(57)【要約】【課題】  本発明は、内燃機関の運転に実際に使用された状態で、燃料のセタン価をより高精度で測定することが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  内燃機関がフューエルカット状態にあるときに（Ｓ１０１）、圧縮行程または膨張行程で燃焼室内に規定燃料量の燃料を噴射するセタン価測定燃料噴射を実行し（Ｓ１０５）、規定時期から、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火する着火時期までの期間に基づいて該燃料のセタン価を測定する。  【選択図】  図２
2005344557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関がフューエルカット状態にあるときに、圧縮行程または膨張行程で燃焼室内に規定燃料量の燃料を噴射するセタン価測定燃料噴射を実行し、規定時期から、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火する着火時期までの期間に基づいて該燃料のセタン価を測定することを特徴とする内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項２】
さらに、前記内燃機関の燃焼室内での熱発生量と相関のある熱発生量パラメータを導出し、
前記着火時期を、前記セタン価測定燃料噴射の実行後に前記熱発生量パラメータが規定上昇量以上上昇したときの上昇開始時期とすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項３】
内燃機関の燃焼室内での熱発生量と相関のある熱発生量パラメータを導出し、前記内燃機関フューエルカット状態にあるときに、圧縮行程または膨張行程で前記燃焼室内に規定燃料量の燃料を噴射するセタン価測定燃料噴射を実行し、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火したときの前記熱発生量パラメータの上昇率に基づいて該燃料のセタン価を測定することを特徴とする内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項４】
前記熱発生量パラメータが、前記燃焼室内の熱発生量の変化に応じて変化する物理量を検出するセンサの出力値に基づいて導出される場合、
前記規定燃料量は、該規定燃料量の燃料が前記燃焼室内で燃焼したときの前記内燃機関のトルクの変化量が許容範囲内となる量であり、且つ、燃料が前記燃焼室内で燃焼していないときに導出される前記熱発生量パラメータが前記センサの出力値にノイズが生じることによって上昇したときの上昇量のピーク値より、該規定燃料量の燃料が前記燃焼室内で着火したときの前記熱発生量パラメータの上昇量のピーク値が大きくなる量であることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項５】
前記セタン価測定燃料噴射が、該セタン価測定燃料噴射によって噴射される燃料が膨張行程後半に着火するタイミングで実行されることを特徴とする請求項１または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項６】
前記セタン価測定燃料噴射を実行するときは、前記燃焼室に流入する吸入空気量を規定吸入空気量以下に減少させることを特徴とする請求項１または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項７】
前記内燃機関においてフューエルカットが実行されてから規定時間経過後に前記セタン価測定燃料噴射を実行することを特徴とする請求項１または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項８】
前記内燃機関が複数の気筒を有し、
いずれか一の気筒のみにおいて前記セタン価測定燃料噴射を実行することで燃料のセタン価を測定することを特徴とする請求項１または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項９】
前記内燃機関が、前記燃焼室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃焼室の容積を検出する容積検出手段と、をさらに有し、
前記燃焼室内の混合気の比熱比近傍の値を定数κとし、前記圧力検出手段によって検出される前記燃焼室内の圧力Ｐと、前記容積検出手段によって検出される前記燃焼室の容積Ｖをκ乗した値との積であるＰＶκを前記熱発生量パラメータとすることを特徴とする請
求項２または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【請求項１０】
前記内燃機関が、前記燃焼室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃焼室の容積を検出する容積検出手段と、をさらに有し、
