(57)【要約】【課題】燃料の性状ばらつきが存在する場合にも適正なる燃焼制御を実現する。【解決手段】ディーゼル機関であるエンジン１０は、燃焼室１１ｂ内に燃料を噴射するインジェクタ１７を備えている。ＥＣＵ４０は、燃料の動粘度を取得する動粘度取得手段と、前記動粘度取得手段により取得した動粘度に基づいて、前記燃料の蒸留性状であるＴ９０を算出する蒸留性状算出手段と、前記蒸留性状算出手段により算出した前記蒸留性状に基づいて、インジェクタ１７から燃焼室１１ｂに噴射される燃料の燃焼に関する燃焼制御を実施する制御手段と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（１１ｂ）内に燃料を噴射する燃料噴射弁（１７）を備えるディーゼル機関（１０）を制御する制御装置（４０）であって、
前記燃料の動粘度を取得する動粘度取得手段と、
前記動粘度取得手段により取得した動粘度に基づいて、前記燃料の蒸留性状を算出する蒸留性状算出手段と、
前記蒸留性状算出手段により算出した前記蒸留性状に基づいて、前記燃料噴射弁から前記燃焼室に噴射される燃料の燃焼に関する燃焼制御を実施する制御手段と、
を備えることを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項２】
前記蒸留性状算出手段は、前記蒸留性状として燃料の９０％容量留出温度又はそれに相関するパラメータを算出するものである請求項１に記載のディーゼル機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料の燃焼状態、密度、誘電率、光屈折率の少なくともいずれか１つを含む付加パラメータを取得するパラメータ取得手段を備え、
前記蒸留性状算出手段は、前記動粘度取得手段により取得した動粘度と、前記パラメータ取得手段により取得した付加パラメータとに基づいて、前記燃料の蒸留性状を算出する請求項１又は２に記載のディーゼル機関の制御装置。
【請求項４】
前記蒸留性状算出手段により算出した前記蒸留性状に基づいて、前記燃料が、標準的な性状の燃料を想定した通常燃焼制御を実施する場合に排出されるすすの量が所定量よりも多くなる高スモーク燃料であるか否かを判定するすす量判定手段を備え、
前記制御手段は、前記燃料が高スモーク燃料であると判定された場合に、前記燃焼制御としてスモーク抑制のためのスモーク抑制制御を実施する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディーゼル機関の制御装置。
【請求項５】
前記蒸留性状算出手段により算出した前記蒸留性状に基づいて、前記燃焼室内における燃料の所定の燃焼位置を算出する燃焼位置算出手段と、
前記燃焼位置算出手段により算出した前記燃焼位置が、前記燃料噴射弁の先端を基準として定められた所定距離範囲に入っているか否かを判定する燃焼位置判定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記燃焼位置が前記所定距離範囲に入っていないと判定された場合に、前記燃焼制御として、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である噴射圧を増加又は減少させる噴射圧制御と、前記燃焼室内への吸入空気の圧力である吸気圧を増加又は減少させる吸気圧制御との少なくともいずれかを実施する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディーゼル機関の制御装置。
【請求項６】
前記蒸留性状算出手段により算出した前記蒸留性状に基づいて、標準的な性状の燃料を使用する場合における標準着火時期に対する着火時期の変化量を算出する着火時期算出手段を備え、
前記制御手段は、前記燃焼制御として、前記着火時期の変化量に基づいて前記燃料噴射弁の噴射時期を進角側又は遅角側にシフトさせる噴射時期制御を実施する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディーゼル機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル機関を制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼル機関に用いる燃料の性状に関する技術として、燃料のセタン価に基づいた燃焼制御を実施するため、セタン価を高精度に検出する種々の装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載の燃料性状検出装置は、あらかじめ規定された２つの水準の噴射量をそれぞれ噴射させるように特定噴射を実施し、変更感度を算出している。