WO2007141964A1 - セタン価検出手段及び該セタン価検出手段を設けるエンジン - Google Patents

Abstract

エンジン５４のクランク軸１１の回転角速度を検出する角速度検出手段１０を設け、該角速度検出手段１０にて得られた角速度振幅値の変動をセタン価の変動として検出するセタン価検出手段。

Description

明 細 書

セタン価検出手段及び該セタン価検出手段を設けるエンジン

技術分野

[0001] 本発明は、セタン価が変化してもエンジン回転の角速度振幅値からセタン価の変 動を演算（予測）し、燃料噴射を補正する技術に関する。

背景技術

[0002] ディーゼルエンジンの燃料である軽油において、セタン価は世界各国で 38〜52の 範囲でばらついて製造され市販されている。ディーゼルエンジンに使用される軽油の セタン価は、厳密に測定され販売されるものを使用するので常に一定のはずである。 しかし、例えば、船舶などでは寄港先にて異なったセタン価の燃料を給油される恐れ もある。とりわけ、粗悪な軽油はセタン価が低下していることが多い。

ディーゼルエンジンにおける燃料噴射制御は、製造時点において使用する軽油の セタン価の公称値に基づいている。そのため、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。

[0003] このような背景を踏まえ、従来、ディーゼルエンジンにおいてセタン価の変動を検出 する方法がいくつか実施されてきた。例えば、特許文献 1は、内燃機関のフューェノレ カット時にセタン価を検出する技術を開示している。

しかし、運転に使用される燃料のセタン価は、燃料の使用状況や給油回数の度に 変動の恐れがあり、常時セタン価の変動を検出できることが望ましい。従来、セタン価 の変動を検出する方法において、内燃機関が運転中に常時検出できる手段はなか つた。

特許文献 1 :特開 2005— 344557号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] そこで、解決しょうとする課題は、内燃機関の運転中において燃料のセタン価の変 動を常時検出し、検出したセタン価の変動に基づいて適正に燃料噴射制御すること である。 課題を解決するための手段

[0005] 本発明の解決しょうとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するため の手段を説明する。

[0006] 本発明は、エンジンのクランク軸の回転角速度を検出する角速度検出手段を設け 、該角速度検出手段にて得られた角速度振幅値の変動をセタン価の変動として検出 するものである。

[0007] さらに、本発明は、エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、エンジン回転数を検 出する回転数検出手段と、前記負荷検出手段による負荷と前記回転数検出手段に よる回転数とに基づいて基準燃料に対する燃料噴射量、燃料噴射回数又は燃料噴 射の少なくとも一つを算出する燃料噴射算出手段と、前記セタン価検出手段によつ て検出されたセタン価に基づいて、前記燃料噴射量を算出するときは該燃料噴射量 を、前記燃料噴射回数を算出するときは該燃料噴射回数を、前記燃料噴射圧力を 算出するときは該燃料噴射圧力を、補正する燃料噴射補正手段と、を備えたもので ある。

[0008] さらに、本発明は、主噴射の前に少なくとも 1回の噴射を行なう多段燃料噴射手段 と、基準燃料に対する前記多段燃料噴射手段の各噴射時期又は各噴射間隔の少な くとも一つを算出する多段燃料噴射算出手段と、前記セタン価検出手段によって検 出されたセタン価に基づいて、前記燃料噴射時期を算出するときは該燃料噴射時期 を、前記燃料噴射間隔を算出するときは該燃料噴射間隔を、補正する多段燃料噴射 補正手段と、を備えたものである。

[0009] さらに、本発明は、前記セタン価検出手段によって検出したセタン価が低下した場 合は、主噴射と該主噴射直前の噴射との間隔を短くするものである。

[0010] さらに、本発明は、前記燃料噴射補正手段又は前記多段燃料噴射補正手段による 補正をエンジン始動時に行なうものである。

[0011] さらに、本発明は、前記燃料噴射補正手段により補正された燃料噴射量に基づい て、又は前記セタン価検出手段によって検出されるセタン価に基づいて、定められた 最大燃料噴射量を補正する最大燃料噴射量補正手段と、を備えたものである。

