(57)【要約】【課題】ＥＧＲ減量補正による失火発生を抑制する。【解決手段】本発明のＥＧＲ装置を備えるディーゼルエンジンの制御装置は、ディーゼルエンジンの着火時の筒内温度と相関を持つ温度相関値を取得する手段と、ディーゼルエンジンの着火時の筒内圧力と相関を持つ圧力相関値を取得する手段と有する。この制御装置は、ディーゼルエンジンの燃焼状態が悪化したことが認められた場合にはＥＧＲ装置による排気還流量を減量する減量補正を実行する。更に、制御装置は、圧力相関値と温度相関値とを用いて算出される指標が、基準範囲外である場合には、排気還流量の減量補正の実行を制限する。【選択図】図６
2014190305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気通路から吸気通路へ、排気ガスの一部を導入させるＥＧＲ装置を備えるディーゼルエンジンの制御装置であって、
前記ディーゼルエンジンの着火時の筒内温度と相関を持つ温度相関値を取得する第１取得手段と、
前記ディーゼルエンジンの着火時の筒内圧力と相関を持つ圧力相関値を取得する第２取得手段と、
前記ディーゼルエンジンの燃焼状態が悪化したことが認められた場合に、前記ＥＧＲ装置による排気還流量を減量する減量補正を行う第１制御手段と、
前記圧力相関値と前記温度相関値とを用いて算出される指標が、基準範囲外である場合、前記排気還流量の減量補正の実行を制限する制限手段と、
を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記圧力相関値と前記温度相関値とを用いて、前記ディーゼルエンジンに供給された燃料のセタン価を推定する手段と、
前記基準範囲を、前記セタン価に応じて決定する決定手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記圧力相関値と前記温度相関値とを用いて、前記ディーゼルエンジンに供給された燃料のセタン価を推定する手段を、更に備え、
前記指標は、前記圧力相関値と前記温度相関値と前記セタン価とを用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記制限手段による前記減量補正の実行制限中に、前記着火時の筒内温度又は前記着火時の筒内圧力を上昇させるための制御を実行する第２制御手段を、更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のディーゼルエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はディーゼルエンジンの制御装置に関する。特に、排気通路から吸気通路へ、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ装置を備えるディーゼルエンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置を備えるディーゼルエンジンが知られている。特許文献１のシステムでは、筒内圧センサからの信号に基づいて、筒内圧力が最大となる最大時期を検出する。そして、最大時期と目標値との差を検出し、これに応じて、ＥＧＲ率を補正する。また、この最大時期と目標値との差を燃焼安定性の指標とし、最大時期と目標値との差が安定限界値を超えた場合には、異常燃焼と判断しＥＧＲ率を減少方向に補正することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２１５００４号公報
【特許文献２】特開平０３−１００３６２号公報
【特許文献３】特開２００１−０９８９９３号公報
【特許文献４】特開２００９−２９３５５０号公報
【特許文献５】特開２００７−３３２８７７号公報
【特許文献６】特開２０００−２５７４６７号公報
【特許文献７】特開２００８−０３８６０２号公報
【特許文献８】特開２０１２−１４０８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、異常燃焼と判定された場合に、燃焼安定化を図るためＥＧＲ量を減量補正している。ＥＧＲ減量によって酸素濃度が増加するため、燃焼安定化が図れる場合もある。しかしながらＥＧＲ減量が常に燃焼改善に繋がるとは限らず、例えば、ＥＧＲ減量により吸気温の低下や吸気圧の低下、セタン価減少が生じた場合には、却って燃焼が悪化することがある。
【０００５】
この発明は、上記課題を解決することを目的とし、ＥＧＲ量の適正な制御によりディーゼルエンジンの燃焼安定性を向上させるよう改良したディーゼルエンジンの制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、ディーゼルエンジンの排気通路から吸気通路へ、排気ガスの一部を導入させるＥＧＲ装置を備えるディーゼルエンジンの制御装置であって、
前記ディーゼルエンジンの着火時の筒内温度と相関を持つ温度相関値を取得する第１取得手段と、