そして、変更感度と燃料のセタン価との対応関係を用いて、燃料のセタン価を検出している。変更感度は、２つの水準の噴射量の変化分である変更量に対する変更物理量の割合を表すものであり、変更物理量は、２つの水準の噴射量の変化分に対応した燃焼状態を特定可能な物理量である特定量の変化量である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料のセタン価は燃料性状を表す一つの指標であるが、セタン価では判別できない燃料性状もある。そのため、セタン価に応じた燃焼制御を実施するだけでは、内燃機関の筒内における燃焼領域が燃焼室の壁面近傍に集中することによる冷却損失や、すす等のエミッションの増加を抑制できないおそれがある。
【０００５】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、燃料の性状ばらつきが存在する場合にも適正なる燃焼制御を実現することができるディーゼル機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００７】
本発明の制御装置は、燃焼室（１１ｂ）内に燃料を噴射する燃料噴射弁（１７）を備えるディーゼル機関（１０）を制御するものである。制御装置は、前記燃料の動粘度を取得する動粘度取得手段と、前記動粘度取得手段により取得した動粘度に基づいて、前記燃料の蒸留性状を算出する蒸留性状算出手段と、前記蒸留性状算出手段により算出した前記蒸留性状に基づいて、前記燃料噴射弁から前記燃焼室に噴射される燃料の燃焼に関する燃焼制御を実施する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ディーゼル機関に用いられる燃料は性状のばらつき幅が大きく、蒸留性状にもばらつきがあると考えられる。ディーゼル燃料の蒸留性状を示す指標としては、９０％容量留出温度であるＴ９０や、５０％容量留出温度であるＴ５０が知られている。また、蒸留性状は、燃料の蒸発の程度（揮発性）を示す指標であり、換言すると燃え易さを示す指標である。ここで、本発明者は燃料の動粘度と蒸留性状とに所定の相関があることに着眼し、エンジンシステムにおいて取得可能なパラメータである動粘度に基づいて燃料の蒸留性状を算出し、その蒸留性状に基づいて燃焼制御を実施する構成とした。この場合、燃料の燃え易さを考慮しつつ適正な燃焼制御を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ディーゼル機関及びその周辺構成を示す模式図。
【図２】燃料密度及びセタン価に対する燃料の分布を示す分布図。
【図３】動粘度とＴ９０との関係を示す図。
【図４】すす量とＴ９０との関係を示す図。
【図５】エンジンの燃焼制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】着火遅れ時間とＴ９０との関係を示す図。
【図７】炭化水素の単一組成の沸点を示す図。
【図８】燃焼先端位置とＴ９０との関係を示す図。
【図９】第２実施形態における燃焼制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態における燃焼制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】着火遅れ時間とＴ９０との関係を示す図。
【図１２】Ｔ９０と曇り点との関係を示す図。
【図１３】コモンレールシステムの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、車両用のディーゼル機関を制御する制御装置を具現化した各実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、ディーゼル機関であるエンジン１０の概要について説明する。エンジン１０は、例えば直列４気筒ディーゼル機関であり、同図では１つの気筒（シリンダ）のみを示している。同図に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１１、ピストン１２、シリンダヘッド１３、吸気通路１４、排気通路１５、吸気弁１６、インジェクタ１７、排気弁１８、ＶＶＴ２１、ＥＧＲ装置２６等を備えている。
【００１２】
シリンダブロック１１には、４つのシリンダ１１ａが形成されている。各シリンダ１１ａには、それぞれピストン１２が往復動可能に収容されている。シリンダブロック１１には、シリンダヘッド１３が組み付けられている。ピストン１２の上面にはキャビティ（凹部）が形成されており、そのキャビティにより燃焼室１１ｂが形成されている。