前記圧力検出手段によって検出される前記燃焼室内の圧力Ｐと前記容積検出手段によって検出される前記燃焼室の容積Ｖとの積から、同一のクランク角で、前記燃焼室内において燃焼が生じずにピストンが移動するのみの場合の前記燃焼室内の圧力Ｐ´と前記燃焼室の容積Ｖ´との積を減算した値であるΔＰＶを前記熱発生量パラメータとすることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の燃料セタン価測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料のセタン価を測定する方法に関し、特に、内燃機関の運転に実際に使用された状態で燃料のセタン価を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転に使用される燃料は、そのセタン価によって着火性が異なる。そのため、機関出力やエミッションの向上、燃焼騒音の低減等を図るべく内燃機関の燃焼状態をより精密に制御するためには、燃料のセタン価に応じて燃料噴射量や燃料噴射時期を制御することが重要である。
【０００３】
ここで、燃料のセタン価を測定する方法としては、燃料の燃焼特性を解析するための装置を用いて、一定容量の燃焼室内で燃料を燃焼させ、そのときの燃焼室内の圧力の変化率に基づいて燃焼させた燃料のセタン価を測定する方法を例示することが出来る（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、実際には、特定のセタン価の燃料を常に使用することは困難であり、内燃機関において、その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によって変化する。そのため、内燃機関の運転に実際に使用された状態で燃料のセタン価を測定する必要がある。
【０００５】
内燃機関の運転に実際に使用された状態で燃料のセタン価を測定する方法としては、圧縮行程初期に燃焼室内に燃料を噴射し、図４に示すような、この燃料の燃焼（または、冷炎反応）によって上昇した圧力のピーク値と、圧縮行程初期での燃料噴射を行わない場合、即ち、燃焼室内で燃焼が生じずにピストンの上昇による圧縮のみの場合の圧力との差ΔＰに基づいて、燃焼室内に噴射された燃料のセタン価を測定する方法がある（例えば、特許文献２参照。）。尚、図４において、横軸はクランク角を表し、縦軸は筒内圧力を表している。また、実線は、圧縮行程初期（Ａの時期）に燃料噴射を行った場合の圧力の変化を表し、破線は、圧縮行程初期での燃料噴射を行わない場合の圧力の変化（即ち、燃料噴射はＢの時期のみの場合の圧力の変化）を表している。図４においては、Ｂの時期がメイン燃料噴射の時期である。
【０００６】
このように、内燃機関の運転に実際に使用された状態で燃料のセタン価を測定する場合、該内燃機関の運転中に燃焼室に噴射される燃料が燃焼したときの、燃焼室内の圧力変化や着火遅れ期間等に基づいて該燃料のセタン価が測定される。
【特許文献１】特開２００１−３２９９０５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７４１９号公報
【特許文献３】特開平３−１０５０４２号公報
【特許文献４】特開平５−２２３０２６号公報
【特許文献５】特開平５−１７２６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
内燃機関の運転中に燃焼室に噴射される燃料が燃焼したときの、燃焼室内の圧力変化や着火遅れ期間等に基づいて測定される燃料のセタン価は、燃料が噴射されたときの燃焼室の状態の影響を受けやすい。そのため、実際には同一のセタン価の燃料が噴射された場合であっても、内燃機関の運転状態に応じて、測定されるセタン価に差が生じる虞がある。
【０００８】
本発明は、内燃機関の運転に実際に使用された状態で、燃料のセタン価をより高精度で測定することが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための第１の発明は、内燃機関がフューエルカット状態にあるときに、燃焼室内に少量の燃料を噴射し、この燃料が着火するまでの期間に基づいて、燃料のセタン価を測定するものである。
【００１０】
より詳しくは、第１の発明に係る内燃機関の燃料セタン価測定方法は、
内燃機関がフューエルカット状態にあるときに、圧縮行程または膨張行程で燃焼室内に規定燃料量の燃料を噴射するセタン価測定燃料噴射を実行し、規定時期から、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火する着火時期までの期間に基づいて該燃料のセタン価を測定することを特徴とする。
【００１１】
フューエルカット状態とは、内燃機関の負荷に応じて行われる通常の燃料噴射が停止される、所謂フューエルカットが実行されている状態のことである。内燃機関がフューエルカット状態にあるときは、内燃機関の運転状態が燃焼室の状態に与える影響は小さくなるため、通常の燃料噴射が行われているときに比べて燃焼室はより安定した状態となる。
【００１２】
