変動態様（本実施の形態では、燃料噴射率の検出時間波形）を形成する手順について説明する。

図３に、燃料圧力ＰＱの推移と燃料噴射率の検出時間波形との関係を示す。

同図３に示すように、本実施の形態では、燃料噴射弁２０の開弁動作（詳しくはニードル弁２２の開弁側への移動）が開始される時期（開弁動作開始時期Ｔｏｓ）、燃料噴射率が最大になる時期（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）、燃料噴射弁２０の閉弁動作（詳しくはニードル弁２２の閉弁側への移動）が完了する時期（閉弁動作完了時期Ｔｃｅ）がそれぞれ検出される。

先ず、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始される直前の所定期間Ｔ１における燃料圧力ＰＱの平均値が算出されるとともに、同平均値が基準圧力Ｐｂｓとして記憶される。この基準圧力Ｐｂｓは、閉弁時における燃料噴射弁２０内部の燃料圧力に相当する圧力として用いられる。

次に、この基準圧力Ｐｂｓから所定圧力Ｐ１を減算した値が動作圧力Ｐａｃ（＝Ｐｂｓｅ−Ｐ１）として算出される。この所定圧力Ｐ１は、燃料噴射弁２０の開弁駆動あるいは閉弁駆動に際してニードル弁２２が閉弁位置にある状態であるにも関わらず燃料圧力ＰＱが変化する分、すなわちニードル弁２２の移動に寄与しない燃料圧力ＰＱの変化分に相当する圧力である。

その後、燃料噴射の実行開始直後において燃料圧力ＰＱが降下する期間における同燃料圧力ＰＱの時間による一階微分値ｄ（ＰＱ）／ｄｔが算出される。そして、この一階微分値が最小になる点つまり燃料圧力ＰＱの下向きの傾きが最も大きくなる点における燃料圧力ＰＱの時間波形の接線Ｌ１が求められるとともに同接線Ｌ１と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ａが算出される。この交点Ａを燃料圧力ＰＱの下記の検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＡＡに対応する時期が開弁動作開始時期Ｔｏｓとして特定される。なお上記検出遅れ分は、燃料噴射弁２０のノズル室２５（図２参照）の圧力変化タイミングに対する燃料圧力ＰＱの変化タイミングの遅れに相当する期間であり、ノズル室２５と圧力センサ４１との距離などに起因して生じる遅れ分である。

また、燃料噴射の実行開始直後において燃料圧力ＰＱが一旦降下した後に上昇する期間における同燃料圧力ＰＱの一階微分値が算出される。そして、この一階微分値が最大になる点つまり燃料圧力ＰＱの上向きの傾きが最も大きくなる点における燃料圧力ＰＱの時間波形の接線Ｌ２が求められるとともに同接線Ｌ２と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ｂが算出される。この交点Ｂを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＢＢに対応する時期が閉弁動作完了時期Ｔｃｅとして特定される。

さらに、接線Ｌ１と接線Ｌ２との交点Ｃが算出されるとともに同交点Ｃにおける燃料圧力ＰＱと動作圧力Ｐａｃとの差（仮想圧力低下分ΔＰ［＝Ｐａｃ−ＰＱ］）が求められる。また、この仮想圧力低下分ΔＰに要求噴射量ＴＡＵに基づき設定されるゲインＧ１を乗算した値が仮想最大燃料噴射率ＶＲｔ（＝ΔＰ×Ｇ１）として算出される。さらに、この仮想最大燃料噴射率ＶＲｔに要求噴射量ＴＡＵに基づき設定されるゲインＧ２を乗算した値が最大噴射率Ｒｔ（＝ＶＲｔ×Ｇ２）として算出される。

その後、上記交点Ｃを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した時期ＣＣが算出されるとともに、同時期ＣＣにおいて仮想最大燃料噴射率ＶＲｔになる点Ｄが特定される。そして、この点Ｄおよび開弁動作開始時期Ｔｏｓ（詳しくは、同時期Ｔｏｓにおいて燃料噴射率が「０」になる点）を繋ぐ直線Ｌ３と前記最大噴射率Ｒｔとの交点Ｅに対応する時期が最大噴射率到達時期Ｔｏｅとして特定される。

また、上記点Ｄおよび閉弁動作完了時期Ｔｃｅ（詳しくは、同時期Ｔｃｅにおいて燃料噴射率が「０」になる点）を繋ぐ直線Ｌ４と最大噴射率Ｒｔとの交点Ｆに対応する時期が噴射率降下開始時期Ｔｃｓとして特定される。

さらに、開弁動作開始時期Ｔｏｓ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅ、噴射率降下開始時期Ｔｃｓ、閉弁動作完了時期Ｔｃｅおよび最大噴射率Ｒｔによって形成される台形形状の時間波形が燃料噴射における燃料噴射率についての検出時間波形として用いられる。