[0012] さらに、本発明は、過給機と、酸素濃度センサー、排気温度センサー又はターボ回 転数センサーのうち少なくとも一つと、前記酸素濃度センサーによって検出される酸 素濃度、前記排気温度センサーによって検出される排気温度、又は前記ターボ回転 数センサーによって検出されるターボ回転数の検出値が所定閾値内にあることで、 前記最大燃料噴射量補正手段によって補正された最大燃料噴射量が正常であると 判断する最大噴射量補正確認手段と、を備えたものである。

[0013] さらに、本発明は、背圧又は過給圧を可変可能な可変容量過給機と、前記セタン 価検出手段により検出されるセタン価に基づいて、前記可変容量過給機の過給圧又 は背圧を制御する過給圧制御手段と、を備えたものである。

発明の効果

[0014] 本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

[0015] 本発明においては、エンジン回転の角速度振幅値がセタン価の変動に伴い増減 することから、常時セタン価の変動を検出できる。

[0016] さらに、本発明においては、燃料噴射をセタン価の変動に応じて補正することで、 燃焼の最適化が実施できる。つまり、セタン価の変動の影響によるエンジン性能変化 又は排気ェミッション変化を最小限に抑えることができる。

[0017] さらに、本発明においては、多段燃料噴射をセタン価の変動に応じて補正すること で、パイロット噴射などの多段燃料噴射においても燃焼の最適化が実施できる。つま り、セタン価の変動に影響による燃焼騒音又は筒内圧力上昇を最小限に抑えること ができる。

[0018] さらに、本発明においては、セタン価が低減したことによる着火性の悪化を最小限 に抑えることができる。

[0019] さらに、本発明においては、始動時のみセタン価の変動を検出し燃料噴射又は多 段噴射を補正することで、請求項 3記載の効果同等の効果に加え、給油後にェンジ ンが始動されることから、始動時にセタン価の変化があつたかどうかが認識できる。つ まり、常時検出して演算するよりも負担が軽減されて、他の演算に処理装置（CPU) を利用することができる。

[0020] さらに、本発明においては、最大燃料噴射量をセタン価の変動に応じて補正するこ とで、全負荷領域において燃料噴射の補正を確実に実施できる。つまり、セタン価の 変動によらない定格出力の保証が可能である。

[0021] さらに、本発明においては、補正した最大燃料噴射量が正常であることを確認でき 、正常でない場合の処置 ·対応も迅速に行なえ、エンジンの信頼性を向上できる。

[0022] さらに、本発明においては、過給機圧又は背圧をセタン価の変動に応じて補正す ることで、燃焼の最適化が実施できる。また、ターボサージ等も防止できる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の実施例に係る 4気筒ディーゼルエンジンの全体的な構成を示した構 成図。

[図 2]エンジン回転に対するエンジン回転角速度を示すグラフ図。

[図 3]セタン価が異なる燃料のエンジン回転の角度に対するエンジン回転の角速度 を示すグラフ図。

[図 4]本発明の実施例に係る 4気筒ディーゼルエンジンの全体的な構成を示した構 成図。

[図 5]回転数 Ne及び噴射量 Qに基づいて算出される適正な角速度振幅値を示す角 速度振幅値マップ図。

[図 6]回転数 Ne及び噴射量 Qに基づいて算出される適正な平均角速度を示す平均 角速度マップ図。

[図 7]本発明の実施例に係る燃料噴射制御の主要なフローを示すフロー図。

[図 8]回転数 Ne及び負荷 Acに基づいて算出される燃料噴射圧力 Qpを示す燃料噴 射圧力マップ図。

[図 9]本発明の実施例に係る多段燃料噴射を示すグラフ図。

[図 10]回転数 Ne及び負荷 Acに基づいて算出される最大燃料噴射量 Qmaxを示す 最大燃料噴射量マップ図。

[図 11]最大燃料噴射量補正確認制御のフローを示すフロー図。

[図 12] (a) VGTのノズル開口面積を大きくした状態を示す模式図（b)同じくノズル開 口面積を小さくした状態を示す模式図。

符号の説明

[0024] 10 角速度センサー 11 クランク軸

50 コモンレール式燃料噴射システム

51 ディーゼ/レエンジン

発明を実施するための最良の形態

[0025] 次に、発明の実施の形態を説明する。

図 1は本発明の実施例に係る 4気筒ディーゼルエンジンの全体的な構成を示した 構成図、図 2はエンジン回転に対するエンジン回転角速度を示すグラフ図、図 3はセ タン価が異なる燃料のエンジン回転の角度に対するエンジン回転の角速度を示すグ ラフ図である。