そして、本発明では、内燃機関がフューエルカット状態にあるときに、圧縮行程または膨張行程で燃焼室内に規定燃料量の燃料を噴射するセタン価測定燃料噴射が実行される。このセタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料は、燃焼室内がより安定した状態にあるときに燃焼することになる。従って、規定時期から該燃料が着火する着火時期までの期間は、該燃料のセタン価により依存したものとなる。また、内燃機関がフューエルカット状態にあるときは、通常の燃料噴射が行われているときよりも燃焼室の温度が低いため、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料の着火時期に対して該燃料のセタン価が与える影響はより大きくなる。
【００１３】
従って、本発明によれば、内燃機関の運転に実際に使用された状態で、燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【００１４】
尚、ここでの規定時期を、セタン価測定燃料噴射によって燃料が噴射された時期とし、所謂着火遅れ期間から燃料のセタン価を測定しても良い。また、この規定時期をピストンが上死点または下死点にある時期としても良い。
【００１５】
また、規定燃料量は、通常の燃料噴射時の燃料噴射量のように内燃機関の負荷に応じて変化するものではなく、該規定燃料量の燃料が燃焼室内で燃焼したときの内燃機関のトルクの変化量が許容範囲内となる量である。
【００１６】
規定燃料量をこのように制御することで、該規定燃料量の燃料が燃焼することのよるドライバビリティの悪化を抑制することが出来る。
【００１７】
また、燃焼室内において、噴射された燃料が着火すると熱発生量が増加する。そこで、本発明においては、内燃機関の燃焼室内での熱発生量と相関のある熱発生量パラメータを導出し、セタン価測定燃料噴射の実行後に熱発生量パラメータが規定上昇量以上上昇したときの上昇開始時点を、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料の着火時期としても良い。
【００１８】
ここで、規定上昇量とは、燃料の燃焼によって熱発生量パラメータが上昇したと判断できる上昇量であって、予め定められた値であっても良い。
【００１９】
上記課題を解決するための第２の発明は、内燃機関がフューエルカット状態にあるときに、燃焼室内に少量の燃料を噴射し、この燃料が着火したときの、燃焼室内での熱発生量と相関のある熱発生量パラメータの変化に基づいて、燃料のセタン価を測定するものである。
【００２０】
即ち、本発明に係る内燃機関の燃料セタン価測定方法は、内燃機関の燃焼室内での熱発生量と相関のある熱発生量パラメータを導出し、前記内燃機関フューエルカット状態にあるときに、圧縮行程または膨張行程で前記燃焼室内に規定燃料量の燃料を噴射するセタン価測定燃料噴射を実行し、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火したときの前記熱発生量パラメータの上昇率に基づいて該燃料のセタン価を測定することを特徴とする。
【００２１】
燃焼室に噴射された燃料のセタン価が高いほど該燃料の着火性は高いため、その着火遅れ期間は短くなる。そのため、燃料が着火したときの単位時間当たりの熱発生量は少なくなり、その結果、熱発生量パラメータの単位時間当たりの上昇量、即ち熱発生量パラメータの上昇率は低くなる。このことから、燃焼室内に噴射された燃料が着火して熱発生量パラメータが上昇し始めた時点での該熱発生量パラメータの上昇率に基づいて燃料のセタン価を測定することが出来る。
【００２２】
そして、上述したように、内燃機関がフューエルカット状態にあるときに実行されるセタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料は、燃焼室内がより安定した状態にあるときに燃焼することになる。従って、この燃料が着火したときの熱発生量パラメータの上昇率は、該燃料のセタン価により依存したものとなる。また、内燃機関がフューエルカット状態にあるときは、通常の燃料噴射が行われているときよりも燃焼室の温度が低いため、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火したときの熱発生量パラメータの上昇率に対して該燃料のセタン価が与える影響はより大きくなる。
【００２３】
従って、本発明によれば、第１の発明と同様、内燃機関の運転に実際に使用された状態で、燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【００２４】
尚、ここでの規定燃料量も、通常の燃料噴射時の燃料噴射量のように内燃機関の負荷に応じて変化するものではなく、該規定燃料量の燃料が燃焼室内で燃焼したときの内燃機関のトルクの変化量が許容範囲内となる量である。
【００２５】
また、第１及び第２の発明において、熱発生量パラメータが、燃焼室内の熱発生量の変化に応じて変化する物理量を検出するセンサの出力値に基づいて導出される場合、前記規定燃料量は、該規定燃料量の燃料が燃焼室内で燃焼したときの内燃機関のトルクの変化量が許容範囲内となる量であり、且つ、燃料が燃焼室内で燃焼していないときに導出される熱発生量パラメータが前記センサの出力値にノイズが生じることによって上昇したときの上昇量のピーク値より、該規定燃料量の燃料が燃焼室内で着火したときの熱発生量パラメータの上昇量のピーク値が大きくなる量である。