次に、図４および図５を参照しつつ、そうした検出時間波形に基づいて燃料噴射制御の各種制御目標値を補正する処理（補正処理）の処理手順について詳細に説明する。

なお図４は上記補正処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、補正処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。また、図５は、検出時間波形と下記の基本時間波形との関係の一例を示している。

図４に示すように、この補正処理では先ず、上述したように燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射の実行時における検出時間波形が形成される（ステップＳ１０１）。また、アクセル操作量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥなどといった内燃機関１１の運転状態に基づいて、燃料噴射の実行時における燃料噴射率の時間波形についての基本値（基本時間波形）が設定される（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、内燃機関１１の運転状態と同運転状態に適した基本時間波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。ステップＳ１０２の処理では、そのときどきの内燃機関１１の運転状態に基づいて上記関係から基本時間波形が設定される。

図５に示すように、上記基本時間波形（一点鎖線）としては、開弁動作開始時期Ｔｏｓｂ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅｂ、噴射率降下開始時期Ｔｃｓｂ、閉弁動作完了時期Ｔｃｅｂ、最大噴射率により規定される台形の時間波形が設定される。

そして、そうした基本時間波形と前記検出時間波形（実線）とが比較されるとともに、その比較結果に基づいて燃料噴射の開始時期の制御目標値（前記要求噴射時期Ｔｓｔ）を補正するための補正項Ｋ１と同燃料噴射の実行時間の制御目標値（要求噴射時間Ｔｔｍ）を補正するための補正項Ｋ２とがそれぞれ算出される。具体的には、基本時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓｂと検出時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓとの差ΔＴｏｓ（＝Ｔｏｓｂ−Ｔｏｓ）が算出されるとともに同差ΔＴｏｓが補正項Ｋ１として記憶される（図４のステップＳ１０３）。また、基本時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓｂ（図５）と検出時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓとの差ΔＴｃｓ（＝Ｔｃｓｂ−Ｔｃｓ）が算出されるとともに、同差ΔＴｃｓが補正項Ｋ２として記憶される（図４のステップＳ１０４）。

このようにして各補正項Ｋ１，Ｋ２が算出された後、本処理は一旦終了される。

燃料噴射制御の実行に際しては、要求噴射時期Ｔｓｔを補正項Ｋ１によって補正した値（本実施の形態では、要求噴射時期Ｔｓｔに補正項Ｋ１を加算した値）が最終的な要求噴射時期Ｔｓｔとして算出される。このようにして要求噴射時期Ｔｓｔを算出することにより、基本時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓｂと検出時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓとの間のずれが小さく抑えられるようになるため、燃料噴射の開始時期が内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。

また、要求噴射時間Ｔｔｍを上記補正項Ｋ２によって補正した値（本実施の形態では、要求噴射時間Ｔｔｍに補正項Ｋ２を加算した値）が最終的な要求噴射時間Ｔｔｍとして算出される。このようにして要求噴射時間Ｔｔｍを算出することにより、基本時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓｂと検出時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓとの間のずれが小さく抑えられるようになるために、燃料噴射において燃料噴射率が低下し始める時期が内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。

このように本実施の形態では、燃料噴射弁２０の実動作特性（詳しくは、検出時間波形）と予め定められた基本動作特性（詳しくは、基本時間波形）との差に基づいて要求噴射時期Ｔｓｔや要求噴射時間Ｔｔｍが補正されるために、燃料噴射弁２０の実動作特性と基本動作特性（標準的な特性を有する燃料噴射弁の動作特性）とのずれが抑えられる。そのため各燃料噴射弁２０からの燃料噴射における噴射時期や噴射量がそれぞれ内燃機関１１の運転状態に見合うように適正に設定されるようになる。

本実施の形態では、内燃機関１１での燃焼に供される燃料のセタン価指標値を検出する制御（指標値検出処理）が実行される。以下、この指標値検出処理の概要を説明する。

この指標値検出処理では、前述の燃料カット制御が実行されているとの条件（後述する［条件１］）を含む実行条件が設定されている。そして、この実行条件の成立時に、予め定められた少量の所定量ＦＱ（例えば、数立方ミリメートル）での内燃機関１１への燃料噴射が実行されるとともに、その燃料噴射の実行に伴い発生する内燃機関１１の出力トルクの指標値（後述する回転変動量ΣΔＮＥ）が燃料のセタン価指標値として検出される。なお上記回転変動量ΣΔＮＥとしては、内燃機関１１において大きな出力トルクが発生したときほど大きい値が検出される。

内燃機関１１に供給される燃料のセタン価が高いときほど、燃料が着火し易く同燃料の燃え残りが少なくなるために、燃料の燃焼に伴って発生する機関トルクが大きくなる。本実施の形態の推定制御では、そうした燃料のセタン価と内燃機関１１の出力トルクとの関係をもとに同燃料のセタン価指標値が検出される。