前記ディーゼルエンジンの着火時の筒内圧力と相関を持つ圧力相関値を取得する第２取得手段と、
前記ディーゼルエンジンの燃焼状態が悪化したことが認められた場合に、前記ＥＧＲ装置による排気還流量を減量する減量補正を行う第１制御手段と、
前記圧力相関値と前記温度相関値とを用いて算出される指標が、基準範囲外である場合、前記排気還流量の減量補正の実行を制限する制限手段と、
を備える。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記圧力相関値と前記温度相関値とを用いて、前記ディーゼルエンジンに供給された燃料のセタン価を推定する手段と、
前記基準範囲を、前記セタン価に応じて決定する決定手段と、
を、更に備えるものである。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、
前記圧力相関値と前記温度相関値とを用いて、前記ディーゼルエンジンに供給された燃料のセタン価を推定する手段を、更に備え、
前記指標は、前記圧力相関値と前記温度相関値と前記セタン価とを用いて算出されるものである。
【０００９】
第４の発明は、前記制限手段による前記減量補正の実行制限中に、前記着火時の筒内温度又は前記着火時の筒内圧力を上昇させるための制御を実行する第２制御手段を、更に備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、着火時の筒内温度と着火時の筒内圧力との両方を考慮した指標を用いて、燃焼の安定性を判断することができる。従って、ＥＧＲの減量補正によって燃焼状態が悪化するのを効果的に抑制することができる。
【００１１】
また、燃焼状態は、燃料のセタン価による影響を受ける。この点、第２、第３の発明によれば、現在の燃料のセタン価を推定し、それに応じて、ＥＧＲ量の減量補正の実行が制限される。従って、セタン価の違いに応じて、効果的に燃焼の安定化を図ることができる。
【００１２】
また、第４の発明によれば、ＥＧＲ減量補正の実行制限中には、着火時の筒内圧力又は筒内温度を上昇させる制御が実行される。従って、ＥＧＲ減量補正の実行が制限される場合にも、燃焼の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１のディーゼルエンジン及びその周辺機器の構成について説明するための模式図である。
【図２】ＥＧＲ率と圧縮端圧力との関係について説明するための図である。
【図３】ＥＧＲ率と圧縮端温度との関係について説明するための図である。
【図４】ＥＧＲ率８[%]以下の場合における圧縮端圧力に応じた燃焼不安定指標について説明するための図である。
【図５】ＥＧＲ率８[%]以下の場合における圧縮端温度に応じた燃焼不安定指標について説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１における、ＥＧＲ率８[%]以下の場合の、ＰＴ値に応じた燃焼不安定指標について説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２における、セタン価の異なる燃料ごとのＰＴ値に応じた燃焼不安定指標について説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態２における、セタン価の異なる燃料ごとの、ＥＧＲ率とＰＴ値との関係を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１５】
実施の形態１．
［本実施の形態のシステムの全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１としてのエンジンシステムの構成を示す図である。本実施の形態のエンジンは、ターボ過給機付きのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）である。エンジン本体２には複数の気筒が備えられ、気筒ごとにインジェクタ８が設けられている。エンジン本体２には吸気マニホールド４と排気マニホールド６が取り付けられている。吸気マニホールド４には吸気通路１０が接続されている。吸気通路１０には、エアクリーナ２０から取り込まれた新気が流れる。吸気通路１０にはターボ過給機のコンプレッサ１４が取り付けられている。吸気通路１０のコンプレッサ１４の下流にはディーゼルスロットル２４が設けられている。吸気通路１０の、コンプレッサ１４とディーゼルスロットル２４との間にはインタークーラ２２が備えられている。排気マニホールド６にはエンジン本体２から出た排気ガスを大気中に放出するための排気通路１２が接続されている。排気通路１２にはターボ過給機のタービン１６が取り付けられている。本実施の形態１のターボ過給機は可変容量型であって、タービン１６には可変ノズル１８が備えられている。排気通路１２においてタービン１６の下流には排気ガスを浄化するための触媒装置２６が設けられている。