【００１３】
吸気通路１４は、吸気マニホールド及びシリンダヘッド１３内の通路として形成されており、各シリンダ１１ａに接続されている。エンジン１０のクランクシャフト（図示略）の回転により、カムシャフト１９Ａ，１９Ｂが回転する。カムシャフト１９Ａの回転に基づいて各吸気弁１６が駆動され、各吸気弁１６の駆動に応じて燃焼室１１ｂ内に吸気が流入する。ＶＶＴ２１（可変バルブタイミング装置）は、クランクシャフトとカムシャフト１９Ａとの回転位相を調整することで、吸気弁１６の開閉タイミングを可変とする。
【００１４】
排気通路１５は、排気マニホールド及びシリンダヘッド１３内の通路として形成されており、各シリンダ１１ａに接続されている。カムシャフト１９Ｂの回転に基づいて各排気弁１８が駆動され、各排気弁１８の駆動に応じて燃焼室１１ｂから排気が排出される。
【００１５】
コモンレール２０（蓄圧容器）は燃料を蓄圧状態で保持する。燃料は、図示しない燃料ポンプにより高圧状態に加圧されてコモンレール２０に圧送される。インジェクタ１７（燃料噴射弁）は、コモンレール２０内に蓄圧状態で保持された燃料を、燃焼室１１ｂ内に噴射する。インジェクタ１７は、ノズルニードルに閉弁方向に圧力を加える制御室の燃料圧力を制御することにより、開弁期間を制御する公知の電磁駆動式又はピエゾ駆動式の弁である。電磁駆動式又はピエゾ駆動式のアクチュエータへの通電時間により開弁期間が制御され、インジェクタ１７の開弁期間が長くなるほど、噴射される噴射量は多くなる。
【００１６】
ＥＧＲ装置２６（排気再循環装置）は、ＥＧＲ通路２７及びＥＧＲバルブ２８を備えている。ＥＧＲ通路２７は、排気通路１５と吸気通路１４とを接続している。ＥＧＲ通路２７には、ＥＧＲ通路２７を開閉するＥＧＲバルブ２８が設けられている。ＥＧＲ装置２６は、ＥＧＲバルブ２８の開度に応じて、排気通路１５内の排気の一部を吸気通路１４内に導入する。
【００１７】
エンジン１０の吸気行程において吸気通路１４を通じてシリンダ１１ａ内に空気が吸入され、圧縮行程においてピストン１２により空気が圧縮される。圧縮上死点付近でインジェクタ１７によりシリンダ１１ａ内（燃焼室１１ｂ内）に燃料が噴射され、燃焼行程において噴射された燃料が自着火して燃焼される。排気行程においてシリンダ１１ａ内の排気が、排気通路１５を通じて排出される。排気通路１５内の排気の一部は、ＥＧＲ装置２６により吸気通路１４内の吸気に導入される。
【００１８】
エンジン１０には、筒内圧センサ３１が設けられている。筒内圧センサ３１は、シリンダ１１ａ内の圧力（筒内圧）を検出する。筒内圧センサ３１は、全てのシリンダ１１ａに設置されている必要はなく、少なくとも１つのシリンダ１１ａに設定されていればよい。エンジン１０の燃料タンク（図示略）には、燃料密度センサ３２、動粘度センサ３３及び燃料量センサ３４が設けられている。燃料密度センサ３２は、インジェクタ１７に供給される燃料の密度を検出する。燃料密度センサ３２は、例えば固有振動周期測定法に基づいて燃料の密度を検出する。動粘度センサ３３は、例えば細管粘度計や、細線加熱法に基づく動粘度計であり、燃料タンク内の燃料の動粘度を検出する。燃料量センサ３４は、燃料タンク内の燃料の量を検出する。なお、燃料密度センサ３２及び動粘度センサ３３は、ヒータを備えており、ヒータにより所定温度に燃料を加熱した状態で燃料の密度及び動粘度をそれぞれ検出する。
【００１９】
ＥＣＵ（Electric Control Unit）４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、記憶装置４１等を備える周知のマイクロコンピュータであり、エンジン１０を制御する制御装置に相当する。ＥＣＵ４０には、車両において異常が生じた場合にその旨をドライバ等に報知する報知装置５０が接続されている。報知装置５０は、例えば車室内に設けられたスピーカやディスプレイである。
【００２０】
ＥＣＵ４０は、クランク角センサ、冷却水温センサ、アクセル開度センサ、筒内圧センサ３１、燃料密度センサ３２、動粘度センサ３３、燃料量センサ３４等の各種センサの検出値に基づいて、インジェクタ１７、ＶＶＴ２１、ＥＧＲ装置２６等を制御する。詳しくは、標準的な性状の燃料を想定して燃料の燃焼状態が最適となるように、エンジン１０の運転状態に応じてインジェクタ１７、ＶＶＴ２１、及びＥＧＲ装置２６の制御状態があらかじめ適合されている。ＥＣＵ４０は、各種センサの検出値に基づいて、適合された制御状態（通常燃焼制御）となるように各装置を制御する。ＥＣＵ４０は、インジェクタ１７により、少なくともパイロット噴射及びメイン噴射を含む多段噴射を実施する。