以下、指標値検出処理の実行手順について詳細に説明する。

図６は、上記指標値検出処理の具体的な実行手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、指標値検出処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。

図６に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、以下の［条件１］〜［条件３］が全て満たされることをもって実行条件が成立していると判断される。
［条件１］前記燃料カット制御が実行されていること。
［条件２］クラッチ機構１３がクランクシャフト１２と手動変速機１４との連結を解除する作動状態になっていること。具体的には、クラッチ操作部材が操作されていること。
［条件３］補正処理が適正に実行されていること。具体的には、補正処理において算出されている各補正項Ｋ１，Ｋ２が上限値にも下限値にもなっていないこと。

上記実行条件が成立していない場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、以下の処理、すなわち燃料のセタン価指標値を検出する処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。

その後、本処理が繰り返し実行されて上記実行条件が成立すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、燃料のセタン価指標値を検出する処理の実行が開始される。

具体的には先ず、予め定められた燃料噴射時期の制御目標値（目標噴射時期ＴＱｓｔ）と燃料噴射時間の制御目標値（目標噴射時間ＴＱｔｍ）とが図４と図５で前述した補正処理により算出されている補正項Ｋ１，Ｋ２によって補正される（図６のステップＳ２０２）。詳しくは、補正項Ｋ１を目標噴射時期ＴＱｓｔに加算した値が新たな目標噴射時期ＴＱｓｔとして設定されるとともに、補正項Ｋ２を目標噴射時間ＴＱｔｍに加算した値が新たな目標噴射時間ＴＱｔｍとして設定される。

そして、目標噴射時期ＴＱｓｔおよび目標噴射時間ＴＱｔｍに基づく燃料噴射弁２０の駆動制御が実行されて、同燃料噴射弁２０からの燃料噴射が実行される（ステップＳ２０３）。こうした燃料噴射弁２０の駆動制御を通じて、回転変動量ΣΔＮＥのばらつきが抑えられるタイミングで所定量ＦＱの燃料が燃料噴射弁２０から噴射されるようになる。なお本実施の形態では、ステップＳ２０３の処理における燃料噴射が複数の燃料噴射弁２０のうちの予め定めたもの（本実施の形態では、気筒１６［♯１］に取り付けられた燃料噴射弁２０）を用いて実行される。また、本処理において用いられる補正項Ｋ１，Ｋ２についても同様に、燃料噴射弁２０のうちの予め定めたもの（本実施の形態では、気筒１６［♯１］に取り付けられた燃料噴射弁２０）に対応して算出された値が用いられる。

その後、上記所定量ＦＱでの燃料噴射に伴い発生した内燃機関１１の出力トルクの指標値として前記回転変動量ΣΔＮＥが検出されて記憶された後（ステップＳ２０４）、本処理は一旦終了される。この回転変動量ΣΔＮＥの検出は具体的には次のように行われる。図７に示すように、本実施の形態にかかる装置では、所定時間おきに機関回転速度ＮＥが検出されるとともに、その検出の度に同機関回転速度ＮＥと複数回前（本実施の形態では、三回前）に検出された機関回転速度ＮＥｉとの差ΔＮＥ（＝ＮＥ−ＮＥｉ）が算出される。そして、上記燃料噴射の実行に伴う上記差ΔＮＥの変化分についての積算値（同図７中に斜線で示す部分の面積に相当する値）が算出されるとともに、この積算値が上記回転変動量ΣΔＮＥとして記憶される。なお図７に示す機関回転速度ＮＥや差ΔＮＥの推移は、回転変動量ΣΔＮＥの算出方法の理解を容易にするべく簡略化して示しているため実際の推移とは若干異なる。

本実施の形態では、基本的に、指標値検出処理を通じて検出された回転変動量ΣΔＮＥに基づいて低セタン価領域、中セタン価領域および高セタン価領域のいずれの領域であるかが特定されるとともに、特定された領域が電子制御ユニット４０に記憶される。詳しくは、回転変動量ΣΔＮＥが所定値ＰＬ未満である場合（ΣΔＮＥ＜ＰＬ）には低セタン価領域であると判断され、所定値ＰＬ以上所定値ＰＨ未満である場合（ＰＬ≦ΣΔＮＥ＜ＰＨ）には中セタン価領域であると判断され、所定値ＰＨ以上である場合（ΣΔＮＥ≧ＰＨ）には高セタン価領域であると判断される。そして、そのように特定されたセタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行される。