【００１６】
本実施の形態のエンジンは、排気系から吸気系へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備えている。ＥＧＲ装置は、吸気通路１０におけるディーゼルスロットル２４の下流の位置と排気マニホールド６とをＥＧＲ通路３０によって接続している。ＥＧＲ通路３０にはＥＧＲ弁３２が設けられている。ＥＧＲ通路３０においてＥＧＲ弁３２の排気側にはＥＧＲクーラ３４が備えられている。ＥＧＲ通路３０にはＥＧＲクーラ３４をバイパスするバイパス通路３６が設けられている。ＥＧＲ通路３０とバイパス通路３６が合流する箇所には、排気ガスが流れる方向を切り替えるバイパス弁３８が設けられている。
【００１７】
本実施の形態のエンジンシステムはＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備える。ＥＣＵ５０は、エンジンシステム全体を総合制御する制御装置である。ＥＣＵ５０は、エンジンシステムが備えるセンサの信号を取り込み、各種処理を実行する。センサはエンジンシステムの各所に取り付けられている。例えば、吸気通路１０には、エアクリーナ２０の下流にエアフローメータ５８が取り付けられ、インタークーラ２２の出口付近には吸気温センサ６０が取り付けられ、ディーゼルスロットルの下流には過給圧センサ５４が取り付けられている。また、排気マニホールド６には排気圧センサ５６が取り付けられている。さらに、クランク軸の回転を検出する回転数センサ５２や、アクセルペダルの開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ６２なども取り付けられている。ＥＣＵ５０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。ＥＣＵ５０によって操作されるアクチュエータには、可変ノズル１８、インジェクタ８、ＥＧＲ弁３２、ディーゼルスロットル２４などが含まれている。なお、ＥＣＵ５０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００１８】
［ＥＧＲ制御とＥＧＲ減量補正］
ＥＣＵ５０により実行されるエンジン制御にはＥＧＲ制御が含まれる。本実施の形態のＥＧＲ制御では、各種センサの信号から算出された実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるようにフィードバック制御によってＥＧＲ弁３２が操作される。本実施の形態では、ＥＧＲ制御において、実際値と目標値との差分に基づくＰＩＤ制御が行われているものとするが、本発明の実施にあたっては、ＥＧＲ制御におけるフィードバック制御の具体的な方法に関する限定はない。
【００１９】
更に、本実施の形態のＥＧＲ制御では、燃焼が不安定になった場合にＥＧＲ量を減量するための処理（以下、「ＥＧＲ減量補正」と称する）が行われる。より詳しくは、ＥＧＲ減量補正では、燃焼の不安定度を表す値である燃焼不安定指標として、例えばエンジン回転速度の時間変動率（以下、「回転変動」という）を計算し、算出された回転変動が所定の閾値よりも大きい場合に目標ＥＧＲ率を低率側へ補正する。尚、本実施の形態では、ＥＧＲ減量補正において、回転変動の大きさに応じて補正量を設定するものとするが、本発明の実施にあたっては、補正量の具体的な算出方法に関する限定はない。
【００２０】
このように、ＥＧＲ減量補正によれば、燃焼が不安定な場合に筒内へ吸入される吸気の酸素濃度を高めることができるので、失火等による燃焼悪化を抑制してドライバビリティの悪化を防ぐことができる。但し、ＥＧＲ量を減量することが常に燃焼改善に繋がるとは限らない。
【００２１】
［ＥＧＲ減量補正の制限］
図２は、ＥＧＲ率と圧縮端圧力との関係を説明するための図である。図２において横軸はＥＧＲ率［％］、縦軸は圧縮端圧力［ｋＰａ］を表し、実線（ａ）はディーゼルスロットル２４を通常通りの開度にしている場合、実線（ｂ）はディーゼルスロットル２４を通常よりも絞っている場合を表している。図２に示されるように、特にディーゼルスロットル２４絞り時においては、ＥＧＲ率が低い（0〜５％程度）領域での圧縮端圧力（着火時の筒内圧力）の低下度合いが大きく、この領域では燃焼が不安定となり失火が起きていると考えられる。
【００２２】
図３は、ＥＧＲ率と圧縮端温度との関係を説明するための図である。図３において横軸はＥＧＲ率［％］、縦軸は圧縮端温度［Ｋ］を表し、実線（ａ）はディーゼルスロットル２４を通常通りの開度にしている場合、実線（ｂ）はディーゼルスロットル２４を通常よりも絞っている場合を表している。図３に示されるように、特に、ディーゼルスロットル２４絞り時においては、ＥＧＲ率が低い（０〜５％程度）領域での圧縮端温度（着火時の筒内温度）の低下度合いが大きく、この領域では燃焼が不安定となり失火が発生していると考えられる。