図 4は本発明の実施例に係る 4気筒ディーゼルエンジンの全体的な構成を示した 構成図、図 5は回転数 Ne及び噴射量 Qに基づいて算出される適正な角速度振幅値 を示す角速度振幅値マップ図、図 6は回転数 Ne及び噴射量 Qに基づいて算出され る適正な平均角速度を示す平均角速度マップ図である。

図 7は本発明の実施例に係る燃料噴射制御の主要なフローを示すフロー図、図 8 は回転数 Ne及び負荷 Acに基づいて算出される燃料噴射圧力 Qpを示す燃料噴射 圧力マップ図、図 9は本発明の実施例に係る多段燃料噴射を示すグラフ図である。 図 10は回転数 Ne及び負荷 Acに基づいて算出される最大燃料噴射量 Qmaxを示 す最大燃料噴射量マップ図、図 11は最大燃料噴射量補正確認制御のフローを示す フロー図、図 12は（a) VGTのノズル開口面積を大きくした状態を示す模式図（b)同 じくノズノレ開口面積を小さくした状態を示す模式図である。

[0026] まず、本発明の実施例としてコモンレール式燃料噴射システムを備えた 4気筒ディ ーゼルエンジンについて説明する。さらに、本発明の特色であるエンジン回転の角 速度及びエンジン回転の角速度振幅値を用いたセタン価検出手段について説明す る。さらに、このセタン価検出手段を適用したコモンレール式燃料噴射システムのいく つかの燃料噴射補正手段について説明する。

[0027] 図 1を用いて、本発明のセタン価検出手段を適用するコモンレール式燃料噴射シ ステム 50の構成について簡単に説明する。

図 4に示すように、コモンレール式燃料噴射システム 50は、例えばディーゼルェン ジン 51 (以下単にエンジンとする）に燃料を噴射するシステムである。コモンレール式 燃料噴射システム 50は、主に燃料を蓄圧するコモンレール 52、燃料を各気筒へ噴 射するインジェクタ 53a' 53b ' 53c ' 53d、燃料を高圧にて圧送するサプライポンプ 54 、エンジンコントロールユニット（以下 ECU) 70より構成されてレ、る。

[0028] コモンレール 52は、インジヱクタ 53に供給する高圧燃料を蓄圧する装置である。コ モンレール 52は、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように、燃料 配管（高圧燃料流路） 55を介してサプライポンプ 54の吐出口と接続されている。 また、リーク配管 (燃料還流路） 56は、インジヱクタ 53からのリーク燃料を燃料タンク 5₇へ戻す配管である。さらに、リリーフ配管 (燃料還流路） 58は、圧力調整弁 59を介 して、コモンレール 52から燃料タンク 57へ燃料を還流する配管である。この圧力調 整弁 59は、リリーフ配管 58への還流燃料を調整することで、コモンレール 52内の燃 料圧力が目標となる燃料噴射圧力となるように調整可能である。

[0029] インジェクタ 53は、エンジン 51の各気筒に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給 する装置である。インジヱクタ 53は、コモンレール 52より分岐する複数の分岐管の下 流端に接続されている。インジヱクタ 53には、コモンレール 52に蓄圧された高圧燃料 を各気筒に噴射供給する燃料噴射ノズル、及びこの燃料噴射ノズノレ内に収容された ニードルのリフト制御を行なう電磁弁等が搭載されている。インジェクタ 53の電磁弁 は、 ECU70から与えられるインジェクタ開弁信号によって噴射時期および噴射量が 制御される。つまり、インジェクタ開弁信号が電磁弁に与えられることにより高圧燃料 を気筒内に噴射供給し、インジェクタ開弁信号が OFFすることで燃料噴射が停止す る。

[0030] サプライポンプ 54は、コモンレール 52へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプである。