ここで、内燃機関１１に供給される燃料のセタン価が低いときには、着火遅れが長くなるために燃料の燃焼状態の悪化を招き易い。また内燃機関１１の始動開始直後のアイドル運転時においては、気筒１６内に噴射される燃料の量が少ないうえに同気筒１６内の温度が低いために燃料の燃焼状態の悪化を招き易い。そのため本実施の形態の装置では特に、内燃機関１１の始動開始直後におけるアイドル運転時であり且つ低セタン価領域であると判断されているときにおいて燃料の燃焼状態が悪化し易く、失火発生を招き易いと云える。

この点をふまえて本実施の形態では、内燃機関１１の始動開始直後における実行期間であり且つ低セタン価領域が記憶されているとき（特定状況）において、アイドル運転時における目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒを「０」に設定してＥＧＲ装置５０によるＥＧＲ量を「０」に設定するようにしている。これにより、低セタン価領域が記憶されている状況で内燃機関１１の始動開始直後においてアイドル運転されたとき、すなわちＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響が大きくなり易く且つ燃料の燃焼状態が不安定になり易いときに、ＥＧＲガスの再循環が停止される分だけ内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態を良くすることができるために、失火発生を抑えることが可能になる。

なお、そうした特定状況においてアイドル運転時における燃料の燃焼状態を良くするためには、アイドル運転時のＥＧＲ量を「０」にすることに限らず、特定状況でないときと比較してＥＧＲ量を減量することも考えられる。上記ＥＧＲ装置５０では、ＥＧＲ通路５１の容積や吸気通路１７におけるＥＧＲ通路５１との接続部分から内燃機関１１の気筒１６までの部分の容積に起因して、ＥＧＲ弁５２の開度変化に対するＥＧＲ量の変化に遅れが生じることが避けられない。そのため、ＥＧＲ弁５２の開度変化に対するＥＧＲ量の変化の応答性や安定性が低く、ＥＧＲ装置５０によるＥＧＲ量の緻密な調節が難しいことから、同ＥＧＲ装置５０によるＥＧＲ量の調節に際しては調節誤差が生じ易いと云える。そして上記調節誤差によってＥＧＲ量が過度に多くなると、燃料の燃焼状態の悪化を招くおそれがある。また、上記調節誤差によってＥＧＲ量が少なくなり過ぎると、気筒１６内における燃料の燃焼温度が高くなって排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加を招くおそれがある。

この点、本実施の形態では、特定状況、すなわちＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響が大きくなり易く且つ燃料の燃焼状態が不安定になり易いときに、同ＥＧＲ量の調節誤差そのものが無くなるために、その調節誤差による燃料の燃焼状態への影響を排除することができるようになる。

上述のように、特定状況でのアイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」に設定することにより、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態が良くなるために、失火発生を抑えることが可能になる。しかしながら、単にＥＧＲ量を「０」にすると、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼温度がごく高くなるために、排気中のＮＯｘ量の大幅な増加を招くおそれがある。

この点をふまえて本実施の形態では、特定状況において、アイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」に設定することに合わせて、アイドル運転時における燃料噴射時期を特定状況でないときと比較して遅角側の時期に設定するようにしている。なお、本実施の形態において特定状況でないときとは、中セタン価領域が記憶されているときや、高セタン価領域が記憶されているとき、あるいは内燃機関１１の始動開始後において実行期間が経過したときである。

燃料噴射時期として遅角側の時期を設定することにより、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の着火時期が遅くなるために、その分だけ燃料の燃焼温度が低くなって排気中のＮＯｘ量が少なくなる。本実施の形態では、燃料噴射制御を通じて、燃焼状態の悪化抑制とＮＯｘ排出量の抑制との両立が図られる燃料噴射時期（詳しくは、要求噴射時期Ｔｓｔ）が設定される。

しかも本実施の形態では、特定状況でのアイドル運転時において、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態の設定を、ＥＧＲ量の調節による設定と比較して高精度で行うことの可能な燃料噴射時期の調節による設定を通じて行うことができる。このように本実施の形態によれば、低セタン価燃料の使用時における内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態を適正に設定することができるため、失火発生の抑制とＮＯｘ排出量の抑制とを両立させることができる。

以下、特定状況においてＥＧＲ量を「０」にするための処理と燃料噴射時期を遅角するための処理とを詳細に説明する。

ここでは先ず、特定状況でのアイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」にするための処理について図８を参照して説明する。

図８は、ＥＧＲ制御にかかる処理（ＥＧＲ制御処理）の実行手順を示している。同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット４０により実行される。

図８に示すように、この処理では先ず、以下の［条件４］および［条件５］が共に満たされているか否かが判断される（ステップＳ３０１）。
［条件４］低セタン価領域が特定されて電子制御ユニット４０に記憶されていること。
［条件５］内燃機関１１の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作（アクセル操作量ＡＣＣを「０」よりも大きくする操作）が開始されるまでの実行期間であること。具体的には、内燃機関１１の運転を開始するべく運転スイッチ４８が操作された後においてアクセル操作量ＡＣＣが「０」の状態が継続されていること。