【００２３】
このように、ディーゼルスロットル２４絞り時には、燃焼が不安定になった場合にＥＧＲ減量補正を行っても燃焼改善には繋がらず、逆に、ＥＧＲ量の減量により燃焼が不安定となる場合がある。従って本実施の形態ではＥＧＲ量の減量により燃焼が不安定となり得る領域では、ＥＧＲ減量補正を制限する制御を行う。
【００２４】
図４は、ＥＧＲ率が８［％］以下である場合の、圧縮端圧力と燃焼不安定指標との関係を説明するための図である。図４において、横軸は圧縮端圧力を表し、縦軸は燃焼不安定指標を表している。ここで用いられている燃焼不安定指標は、その値が基準値Ａ以上である場合に失火が起きていると判断される指標である。
【００２５】
図４に示されるように、ＥＧＲ率が８［％］以下である場合に、圧縮端圧力Ｐ０近傍の領域で燃焼が不安定となっている。しかし、圧縮端圧力がＰ０よりも小さい領域でも、燃焼が安定している場合もある。
【００２６】
図５は、ＥＧＲ率が８［％］以下である場合の、圧縮端温度と燃焼不安定指標との関係を説明するための図である。図５において、横軸は圧縮端温度、縦軸は燃焼不安定指標を表している。図５に示されるように、ＥＧＲ率が８［％］以下である場合に、圧縮端温度Ｔ０近傍で特に燃焼が不安定となっている。しかし、圧縮端温度がＴ０よりも低い領域でも、燃焼が安定している場合もある。
【００２７】
つまり、図４、図５に示されるように、圧縮端圧力が小さくても燃焼が安定している場合もあり、圧縮端温度が低くても燃焼が安定している場合がある。従って、圧縮端圧力又は圧縮端温度に対する境界値だけでは、燃焼が安定しているか否かを判断することは困難である。
【００２８】
図６は、ＥＧＲ率が８［％］以下である場合の、本発明の実施の形態におけるＰＴ値と燃焼不安定指標との関係を説明するための図である。図６においてＰＴ値とは、圧縮端圧力と圧縮端温度とを乗じた値を用いて算出される値である。図６において、横軸はＰＴ値を表し、縦軸は燃焼不安定指標を表している。図６に示されるように、ＰＴ値がＰＴ０より小さい領域では、燃焼不安定指標が高く、燃焼が不安定となっている。即ち、図６に示されるように、ＰＴ値を指標とすれば、ＰＴ０を境界値として燃焼が安定しているか否かを判断することができる。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、圧縮端圧力と圧縮端温度とを用いて算出されたＰＴ値を、燃焼安定性を評価するための指標として用いる。具体的に指標であるＰＴ値は、圧縮端圧力の値と圧縮端温度の値とを用いて、以下の式（１）に従って算出する。
ＰＴ値＝圧縮端圧力×圧縮端温度×係数        ・・・・（１）
なお、係数は適宜設定される値である。
【００３０】
また、着火時の筒内圧力及び筒内温度である圧縮端圧力及び圧縮端温度は、ＥＧＲ減量補正の実施中において、吸気温センサ６０により計測された吸気温度、及び過給圧センサ５４により計測された過給圧等に基づいて推定する。
【００３１】
本実施の形態では圧縮端圧力と圧縮端温度とから式（１）に従って求められるＰＴ値が、閾値ＰＴ０よりも低い場合、ＥＧＲ減量補正により燃焼の安定性が許容範囲を超えて低下するものと判定する。そして、燃焼安定性の低下が認められる場合、上述したＥＧＲ減量補正を行わないこととする。なお、具体的な閾値ＰＴ０の値は、実験やシミュレーション等により求められ、制御装置５０に記憶しておく。
【００３２】
[本実施の形態の具体的な制御ルーチン]
図７は、本発明の実施の形態１において制御装置５０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図７のルーチンは、ディーゼルエンジンの運転中、一定時間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。図７のルーチンでは、まず筒内状態に関する情報が検出される（Ｓ１０２）。具体的には、吸気温センサ６０や過給圧センサ５４等の出力に応じて、圧縮端圧力Ｐ及び圧縮端温度Ｔが検出される。
【００３３】
次に、ＰＴ値が算出される（Ｓ１０４）。ＰＴ値は、ステップＳ１０２において検出された圧縮端圧力Ｐ及び圧縮端温度Ｔに応じ、算出式（１）に従って算出される。なお、ＰＴ値の算出式（１）は予め制御装置５０に記憶されている。
【００３４】
次に、ＰＴ値が閾値ＰＴ０より小さいか否かが判別される（Ｓ１０６）。閾値ＰＴ０は、ＥＧＲ減量側で燃焼が不安定となるか否かを判別するための値であり、予め制御装置５０に記憶されている。
【００３５】
ステップＳ１０６において、ＰＴ値が閾値ＰＴ０より小さいことが認められた場合、次に、ＥＧＲ減量禁止フラグがＯＮとされる（Ｓ１０８）。このフラグは、ＯＮとされた場合に、上述したＥＧＲ減量補正の実行が禁止される。その後、今回の処理は終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ１０６において、ＰＴ値が閾値ＰＴ０より小さいことが認められない場合、ＥＧＲ減量禁止フラグがＯＦＦとされる（Ｓ１０８）。この場合、必要に応じてＥＧＲ減量補正が実行される。
