(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、
前記第１の運転手段は、単位空気量当たりの前記パイロット噴射の量が第１所定量となるように制御する手段を含み、
前記第２の運転手段は、単位空気量当たりの前記パイロット噴射の量が前記第１所定量と異なる第２所定量となるように制御する手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、
前記セタン価判定手段は、前記変化検出手段により検出された変化量に基づいて、燃料のセタン価を算出するセタン価算出手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、
前記セタン価判定手段は、前記変化検出手段により検出された変化量の正負に基づいて燃料のセタン価の高低を判定する手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に配置され、有害成分を酸化させる機能を有する触媒と、
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、
前記触媒の床温または前記触媒の後流の排気ガス温度を検出する温度検出手段と、
前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転されたときに前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記第２の量を補正する補正手段と、を備え、
前記変化検出手段は、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転されたときに前記温度検出手段により検出された温度と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転されたときに前記温度検出手段により検出された温度との差を前記変化として検出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、
前記変化検出手段により検出された変化の大きさが所定の閾値より小さかった場合に、前記パイロット噴射の量を、前記第１の量から見て前記第２の量より遠い第３の量として前記内燃機関を運転する第３の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第３の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する第２の変化検出手段と、を備え、
前記セタン価判定手段は、前記第２の変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定する手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油の枯渇や地球環境問題等の観点から、内燃機関に対し代替燃料を使用する必要が生じている。そのため、多種多様な燃料に対応可能な内燃機関の開発が望まれている。多種多様な燃料に対応するためには、実際の車両において燃料のセタン価を精度良く検出することが望ましい。燃焼を適正に制御するためには、燃料のセタン価に応じたエンジン制御を行うことが必要となるからである。
【０００３】
車両上でセタン価を検出する方法としては、従来、筒内圧センサを設けて筒内圧を検出することにより、着火遅れ期間を検出し、その着火遅れ期間からセタン価を推定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４６９８９号公報
【特許文献２】特開２００５−３４４５５７号公報
【特許文献３】特開２００９−３６０２７号公報
【特許文献４】特開２００８−２０８７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、筒内圧センサは高価であるため、コストの面からは、筒内圧センサを設置することが困難な場合もある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低コストな構成で燃料のセタン価を精度良く判定することの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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、
前記第１の運転手段は、単位空気量当たりの前記パイロット噴射の量が第１所定量となるように制御する手段を含み、
前記第２の運転手段は、単位空気量当たりの前記パイロット噴射の量が前記第１所定量と異なる第２所定量となるように制御する手段を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、
前記セタン価判定手段は、前記変化検出手段により検出された変化量に基づいて、燃料のセタン価を算出するセタン価算出手段を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、
前記セタン価判定手段は、前記変化検出手段により検出された変化量の正負に基づいて燃料のセタン価の高低を判定する手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路に配置され、有害成分を酸化させる機能を有する触媒と、
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、
前記触媒の床温または前記触媒の後流の排気ガス温度を検出する温度検出手段と、
前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転されたときに前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記第２の量を補正する補正手段と、を備え、
前記変化検出手段は、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転されたときに前記温度検出手段により検出された温度と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転されたときに前記温度検出手段により検出された温度との差を前記変化として検出することを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に、主たる燃料噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射手段と、
前記パイロット噴射の量を第１の量として前記内燃機関を運転する第１の運転手段と、