そして、［条件４］および［条件５］が共に満たされるときには（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、このときＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響が大きくなり易く且つ燃料の燃焼状態が不安定になり易いとして、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒとして「０」が設定されてＥＧＲ量が「０」に設定される（ステップＳ３０２）。

一方、［条件４］や［条件５］が満たされないときには（ステップＳ３０１：ＮＯ）、ＥＧＲ制御処理として通常制御（詳しくは、機関回転速度ＮＥおよび要求噴射量ＴＡＵに基づき設定される目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに応じたＥＧＲ弁５２の作動制御）が実行される（ステップＳ３０３）。具体的には、［条件４］が満たされない場合には、このとき中セタン価領域または高セタン価領域が特定されて電子制御ユニット４０に記憶されているために燃料の燃焼状態が過度に悪化する可能性は低いとして、ＥＧＲ制御処理として通常制御が実行される。また［条件５］が満たされない場合には、始動後における機関運転の継続に伴って内燃機関１１の気筒１６内の温度が高くなっているために燃料の燃焼状態が過度に悪化する可能性は低いとして、ＥＧＲ制御処理として通常制御が実行される。

次に、燃料噴射時期を遅角するための処理（噴射時期遅角処理）について図９を参照して説明する。

図９は、噴射時期遅角処理の実行手順を示している。同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット４０により実行される。

図９に示すように、この処理では先ず、ＥＧＲ開度ＶＲが所定開度（例えば、閉弁時の開度より若干大きい開度）以下であるか否かが判断される（ステップＳ４０１）。また、この処理では、機関回転速度ＮＥが所定速度（例えば、アイドル運転時における機関回転速度ＮＥの上限に相当する速度［１３００回転／分］）以下であるか否かが判断されるとともに（ステップＳ４０２）、要求噴射量ＴＡＵが所定量（例えば、アイドル運転時における燃料噴射量の上限に相当する量）以下であるか否かが判断される（ステップＳ４０３）。

そして、ＥＧＲ開度ＶＲが所定開度以下であることをもって（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、このときＥＧＲ量が「０」に設定されていると判断される。また、機関回転速度ＮＥが所定速度以下であり（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）且つ要求噴射量ＴＡＵが所定量以下であることをもって（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、内燃機関１１がアイドル運転状態であると判断される。したがって、これらステップＳ４０１〜ステップＳ４０３の判断が全て肯定であることにより、ＥＧＲ制御処理（図８参照）において前記［条件４］および［条件５］が共に満たされてＥＧＲ量が「０」に設定されていると判断される。すなわち、このとき低セタン価領域が記憶されており且つ内燃機関１１の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作が開始されるまでの実行期間であるために、燃料の燃焼状態を改善して失火発生を抑えるべくＥＧＲ量が「０」に設定されていると判断される。

この場合には（ステップＳ４０１〜ステップＳ４０３の全てが「ＹＥＳ」）、さらに外気圧が判定圧（例えば、８０ｋＰａ）より高いか否かが判断される（ステップＳ４０４）。そして、外気圧が判定圧以上である場合には（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、燃料噴射時期として遅角側の時期が設定される実行態様での燃料噴射制御（遅角制御）が実行される（ステップＳ４０５）。

本実施の形態では、要求噴射時期Ｔｓｔの設定に用いる演算マップとして、前述した演算マップＭＬ，ＭＭ，ＭＨに加えて、特定状況でのアイドル運転時においてＥＧＲ量が「０」に設定された状況に見合う演算マップであって比較的遅角側の時期が設定される演算マップＭＬＦが設定されている。詳しくは、要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転状態と特定状況でのアイドル運転時においてＥＧＲ量が「０」に設定された状況に見合う要求噴射時期Ｔｓｔとの関係が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められるとともに、同関係が演算マップＭＬＦとして電子制御ユニット４０に記憶されている。

ステップＳ４０５の処理では、詳しくは、それら演算マップのうちの演算マップＭＬＦが選択される。そして、以後における燃料噴射制御では、この演算マップＭＬＦをもとに要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥに基づいて要求噴射時期Ｔｓｔが設定される。

一方、ＥＧＲ開度ＶＲが所定開度より大きい場合には（ステップＳ４０１：ＮＯ）、このときＥＧＲ量が「０」に設定されていないとして、燃料噴射時期として進角側の時期が設定される実行態様での燃料噴射制御（通常制御）が実行される（ステップＳ４０６）。この通常制御では詳しくは、このとき記憶されているセタン価領域に対応する演算マップ、すなわち演算マップＭＬ，ＭＭ，ＭＨのいずれかが選択されて、以後においてその選択された演算マップをもとに要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥに基づいて要求噴射時期Ｔｓｔが設定される。また、機関回転速度ＮＥが所定速度より高いときや（ステップＳ４０２：ＮＯ）、要求噴射量ＴＡＵが所定量より多いときには（ステップＳ４０３：ＮＯ）、内燃機関１１がアイドル運転状態ではないとして、通常制御が実行される（ステップＳ４０６）。