【００２６】
熱発生量パラメータがセンサの出力値に基づいて導出される場合、センサの出力値にはノイズがあるため、このノイズに起因して熱発生量パラメータが変動する。つまり、実際には熱発生量が上昇していない場合であっても該熱発生量パラメータが上昇する虞がある。
【００２７】
そこで、規定燃料量を上記のような量とすることで、熱発生量パラメータの上昇が、ノイズによるものであるのか、燃料の燃焼によるものなのかを区別出来るようにする。その
結果、内燃機関のトルクの変化を抑制しつつ、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料の着火をより正確に検出することが可能となる。
【００２８】
第１及び第２の発明においては、セタン価測定燃料噴射によって噴射される燃料が膨張行程後半に着火するタイミングでセタン価測定燃料噴射を実行するのが好ましい。
【００２９】
このようなタイミングでセタン価測定燃料噴射を実行することで、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料の燃焼による内燃機関のトルクの変化をより抑制することが出来る。
【００３０】
第１及び第２の発明において、セタン価測定燃料噴射を実行するときは、燃焼室に流入する吸入空気量を規定吸入空気量以下に減少させるのが好ましい。
【００３１】
吸入空気量が少なくなると燃焼室において燃料が燃焼しづらくなるため、セタン価に応じた燃料の着火性の違いがより顕著となる。そのため、上記のように吸入空気量を制御することで、燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【００３２】
第１及び第２の発明においては、セタン価測定燃料噴射は、フューエルカットと同時に実行しても良いが、フューエルカットが実行されてから規定時間経過後に実行するのが好ましい。
【００３３】
フューエルカット後、時間が経過するほど、フューエルカット前の内燃機関の運転状態が燃焼室の状態に与える影響は小さくなる。そのため、セタン価測定燃料噴射の実行時期を上記のように制御することで、該セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼するときの燃焼室の状態のばらつきを抑えることが出来る。従って、燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【００３４】
第１及び第２の発明において、内燃機関が複数の気筒を有する場合は、いずれか一の気筒のみにおいてセタン価測定燃料噴射を実行することで燃料のセタン価を測定しても良い。
【００３５】
気筒が複数ある場合、それぞれの気筒においてセタン価測定燃料噴射を実行すると、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することによる内燃機関のトルクの上昇が大きくなる虞がある。
【００３６】
そこで、上記のように、セタン価測定燃料噴射を、いずれか一の気筒にのみ実行するものとすると、内燃機関のトルクの上昇を抑制することが出来る。
【００３７】
また、このようにすることで、燃料の着火を検出するための装置を設ける場合に、この装置を設ける気筒をいずれか一のみとすることが出来る。
【００３８】
また、第１及び第２の発明においては、内燃機関が、燃焼室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃焼室の容積を検出する容積検出手段と、をさらに有している場合、燃焼室内の混合気の比熱比近傍の値を定数κとし、圧力検出手段によって検出される燃焼室内の圧力Ｐと、容積検出手段によって検出される燃焼室の容積Ｖをκ乗した値との積であるＰＶκを熱発生量パラメータとしても良い。
【００３９】
気体の状態方程式：ＰＶ＝ｎＲＴ（Ｐ：圧力、Ｖ：体積、ｎ：気体のモル数、Ｒ：気体定数（Ｊ／ｍｏｌ・Ｋ）、Ｔ：温度（Ｋ））から、断熱変化においてはＰＶκ＝一定となることがわかっている。そのため、燃焼室内において燃料の燃焼が生じたときのＰＶκの
変化は、該燃焼により生じたエネルギーに依存する。従って、ＰＶκは燃焼室内での熱発生量とより相関が高く、このＰＶκを熱発生量パラメータとして燃料のセタン価を測定することによって、より高精度で該燃料のセタン価を測定することが出来る。
【００４０】
尚、定数κは、燃焼室において形成される混合気の比熱比近傍の値であれば良く、予め定められた値としても良い。また、吸入空気量や燃料噴射量等に応じて変更するようにしても良い。
【００４１】
また、圧力検出手段によって検出される燃焼室内の圧力Ｐと容積検出手段によって検出される燃焼室の容積Ｖとの積（以下、ＰＶｒｅと称する）から、同一のクランク角で、燃焼室内において燃焼が生じずにピストンが移動するのみである場合の燃焼室内の圧力Ｐ´と燃焼室の容積Ｖ´との積（以下、ＰＶｂａｓｅと称する）を減算した値であるΔＰＶを熱発生量パラメータとしても良い。