前記パイロット噴射の量を前記第１の量と異なる第２の量として前記内燃機関を運転する第２の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第２の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、
前記変化検出手段により検出された変化の大きさが所定の閾値より小さかった場合に、前記パイロット噴射の量を、前記第１の量から見て前記第２の量より遠い第３の量として前記内燃機関を運転する第３の運転手段と、
前記内燃機関から排出されるＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の量に関して、前記内燃機関が前記第１の運転手段により運転された場合と、前記内燃機関が前記第３の運転手段により運転された場合との間での変化を検出する第２の変化検出手段と、を備え、
前記セタン価判定手段は、前記第２の変化検出手段により検出された変化に基づいて、燃料のセタン価を判定する手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、パイロット噴射の量を第１の量として内燃機関を運転した場合と、パイロット噴射の量を第１の量と異なる第２の量として内燃機関を運転した場合とのそれぞれについて、ＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の排出量の変化を検出することにより、燃料のセタン価を精度良く判定することができる。このため、筒内圧センサのような高価なセンサが不要であるので、コストの増大を防止することができる。単位空気量当たりのパイロット噴射の量を制御することにより、吸入空気量の変動による影響をより確実に排除することができるので、燃料のセタン価をより高い精度で判定することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、具体的なセタン価の値を算出することができるので、セタン価をより高精度に判定することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、簡易な構成で、燃料のセタン価の高低を高精度に判定することができる。
【００１８】
第４の発明によれば、排気浄化触媒の床温または触媒の後流の排気ガス温度に基づいて、ＣＯやＨＣの排出量の変化を検出することができる。このため、ＣＯやＨＣの排出量の変化を簡易な構成で精度良く検出することができる。パイロット噴射量を第１の量としたときの触媒床温または触媒後流排気ガス温度に基づいて、第２の量を補正することができる。このため、パイロット噴射量を第２の量としたときに、例えばスモーク排出量が基準を超えるなどの弊害が生ずることをより確実に防止することができる。
【００１９】
第５の発明によれば、パイロット噴射の量を第１の量として内燃機関を運転した場合と、パイロット噴射の量を第１の量と異なる第２の量として内燃機関を運転した場合との間での、ＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の排出量の変化が小さかった場合には、その変化が拡大するように、パイロット噴射の量を第３の量として内燃機関を運転する。そして、パイロット噴射の量を第１の量として内燃機関を運転した場合と、パイロット噴射の量を第３の量として内燃機関を運転した場合との間での、ＣＯおよびＨＣの少なくとも一方の排出量の変化に基づいて、燃料のセタン価を判定することができる。このため、セタン価判定精度の低下を確実に防止することができ、更に高い精度でセタン価を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】燃料インジェクタに対する駆動信号を示す図である。
【図３】周辺環境温度が高い場合のＣＯ排出曲線と周辺環境温度が低い場合のＣＯ排出曲線（燃料は同一）とを示すグラフである。
【図４】吸入空気量が大きい場合のＣＯ排出曲線と吸入空気量が小さい場合のＣＯ排出曲線（燃料は同一）とを示すグラフである。
【図５】単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸にとり、ＣＯ排出量を縦軸にとって表したグラフである。
【図６】周辺環境温度が高い場合および低い場合のＣＯ排出曲線（燃料は同一）を、単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸として表したグラフである。
【図７】内燃機関のＣＯ排出量と、酸化触媒の床温との関係を示す図である。
【図８】単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸にとり、触媒後排気温度を縦軸にとって表したグラフである。
【図９】単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸にとり、触媒後排気温度を縦軸にとって表したグラフである。
【図１０】触媒後排気温度の差と、燃料のセタン価との対応関係を示すマップである。
【図１１】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１２】高セタン価燃料が使用されている場合における単位空気量当たりパイロット噴射量とスモーク排出量との関係を示す図である。
【図１３】燃料のセタン価と、スモーク排出量が基準値を超える領域（スモーク増領域）および失火が生ずる領域（失火領域）との関係を示す図である。
【図１４】高セタン価燃料のＣＯ排出曲線を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１６】図１０と同じセタン価算出マップを示す図である。
【図１７】ＣＮ＝７５の場合のＣＯ排出曲線を示す図である。
【図１８】（Ｔγ−Ｔα）の値と燃料のセタン価との間の対応関係を示すマップである。
【図１９】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図２０】内燃機関からのＨＣ排出量と、センサ出力Ａ／Ｆおよび計算Ａ／Ｆとの関係を示す図である。
【図２１】（Ｅ2−Ｅ1）の値と、燃料のセタン価との関係を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）１０を備えている。この内燃機関１０は、車両等の動力源として好ましく用いられる。図示の内燃機関１０は直列４気筒型であるが、その気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。
【００２５】
内燃機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接に噴射する燃料インジェクタ１２が設置されている。各気筒の燃料インジェクタ１２は、コモンレール１４に接続されている。燃料タンク４０から送られてきた燃料は、サプライポンプ１６によって加圧されて、コモンレール１４内に貯留される。そして、コモンレール１４内に貯留された高圧の燃料が、各気筒の燃料インジェクタ１２へと供給される。