【００２１】
また、ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムをＣＰＵが実施することにより、動粘度取得手段、蒸留性状算出手段、制御手段、パラメータ取得手段、すす量判定手段の各機能を実現する。
【００２２】
図２は、燃料密度及びセタン価に対する燃料の分布を示す分布図である。同図に示すように、エンジン１０に用いられる燃料は、JIS K2204規格により２号に分類されるＪＩＳ２号軽油付近を中心として、大きくは灯油側とＡ重油側へ分布している。灯油に近付くほど軽質成分を多く含む軽質燃料となり、Ａ重油に近付くほど重質成分を多く含む重質燃料となる。軽質成分を多く含むほど燃料密度が小さくなり、重質成分を多く含むほど燃料密度が大きくなっている。また、ＪＩＳ２号軽油から灯油に近付くほどセタン価が低くなり、ＪＩＳ２号軽油からＡ重油に近付くほどセタン価が低くなっている。
【００２３】
すなわち、セタン価が同一の値であっても、軽質燃料に相当する場合と、重質燃料に相当する場合とがある。軽質燃料は、着火性が悪いが燃焼時にすすは発生しにくい。重質燃料は、軽質燃料と同様に着火性が悪いのに加え、燃焼時にすすが発生し易い。すすは、燃焼時の酸素不足により不完全燃焼を起こして生じる炭素を主とした微粒子である。よって、セタン価は着火性を表す指標ではあるが、燃焼性を的確に表す指標としては不十分である。そのため、セタン価に応じて、燃料の噴射量や、吸気弁１６の開閉タイミング、ＥＧＲ量（排気再循環量）を抑制したとしても、燃料の燃焼を適切に制御できないおそれがある。
【００２４】
ここで、本発明者は、燃焼制御に用いるパラメータとして、燃料の蒸留性状を表すＴ９０（９０％容量留出温度〔℃〕）に着目した。つまり、燃料のＴ９０が相違すると、燃料の蒸発のし易さ（揮発性）に違いが生じ、結果として燃料の燃え易さにも影響が及ぶことから、Ｔ９０に基づいてエンジン１０の燃焼制御を実施することとしている。
【００２５】
また、本発明者は、燃料のＴ９０と動粘度とに相関があることに着目した。そして、燃料の動粘度を検出するとともに、その動粘度に基づいてＴ９０を算出することとした。詳しくは、動粘度とＴ９０とには図３に示す相関があり、その相関では、動粘度が大きいほどＴ９０が大きくなる関係が定められている。この場合、燃料の動粘度は、燃料タンク内に設けた動粘度センサ３３により計測可能な情報であり、自動車等の車両の使用に際して必要に応じて動粘度を取得（把握）することが可能となっている。それゆえ、車両においてＴ９０の算出が可能となっている。
【００２６】
図４は、すす量とＴ９０との関係を示す図である。すす量は、標準的な性状の燃料を想定した通常燃焼制御を実施した場合に排出されるすす量である。図４では、Ｔ９０が所定範囲Ａ１に対して低温側又は高温側にずれることで、すす量が所定量Ｂ１よりも多くなるといった関係が定められている。すす量が所定量Ｂ１よりも少ないことは、低スモーク燃料を使用していることを意味し、すす量が所定量Ｂ１よりも多いことは、高スモーク燃料を使用していることを意味する。
【００２７】
本実施形態では、Ｔ９０に基づいて燃料が高スモーク燃料であるか否かを判定し、燃料が高スモーク燃料であると判定された場合に、燃焼制御としてスモーク抑制のためのスモーク抑制制御を実施することとしている。
【００２８】
次に、エンジン１０の燃焼制御の処理手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ４０が所定の周期で繰り返し実施する。
【００２９】
まず、燃料性状を検出する実施条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１０）。具体的には、実施条件は、給油が行われたこと、エンジン回転速度が一定であること、エンジン１０の暖機が完了して冷却水の温度が所定温度（例えば８０℃）よりも高くなっていること等である。実施条件は、給油が行われ且つエンジン１０が安定状態であることを含む。給油が行われたか否かは、燃料量センサ３４により検出された燃料量に基づいて判定し、エンジン回転速度が一定であるか否かは、クランク角センサにより検出された回転速度に基づいて判定する。また、冷却水の温度が所定温度よりも高くなっているか否かは、冷却水温センサにより検出された温度に基づいて判定する。なお、燃料量センサ３４により検出された燃料量が前回の検出時よりも所定以上増加した場合に給油が行われたと判定し、その給油から所定時間経過した時点、又は車両走行距離が所定距離に達した時点で、残燃料と給油燃料が混合して性状が安定し給油直後でない状態になったと判定する。