【００４２】
燃焼室内において燃料の燃焼が生じた場合、ＰＶｒｅは、燃料の燃焼により生じたエネルギーとピストンによる圧縮によって生じたエネルギーとの和に応じた値となる。一方、ＰＶｂａｓｅは、ピストンによる圧縮によって生じたエネルギーに応じた値である。そのため、同一のクランク角においてＰＶｒｅからＰＶｂａｓｅを減算した値ΔＰＶは燃焼室での熱発生量とより相関が高い値となる。従って、このΔＰＶを熱発生量パラメータとして燃料のセタン価を測定することによって、より高精度で該燃料のセタン価を測定することが出来る。
【発明の効果】
【００４３】
本発明に係る内燃機関のセタン価測定方法によれば、内燃機関の運転に実際に使用された状態で、燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明に係る内燃機関の燃料セタン価測定方法の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４５】
＜内燃機関とその吸排気系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【００４６】
内燃機関１は、気筒２を有しており、気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室４には、吸気ポート５と排気ポート６とが開口している。吸気ポート５は吸気通路７と接続されており、排気ポート６は排気通路８と接続されている。吸気通路７にはスロットル弁２１が設けられている。
【００４７】
吸気ポート５および排気ポート６の燃焼室４への開口部は、それぞれ吸気弁９および排気弁１０によって開閉される。また、燃焼室４には、該燃焼室４内に燃料を噴射する燃料噴射弁１１が突出している。
【００４８】
さらに、吸気通路７には、該吸気通路７内を流通する吸入空気量に対応した電気信号を出力するエアフロメータ１２、及び、該吸気通路７内を流通する吸入空気の温度に対応した電気信号を出力する吸気温センサ１３が設置されている。また、内燃機関１には、燃焼室４内の圧力に対応した電気信号を出力する筒内圧センサ１４、及び、該内燃機関１のウォータージャケット内の冷却水温に対応した電気信号を出力する水温センサ１５、ピストン３とコンロッドを介して接続されたクランクシャフトの回転角に対応した電気信号を出
力するクランクポジションセンサ１６、燃料噴射弁１１に燃料を供給する燃料供給系に設けられ該燃料噴射弁１１から噴射される燃料の温度に対応した電気信号を出力する燃温センサ１７が設置されている。
【００４９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するためのＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、エアフロメータ１２、及び、吸気温センサ１３、筒内圧センサ１４、水温センサ１５、クランクポジションセンサ１６、さらに、アクセル開度に対応する電気信号を出力するアクセル開度センサ１８、及び、大気圧に対応する電気信号を出力する大気圧センサ１９等の各種センサが電気配線を介して接続されており、これらの出力信号がこのＥＣＵ２０に入力される。尚、クランクポジションセンサ１６からはクランクシャフトが１ｄｅｇ回転する毎に信号が出力される。
【００５０】
また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁１１及びスロットル弁２１が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。例えば、内燃機関１の運転中は、アクセル開度センサ１８の出力値から導出される内燃機関１の負荷に応じて燃料噴射弁１１からの通常の燃料噴射が実行される。そして、減速時のように内燃機関１に負荷がかからない場合はフューエルカットが実行される。
【００５１】
さらに、本実施例では、混合気の比熱比近傍の値を定数κとし、筒内圧センサ１４によって検出される燃焼室４内の圧力Ｐと、クランクポジションセンサ１６の検出値から算出される燃焼室４の容積Ｖをκ乗した値との積であるＰＶκが熱発生量パラメータとしてＥＣＵ２０によって算出される。ここで、定数κとしては、酸素の比熱比１．４が例示出来る。また、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１６から信号が規定回数出力される度に熱発生量パラメータＰＶκを算出する。例えば、クランクポジションセンサ１６から信号が出力される度に熱発生量パラメータＰＶκを算出しても良い。
【００５２】
＜燃料セタン価測定制御＞
次に、本実施例に係る、燃料のセタン価を測定するときの制御ルーチンについて、図２，３に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、規定時間毎に実行されるものである。また、例えば、内燃機関１の規定回数運転される毎や、車両が規定距離を走行する毎、給油毎に本ルーチンを実行しても良い。