サプライポンプ 54は、燃料タンク 57内の燃料をサプライポンプ 54へ吸引するフィード ポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレ ール 52へ圧送する高圧ポンプとを搭載している。フィードポンプ及び高圧ポンプは 共通のカムシャフト 60によって駆動される。なお、このカムシャフト 60は、エンジン 51 のクランク軸 11等によって回転駆動される。

[0031] 過給機 62は、大気の圧力を上げて強制的にエンジンに吸入させる装置である。過 給機 (ターボ） 62は、排気ガスの圧力を利用してタービン（図示なし)を回し、エンジン 51に吸入する空気の圧力を上げるシステムである。過給機 62は、吸入する空気の質 量 (重量)を増すことで燃焼する燃料を増加 (完全燃焼)させて、エンジン 51の出力を 増加することができる。過給器 62の排気マ二ホールドから過給器 62に連通される経 路には酸素濃度を検出する λセンサー 74及び排気温度検出手段である排気温度 センサー 75が配置され、過給器 62のタービンの回転軸近傍にはタービンの回転数 検出手段であるターボ回転数センサー 76が設けられている。

排気流路には、 VGT (Variable Geometry Turbocharger) 77が構成されてい る。 VGT77は、排気流路の開口面積を増減させることで排気流量の増減すなわち 背圧の増減を可能としてレ、る。

[0032] ECU (Engine Control Unit) 70は、 CPU、： RAM、： ROMなどを備え、予めプロ グラム及びマップ等が記憶され、読み込まれたセンサー類の信号に基づレ、て各種の 演算処理を行なう制御装置であり、演算手段、補正手段となる。 ECU70には、ェン ジン 51の状態を検出するセンサー類として、アクセル開度を検出する、すなわち、回 転数設定手段であるアクセル開度センサー 71、エンジン回転数を検出する回転数セ ンサー 72、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサー 73が接続されてレ、る 。また、 ECU70には、 えセンサー 74、排気温度センサー 75及びターボ回転数セン サー 76が接続され、エンジン 51の空気系統の状態を検出できる。さらに、 ECU70に は、角速度センサー 10が接続されている。この角速度センサー 10については、詳し くは後述する。

また、 ECU70には、インジェクタ 53、サプライポンプ 54、圧力調整弁 59及び VGT 77が接続され、これらのァクチユエータに指令を送ってエンジン 51を制御している。

[0033] ここで、図 2を用いて、エンジン回転角速度を計測する角速度センサー 10について 詳細に説明する。

図 2に示すように、角速度センサー 10は、 1つのパルスセンサー 13より 2つの信号 を検出するセンサーである。パルサー 12は、エンジン（図示なし）のクランク軸 11に 固設されて一体に回転する。また、このパルサー 12は周囲に歯（パルス） 12aが所定 の間隔にて形成されている。なお、パルサー 12は歯車を用いることも可能であり、所 定角度毎に孔またはスリットを設けた円板等で構成することもできる。また、パルスセ ンサー 13は近接センサーや磁気センサーや光センサー（フォトインタラプタ）等により 構成すること力できる。

ここで、角速度センサー 10はクランク軸 11と垂直に設けられ、パルサー 12から出力 されるノ^レス 12aを計測可能としている。さらに、角速度センサー 10からの信号を二 つに分岐して、一方は X軸として、他方は FZV変換器 (周波数/電圧変換器） 14を 介して Y軸として出力される。このような構成として、角速度センサー 10は、時間とは 無関係にエンジン回転数すなわちクランク角 Θ (パルス 12aの数）を X軸に出力する。 他方、時間あたりのパルス数すなわち角速度 ωを Y軸に出力する。

なお、本発明においては、 1つの角速度センサー 10により 2つの信号（クランク角 Θ とクランク角速度 ω )を出力することで、 2つの信号間の計測誤差が生じることを防止 している。

[0034] 次に、図 3を用いて、クランク角 Θとクランク角速度 ωについて詳細に説明する。

図 3は、上述した角速度センサー 10の計測結果を示している。すなわち、 X軸を横 軸としてクランク角 Θを表し、 Υ軸を縦軸としてクランク角速度 ωを表している。図から も明らかなように、角速度振幅 ωはクランク角 Θに対して波形振幅となる。