【００３０】
燃料性状を検出する実施条件が成立していないと判定した場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、本処理を終了する。一方、燃料性状を検出する実施条件が成立していると判定した場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、熱発生率の時間変化を算出する（Ｓ１１）。このとき、筒内圧センサ３１により検出された筒内圧の上昇速度から、ピストン１２の圧縮による筒内圧の上昇速度分を差し引いた、圧力Ｐの上昇速度ｄＰ／ｄｔの時間変化を示す波形を算出する。続いて、Ｓ１１で算出した燃料発生率の時間変化、すなわち圧力Ｐの上昇速度ｄＰ／ｄｔの波形に基づいて、燃焼室１１ｂ内における着火遅れ時間を算出する（Ｓ１２）。着火遅れ時間は、噴射開始から着火までの遅れ時間であり、燃料の燃焼状態を示す付加パラメータに相当する。
【００３１】
続いて、動粘度センサ３３により検出した動粘度を取得する（Ｓ１３）。次に、燃料の動粘度と着火遅れ時間とを演算パラメータにして、燃料のＴ９０を算出する（Ｓ１４）。このとき、動粘度とＴ９０とが図３の関係を有し、かつ着火遅れ時間とＴ９０とが図６の関係を有していることを利用し、これらの関係に基づき定められたマップや相関関数を用いて燃料のＴ９０を算出する。マップや相関関数は適合等により定められ、記憶装置４１にあらかじめ記憶されている（後述の各関係も同様）。なお、Ｔ９０の演算パラメータとして着火遅れ時間を用いず、動粘度に基づいてＴ９０を算出することも可能である。
【００３２】
続いて、例えば図４の関係を用い、Ｓ１４で算出した燃料のＴ９０が、所定範囲Ａ１に入っているか否かを判定する（Ｓ１５）。燃料のＴ９０が所定範囲Ａ１に入っている場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、燃料が低スモーク燃料であると判定し（Ｓ１６）、通常の燃焼制御を行う（Ｓ１７）。具体的には、各種センサの検出値に基づいて、あらかじめ適合された制御状態となるように、インジェクタ１７による燃料の噴射量、ＶＶＴ２１による吸気弁１６の開閉タイミング、及びＥＧＲ装置２６によるＥＧＲ弁の開度（ＥＧＲ量）を制御する。以上で本処理を終了する。
【００３３】
一方、燃料のＴ９０が所定範囲Ａ１に入っていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、燃料が高スモーク燃料であると判定し（Ｓ１８）、通常の燃料制御からスモーク抑制制御に切り替え（Ｓ１９）、本処理を終了する。
【００３４】
スモーク抑制制御としては、燃料が燃焼される際における燃焼状態を改善すべく新気量（燃焼室内の酸素量）を増加させる処理や、噴射圧を増加させる処理を実施する。具体的には、新気量を増加させる処理として、通常燃焼制御と比較して、ＥＧＲ装置２６によるＥＧＲバルブ２８の開度を減少させる処理、ＶＶＴ２１により吸気圧を増加させる処理を実施する。また、噴射圧を増加させる処理として、燃料ポンプによりコモンレール２０内の燃料圧力を増加させる処理を実施する。また、スモーク抑制制御として、インジェクタ１７による燃料のメイン噴射の後に燃料を噴射させるアフター噴射を実施してもよい。これら各処理は少なくともいずれか１つが実施されればよい。スモーク抑制制御は、燃焼制御が次に切り替えられるまで継続する。
【００３５】
なお、燃料のＴ９０が所定範囲Ａ１に入っていない場合には、異常燃料であることが記憶装置４１に記憶されるとともに、スピーカやディスプレイ等の報知装置５０を用い、燃料が異常である旨の警告が実施される（Ｓ１９）。
【００３６】
以上説明した第１実施形態によれば以下の効果を奏する。
【００３７】
ディーゼル機関に用いられる燃料は性状のばらつき幅が大きく、蒸留性状にもばらつきがあると考えられる。燃料の蒸留性状を示すＴ９０は、燃料の蒸発の程度（揮発性）を示す指標であり、換言すると燃え易さを示す指標である。ここで、本発明者は燃料の動粘度とＴ９０とに所定の相関があることに着眼し、車載エンジンシステムにおいて算出可能なパラメータである動粘度に基づいて燃料のＴ９０を算出し、そのＴ９０に基づいて燃焼制御を実施する構成とした。この場合、燃料の燃え易さを考慮しつつ適正な燃焼制御を実施できる。
【００３８】