【００２６】
内燃機関１０の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド１８により集められた上で、ターボチャージャ２０のタービンに流入する。ターボチャージャ２０の下流側の排気通路２２には、排気ガスを浄化するための酸化触媒２６が設けられている。
【００２７】
内燃機関１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボチャージャ２０のコンプレッサで圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４で分岐して、各気筒に流入する。
【００２８】
吸気通路２８の、インタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８の、エアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３８が設置されている。
【００２９】
本実施形態のシステムは、更に、酸化触媒２６から出る排気ガスの温度を検出する排気温センサ４２と、酸化触媒２６の上流側に設置され、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４４と、内燃機関１０のクランク軸（出力軸）の回転角度を検出するクランク角センサ４６と、車両の運転席のアクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサ４８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とを備えている。
【００３０】
ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転を制御する。
【００３１】
燃料インジェクタ１２は、１サイクル中に複数回、燃料を筒内に噴射することができる。図２は、燃料インジェクタ１２に対する駆動信号を示す図である。図２に示すように、内燃機関１０では、燃料インジェクタ１２からの燃料噴射として、メイン噴射（主たる燃料噴射）のほかに、それに先立つパイロット噴射を行うことができる。図２に示すように、パイロット噴射は、複数回実施することもできる。以下の説明では、パイロット噴射で噴射される燃料の量を「パイロット噴射量」と称する。パイロット噴射が複数回実施される場合には、パイロット噴射量は、その総量を言うものとする。また、内燃機関１０では、パイロット噴射およびメイン噴射以外の燃料噴射を更に行ってもよい。例えば、メイン噴射より後に、アフター噴射、ポスト噴射などを実施してもよい。
【００３２】
パイロット噴射量を変化させると、内燃機関１０から排出されるＣＯ（一酸化炭素）の量（以下「ＣＯ排出量」と称する）が変化する。パイロット噴射量を横軸にとり、ＣＯ排出量を縦軸にとってグラフを描くと、そのグラフは極小値を持った曲線（以下「ＣＯ排出曲線」と称する）となる。すなわち、ＣＯ排出量が最小となるようなパイロット噴射量が存在する。これは、次のような理由によると考えられる。パイロット噴射量が少な過ぎると、燃焼温度が低下し、その結果、ＣＯの発生量が増加する。逆に、パイロット噴射量が多過ぎると、パイロット噴射の燃料の燃焼によってメイン噴射の前に消費される筒内の酸素量が多くなる。その結果、メイン噴射の燃料の燃焼において酸素が不足気味になり、ＣＯの発生量が増加する。このようなことから、ＣＯの発生が最も抑制されるような最適なパイロット噴射量の値が存在する。
【００３３】
ＣＯ排出曲線の形状は、燃料のセタン価に応じて異なる。従って、ＣＯ排出曲線の形状と燃料のセタン価との関係を実験により調べ、その情報をＥＣＵ５０に予め記憶しておけば、ＣＯの排出特性を検出することにより、燃料のセタン価を判定できる可能性がある。しかしながら、そのようにして燃料のセタン価を判定する場合、次のような問題がある。
【００３４】
ＣＯ排出量は、周辺環境温度によっても変化する。図３は、周辺環境温度が高い場合のＣＯ排出曲線と周辺環境温度が低い場合のＣＯ排出曲線（燃料は同一）とを示すグラフである。図３に示すように、周辺環境温度が高い場合には、周辺環境温度が低い場合と比べて、ＣＯ排出曲線が縦軸の負方向にシフトする。これは、周辺環境温度が高いほど、吸入空気温度が高くなり、筒内での反応性が向上する結果、ＣＯの発生量が低下するためである。このようなことから、燃料のセタン価が同じであっても、ＣＯ排出量は、周辺環境温度の影響を受けて変化する。従って、ＣＯ排出特性から燃料のセタン価を精度良く判定するためには、周辺環境温度の影響を排除する必要がある。
【００３５】
更に、次のような問題もある。ＣＯ排出量は、吸入空気量によっても変化する。図４は、吸入空気量が大きい場合のＣＯ排出曲線と吸入空気量が小さい場合のＣＯ排出曲線（燃料は同一）とを示すグラフである。図４に示すように、吸入空気量が大きい場合には、吸入空気量が小さい場合と比べて、ＣＯ排出曲線が横軸の正方向にシフトする。これは、吸入空気量が大きいほど、単位空気量当たりのパイロット噴射量が小さくなるので、実質的にはパイロット噴射量を少なくしたのと同じになり、ＣＯの発生量が増加するためである。このようなことから、燃料のセタン価が同じであっても、ＣＯ排出量は、吸入空気量の影響を受けて変化する。従って、ＣＯ排出特性から燃料のセタン価を精度良く判定するためには、吸入空気量の影響を排除する必要がある。
【００３６】
本実施形態では、吸入空気量の影響を排除するために、パイロット噴射量を吸入空気量で除した値、つまり単位空気量当たりのパイロット噴射量をパラメータとして使用することとした。図５は、単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸にとり、ＣＯ排出量を縦軸にとって表したグラフを示す図である。以下の説明では、このグラフについても「ＣＯ排出曲線」と称する。また、単位空気量当たりパイロット噴射量を記号Ｑで表す。図５に示すように、単位空気量当たりパイロット噴射量をパラメータとすれば、吸入空気量が変化しても、ＣＯ排出曲線が横軸方向に移動することを回避することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、周辺環境温度の影響を排除するために、単位空気量当たりパイロット噴射量が異なる２点の運転条件で内燃機関１０を運転し、その２点の間でのＣＯ排出量の変化を検出することとした。図６は、周辺環境温度が高い場合および低い場合のＣＯ排出曲線（燃料は同一）を、単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸として表したグラフである。図６に示すように、単位空気量当たりパイロット噴射量が、第１所定量Ｑ1である点と、第２所定量Ｑ2（Ｑ1≠Ｑ2）である点との２点で内燃機関１０を運転し、その２点間でのＣＯ排出量の差をΔＥとする。ＣＯ排出曲線のグラフは、周辺環境温度の変化に応じて、縦軸方向に平行移動する。このため、Ｑ1およびＱ2の２点間でのＣＯ排出量の差ΔＥは、周辺環境温度にかかわらず一定となる。従って、このΔＥに基づいてセタン価を判定すれば、周辺環境温度の影響を排除することができる。