【００３７】
以上説明したように本実施の形態１においては、圧縮端圧力と圧縮端温度とからＰＴ値を求め、この指標が基準より低い場合には、ＥＧＲ減量補正を禁止する制御を行う。これにより、ＥＧＲ減量では燃焼を安定化させることができず却って燃焼が不安定になるような場合に、ＥＧＲ量の減量を禁止することができ、燃焼の安定化を図ることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、燃焼不安定指標として、クランク角速度の偏差量を用いて説明した。しかし、本発明において燃焼不安定指標はこれに限られるものではなく、燃焼状態を現す指標となるものであれば、他の指標を用いた場合でも同様である。これは、他の実施の形態でも同様である。
【００３９】
また、本発明の実施の形態１では、ＥＧＲ減量補正の実行可否を判断する指標として、圧縮端圧力と圧縮端温度とを乗じ、さらに所定の係数を乗じて算出されたＰＴ値を用いる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、圧縮端圧力と圧縮端温度とを用いて算出され、圧縮端圧力と圧縮端温度とに関連して変化するものであれば、他の指標を用いてもよい。具体的に例えば、式（１）において、係数を用いず、圧縮端圧力と圧縮端温度とを乗じた値を直接指標としてもよい。また、例えば、圧縮端圧力と圧縮端温度を乗じたものを、更に２乗したものを用いた指標であってもよい。これは、他の実施の形態でも同様である。
【００４０】
また、実施の形態１のエンジンシステムでは、圧縮端温度と圧縮端温度とから算出されるＰＴ値を指標として、ＥＧＲ減量補正の実行可否を判断することとしている。しかしながら、ＥＧＲ減量補正の実行可否の判断指標であるＰＴ値の算出には、圧縮端温度に替えて、着火時の筒内温度と相関を持つ値を用いてもよい。このような値としては、例えば、着火時の筒内温度に替えて吸気温センサ６０により計測された吸気温度等が考えられる。また、同様にＰＴ値の算出には、圧縮端圧力に替えて、着火時の筒内圧力と相関を持つ値を用いてもよい。例えば、過給圧センサ５４により計測された過給圧等が考えられる。これは、他の実施の形態でも同様である。
【００４１】
また、閾値ＰＴ０は、ＰＴ値に対して設定される値である。従って、指標として、式（１）とは異なる手法で算出された値を用いる場合や、圧縮端圧力又は圧縮端温度に替えて、着火時の筒内圧力又は筒内温度と相関を有する相関値を用いる場合には、その指標に対応する判定の境界値を設定する。つまり、用いる指標に応じて、ＥＧＲ減量側でも燃焼が安定する場合の指標の変動範囲を基準範囲として求め、指標が基準範囲外となる場合に、ＥＧＲ減量補正を制限するようにすればよい。これは、他の実施の形態でも同様である。
【００４２】
また、本実施の形態では、ＰＴ値が閾値ＰＴ０より小さいときはＥＧＲ減量補正を禁止する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、燃焼が不安定とならないような範囲でＥＧＲ減量側の限界ＥＧＲ率を設定しておいて、現在ＥＧＲ率が、限界ＥＧＲ率よりも大きい場合に、限界ＥＧＲ率より小さくならない範囲で、ＥＧＲ減量補正を行うようにしてもよい。これは、他の実施の形態でも同様である。
【００４３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２のシステムは、実施の形態１と同一の構成を有している。実施の形態２のシステムは、用いられる燃料のセタン価を算出し、セタン価に応じてＥＧＲ減量補正を禁止する閾値を決定する点を除き、実施の形態１と同様の制御を行う。
【００４４】
図８は本発明の実施の形態２において、ＥＧＲ減量側の、あるＥＧＲ率におけるセタン価の異なる燃料ごとのＰＴ値と燃焼不安定指標との関係を説明するための図である。図８において横軸はＰＴ値を表し、縦軸は燃焼不安定指標を表している。また図８において、実線（ａ）は高セタン価燃料の場合であり、実線（ｂ）は低セタン価燃料の場合であり、両燃料に関する値は同一運転条件下での検出値に基づく。また、本実施の形態においても燃焼不安定指標は基準値Ａ以上の場合に、燃焼が不安定となっていると判断し得る値である。なお、本実施の形態では、セタン価が、ある基準となる燃料のセタン価以上である燃料を「高セタン価燃料」とし、ある基準となる燃料のセタン価より小さい燃料を「低セタン価燃料」と称している。
【００４５】