このように本実施の形態によれば、ＥＧＲ量を「０」に設定する処理（図８のステップＳ３０２の処理）と、燃料噴射時期として遅角側の時期を設定する処理（図９のステップＳ４０５の処理）とが、内燃機関１１の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作が開始されるまでの実行期間に限って実行される。そのため、始動開始直後において内燃機関１１の気筒１６内の温度が低いとき、言い換えれば、気筒１６内における燃料の燃焼状態の不安定化を招き易い期間に限って、高精度での燃料の燃焼状態の設定を実現するための処理（ＥＧＲ量を「０」に設定する処理、および燃料噴射時期として遅角側の時期を設定する処理）を実行することができる。

他方、外気圧が判定圧以下である場合には（ステップＳ４０４：ＮＯ）、通常制御が実行される（ステップＳ４０６）。ここで外気圧が低いときには、空気の密度が低いため吸気中に含まれる酸素の量が少ない。そのため、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態が悪化し易く、失火発生を招き易い。本実施の形態によれば、外気圧が低いために失火発生を招き易いときには、演算マップＭＬＦを選択して要求噴射時期Ｔｓｔを遅角側の時期に設定すること、言い換えれば燃料の燃焼状態を悪化させる側への要求噴射時期Ｔｓｔの変更を禁止することができるため、失火発生を確実に抑えることができる。なお、外気圧が判定圧より高いとき（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、言い換えれば比較的失火が発生し難いときには、演算マップＭＬＦをもとに要求噴射時期Ｔｓｔとして遅角側の時期が設定されるためにＮＯｘの排出量を好適に抑制することができる。なお本実施の形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに特定状況でのアイドル運転時における失火発生が確実に抑えられるようになる判定圧が予め求められて、電子制御ユニット４０に記憶されている。

以下、前記特定状況でのアイドル運転時においてＥＧＲ量を「０」にするための処理と燃料噴射時期を遅角するための処理との実行態様について図１０を参照して説明する。

図１０は、それら処理の実行態様の一例を示している。なお同図において、実線は本実施の形態にかかる装置における各処理の実行態様を示しており、一点鎖線はＥＧＲ量を「０」にせず且つ燃料噴射時期を遅角しない比較例の装置における各処理の実行態様を示している。また同図における二点鎖線は、ＥＧＲ量を「０」とし且つ燃料噴射時期を遅角しない場合におけるＮＯｘ排出量の推移を示している。

図１０に示す例では、時刻ｔ１１において、運転スイッチ４８がオン操作されて内燃機関１１の始動が開始される。このとき低セタン価領域が記憶されており且つアクセル操作部材が開操作されていないために（アクセル操作量ＡＣＣ＝「０」）、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒとして「０」が設定されて、ＥＧＲ開度ＶＲが閉弁状態に相当する開度（ＶＲ＝「０」）になる。また、このとき要求噴射時期Ｔｓｔとして、演算マップＭＬＦをもとに、機関始動直後の実行期間でないときと比較して図中に白抜きの矢印で示す分だけ遅角側の時期が設定される。

このとき、図中に一点鎖線で示す比較例の装置では、ＮＯｘ排出量がごく少なく抑えられるものの、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態の悪化を招くために、失火やスモークの発生を招いてしまう。一方、図中に二点鎖線で示す装置では、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態が十分に良くなって失火やスモークの発生が回避されるものの、燃料の燃焼温度がごく高くなるためにＮＯｘ排出量の大幅な増加を招いてしまう。

これに対して、本実施の形態にかかる装置では、時刻ｔ１１〜ｔ１２において、ＥＧＲ量が「０」に設定されるとともに燃料噴射時期として遅角側の時期が設定されるために、二点鎖線で示す装置のようにＮＯｘ排出量の大幅な増加を招くことがなく、一点鎖線で示す比較例の装置のように失火やスモークの発生を招くこともない。このように本実施の形態によれば、低セタン価燃料の使用時において、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態を適正に設定することができるため、失火発生の抑制とＮＯｘの排出量の抑制とを両立させることができる。

本例では、時刻ｔ１２においてアクセル操作部材の開操作が開始されると、以後においては、ＥＧＲ量を「０」にするための処理と燃料噴射時期を遅角するための処理との実行が停止される。そして、このときには機関回転速度ＮＥおよび要求噴射量ＴＡＵに基づき設定される目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに応じてＥＧＲ弁５２の作動制御が実行され、アクセル操作量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥに基づき演算マップＭＬ，ＭＭ，ＭＨのいずれかをもとに設定される要求噴射時期Ｔｓｔに応じて燃料噴射弁２０の駆動制御が実行される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。