【００３８】
ところで、内燃機関１０から排出されたＣＯは、酸化触媒２６において酸化される。図７は、内燃機関１０のＣＯ排出量と、酸化触媒２６の床温との関係を示す図である。ＣＯの酸化反応は発熱反応である。このため、酸化触媒２６に流入するＣＯの量が多いほど、発熱量が多くなる。このため、図７に示すように、ＣＯ排出量が多くなるほど、酸化触媒２６の床温は高くなる。酸化触媒２６の後流の排気ガス温度（以下「触媒後排気温度」と称する）も、これと同様の傾向を示す。図１に示すシステムでは、触媒後排気温度は、排気温センサ４２により検出することができる。
【００３９】
本実施形態では、上述したような原理に基づき、以下のようにして燃料のセタン価を判定することとした。図８および図９は、それぞれ、本実施形態において燃料のセタン価を判定する方法を説明するための図である。
【００４０】
図８および図９は、単位空気量当たりパイロット噴射量を横軸にとり、触媒後排気温度を縦軸にとって表したグラフを示している。上述したように、内燃機関１０からのＣＯ排出量が多くなるほど、触媒後排気温度は高くなる。従って、ＣＯ排出量の代わりに、触媒後排気温度をＣＯ排出量の指標として使用することが可能である。よって、図８や図９に示すように触媒後排気温度を縦軸にとったグラフの形状も、前述したＣＯ排出曲線と同様になる。以下では、このようなグラフについても「ＣＯ排出曲線」と称する。また、セタン価を記号ＣＮで表す。
【００４１】
なお、内燃機関１０からは、ＣＯとともに、未燃燃料成分であるＨＣも排出される。このＨＣも酸化触媒２６で酸化されるので、ＨＣの酸化反応熱も、酸化触媒２６の床温や触媒後排気温度の上昇に寄与している。従って、酸化触媒２６の床温あるいは触媒後排気温度は、実際には、ＣＯとＨＣとを合わせた排出量の指標である。しかしながら、ＨＣの排出特性は、ＣＯの排出特性と同様であり、ＨＣはＣＯと同様の傾向で増減する。従って、酸化触媒２６の床温あるいは触媒後排気温度は、実際にはＣＯとＨＣとを合わせた排出量の指標であるが、ＣＯ単独の排出量と同様の傾向で変化する。そこで、本実施形態では、酸化触媒２６の床温あるいは触媒後排気温度を、ＣＯ排出量の指標として使用するものとする。
【００４２】
図８には、ＣＮ＝７５のＣＯ排出曲線と、ＣＮ＝５０のＣＯ排出曲線とが示されている。セタン価を判定する際には、単位空気量当たりパイロット噴射量が、第１所定量Ｑ1である点と、第２所定量Ｑ2である点との２点（Ｑ1＜Ｑ2）で内燃機関１０を運転し、その２点間の触媒後排気温度の差（記号ΔＴで表す）を検出する。図８に示すように、ＣＮ＝７５の場合には、ΔＴ（７５）＝Ｔ２−Ｔ１となり、ＣＮ＝５０の場合には、ΔＴ（５０）＝Ｔ４−Ｔ３となる。ＣＮ＝５０の場合には、ＣＯ排出曲線の傾きがＱ1とＱ2との間で負であるので、ΔＴ（５０）＜０である。これに対し、ＣＮ＝７５の場合には、ＣＯ排出曲線の傾きがＱ1とＱ2との間で正であるので、ΔＴ（７５）＞０である。
【００４３】
一方、図９には、ＣＮ＝７５のＣＯ排出曲線と、ＣＮ＝９０のＣＯ排出曲線とが示されている。この図に示すように、ＣＮ＝９０の場合には、ΔＴ（９０）＝Ｔ６−Ｔ５となる。ＣＮ＝９０の場合には、Ｑ1とＱ2との間のＣＯ排出曲線の傾きがＣＮ＝７５の場合よりも大きい。このため、ΔＴ（９０）＞ΔＴ（７５）となる。
【００４４】
このように、触媒後排気温度の差ΔＴと、燃料のセタン価との間には、一対一の対応関係がある。図１０は、その対応関係を示すマップである。本実施形態では、このマップに従い、触媒後排気温度の差ΔＴに基づいて、燃料のセタン価を算出することができる。
【００４５】
なお、セタン価の正確な判定を目的とする上では、第１所定量Ｑ1および第２所定量Ｑ2は、図８および図９に示すように、セタン価の違いによるＣＯ排出曲線の傾きの違いが顕著に現れるような範囲となるように設定されていることが望ましい。
【００４６】
図１１は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図１１に示すルーチンによれば、まず、所定のセタン価判定条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１００）。例えば、内燃機関１０がアイドル状態にあることがセタン価判定条件とされている場合には、このステップ１００で、内燃機関１０がアイドル状態にあるか否かが判定される。また、燃料タンク４０への給油が検知されたことをセタン価判定条件に含めるようにしてもよい。燃料タンク４０に新たに燃料が給油された場合には、内燃機関１０に供給される燃料のセタン価が変化する可能性があるので、給油がなされた後にはセタン価の判定を実施することが適切だからである。
【００４７】
上記ステップ１００でセタン価判定条件が成立していなかった場合には、本ルーチンの処理がここで終了される。これに対し、上記ステップ１００でセタン価判定条件が成立していた場合には、以下のようなセタン価判定制御が実行される。まず、パイロット噴射量が第１の量に設定される（ステップ１０２）。このステップ１０２では、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される。すなわち、エアフローメータ３８の出力に基づいて算出される空気量が読み込まれ、その空気量に第１所定量Ｑ1を乗じて得られた量が、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量として設定される。
【００４８】
上記ステップ１０２の処理に続いて、触媒後排気温度が排気温センサ４２を用いて計測される（ステップ１０４）。この計測値をＴαとする。このステップ１０４の処理は、上記ステップ１０２の処理が実行された後、触媒後排気温度が収束するような所定時間が経過するのを待って実行することが望ましい。
【００４９】
続いて、パイロット噴射量が第２の量に設定される（ステップ１０６）。このステップ１０６では、単位空気量当たりパイロット噴射量が第２所定量Ｑ2となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される。すなわち、エアフローメータ３８の出力に基づいて算出される空気量が読み込まれ、その空気量に第２所定量Ｑ2を乗じて得られた量が、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量として設定される。