なお、図 3の波形振幅は、クランク軸 11が 2回転（720° )する間に 4回の爆発が生 じる 4サイクルの 4気筒機関を示している。図中の # 1が 1気筒目の爆発点、 # 2が 2 気筒目の爆発点をそれぞれ示している。

さらに、波形振幅中央一点鎖線はクランク角速度 ωの平均値すなわちエンジンの 平均回転数を示しており、上方の折り返し点は BDC (下死点）、下方の折り返し点は TDC (上死点）を示している。つまり、クランク軸 11は、爆発によって TDCから角速度 を加速して BDCに向カ 、、 BDCからは角速度を減速して TDCに向力 回転を繰り 返していることが分かる。ここで、 TDC側の変化は、燃焼により決定されることから、燃 焼性状すなわちセタン価に応じて変化することが分かっている。

[0035] 次に、図 4を用いて、高セタン価燃料及び低セタン価燃料の角速度ついて説明す る。

図 4は、図 3と同様に横軸はクランク角 Θ、縦軸はクランク角速度 ωを表している。ま た、高セタン価燃料の角速度 ω a及び低セタン価燃料の角速度 co bを、実線及び破 線でそれぞれ示している。なお、図 4ではエンジン状態及び噴射条件（回数、量、時 期）を同一にして両者を比較している。グラフから明らかなように、セタン価が低下す ると角速度は ω aから ω bに全体的に低下することで、角速度振幅値は ω Laから ω L bに増加することが確認できる。この原因は、セタン価が低下すると着火遅れが増加 し、燃焼開始時期が遅れることで起爆力が得られないためである。

[0036] さらに、図 4では高セタン価燃料の角速度 aの平均値すなわち平均角速度 ω am ( 実線）に対し、低セタン価燃料の角速度の平均値すなわち平均角速度 co bm (破線） が低下している。セタン価の低下に伴う角速度平均の低下は、アイドル (低回転'低 負荷)付近の特性であることが分かっている。この原因は、燃焼効率が悪化し起爆力 すなわち外部仕事が減少することにより、噴射量が同じであれば外部仕事の減少が 平均回転数の低下として現れることによる。

[0037] 次に、図 5を用いて、セタン価検出制御について説明する。図 5は、 ECU70に予め 記憶されているマップの一つである角速度振幅値マップ 81である。角速度振幅値マ ップ 81は、エンジン状態による適正な角速度振幅値をデジタル値でマップ化したデ ータベースである。角速度振幅値マップ 81は、エンジン 51の回転数 Ne及び噴射量 Qによるエンジン状態に基づいた適正な角速度振幅値を算出する。

セタン価検出制御は、角速度振幅値マップ 81と現在の角速度振幅値 ω L1とを比 較することで、セタン価の変化を確認する制御である。例えば、図 5に示すように、現 在の角速度振幅値 ω L1が同じ回転数 Ne及び噴射量 Qの角速度振幅値マップ 81の 適正角速度振幅値よりも大きい場合は、燃料のセタン価が適正なセタン価よりも低下 していると検出できる。

[0038] 図 6は、 ECU70に予め記憶されているマップの一つである平均角速度マップ 82で ある。平均角速度マップ 82は、エンジン状態による適正な平均角速度をデジタル値 でマップ化したデータベースである。本実施例の平均角速度マップ 82は、エンジン 5 1の回転数 Ne及び噴射量 Qによるエンジン状態に基づいた適正な平均角速度を算 出する。

セタン価検出制御は、平均角速度マップ 82と現在の平均角速度 ω mlとを比較す ることで、セタン価の変化を確認する制御である。例えば、図 6に示すように、現在の 平均角速度 ω mlが同じ回転数 Ne及び噴射量 Qの平均角速度マップ 82の適正な 平均角速度よりも小さい場合は、燃料が適正なセタン価よりも低下していると検出で きる。

[0039] ここで、前述のセタン価検出制御を用いたコモンレール式燃料噴射システム 50の 燃料噴射制御について説明する。図 7は、本実施例である燃料噴射制御のメインル 一チンのフローチャートを示している。