図８に示されるように、高セタン価燃料の場合、ＰＴ値がＰＴ１より小さい領域で、燃焼不安定指標が急激に増加し、基準値Ａ以上となっている。一方、低セタン価燃料の場合、ＰＴ値がＰＴ２よりも小さい領域で、燃焼不安定指標が基準値Ａ以上となり、燃焼が不安定となっている。ここで、ＰＴ１は、ＰＴ２より小さな値である。このように、ＥＧＲ率減量側で燃焼が不安定となる領域のＰＴ値は、セタン価による影響を受け、低セタン価燃料の場合には、高セタン価燃料の場合に比べて、ＰＴ値がより大きい領域で燃焼が不安定となる。従って、高セタン価燃料の場合と低セタン価燃料の場合とで、同一の閾値ＰＴ０を境界に燃焼が不安定か否かを判断した場合、その燃料のセタン価によっては、燃焼安定性の判定に誤判定が生じる場合がある。
【００４６】
従って、より高い精度で燃焼が不安定となることを予測し、ＥＧＲ減量補正の実行又は禁止を効果的に切り替えるため、本実施の形態では、燃料中のセタン価が、基準のセタン価よりも高い、高セタン価燃料の場合と、基準セタン価以下である低セタン価燃料の場合とに分けて、異なる閾値を用いてＥＧＲ減量の禁止を判断する。具体的には、高セタン価燃料である場合には、小さな第１閾値ＰＴ１より小さい場合にＥＧＲ減量補正が禁止される。一方、低セタン価燃料である場合、ＰＴ値は第２閾値ＰＴ２（＞ＰＴ１）より小さい場合に減量補正が禁止される。ここで第２閾値ＰＴ２は第１閾値ＰＴ１より大きい値である。
【００４７】
高セタン価燃料、低セタン価燃料それぞれに対する第１、第２閾値ＰＴ１、ＰＴ２の具体的な値は、予め実験やシミュレーション等により、ＥＧＲ減量側で燃焼が不安定となるＰＴ値の範囲を求め、この範囲の上限値付近の値に適宜設定する。設定された値は制御装置５０に記憶しておく。
【００４８】
ところで、本実施の形態では、燃料が高セタン価燃料であるか低セタン価燃料であるかの判別においても、ＰＴ値を用いる。図９は、本発明の実施の形態２における、セタン価の異なる燃料ごとのＥＧＲ率とＰＴ値との関係を説明するための図である。図９において横軸はＥＧＲ率、縦軸はＰＴ値を表している。また図９において、実線（ａ）は高セタン価燃料の場合であり、実線（ｂ）は低セタン価燃料の場合である。また、実線（ａ）、（ｂ）の各値は、同一運転状態下で検出されている。
【００４９】
同一ＥＧＲ率におけるＰＴ値は、燃料のセタン価によって異なる。図９に示されるように、高セタン価燃料である場合、低セタン価燃料である場合と比較して、ＰＴ値が小さくなる。従って、本実施の形態では、あるＥＧＲ率において検出されたＰＴ値が、そのＥＧＲ率に対する基準ＰＴ値よりも大きいか否かに基づいて、その燃料が高セタン価燃料であるか低セタン価燃料であるかを判断する。
【００５０】
なお、基準ＰＴ値は、低セタン価燃料と高セタン価燃料との境界である基準燃料の、各ＥＧＲ率におけるＰＴ値に基づき設定される。具体的な基準ＰＴ値は、予め実験やシミュレーション等により求め、制御装置５０に予め記憶しておく。
【００５１】
図１０は、本発明の実施の形態２において制御装置５０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１０のルーチンは、ステップＳ１０４の処理とＳ１０６の処理との間に、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理を有する点を除き、図７のルーチンと同一である。図１０のルーチンは図７のルーチンに替えて実行される。
【００５２】
図１０のルーチンでは、ステップＳ１０４の処理の後、算出されたＰＴ値が、現在のＥＧＲ率における基準ＰＴ値より小さいか否かが判別される（Ｓ２０２）。基準ＰＴ値は予め制御装置５０に記憶された、低セタン価燃料であるか否かの判別の基準となる燃料の、現在のＥＧＲ率に応じたＰＴ値である。
【００５３】
ステップＳ２０２において、ＰＴ値が基準ＰＴ値より小さいことが認められない場合、現在の燃料は、高セタン価燃料であると判断できる。この場合には、高セタン価燃料に対応した、第１閾値ＰＴ１が読み出される（Ｓ２０４）。一方、ステップＳ２０２においてＰＴ値が基準ＰＴ値より小さいことが認められた場合、現在の燃料は低セタン価燃料であると判断できる。この場合、低セタン価燃料に対応した第２閾値ＰＴ２が読み出される（Ｓ２０６）。
【００５４】
ステップＳ２０４又はＳ２０６において読み出された第１、第２閾値は、後述するＳ１０６の処理において、ＥＧＲ減量禁止フラグのＯＮ/ＯＦＦを判断するための閾値として用いられる。即ち、ステップＳ２０４又はＳ２０６の処理の後、図７のルーチンと同様に、ステップＳ１０４において算出されたＰＴ値が、現在設定されている閾値（第１閾値ＰＴ１又は第２閾値ＰＴ２）より小さいか否かが判別され（Ｓ１０６）、ＰＴ値が閾値より小さいことが認められた場合、ＥＧＲ減量禁止フラグがＯＮとされ（Ｓ１０８）、ＰＴ値が閾値より小さいことが認められない場合、ＥＧＲ減量禁止フラグがＯＦＦとされる（Ｓ１１０）。その後、今回の処理は終了する。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、燃料のセタン価が高いか低いかを判別した上、燃料のセタン価に応じた閾値を基準に、ＥＧＲ減量を禁止又は許可する。