蒸留性状としてＴ９０（燃料が９０％蒸発する温度）を算出する構成としたため、車両において給油が繰り返し行われることで異なる性状の燃料が混ざり合うことを想定しても、適正な燃焼制御を実現することが可能となる。つまり、異なる性状の燃料が混ざり合っている状況にあっては、蒸留性状としていずれのパラメータを用いるかで燃焼制御の結果に差異が生じる。この点、蒸留性状パラメータとしてＴ９０を用いることで、これ以外にＴ５０等を用いる場合に比べて、燃料性状を適正に把握でき、ひいては適正なる燃焼制御を実現できる。
【００３９】
燃料の動粘度に基づいてＴ９０を算出する場合、そのＴ９０の算出値には種々の要因によるばらつきが存在することが考えられる。この点、燃料の動粘度に加えて、燃料の燃焼状態パラメータである着火遅れ時間を用い、それら動粘度と着火時期時間とに基づいて燃料のＴ９０を算出する構成にしたため、Ｔ９０の算出精度を高めることができる。これにより、燃焼制御の精度を向上させることができる。
【００４０】
ちなみに、図７に示すように、炭化水素の沸点は炭素数によりほぼ決まる一方、動粘度と炭素数との関係においては炭素数が多いほど動粘度が高くなる。また、直鎖よりも環構造の方が同炭素数でも動粘度が高くなる。そのため、分子構造の差異は動粘度からＴ９０を推定する際の誤差要因となりうる。したがって、動粘度以外の物性値を考慮することでＴ９０の算出精度の向上を図ることができる。
【００４１】
蒸留性状であるＴ９０は燃え易さを表す指標であり、そのＴ９０によれば、燃料がすすの排出量が増加し易い高スモーク燃料であるか否かの判定が可能となる。そして、燃料が高スモーク燃料と判定された場合に、標準的な性状の燃料を想定した通常燃料制御から、すすの排出量を抑制するスモーク抑制制御に切り替えるようにした。これにより、燃料がすすの排出量が増加し易い高スモーク燃料である場合でも、すすの排出量を抑制することができる。
【００４２】
燃料のＴ９０が所定範囲Ａ１に入っていない場合に、異常燃料であることを記憶装置４１に記憶する構成にしたため、事後的にエンジン１０に不具合が発生しても不具合の原因を特定できる。また、報知装置５０を用いて燃料が異常である旨の警告を実施する構成にしたため、ドライバは燃料が異常燃料であることを把握し対処できる。
【００４３】
（第２実施形態）
第２実施形態では、燃料のＴ９０に基づいて、燃焼室１１ｂ内における燃料の燃焼先端位置を算出し、その燃焼先端位置に応じて燃焼制御を行う。以下、第２実施形態に係る燃焼制御について説明する。
【００４４】
本発明者は、燃料のＴ９０と燃焼室１１ｂ内における燃焼先端位置とに相関があることに着目した。そして、燃料のＴ９０を算出するとともに、そのＴ９０に基づいて燃焼先端位置を算出することとした。燃焼先端位置は、インジェクタ先端部を基準として燃焼領域の先端部までの離間距離であり、この燃焼先端位置が大きいほど、インジェクタ先端部から離れた位置で燃焼が行われることを意味する。詳しくは、燃料のＴ９０と燃焼先端位置とには図８に示す相関があり、その相関では、Ｔ９０が高温であるほど、燃焼先端位置が大きくなる（すなわちインジェクタ先端部から離れる）関係が定められている。
【００４５】
ここで、燃焼先端位置が燃焼室１１ｂの壁面に近い場合は、燃焼領域が燃焼室１１ｂの壁面近傍に集中して冷却損失が大きくなり、燃費が悪化するおそれがある。また、燃焼先端位置がインジェクタ先端部に近い場合は、燃焼領域がインジェクタ先端近傍に集中して、燃料が燃焼される際に用いられる酸素が不足し、燃費が悪化するおそれがある。そこで、第２実施形態では、燃焼先端位置を算出し、燃焼先端位置が所定の領域に入るように、燃焼制御を実施する。
【００４６】
本実施形態では、燃焼制御として、燃焼先端位置が所定の領域よりも遠い位置にある場合に、噴射圧を減少させる。これにより、燃料の移動速度が減少して到達距離が短くなり、燃焼室１１ｂの壁面近傍への燃焼領域の集中が抑制される。また、燃焼先端位置が所定の領域よりも近い位置にある場合に、噴射圧を増加させる。これにより、燃焼の移動速度が増加して到達距離が長くなり、インジェクタ１７の先端付近への燃焼領域の集中が抑制される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実施することにより、上記各機能を実現する。
【００４７】
次に、エンジン１０の燃焼制御の処理手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ４０が、所定の周期で繰り返し実施する。
【００４８】