【００５０】
上記ステップ１０６の処理に続いて、触媒後排気温度が排気温センサ４２を用いて計測される（ステップ１０８）。この計測値をＴβとする。このステップ１０８の処理は、上記ステップ１０６の処理が実行された後、触媒後排気温度が収束するような所定時間が経過するのを待って実行することが望ましい。
【００５１】
次いで、燃料のセタン価を算出する処理が実行される（ステップ１１０）。このステップ１１０では、まず、上記ステップ１０８で得られた触媒後排気温度Ｔβと上記ステップ１０４で得られたＴαとの差（Ｔβ−Ｔα）が算出される。そして、その触媒後排気温度の差（Ｔβ−Ｔα）の値と、図１０に示すマップとに基づいて、燃料のセタン価が算出される。
【００５２】
燃料のセタン価が算出された後は、そのセタン価に応じてエンジン制御を最適化するべく、そのセタン価の値をエンジン制御の内容に反映させる処理が実行される（ステップ１１２）。すなわち、ＥＣＵ５０には、内燃機関１０の各種の制御パラメータ（例えば、燃料噴射時期、燃料噴射圧力、燃料噴射回数、ＥＧＲ率など）を燃料のセタン価に応じて補正して最適化するためのマップが予め記憶されている。そして、このステップ１１２では、それらのマップに従い、燃料のセタン価に応じて各制御パラメータが補正される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、内燃機関１０に供給される燃料のセタン価を精度良く検出することができる。このため、燃料のセタン価に応じた最適なエンジン制御を行うことが可能となるので、代替燃料などの多種多様な燃料が使用される場合であっても、エミッション特性や燃費特性が悪化することを確実に抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、排気温センサ４２の出力を利用して、燃料のセタン価を高精度に判定することができる。このため、筒内圧センサのような高価なセンサを必要としないので、コストの低減が図れる。
【００５５】
なお、本実施形態では、排気温センサ４２により検出される触媒後排気温度をＣＯ排出量の指標として使用しているが、本発明では、酸化触媒２６の床温を検出する手段（センサ）を設け、酸化触媒２６の床温をＣＯ排出量の指標として使用してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、排気温センサ４２により検出される触媒後排気温度をＣＯ排出量の指標として、ＣＯ排出量を間接的に検出するようにしているが、本発明では、ＣＯセンサあるいはＨＣセンサを設け、ＣＯ排出量あるいはＨＣ排出量を直接的に検出するようにしてもよい。
【００５７】
上述したように、本実施形態では、触媒後排気温度の差（Ｔβ−Ｔα）の値と、図１０に示すマップとに基づいて、燃料のセタン価を算出する。一方、図１０に示すマップから分かるように、触媒後排気温度の差（Ｔβ−Ｔα）の値が正である場合にはセタン価が比較的高い燃料であると判定でき、触媒後排気温度の差（Ｔβ−Ｔα）の値が負である場合にはセタン価が比較的低い燃料であると判定できる。本発明は、そのようにして、セタン価が高いか低いかを大まかに判定するだけでもよい。すなわち、本発明では、必ずしも、セタン価の具体的な値を算出しなくてもよい。
【００５８】
上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「第１の運転手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「第２の運転手段」が、上記ステップ１０４，１０８および１１０の処理を実行することにより前記第１および第５の発明における「変化検出手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「セタン価判定手段」および前記第３の発明における「セタン価算出手段」が、図２に示すようなパイロット噴射を行うことにより前記第１の発明における「パイロット噴射手段」が、それぞれ実現されている。また、酸化触媒２６が前記第５の発明における「触媒」に、排気温センサ４２が前記第５の発明における「温度検出手段」に、それぞれ相当している。
【００５９】
実施の形態２．
次に、図１２乃至図１６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００６０】
本実施形態は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、後述する図１６に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００６１】
内燃機関１０においては、一般に、パイロット噴射量が多過ぎると、スモークの排出量が多くなる。また、燃料のセタン価が高い場合ほど、スモークの排出量が多くなり易い。このため、セタン価が極めて高い燃料（以下「高セタン価燃料」と称する）が使用されている場合には、パイロット噴射量を増量したとき、スモーク排出量が基準値を超えるおそれがある。
【００６２】
図１２は、高セタン価燃料が使用されている場合における単位空気量当たりパイロット噴射量とスモーク排出量との関係を示す図である。前述した実施の形態１では、セタン価判定制御において、単位空気量当たりパイロット噴射量を第１所定量Ｑ1から第２所定量Ｑ2へ増量する。図１２に示すように、高セタン価燃料が使用されている場合には、この増量に伴い、スモーク排出量がＳ1からＳ2へと増加する。その結果、スモーク排出量が基準値を超えるおそれがある。
【００６３】
本実施形態では、上記の問題を確実に回避するため、高セタン価燃料が使用されている可能性のある場合には、セタン価判定制御において、第２所定量Ｑ2を補正してＱ2’とする。補正後の第２所定量Ｑ2’は、第１所定量Ｑ1より小さい値である。すなわち、本実施形態では、高セタン価燃料が使用されている可能性のある場合には、単位空気量当たりパイロット噴射量を第１所定量Ｑ1から第２所定量Ｑ2’へ減量する。図１２に示すように、この減量に伴い、スモーク排出量がＳ1からＳ2’へと減少する。よって、スモーク排出量を基準値以下に確実に抑制することができる。
【００６４】
一方、セタン価が極めて低い燃料（以下「低セタン価燃料」と称する）が使用されている場合には、パイロット噴射量が少な過ぎると、失火のおそれがある。図１３は、燃料のセタン価と、スモーク排出量が基準値を超える領域（スモーク増領域）および失火が生ずる領域（失火領域）との関係を示す図である。図１３に示すように、低セタン価燃料が使用されている場合には、高セタン価燃料が使用されている場合とは異なり、単位空気量当たりパイロット噴射量を第１所定量Ｑ1から第２所定量Ｑ2へ増量しても、スモーク増領域に入るおそれはない。しかしながら、低セタン価燃料が使用されている場合には、単位空気量当たりパイロット噴射量を第１所定量Ｑ1から第２所定量Ｑ2’へ減量すると、失火領域に入るおそれがある。このため、本実施形態では、高セタン価燃料が使用されている可能性がある場合にのみ、第２所定量をＱ2からＱ2’へ補正することとした。