【００５３】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、内燃機関１においてフューエルカットが実行されているか否かを判別する。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００５４】
Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、通常燃料噴射が停止された後、規定時間ｔ０以上の時間が経過したか否かを判別する。尚、ここでの規定時間ｔ０は、通常燃料噴射を行っていたときの内燃機関１の運転状態が与える燃焼室４の状態への影響が十分に小さくなると判断出来る時間であって、実験等によって予め定められた時間である。Ｓ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００５５】
Ｓ１０３において、ＥＣＵ２０は、セタン価測定燃料噴射を実行する条件が現時点で成立しているか否かを判別する。この条件としては、内燃機関１の機関回転数が規定回転数範囲（例えば、１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満）内のときや、吸気温センサ１３によって検出される吸入空気温度が規定温度範囲（例えば、４０℃以上８０℃未満）内の
とき、水温センサ１５によって検出される冷却水温度が規定水温範囲（例えば、８５℃以上９５℃未満）内のとき、燃温センサ１７によって検出される燃料温度が規定燃温範囲（例えば、４０℃以上６０℃未満）内のとき、大気圧センサ１９によって検出される大気圧が規定大気圧（例えば、９５ｋＰａ）より高いとき等が例示出来る。尚、セタン価の測定頻度を高くするためには、この条件は、内燃機関１が運転されているときの各条件において一般的なものである必要がある。また、本実施例では、熱発生量パラメータＰＶκはクランクポジションセンサ１６から信号が規定回数出力される度に算出され、また、後述するように、このＰＶκの変化に基づいてセタン価を測定する。そのため、機関回転数は高いほどＰＶκの算出間隔は短くなるため、セタン価測定燃料噴射を実行するときの機関回転数は高いほどセタン価測定の精度は高くなる。
【００５６】
Ｓ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００５７】
Ｓ１０４において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁２１の開度を小さくして吸入空気量を規定吸入空気量Ｇａ０以下に制御する。ここでの規定吸入空気量Ｇａ０は、セタン価測定燃料噴射によって噴射される燃料が燃焼可能な量であって、且つ可及的に少ない量とするのが好ましい。この規定吸入空気量Ｇａ０は実験等によって予め定められた量である。
【００５８】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５に進み、圧縮行程または膨張行程における規定時期にセタン価測定燃料噴射を実行すべく燃料噴射弁１１を制御する。また、このとき噴射される燃料量は予め定められた初期噴射量とする。
【００５９】
ここでの初期噴射量は、噴射された燃料が燃焼したときの内燃機関１のトルクの変化量が許容範囲内となる量であって実験等によって予め定められた量である。また、規定時期を、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が膨張行程後半に着火する時期とするのが好ましい。セタン価測定燃料噴射をこのようなタイミングで実行することで、噴射された燃料が燃焼したときの内燃機関１のトルクの上昇量を抑えることが出来る。
【００６０】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６に進み、セタン価測定燃料噴射実行後に、熱発生量パラメータＰＶκが上昇し、且つその上昇量のピーク値ΔＰＶκが規定上昇量ΔＱ０以上となった時期があるか否かを判別する。
【００６１】
本実施例では、筒内圧センサ１４によって検出される燃焼室４内の圧力Ｐと、クランクポジションセンサ１６の検出値から算出される燃焼室４の容積Ｖとから熱発生量パラメータＰＶκが算出される。しかしながら、筒内圧センサ１４やクランクポジションセンサ１６の出力値にはノイズがあるため、実際には燃焼室４内にて熱発生量が変化していない場合であっても、このノイズに起因してＰＶκが変動する場合がある。そのため、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼したときの燃焼室４での熱発生量の変化が小さい場合、ＰＶκの上昇が、燃料の燃焼によるものであるのか、各センサ１４，１６の出力値のノイズによるものなのかの区別が困難となる虞がある。
【００６２】
そこで、ここでは、セタン価測定燃料噴射実行後にＰＶκが上昇したときの該ＰＶκの上昇量のピーク値ΔＰＶκを算出し、このΔＰＶκが予め定められた規定上昇量ΔＱ０以上となる時期があるか否かを判別する。ここでの規定上昇量ΔＱ０は、ＰＶκの上昇量のピーク値ΔＰＶκが該規定上昇量ΔＱ０以上であれば、ＰＶκの上昇はノイズによるものではなく、燃料の燃焼によるものであると判断出来る閾値である。この規定上昇量ΔＱ０は、実験等によって予め定められた値である。