図 7に示すように、燃料噴射制御は、セタン価検出制御（S100)によってセタン価 の変動を検出し、セタン価の変動に基づいて燃料噴射補正制御又は多段燃料噴射 補正制御（S200)を実施し、燃料噴射補正制御又は多段燃料噴射補正制御に伴い 定められた最大燃料噴射量を補正する最大燃料噴射量補正制御 (S300)を実施し 、補正された最大燃料噴射量の信頼性を確認する最大燃料噴射量補正確認制御（ S400)を実施するフローとしている。

なお、本実施例の燃料噴射制御のフローは一例であって、本実施例に限定される ことはない。

また、本実施例の燃料噴射制御はエンジン 51の運転中に常時実施可能である力 セタン価が変動する可能性 (例えば給油後）を考慮して、エンジン 51の始動時のみ 実施するのみでも充分効果が得られる。

[0040] 次に、図 8を用いて、燃料噴射補正制御（S200)について説明する。図 8は、 ECU 70に予め記憶されているマップの一つである燃料噴射圧力マップ 83である。燃料噴 射圧力マップ 83は、エンジン負荷 Ac及びエンジン回転数 Neからなるエンジン状態 に基づき算出する目標燃料噴射圧力 Qpをデジタル値でマップ化したデータベース である。 ECU70は、圧力調整弁 59を開閉制御することによって、コモンレール 52内 の圧力が目標燃料噴射圧力 Qpとなるように制御してレ、る。

ここで、例えばセタン価検出制御（S100)によって、セタン価が低下したと検出した 場合は、エンジン 51において燃料の着火性が悪くなる。そこで、 ECU70は、 目標燃 料噴射圧力 Qpを増加するように、予め記憶した燃料噴射圧力マップ 83を補正する。 なお、本実施例において、燃料噴射圧力マップ 83全体を補正する或いは所定の負 荷及び回転数の領域のみ補正する等、補正方法は特に限定しなレ、。

[0041] 燃料噴射は、インジヱクタ 53の噴射量、噴射圧又は噴射回数によって実現される。

ECU70は、これらのパラメータをそれぞれエンジン負荷 Ac及びエンジン回転数 Ne 力 なるエンジン状態に基づき算出する目標値をデジタル値でマップィ匕したデータ ベースで記憶している。

つまり、前述した燃料噴射圧 Qp同様に、燃料噴射量又は燃料噴射回数の算出さ れた目標値もセタン価の変動に基づいて補正することが可能である。

このようにして、セタン価の変動に対して燃料噴射のパラメータ（量 '圧力'回数）を 常時補正できるので燃焼の最適化が実現できる。つまり、セタン価の変動に影響によ るエンジン性能変化又は排気ェミッション変化を最小限に抑えることができる。

[0042] 次に、図 9を用いて、多段燃料噴射補正制御（S200)について説明する。図 9は、 多段燃料噴射の燃焼状態を示したグラフであって、横軸を時間 τで、縦軸を噴射量 Qで表している。多段燃料噴射は、例えば 3回の分割噴射を実施するマルチ噴射で あって、プレ噴射 Q1によって希薄予混合気が生成され、ノ ィロット噴射 Q2によって 希薄予混合気が着火'爆発し、主噴射 Q3によって主燃焼が実施される。このように 予混合気圧縮自着火と多段燃焼を行なうことで、スモーク及び燃焼騒音の低減を実 現している。

ECU70は、燃料噴射量 Ql、 Q2、 Q3並びに燃料噴射量間隔 τ 1、 τ 2の目標値 を、デジタル値でマップ化したデータベースとして予めに記憶してレ、る。

ここで、セタン価検出制御（S 100)によって、セタン価が低下したと検出した場合は 、燃料の着火性が悪くなる。そこで、燃料噴射量 Q1を増加するようにプレ燃料噴射 量マップ（図示なし)を補正する。さらに、燃料噴射間隔て 2を短くするように燃料噴 射間隔 (パイロットー主噴射間）マップ（図示なし)を補正する。

なお、本実施例において、プレ燃料噴射量マップ全体を補正する或いは所定の負 荷及び回転数の領域のみ補正する等、補正方法は特に限定しなレ、。また、セタン価 の変動に対して、燃料噴射量 Ql、 Q2、 Q3並びに燃料噴射量間隔 τ 1、 て 2の目標 値は、本実施例に限定されることなく補正可能である。