従って、セタン価の違いによる失火の起こりやすさの違いに対応し、ＥＧＲの減量の実行/許可の切り替えを、より適切に行うことができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、ＥＧＲ率ごとの基準ＰＴ値を設定し、燃料が低セタン価燃料であるか高セタン価燃料であるかを判別する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限られるものではない。ＰＴ値は空燃比による影響等を受けることから、基準ＰＴ値をＥＧＲ率ごと、かつ空燃比ごと又は酸素濃度ごとに設定し、これに応じて低セタン価燃料であるか否かを判別するものとしてもよい。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００５７】
また、本実施の形態では、現在の燃料のセタン価が、基準燃料より高いか低いかのみを判別する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではない。あるＥＧＲ率におけるＰＴ値とセタン価濃度とは相関を有している。従って、これを利用して、燃料のセタン価を、複数のセタン価領域に分けて、どのセタン価領域の燃料であるかを判別するようにしてもよい。また、例えば、検出されたＰＴ値又は、ＰＴ値と基準ＰＴ値との差分に応じて、燃料のセタン価を直接算出するようにしてもよい。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００５８】
また、このように燃料のセタン価を、複数の領域に分けて検出する場合、それぞれのセタン価領域ごとに、ＥＧＲ減量を禁止するか否かの判別の基準となる閾値を設けるようにする。また、燃料のセタン価の値を算出するものについては、算出されたセタン価の値に応じて、閾値を算出するようにしてもよい。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００５９】
また、本実施の形態では、低セタン価燃料である場合に、ＥＧＲ減量の禁止/許可の閾値が、高セタン価燃料である場合よりも大きな値とされる場合について説明した。しかし、本発明は、これに限られるものではない。燃料のセタン価が低い場合程、ＰＴ値が大きい領域で失火が起こる。本発明では、これを利用して、指標であるＰＴ値を、燃料のセタン価に応じて補正することとしてもよい。つまり、燃料のセタン価が低い領域に属する燃料の場合と、それより高い燃料に属する燃料の場合とを比較した場合に、セタン価が低い領域に属する燃料の場合の補正値の方が、ＰＴ値をより小さく補正するものとなるように、セタン価に応じた補正値を設定すればよい。そして、このような補正値により補正したＰＴ値と、予め制御装置５０に記憶された同一の閾値とを比較して、ＥＧＲ減量補正の禁止/許可の判別を行うことで、セタン価に応じてＥＧＲ減量補正の禁止/実行を判断することができる。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態３のシステムは、図１と同一の構成を有している。実施の形態３のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の制御により、ＥＧＲの減量が禁止された場合に、圧縮端圧力又は圧縮端温度を上昇させる制御を行う点を除き、実施の形態１と同一の制御を行う。
【００６１】
圧縮端圧力又は圧縮端温度を上昇させる制御は、別の制御プログラムにより実行される。具体的には、圧縮端圧力が低い場合には、ディーゼルスロットル２４を開く側に補正する制御、又はターボ過給機の可変ノズル１８を閉じる側に補正する制御等により、圧縮端圧力を上昇させる。一方、圧縮端温度が低い場合には、バルブタイミングの制御、パイロット噴射量を増加させる制御、メイン噴射時期を進角させる制御、ＥＧＲをバイパスモードとする制御、又は、ＳＣＶ（Swirl Control Valve）制御等により、圧縮端温度を上昇させる制御が行われる。圧縮端圧力が低い場合にこれを上昇させる制御、あるいは圧縮端温度が低い場合にこれを上昇させる制御については、その制御プログラムが予め設定され制御装置５０に記憶される。
【００６２】
図１１は、本発明の実施の形態３において制御装置５０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１１のルーチンは、図７のルーチンのステップＳ１０８の処理の後に、ステップＳ３０２〜Ｓ３０８の処理を有する点を除き、図７のルーチンと同一である。図１１のルーチンは図７のルーチンに替えて実行されるルーチンである。
【００６３】