【００６５】
高セタン価燃料が使用されている可能性の有無については、単位空気量当たりパイロット噴射量を第１所定量Ｑ1として運転しているときの触媒後排気温度Ｔαに基づいて、判定することができる。図８および図９に示すＣＮ＝５０，７５，９０の各々の場合のＣＯ排出曲線のグラフから分かるように、燃料のセタン価が高い場合ほど、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1であるときの触媒後排気温度Ｔαは低くなる。前述したように、ＣＯ排出曲線のグラフは、周辺環境温度に応じて、縦軸方向に移動する。このため、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1であるときの触媒後排気温度Ｔαから正確なセタン価の値を判定することはできないが、大まかにセタン価を判定することは可能である。すなわち、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1であるときの触媒後排気温度Ｔαが所定の判定値Ｔ0より低い場合には、高セタン価燃料である可能性があり、そうでない場合には、高セタン価燃料である可能性はないと判定することができる。
【００６６】
図１４は、高セタン価燃料のＣＯ排出曲線を示す図である。図１４に示すように、第２所定量がＱ2からＱ2’へ補正された場合には、触媒後排気温度はＴβ’となる。このため、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1であるときと比べた触媒後排気温度の差は、（Ｔβ’−Ｔα）となる。この（Ｔβ’−Ｔα）の値と、燃料のセタン価との関係を表すマップは、図１０のマップとは形が異なるが、同様にして作成可能である。よって、そのようなマップ（以下「第２所定量が補正された場合のセタン価算出マップ」と称する）をＥＣＵ５０に予め記憶しておくことにより、（Ｔβ’−Ｔα）の値に基づいて、燃料のセタン価を算出することができる。
【００６７】
図１５は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１５において、図１１に示すルーチンのステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００６８】
図１５に示すルーチンによれば、ステップ１００でセタン価判定条件の成立が認められた場合には、以下のようなセタン価判定制御が実行される。まず、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される（ステップ１０２）。次いで、触媒後排気温度が排気温センサ４２を用いて計測される（ステップ１０４）。この計測値をＴαとする。
【００６９】
続いて、上記ステップ１０４で取得された触媒後排気温度Ｔαが判定値Ｔ0より低いか否かが判別される（ステップ１１４）。その結果、Ｔα≧Ｔ0であった場合には、現在の燃料が高セタン価燃料である可能性はないと判断できる。この場合には、第２所定量Ｑ2を補正する必要はない。よって、この場合には、セタン価判定制御の残りの処理が実施の形態１と同様にして実行される（ステップ１０６〜１１２）。
【００７０】
これに対し、上記ステップ１１４で、Ｔα＜Ｔ0であった場合には、現在の燃料が高セタン価燃料である可能性があると判断できる。この場合には、第２所定量Ｑ2が、第１所定量Ｑ1より小さい所定値であるＱ2’へ補正される（ステップ１１６）。次いで、パイロット噴射量が第２の量に設定される（ステップ１１８）。このステップ１１８では、単位空気量当たりパイロット噴射量が補正後の第２所定量Ｑ2’となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される。すなわち、エアフローメータ３８の出力に基づいて算出される空気量が読み込まれ、その空気量に補正後の第２所定量Ｑ2’を乗じて得られた量が、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量として設定される。
【００７１】
上記ステップ１１８の処理に続いて、触媒後排気温度が排気温センサ４２を用いて計測される（ステップ１２０）。この計測値をＴβ’とする。このステップ１２０の処理は、上記ステップ１１６の処理が実行された後、触媒後排気温度が収束するような所定時間が経過するのを待って実行することが望ましい。
【００７２】
次いで、燃料のセタン価を算出する処理が実行される（ステップ１２２）。このステップ１２２では、まず、上記ステップ１２０で得られた触媒後排気温度Ｔβ’と上記ステップ１０４で得られたＴαとの差（Ｔβ’−Ｔα）が算出される。そして、その触媒後排気温度の差（Ｔβ’−Ｔα）の値と、第２所定量が補正された場合のセタン価算出マップ（図示省略）とに基づいて、燃料のセタン価が算出される。燃料のセタン価が算出された後は、そのセタン価に応じてエンジン制御を最適化するべく、そのセタン価の値をエンジン制御の内容に反映させる処理が実行される（ステップ１１２）。
【００７３】
上述した実施の形態２によれば、高セタン価燃料が使用されている場合であっても、セタン価判定制御の実行時に、基準を超える量のスモークが排出されることをより確実に防止することができる。上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１６および１１８の処理を実行することにより、前記第６の発明における「補正手段」が実現されている。
【００７４】
実施の形態３．
次に、図１６乃至図１９を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００７５】
本実施形態は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、後述する図１９に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００７６】