このようにして、多段噴射手段を有するエンジン 51であっても、セタン価の変動に 対して多段燃料噴射のパラメータ（量 ·時期 '間隔)を常時補正できるので燃焼の最 適化が実現できる。つまり、セタン価の変動に影響による燃焼騒音又は筒内圧力上 昇を最小限に抑えることができる。

[0043] 次に、図 10を用いて、最大燃料噴射量補正制御（S300)について説明する。イン ジェクタ 53a' 53b' 53c' 53dは、それぞれエンジン状態に基づいた最大燃料噴射量 が予め定められている。 ECU70は、エンジン負荷 Acエンジン回転数 Neからなるェ ンジン状態に基づいた最大燃料噴射量 Qmaxの許容範囲量にて燃料を噴射してい る。最大燃料噴射量マップ 84は、最大燃料噴射量をエンジン負荷 Ac、エンジン回転 数 Neからなるエンジン状態に基づきデジタル値でマップ化したデータベースである。 前述の燃料噴射補正制御又は多段燃料噴射補正制御にて燃料噴射量を補正した 場合は、その噴射量の補正に伴い最大燃料噴射量マップ 84を補正する。このように して、セタン価が低下した場合であっても、定格領域での出力が実現できる。

また、セタン価検出制御にてセタン価の変動が確認された場合は、そのセタン価の 変動に伴い最大燃料噴射量マップ 84を補正することも可能である。

このようにして、セタン価が変動した場合でも、全負荷領域において燃料噴射の補 正を確実に実施できる。つまり、セタン価の変動に影響によらない定格出力の保証が 可能である。

[0044] 次に、図 11を用いて、最大燃料噴射量補正確認制御（S400)について説明する。

最大燃料噴射量補正確認制御は、前述の最大燃料噴射量補正制御（S300)にて 補正された最大燃料噴射量 Qmaxの信頼性を確認する制御である。コモンレール式 燃料噴射システム 50において、最大燃料噴射量 Qmaxは製造時に適正調整された 信頼性の高い値である。最大燃料噴射量補正制御（S300)は、この信頼性の高い 値を補正することになるため、補正後の値の信頼性を再度確認する制御である。

[0045] 図 11は、本発明の実施例である最大燃料噴射量補正確認制御（S400)の大まか なフローを示している。図 11に示すように、最大燃料噴射量補正確認制御とは、酸 素濃度、排気温度又はターボ回転数を用レ、て最大燃料噴射量補正値の信頼性を確 認する制御としている。

ECU70は、補正された最大燃料噴射量にてエンジンを運転し (S430)、特に高回 転及び高負荷領域にぉレ、て、以下の特性値を確認する。

ECU70は、補正された最大燃料噴射量 Qmaxにて燃料噴射を行なったエンジン 5 1の酸素濃度 Cが所定領域以内（Ca< C< Cb)である力確認する（S440)。所定領 域内であれば補正は正常であると判断する。所定領域以外である場合は異常と判断 しオペレータに対し警告を行なう（S470)。

ECU70は、補正された最大燃料噴射量 Qmaxにて燃料噴射を行なったエンジン 5 1の排気温度 Tが所定領域以内（Ta<T<Tb)であるか確認する（S450)。所定領 域内であれば補正は正常であると判断する。所定領域以外である場合は異常と判断 しオペレータに対し警告を行なう（S470)。

ECU70は、補正された最大燃料噴射量 Qmaxにて燃料噴射を行なったエンジン 5 1のターボ回転数 rが所定領域以内（ra <r<rb)である力、確認する（S460)。所定領 域内であれば補正は正常であると判断する。所定領域以外である場合は異常と判断 しオペレータに対し警告を行なう（S470)。

ECU70は、エンジンを異常と判断した場合（S470)は、補正した最大燃料噴射量 を初期値に戻す（S480)。

[0046] なお、警告手段（S470)につレ、ては、オペレータが確認できるものであれば良く本 実施例では特に限定しない。また、 S440、 S450及び S460については全てを半 IJ断 する必要はなぐ本実施例を適用するエンジンの形態（例えば過給機 62がないェン ジン 51)により省略してもよい。