【００６３】
Ｓ１０６において、肯定判定された場合は、セタン価測定燃料噴射によって噴射された
燃料が燃焼することによってＰＶκが上昇し始めた時期を検出することが出来る、即ち、該燃料の着火時期を検出することが出来る。この場合、ＥＣＵ２０はＳ１０７に進む。
【００６４】
一方、Ｓ１０６において、否定判定された場合、現時点では、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料の着火時期の検出が困難である。そのため、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０８に進み、噴射量を増量してセタン価測定燃料噴射を再度実行する。このときのセタン価測定燃料噴射の実行タイミングはＳ１０５における実行タイミングと同様である。
【００６５】
Ｓ１０８にて、噴射量を増量してセタン価測定燃料噴射を実行すると、噴射された燃料が燃焼することによるＰＶκの上昇量が大きくなる。その後、ＥＣＵ２０はＳ１０６に戻る。Ｓ１０６及びＳ１０８を繰り返すことによって、セタン価測定燃料噴射による燃料の噴射量を、ΔＰＶκが該規定上昇量ΔＱ０以上となるまで徐々に増加させる。尚、セタン価測定燃料噴射の噴射量を増加させる場合であっても、その噴射量は、噴射された燃料が燃焼したときの内燃機関１のトルクの変化量が許容範囲内となる量以内とする。
【００６６】
Ｓ１０７において、ＥＣＵ２０は、セタン価測定燃料噴射実行後にＰＶκが規定上昇量ΔＱ０以上上昇したときの上昇開始時期を着火時期として、セタン価測定燃料噴射後の着火遅れ期間Δｔｄを導出する。そして、このΔｔｄの算出を規定回数繰り返し、その平均値Δｔｄａｖｅを算出する。
【００６７】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０９に進み、セタン価測定燃料噴射実行時の条件が基準条件である場合の値となるようにΔｔｄａｖｅを補正して補正着火遅れ期間Δｔｄｃを導出する。
【００６８】
つまり、Ｓ１０３において成立しているか否かを判別するセタン価測定燃料噴射実行条件の各条件には一定の幅がある。一方、後述するＳ１１０において、着火遅れ期間からセタン価を導出するために使用される、着火遅れ期間とセタン価との関係を示すマップは、セタン価測定燃料噴射をある規定の条件のときに実行した場合の両者の関係を示すものである。そこで、前記マップにある着火遅れ期間とセタン価との関係が成立する規定の条件を基準条件とし、Δｔｄａｖｅが導出されたときのセタン価測定燃料噴射実行時の条件を基準条件とした場合の値となるようにΔｔｄａｖｅを補正する。
【００６９】
ここでは、セタン価測定燃料噴射条件における各条件（例えば、機関回転数、冷却水温度、吸気温度、吸入空気量、大気圧、燃料温度等）が基準条件から変化した場合の着火遅れ期間の変化を予め実験等によって求めて、この基準条件からの変化と着火遅れ期間の変化との関係をＭＡＰとして記憶しておき、このＭＡＰに基づいてΔｔｄａｖｅの補正を行っても良い。
【００７０】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１０に進み、予め記憶されている着火遅れ期間とセタン価との関係を示す前記マップに、補正着火遅れ期間Δｔｄｃを代入して燃料のセタン価を導出する。
【００７１】
上記説明した制御ルーチンにおいては、内燃機関１がフューエルカット状態にあるとき、即ち、燃焼室４内の状態がより安定しており、また、通常の燃料噴射が行われているときよりも燃焼室４の温度が低いときに、燃焼室４内に噴射された燃料の着火遅れ期間から燃料のセタン価が導出される。つまり、燃料のセタン価により依存した状態にあるときの着火遅れ期間から燃料のセタン価が測定される。
【００７２】
従って、本実施例によれば、内燃機関１の運転に実際に使用された状態で、燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【００７３】
また、セタン価測定燃料噴射は、フューエルカットが実行されてから規定時間ｔ０経過後に実行されるため、このときに噴射された燃料が燃焼するときの燃焼室４の状態のばらつきを抑えることが出来る。その結果、着火遅れ期間からの燃料のセタン価の測定をより高精度で行うことが出来る。
【００７４】
さらに、吸入空気量を規定吸入空気量Ｇａ０以下としてセタン価測定燃料噴射を実行することで、セタン価に応じた燃料の着火性の違いがより顕著となるようにすることが出来る。
【００７５】
また、本実施例によれば、セタン価測定燃料噴射による噴射量を、噴射された燃料の燃焼による内燃機関１のトルクの変化が許容範囲内となる量であって、且つ、噴射された燃料が燃焼したときの熱発生量パラメータＰＶκの上昇量ΔＰＶκが規定上昇量ΔＱ以上となる量とする。そのため、内燃機関１のトルクの変化を抑制しつつ、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料の着火をより正確に検出することが可能となる。