（１）内燃機関１１の始動開始直後の実行期間であり且つ低セタン価領域が記憶されている特定状況において、アイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」に設定するとともに、特定状況でないときと比較してアイドル運転時における要求点火時期Ｔｓｔを遅角側の時期に設定するようにした。そのため、低セタン価燃料の使用時において内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態を適正に設定することができ、失火発生の抑制とＮＯｘの排出量の抑制とを両立させることができる。

（２）特定状況でのアイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」にするようにしたために、ＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響を排除することができ、燃料の燃焼状態をより高い精度で設定することができるようになる。

（３）外気圧が判定圧以上であることを条件に、燃料噴射時期として進角側の時期を設定する処理（図９のステップＳ４０５の処理）を実行するようにした。そのため、外気圧が低く失火発生を招き易いときにおける燃料の燃焼状態を悪化させる側への要求噴射時期Ｔｓｔの変更を禁止することができ、失火発生を確実に抑えることができる。しかも、外気圧が高いために比較的失火が発生し難いときには、要求噴射時期Ｔｓｔの遅角側への変更が許可されるために、ＮＯｘの排出量を好適に抑制することができる。

（４）ＥＧＲ量を「０」に設定する処理（図８のステップＳ３０２の処理）と燃料噴射時期として遅角側の時期を設定する処理（図９のステップＳ４０５の処理）とを、内燃機関１１の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作が開始されるまでの実行期間に限って実行するようにした。そのため、内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態の不安定化を招き易い期間に限って、高精度での燃料の燃焼状態の設定を実現するための処理を実行することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・ステップＳ４０１〜ステップＳ４０３の処理に代えて、前記［条件４］および［条件５］が共に満たされるか否かを判断する処理を実行するようにしてもよい。こうした装置によっても、内燃機関１１の始動開始直後の実行期間であり且つ低セタン価領域が記憶されている特定状況において、特定状況でないときと比較してアイドル運転時における要求点火時期Ｔｓｔを遅角側の時期に設定することができる。

・要求噴射時期Ｔｓｔの設定を、演算マップを用いて実行することに限らず、演算式を用いて実行するようにしてもよい。

・特定状況でのアイドル運転時における要求噴射時期Ｔｓｔの設定を次のように実行するようにしてもよい。すなわち、機関回転速度ＮＥおよび要求噴射量ＴＡＵに基づいて演算マップＭＬから要求噴射時期Ｔｓｔを設定するとともに、機関回転速度ＮＥおよび要求噴射量ＴＡＵに基づいて遅角補正項を算出し、要求噴射時期Ｔｓｔを遅角補正項によって補正した値を最終的な要求噴射時期Ｔｓｔとして設定する。

・図９のステップＳ４０４の処理を省略してもよい。すなわち、外気圧によることなく、要求噴射時期Ｔｓｔとして遅角側の時期を設定する処理（図９のステップＳ４０５の処理）を実行するようにしてもよい。

・特定状況において、アイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」に設定することに限らず、ＥＧＲ弁５２を若干開弁させて少量のＥＧＲガスを再循環させるようにしてもよい。要は、特定状況でのアイドル運転時におけるＥＧＲ量を、特定状況でないときのＥＧＲ量と比較して減量することができればよい。こうした装置によっても、特定状況でのアイドル運転時、すなわちＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響が大きくなり易く且つ燃料の燃焼状態が不安定になり易いときに、ＥＧＲ量の絶対量が少なくなる分だけＥＧＲ量の調節誤差を小さくすることが可能になる。そのため、ＥＧＲ量の調節誤差による燃料の燃焼状態への影響を小さく抑えることができる。

・内燃機関１１の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作が開始されるまでの実行期間に限って、ＥＧＲ量を「０」に設定する処理（図８のステップＳ３０２の処理）と燃料噴射時期として遅角側の時期を設定する処理（図９のステップＳ４０５の処理）とを実行するようにした。これに代えて、それら処理を、内燃機関１１の始動が開始されてから予め定められた一定期間が経過するまでの実行期間に限って実行するようにしてもよい。一定期間としては、例えば一定の時間（例えば数秒〜数十秒）や、燃料噴射量の積算値が所定値に達するまでの期間、吸気量の積算値が所定値に達するまでの期間などを挙げることができる。要は、内燃機関１１の気筒１６内の温度が十分に高くなって燃料の燃焼状態が良好になるまでの実行期間において、ＥＧＲ量を「０」に設定する処理と燃料噴射時期として遅角側の時期を設定する処理とを実行することができればよい。