前述したように、実施の形態１では、セタン価判定制御において、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1であるときの触媒後排気温度Ｔαと、単位空気量当たりパイロット噴射量が第２所定量Ｑ2であるときの触媒後排気温度Ｔβとの差（Ｔβ−Ｔα）を図１０に示すマップに当てはめることにより、セタン価を算出する。（Ｔβ−Ｔα）の絶対値は、第１所定量Ｑ1と第２所定量Ｑ2との間でのＣＯ排出曲線の傾きが急であるほど、大きい。図８および図９から分かるように、ＣＮ＝７５の場合には、ＣＮ＝５０の場合やＣＮ＝９０の場合と比べて、第１所定量Ｑ1と第２所定量Ｑ2との間でのＣＯ排出曲線の傾きが緩やかである。このため、ＣＮ＝７５の場合には、ＣＮ＝５０の場合やＣＮ＝９０の場合と比べて、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が小さくなる。このＣＮ＝７５の場合のように、セタン価が特定の範囲にある場合には、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が小さくなる。以下の説明では、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が小さい特定のセタン価範囲を「特定セタン価範囲」と称する。本実施形態の場合には、特定セタン価範囲は、概ね５５から７５までの範囲である。
【００７７】
図１６は、図１０と同じセタン価算出マップを示す図である。図１６に示すように、特定セタン価範囲においては、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が小さいため、セタン価算出マップの傾きが緩やかになる。このため、特定セタン価範囲の燃料が使用されている場合には、（Ｔβ−Ｔα）の検出値に誤差が生じたとき、セタン価の算出値が大きく変化し易い。よって、セタン価を高精度に判定することがやや難しいという懸念がある。
【００７８】
本実施形態では、上記の懸念を解消するため、次のような制御を行うこととした。図１７は、ＣＮ＝７５の場合のＣＯ排出曲線を示す図である。まず、実施の形態１と同様にして、（Ｔβ−Ｔα）を検出する。次いで、その検出された（Ｔβ−Ｔα）の絶対値を所定の閾値Ｔｈと比べる。その結果、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が閾値Ｔｈより小さかった場合には、単位空気量当たりパイロット噴射量を、第１所定量Ｑ1から見て第２所定量Ｑ2より遠い第３所定量Ｑ3に設定して内燃機関１０を運転する。そして、触媒後排気温度を再度検出する。この検出値をＴγとする。図１７に示すように、Ｑ3＞Ｑ2である。よって、（Ｑ3−Ｑ1）＞（Ｑ2−Ｑ1）であるので、（Ｔγ−Ｔα）の絶対値は、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値よりも大きくなる。
【００７９】
図１８は、（Ｔγ−Ｔα）の値と燃料のセタン価との間の対応関係を示すマップである。（Ｔγ−Ｔα）を検出した場合には、このマップに基づいてセタン価を算出する。上述したように、（Ｔγ−Ｔα）の絶対値は、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値よりも大きい。従って、図１８に示すセタン価算出マップは、図１６に示すセタン価算出マップと比べて、傾きが大きくなる。よって、使用されている燃料が特定セタン価範囲にある場合に、（Ｔγ−Ｔα）の検出値に誤差が生じたとしても、セタン価の算出値の変化は小さい。このため、使用されている燃料が特定セタン価範囲にある場合であっても、セタン価を高精度に判定することができる。
【００８０】
図１９は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１９において、図１１に示すルーチンのステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００８１】
図１９に示すルーチンによれば、ステップ１００でセタン価判定条件の成立が認められた場合には、以下のようなセタン価判定制御が実行される。まず、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される（ステップ１０２）。そして、触媒後排気温度が収束した後、排気温センサ４２を用いて触媒後排気温度が計測される（ステップ１０４）。この計測値をＴαとする。
【００８２】
続いて、単位空気量当たりパイロット噴射量が第２所定量Ｑ2となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される（ステップ１０６）。そして、触媒後排気温度が収束した後、排気温センサ４２を用いて触媒後排気温度が計測される（ステップ１０８）。この計測値をＴβとする。
【００８３】
次いで、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が所定の閾値Ｔｈより小さいか否かが判別される（ステップ１２４）。（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が閾値Ｔｈ以上である場合は、特定セタン価範囲には該当しないと判断できる。すなわち、（Ｔβ−Ｔα）の値に基づいてセタン価を高精度に判定することが可能であると判断できる。よって、この場合には、図１６に示すマップに（Ｔβ−Ｔα）の値を当てはめることにより、セタン価が算出される（ステップ１１０）。
【００８４】
これに対し、上記ステップ１２４で、（Ｔβ−Ｔα）の絶対値が閾値Ｔｈより小さかった場合には、特定セタン価範囲に該当すると判断できる。この場合は、図１６に示すセタン価算出マップの傾きが小さいために、セタン価判定精度の低下が懸念される。そこで、この場合には、図１８に示すセタン価算出マップを使用するべく、以下のような処理が実行される。まず、パイロット噴射量が第３の量に設定される（ステップ１２６）。このステップ１２６では、単位空気量当たりパイロット噴射量が第３所定量Ｑ3となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される。すなわち、エアフローメータ３８の出力に基づいて算出される空気量が読み込まれ、その空気量に第３所定量Ｑ3を乗じて得られた量が、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量として設定される。続いて、触媒後排気温度が収束した後、排気温センサ４２を用いて触媒後排気温度が計測される（ステップ１２８）。この計測値をＴγとする。そして、このＴγと、上記ステップ１０４で取得されたＴαとの差（Ｔγ−Ｔα）が算出され、その（Ｔγ−Ｔα）の値を図１８に示すマップに当てはめることにより、セタン価が算出される（ステップ１３０）。
【００８５】
上記ステップ１１０または１３０で燃料のセタン価が算出された後は、そのセタン価に応じてエンジン制御を最適化するべく、そのセタン価の値をエンジン制御の内容に反映させる処理が実行される（ステップ１１２）。
【００８６】