図１１のルーチンにおいて、ステップＳ１０６でＰＴ値が閾値ＰＴ０より小さいことが認められない場合には、ＥＧＲ減量禁止フラグがＯＦＦとされ、今回の処理はそのまま終了する。一方、ステップＳ１０６においてＰＴ値が閾値ＰＴ０より小さいことが認められ、ステップＳ１０８においてＥＧＲ減量禁止フラグがＯＮとされた場合、次に、圧縮端圧力が基準圧力よりも小さいか否かが判別される（Ｓ３０２）。基準圧力は、圧縮端圧力が低下しているか否かを判別するための値であり、予め制御装置５０に記憶されている。
【００６４】
ステップＳ３０２において、圧縮端圧力が基準圧力より低いことが認められた場合、次に圧縮端圧力を上昇させる制御の実行指令が出される（Ｓ３０４）。圧縮端圧力を上昇させる制御は、予め制御装置５０に記憶されている。
【００６５】
ステップＳ３０４において、圧縮端圧力を上昇させる制御の実行指令が出された後、又はステップＳ３０２において、圧縮端圧力が基準圧力より低いことが認められなかった場合、次に、圧縮端温度が基準温度より低いか否かが判別される（Ｓ３０６）。基準温度は、圧縮端温度が低下しているか否かを判別するための値であり、予め制御装置５０に記憶されている。
【００６６】
ステップＳ３０６において、圧縮端温度が基準温度より低いことが認められた場合、次に圧縮端温度を上昇させる制御の実行指令が出される（Ｓ３０８）。圧縮端温度を上昇させる制御は、予め制御装置５０に記憶されている。その後、今回の処理は一端終了する。なお、このルーチンが再び実行され、検出された圧縮端圧力と圧縮端温度とに基づき算出されたＰＴ値が閾値ＰＴ０以上となったことが認められると、ＥＧＲ減量補正の禁止が解除される。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＥＧＲ減量が禁止されている場合において、圧縮端圧力又は圧縮端温度を上昇させる制御が実行される。これにより、ＥＧＲ減量を行わない場合にも、燃焼の安定化を図り、失火を抑制することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の制御に、圧縮端圧力又は圧縮端温度を上昇させる制御を組み合わせる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、実施の形態２の制御と、本実施の形態とを組み合わせて行うものであってもよい。この場合、例えば、図１０のルーチンのステップＳ１０８の後に、図１１のＳ３０２〜Ｓ３０８の処理が行われるようにすればよい。
【００６９】
また、本実施の形態では、圧縮端圧力が低い場合には、圧縮端圧力を上昇させる制御を行った後、更に、圧縮端温度が低い場合には、圧縮端温度を上昇させる制御も行う場合について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、圧縮端圧力上昇制御及び圧縮端温度上昇制御のいずれか一方のみを実行するものであってもよい。これは、実施の形態２と本実施の形態とを組み合わせる場合にも同様である。
【００７０】
また、圧縮端圧力上昇制御又は圧縮端温度上昇制御は、圧縮端圧力又は圧縮端温度が基準圧力又は基準温度より低い場合に行う場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、圧縮端圧力又は圧縮端温度の単位時間当たりの低下量が、基準よりも大きい場合に、圧縮端圧力上昇制御又は圧縮端温度上昇制御を行うものとしてもよい。これは、実施の形態２と本実施の形態とを組み合わせる場合にも同様である。
【００７１】
また、圧縮端圧力上昇制御又は圧縮端温度上昇制御の内容は、本発明を限定するものではない。本発明において、これら上昇制御は、上述した制御に限られるものではなく、圧縮端圧力又は圧縮端温度を上昇させることができる既知の制御を行うものであればよい。これは、実施の形態２と本実施の形態とを組み合わせる場合にも同様である。
【００７２】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や方法等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００７３】
２  エンジン本体
４  吸気マニホールド
６  排気マニホールド
８  インジェクタ
１０  吸気通路
１２  排気通路
１４  コンプレッサ
１６  タービン
１８  可変ノズル
２０  エアクリーナ
２２  インタークーラ
２４  ディーゼルスロットル
２６  触媒装置
３０  ＥＧＲ通路
３２  ＥＧＲ弁
３４  ＥＧＲクーラ
３６  バイパス通路
３８  バイパス弁
５０  制御装置
５２  回転数センサ
５４  過給圧センサ
５６  排気圧センサ
５８  エアフローメータ
６０  吸気温センサ
６２  アクセル開度センサ
【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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