・燃料噴射弁２０の初期個体差や経時変化などに起因する燃料噴射時期や燃料噴射量の誤差が適正に抑えられるのであれば、目標噴射時期ＴＱｓｔと目標噴射時間ＴＱｔｍとを補正項Ｋ１，Ｋ２によって補正する処理（図６のステップＳ２０２）を省略してもよい。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、燃料のセタン価の指標値（回転変動量ΣΔＮＥ）によって区切られた二つの領域のいずれの領域であるかを判断する装置や四つ以上の領域のいずれの領域であるかを判断する装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥに基づきセタン価領域を特定することなく同回転変動量ΣΔＮＥを内燃機関１１に供給される燃料のセタン価に相当する値（詳しくは、セタン価指標値）として用いる装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。こうした装置では、回転変動量ΣΔＮＥが予め定められた所定値より小さいときに、内燃機関１１に供給される燃料のセタン価が低いと判断して、特定状況でのアイドル運転時におけるＥＧＲ量を「０」に設定する処理と燃料噴射時期として遅角側の時期を設定する処理とを実行すればよい。

・回転変動量ΣΔＮＥ以外の値を内燃機関１１の出力トルクの指標値として算出するようにしてもよい。例えば指標値検出処理の実行中において燃料噴射の実行時における機関回転速度ＮＥと同燃料噴射の実行直前における機関回転速度ＮＥとをそれぞれ検出するとともにそれら速度の差を算出して、同差を上記指標値として用いることができる。

・圧力センサ４１の取り付け態様は、燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５内）の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、燃料噴射弁２０に直接取り付けられる態様に限らず、任意に変更することができる。具体的には、圧力センサを分岐通路３１ａやコモンレール３４に取り付けるようにしてもよい。

・圧電アクチュエータ２９により駆動されるタイプの燃料噴射弁２０に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、クラッチ機構１３と手動変速機１４とが搭載された車両１０に限らず、トルクコンバータと自動変速機とが搭載された車両にも適用することができる。こうした車両では、例えば［条件１］および［条件３］が満たされるときに燃料のセタン価の推定のための燃料噴射を実行するようにすればよい。なお、トルクコンバータとしてロックアップクラッチ内蔵のものが採用される車両においては、ロックアップクラッチが係合状態になっていないこととの［条件６］を新たに設定するとともに同［条件６］が満たされることを条件に燃料のセタン価指標値の検出のための燃料噴射を実行するようにすればよい。

・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ための燃料噴射が実行される装置に限らず、同燃料のセタン価を推定する処理が実行される装置であれば適用することができる。そうした装置としては、例えば次のような装置を挙げることができる。すなわち先ず、内燃機関の運転のための燃料噴射の実行時において筒内圧センサによって同内燃機関の気筒内の圧力（筒内圧）を検出する。そして、この筒内圧に基づいて実際に燃料が着火した時期を算出するとともに、同時期に基づいて着火遅れ時間を算出する。その後、この算出した着火遅れ時間に基づいてセタン価指標値を算出する。

・四つの気筒を有する内燃機関に限らず、単気筒の内燃機関や、二つの気筒を有する内燃機関、三つの気筒を有する内燃機関、あるいは五つ以上の気筒を有する内燃機関にも、本発明は適用することができる。

１０…車両、１１…内燃機関、１２…クランクシャフト、１３…クラッチ機構、１４…手動変速機、１５…車輪、１６…気筒、１７…吸気通路、１８…ピストン、１９…排気通路、２０…燃料噴射弁、２１…ハウジング、２２…ニードル弁、２３…噴射孔、２４…スプリング、２５…ノズル室、２６…圧力室、２７…導入通路、２８…連通路、２９…圧電アクチュエータ、２９ａ…弁体、３０…排出路、３１ａ…分岐通路、３１ｂ…供給通路、３２…燃料タンク、３３…燃料ポンプ、３４…コモンレール、３５…リターン通路、４０…電子制御ユニット、４１…圧力センサ、４２…クランクセンサ、４３…アクセルセンサ、４４…外気圧センサ、４５…吸気量センサ、４６…吸気圧センサ、４７…開度センサ、４８…運転スイッチ、５０…ＥＧＲ装置、５１…ＥＧＲ通路、５２…ＥＧＲ弁。

Claims (4)

1. 内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻して再循環させるＥＧＲ装置と、
   前記内燃機関に供給される燃料のセタン価を推定する推定部と、
   前記推定部により推定したセタン価が低いときであり且つ前記内燃機関の始動開始直後の実行期間であるときには、そうでないときと比較して、アイドル運転時における前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量を減量するとともに燃料噴射時期を遅角する制御部と
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は前記ＥＧＲ量を「０」にする
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、外気圧が予め定めた判定圧以上であることを条件に、前記燃料噴射時期の遅角を実行する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記実行期間は、前記内燃機関の始動が開始されてからアクセル操作部材の開操作が開始されるまでの期間である
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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