まず、燃料性状を検出する実施条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ２０）。この処理は図５のＳ１０の処理と同様である。続いて、動粘度センサ３３により検出された動粘度を取得するとともに、燃料密度センサ３２により検出された燃料密度を取得する（Ｓ２１，Ｓ２２）。続いて、燃料の動粘度と密度とを演算パラメータにして、燃料のＴ９０を算出する（Ｓ２３）。このとき、動粘度とＴ９０との相関（図３参照）に対して、さらに密度の関係を付与することで、Ｔ９０の算出精度を高めることとしている。これら相互の関係は、マップや相関関数を用いてあらかじめ定められているとよい。なお、Ｔ９０の演算パラメータとして燃料密度を用いず、動粘度に基づいてＴ９０を算出することも可能である。
【００４９】
その後、例えば図８に示すＴ９０と燃焼先端位置との関係を用い、Ｓ２３で算出したＴ９０に基づいて燃焼先端位置を算出する（Ｓ２４）。
【００５０】
続いて、Ｓ２４で算出した燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第１距離よりも遠い位置であるか否かを判定する（Ｓ２５）。第１距離は、この距離よりも燃焼先端位置が遠い位置の場合に、燃焼領域が燃焼室１１ｂの壁面に集中していると判定できる値である。燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第１距離を超えて離れている場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、インジェクタ１７による燃料の噴射圧を減少させ（Ｓ２６）、本処理を終了する。
【００５１】
一方、Ｓ２４で算出した燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第１距離までの範囲にある場合（Ｓ２５：ＮＯ）、次に、燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第２距離よりも近い位置であるか否かを判定する（Ｓ２７）。第２距離は、第１距離よりも短い距離であり、この距離よりも燃焼先端位置が近い位置の場合、燃焼領域がインジェクタ１７の先端付近に集中していると判定できる値である。第２距離から第１距離までの所定範囲が、燃焼先端位置が存在すべき所定の領域に相当し、燃焼先端位置が所定の領域から外れると、燃費が悪化するおそれがある。
【００５２】
燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第２距離までの範囲にある場合は（Ｓ２７：ＹＥＳ）、インジェクタ１７による燃料の噴射圧を増加させ（Ｓ２８）、本処理を終了する。一方、燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第２距離よりも離れている場合（Ｓ２７：ＮＯ）、すなわち所定の領域に入っている場合は、そのまま本処理を終了する。
【００５３】
なお、Ｓ２６，Ｓ２８において燃料の噴射圧を減少又は増加させる噴射圧制御を実施する代わりに、燃焼室１１ｂ内への吸入空気の圧力である吸気圧を増加又は減少させる吸気圧制御を実施してもよい。つまり、燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第１距離を超えて離れている場合に（Ｓ２５：ＹＥＳ）、吸気圧を増加させる。この場合、新気量の増加により燃焼が促進されることで、燃焼先端位置がインジェクタ先端部に近づくことになる。これにより、燃焼領域の燃焼室１１ｂの壁面近傍への集中を抑制して、燃費の悪化を抑制することができる。Ｓ２６において、噴射圧の減少と吸気圧の増加との両方を実施することも可能である。
【００５４】
また、燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端から第２距離までの範囲にある場合に（Ｓ２７：ＹＥＳ）、吸気圧を減少させる。この場合、新気量の減少により燃焼が緩慢になることで、燃焼先端位置がインジェクタ先端部から離れることになる。これにより、燃焼領域のインジェクタ１７の先端への集中を抑制して、燃費の悪化を抑制することができる。Ｓ２８において、噴射圧の増加と吸気圧の減少との両方を実施することも可能である。
【００５５】
以上説明した第２実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００５６】