【００７６】
また、本実施例によれば、燃焼室４で燃料の燃焼が生じたときの熱発生量と相関が高いＰＶκの変化から着火遅れ期間を導出する。そのため、より高精度で着火遅れ期間を導出することが出来、その結果、より高精度で燃料のセタン価を測定することが出来る。
【００７７】
尚、本実施例においては、セタン価測定燃料噴射後に噴射された燃料が着火したときの上昇率ｄＰＶκ／ｄθの大きさに基づいて、噴射された燃料のセタン価を測定しても良い。
【００７８】
つまり、上述したように、セタン価測定燃料噴射実行後にＰＶκが規定上昇量ΔＱ以上上昇したときの上昇開始時期が燃料の着火時期であると判断出来る。そして、このときに、ＰＶκが上昇し始めた時点におけるｄＰＶκ／ｄθは、燃料のセタン価が高いほど低くなる。従って、このときのｄＰＶκ／ｄθに基づいて燃料のセタン価を測定することが出来る。
【００７９】
ｄＰＶκ／ｄθとセタン価との関係を予め実験等によって求めておき、これらの関係をマップとしてＥＣＵ２０に記憶しておいてもよい。そして、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が着火したときのｄＰＶκ／ｄθをこのマップに代入してセタン価を導出する場合であっても、着火遅れ期間の場合と同様、該マップにあるｄＰＶκ／ｄθとセタン価との関係が成立する規定の条件を基準条件とし、ｄＰＶκ／ｄθが導出されたときのセタン価測定燃料噴射実行時の条件を基準条件とした場合の値となるようにｄＰＶκ／ｄθを補正する。
【００８０】
また、内燃機関１が気筒２を複数有する多気筒内燃機関である場合、セタン価測定燃料噴射をいずれか一の気筒にのみ行って燃料のセタン価を測定しても良い。この場合、セタン価測定燃料噴射を複数の気筒に行う場合よりも、セタン価測定燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することによる内燃機関１のトルクの上昇を抑えることが出来る。また、筒内圧センサ１４を設ける気筒をいずれか一のみとすることが出来る。
【００８１】
＜変形例＞
本実施例においては、筒内圧センサ１４によって検出される燃焼室４内の圧力Ｐと、クランクポジションセンサ１６の検出値から算出される燃焼室４の容積Ｖとの積をＰＶｒｅとし、燃焼室４内において燃焼が生じずにピストン３が移動するのみである場合の燃焼室４内の圧力Ｐ´と燃焼室４の容積Ｖ´との積をＰＶｂａｓｅとしたときに、同一のクランク角においてＰＶｒｅからＰＶｂａｓｅを減算した値ΔＰＶを熱発生量パラメータとして
ＰＶκの代わりに用いてもよい。
【００８２】
燃焼室４内で燃焼が生じていないときは、ＰＶｒｅとＰＶｂａｓｅは同一の値となる。しかしながら、燃焼室４内で燃料が燃焼すると、ＰＶｒｅは、燃料の燃焼により生じたエネルギーとピストン３による圧縮によって生じたエネルギーとの和に応じた値となる。一方、ＰＶｂａｓｅは、ピストン３による圧縮によって生じたエネルギーに応じた値である。従って、同一のクランク角においてＰＶｒｅからＰＶｂａｓｅを減算した値ΔＰＶは、燃料の燃焼により生じたエネルギーに応じた値となる。
【００８３】
このように、前記ＰＶκと同様、ΔＰＶも燃焼室４での熱発生量との相関が高いため、燃焼室４での燃料の燃焼によるΔＰＶの変化はＰＶκとほぼ同様となる。従って、このΔＰＶを熱発生量パラメータとすることで、上記のようにＰＶκを熱発生量パラメータとした場合と同様の方法により、燃焼室４内に噴射された燃料のセタン価をより高精度で測定することが出来る。
【００８４】
また、このような場合、ＰＶｂａｓｅを実験等によって求めてＥＣＵ２０に予め記憶しておいても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図
【図２】本発明の実施例に係る、燃料のセタン価を測定するときの制御ルーチンの前半を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例に係る、燃料のセタン価を測定するときの制御ルーチンの後半を示すフローチャート。
【図４】燃焼室内において燃料の燃焼が生じた場合および生じていない場合における、燃焼室内の圧力の変化を示す図。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・ピストン
４・・・燃焼室
７・・・吸気通路
１１・・燃料噴射弁
１２・・エアフロメータ
１３・・吸気温センサ
１４・・筒内圧センサ
１５・・水温センサ
１６・・クランクポジションセンサ
１７・・燃温センサ
１８・・アクセル開度センサ
１９・・大気圧センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・スロットル弁
【図１】
2005344557.tif 000003
【図２】
2005344557.tif 000004
【図３】
2005344557.tif 000005
【図４】
2005344557.tif 000006