[0047] さらに、図 12を用いて、 VGT77及び VGT制御について説明する。図 12 (a)に示 すように、 VGT77は、タービン 79aを収容するタービン室 79bに該タービン室 79bの 全周を囲むように複数のベーン 78、 78、 · · ·、 78が設けられている。各べーン 78は、 回動することで排気流路のノズノレ開口面積を変化させるように構成されてレ、る。

VGT制御は、セタン価検出制御によって検出されたセタン価の変動に基づいて背 圧の増減すなわち背圧の増減を行なう制御である。セタン価検出制御によって検出 されたセタン価が低下した場合は、図 12 (b)に示すように、ベーン 78、 78、 · · ·、 78 を周方向に向くように位置付け、ノズノレ開口面積を小さくし、背圧を高めて排気流量 を少なくする。 このようにして、セタン価が減少し着火性が低下した場合であっても、例えばェンジ ン始動時に、 VGT77によって背圧を高めることで、エンジン 51の暖機性を向上し燃 焼を改善することができる。

産業上の利用可能性

本発明は、コモンレール式のディーゼルエンジンに利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] エンジンのクランク軸の回転角速度を検出する角速度検出手段を設け、

該角速度検出手段にて得られた角速度振幅値の変動をセタン価の変動として検出 することを特徴とするセタン価検出手段。

[2] 請求項 1に記載のセタン価検出手段を有するエンジンであって、

エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、

エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、

前記負荷検出手段による負荷と前記回転数検出手段による回転数とに基づいて基 準燃料に対する燃料噴射量、燃料噴射回数又は燃料噴射の少なくとも一つを算出 する燃料噴射算出手段と、

前記セタン価検出手段によって検出されたセタン価に基づいて、

前記燃料噴射量を算出するときは該燃料噴射量を、

前記燃料噴射回数を算出するときは該燃料噴射回数を、

前記燃料噴射圧力を算出するときは該燃料噴射圧力を、

補正する燃料噴射補正手段と、

を備えたことを特徴とするエンジン。

[3] 請求項 2に記載のエンジンにおいて、

主噴射の前に少なくとも 1回の噴射を行なう多段燃料噴射手段と、

基準燃料に対する前記多段燃料噴射手段の各噴射時期又は各噴射間隔の少なく とも一つを算出する多段燃料噴射算出手段と、

前記セタン価検出手段によって検出されたセタン価に基づいて、

前記燃料噴射時期を算出するときは該燃料噴射時期を、

前記燃料噴射間隔を算出するときは該燃料噴射間隔を、

補正する多段燃料噴射補正手段と、

を備えたことを特徴とするエンジン。

[4] 請求項 3記載の多段燃料噴射補正手段において、

前記セタン価検出手段によって検出したセタン価が低下した場合は、

主噴射と該主噴射直前の噴射との間隔を短くする ことを特徴とするエンジン。

[5] 請求項 3記載のエンジンにおいて、

前記燃料噴射補正手段又は前記多段燃料噴射補正手段による補正をエンジン始 動時に行なうことを特徴とするエンジン。

[6] 請求項 2に記載のエンジンにおいて、

前記燃料噴射補正手段により補正された燃料噴射量に基づいて、

又は前記セタン価検出手段によって検出されるセタン価に基づいて、

定められた最大燃料噴射量を補正する最大燃料噴射量補正手段と、

を備えたことを特徴とするエンジン。

[7] 請求項 2乃至 6記載のエンジンであって、

過給機と、

酸素濃度センサー、排気温度センサー又はターボ回転数センサーのうち少なくとも 一つと、

前記酸素濃度センサーによって検出される酸素濃度、前記排気温度センサーによ つて検出される排気温度、又は前記ターボ回転数センサーによって検出されるター ボ回転数の検出値が所定閾値内にあることで、前記最大燃料噴射量補正手段によ つて補正された最大燃料噴射量が正常であると判断する最大噴射量補正確認手段 と、

を備えたことを特徴とするエンジン。

[8] 請求項 1に記載のセタン価検出手段を有するエンジンであって、

背圧又は過給圧を可変可能な可変容量過給機と、

前記セタン価検出手段により検出されるセタン価に基づいて、前記可変容量過給 機の過給圧又は背圧を制御する過給圧制御手段と、

を備えたことを特徴とするエンジン。