以上説明したように、上述した実施の形態３によれば、セタン価の判定精度を更に向上することができ、より正確なセタン価を算出することができる。本実施形態においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１２４および１２６の処理を実行することにより前記第８の発明における「第３の運転手段」が、上記ステップ１２８および１３０の処理を実行することにより前記第８の発明における「第２の変化検出手段」および「セタン価判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００８７】
実施の形態４．
次に、図２０乃至図２２を参照して、本発明の実施の形態４について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００８８】
本実施形態は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、後述する図２２に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００８９】
前述したように、図１に示すシステムは、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ４４を備えている。以下の説明では、空燃比センサ４４の出力に基づいて算出される空燃比のことを「センサ出力Ａ／Ｆ」と称し、燃料噴射量と吸入空気量とに基づいて算出される計算上の空燃比を「計算Ａ／Ｆ」と称する。
【００９０】
図２０は、内燃機関１０からのＨＣ排出量と、センサ出力Ａ／Ｆおよび計算Ａ／Ｆとの関係を示す図である。同図に示すように、ＨＣ排出量が小さい場合には、センサ出力Ａ／Ｆは計算Ａ／Ｆに一致するが、ＨＣ排出量が大きい場合には、センサ出力Ａ／Ｆは計算Ａ／Ｆよりも小さくなる。そして、センサ出力Ａ／Ｆと計算Ａ／Ｆとのずれは、ＨＣ排出量が大きくなるにつれて、大きくなる。これは、ＨＣ排出量が大きい場合には、空燃比センサ４４のセンサ部にＨＣが付着することにより、センシングする酸素の量が減少したものと認識されるためである。
【００９１】
本実施形態では、図２０に示す特性を利用して、センサ出力Ａ／Ｆと計算Ａ／Ｆとのずれ量に基づき、ＨＣ排出量を検出する。なお、計算Ａ／Ｆに対するセンサ出力Ａ／Ｆの低下割合は、エンジン負荷などのパラメータに応じて変化する。このため、上記の手法でＨＣ排出量を検出する際には、必要に応じてそれらのパラメータに応じた補正を施すことが好ましい。
【００９２】
前述したように、ＨＣ排出量は、パイロット噴射量や燃料のセタン価の変化に対して、ＣＯ排出量と同様の変化傾向を示す。従って、前述した実施の形態におけるＣＯ排出量をＨＣ排出量に置き換えても、同様の考え方により、セタン価を判定することが可能である。そこで、本実施形態では、単位空気量当たりパイロット噴射量を第１所定量Ｑ1に設定した場合と第２所定量Ｑ2に設定した場合とのそれぞれについて上記の手法によってＨＣ排出量を検出することにより、燃料のセタン価を算出する。
【００９３】
単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1であるときのＨＣ排出量をＥ1とし、単位空気量当たりパイロット噴射量が第２所定量Ｑ2であるときのＨＣ排出量をＥ2とする。図２１は、（Ｅ2−Ｅ1）の値と、燃料のセタン価との関係を示す図である。ＨＣ排出量はＣＯ排出量と同様の特性を示すため、図２１のグラフは図１０のグラフと同様の傾向となる。本実施形態では、図２１に示す関係に基づき、（Ｅ2−Ｅ1）の値から燃料のセタン価を算出することができる。
【００９４】
図２２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図２２において、図１１に示すルーチンのステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００９５】
図２２に示すルーチンによれば、ステップ１００でセタン価判定条件の成立が認められた場合には、以下のようなセタン価判定制御が実行される。まず、単位空気量当たりパイロット噴射量が第１所定量Ｑ1となるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される（ステップ１０２）。そして、センサ出力Ａ／Ｆと計算Ａ／Ｆとのずれ量に基づいて、ＨＣ排出量が計測される（ステップ１３２）。この計測値をＥ1とする。
【００９６】
次いで、単位空気量当たりパイロット噴射量が第２所定量Ｑ2なるように、燃料インジェクタ１２からのパイロット噴射量が設定される（ステップ１０６）。そして、センサ出力Ａ／Ｆと計算Ａ／Ｆとのずれ量に基づいて、ＨＣ排出量が計測される（ステップ１３４）。この計測値をＥ2する。
【００９７】
続いて、セタン価を算出する処理が実行される（ステップ１３６）。このステップ１３６では、まず、（Ｅ2−Ｅ1）の値が算出され、次に、その値を図２１のマップに当てはめることにより、セタン価が算出される。このようにして燃料のセタン価が算出された後は、そのセタン価に応じてエンジン制御を最適化するべく、そのセタン価の値をエンジン制御の内容に反映させる処理が実行される（ステップ１１２）。
【００９８】
以上説明したような実施の形態４によれば、前述した実施の形態１と同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば、空燃比センサ４４の出力を利用して、燃料のセタン価を高精度に判定することができる。このため、筒内圧センサのような高価なセンサを必要としないので、コストの低減が図れる。
【００９９】
上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ５０が、計算Ａ／Ｆを算出することにより前記第７の発明における「空燃比算出手段」が、ステップ１３２および１３４の処理を実行することにより前記第７の発明における「ＨＣ検出手段」が、ステップ１３６の処理を実行することにより前記第７の発明における「変化検出手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【０１００】
１０  内燃機関
１２  燃料インジェクタ
１４  コモンレール
１８  排気マニホールド
２０  ターボチャージャ
２２  排気通路
２６  酸化触媒
２８  吸気通路
３４  吸気マニホールド
３６  吸気絞り弁
３８  エアフローメータ
４２  排気温センサ
４４  空燃比センサ
５０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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