燃料の燃え易さを表すＴ９０によれば、そのＴ９０と燃焼領域における燃焼先端位置との相関を利用して、燃焼領域における燃焼先端位置を算出することができる。そして、燃焼先端位置が、インジェクタ１７の先端位置を基準として定められた所定範囲内に入っていない場合、すなわち第１距離よりも遠いか又は第２距離よりも近い場合には、その燃焼先端位置を所定範囲内に入れるべく、燃料の噴射圧を減少又は増加させる噴射圧制御を実施する構成（又は吸気圧を増加又は減少させる吸気圧制御を実施する構成）とした。この場合、燃焼先端位置を所望の位置に制御できることから、燃費低減効果を得ることができる。
【００５７】
詳しくは、燃焼先端位置が第１距離よりも遠い場合に噴射圧を減少させる（又は吸気圧を増加させる）ことにより、燃焼室１１ｂの壁面近傍への燃焼領域の集中を抑制して、燃費の悪化を抑制することができる。また、燃焼先端位置が第２距離よりも近い場合に噴射圧を増加させる（又は吸気圧を減少させる）ことにより、インジェクタ１７の先端付近への燃焼領域の集中を抑制して、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５８】
（第３実施形態）
第３実施形態では、燃料のＴ９０に基づいて、燃焼室１１ｂ内での着火遅れ時間を算出するとともに、現在の燃料と標準燃料との着火遅れ時間の差である着火遅れ変化量を算出し、その着火遅れ変化量に応じて燃焼制御を行う。以下、第３実施形態に係る燃焼制御について説明する。
【００５９】
エンジン１０の燃焼制御の処理手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ４０が、所定の周期で繰り返し実施する。
【００６０】
まず、燃料性状を検出する実施条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ３０）。この処理は図５のＳ１０の処理と同様である。続いて、動粘度センサ３３により検出された動粘度を取得し（Ｓ３１）、さらに燃料の動粘度を演算パラメータにして、燃料のＴ９０を算出する（Ｓ３２）。このとき、図９の処理と同様に、燃料の動粘度と密度とに基づいて燃料のＴ９０を算出することも可能である。
【００６１】
その後、例えば図１１に示す着火遅れ時間とＴ９０との関係を用い、Ｓ３２で算出したＴ９０に基づいて、現在使用している燃料に関して着火遅れ時間ＴＡを算出するとともに、その着火遅れ時間ＴＡとあらかじめ定めた標準燃料の着火遅れ時間ＴＢとの差である着火遅れ変化量ΔＴを、「ΔＴ＝ＴＡ−ＴＢ」として算出する（Ｓ３３）。
【００６２】
続いて、Ｓ３３で算出した着火遅れ変化量ΔＴに基づいて、インジェクタ１７による燃料噴射時期の補正を実施する（Ｓ３４）。このとき、着火遅れ変化量ΔＴが正の値であれば、ΔＴが大きいほど燃料噴射時期を進角側に補正する。また、着火遅れ変化量ΔＴが負の値であれば、ΔＴが負側に大きいほど燃料噴射時期を遅角側に補正する。
【００６３】
以上説明した第３実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００６４】
燃料の燃え易さを表すＴ９０によれば、そのＴ９０と燃焼室１１ｂ内における着火遅れ時間との相関を利用して、標準燃料を使用する場合に対する着火遅れ時間の変化量を把握することができる。そして、着火時期の変化量に基づいて噴射時期を進角側又は遅角側にシフトさせる構成にした。これにより、標準燃料に対して現使用の燃料の性状が乖離していてもその乖離分を補正でき、適正な燃焼制御を実施できる。
【００６５】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【００６６】
・燃料のＴ９０に基づいて、低温時の燃焼制御を実施することも可能である。つまり、Ｔ９０が低い場合には、冷間時において混合気のリーン化が生じ易くなり、パイロット燃焼において失火が生じ易い。そのため、低温時の燃焼制御として、Ｔ９０が低いほど、パイロット噴射量の増量、パイロット噴射の多段化、噴射圧力の低減を実施する。また、低温時の燃焼制御の実施を判断する冷却水や潤滑油、外気等の基準温度を、Ｔ９０に基づいて可変に設定することも可能である。
【００６７】
・雰囲気温度が低下して燃料温度が低下する場合、Ｔ９０が高い燃料であるほど、早い段階で（すなわち高い温度で）燃料の結晶化が始まる。こうした点に着目すると、Ｔ９０と曇り点との関係は強く、本発明者によれば、Ｔ９０と曇り点とが例えば図１２の関係にあることが確認されている。そこで、燃料の蒸留性状として、Ｔ９０に相関するパラメータである曇り点を用い、その曇り点に基づいて燃焼制御を実施する構成としてもよい。この場合、Ｔ９０から曇り点を算出する以外に、動粘度から曇り点を直接算出することも可能である。
【００６８】
ちなみに、曇り点は低温性能を表す指標であるが、同じような指標として流動点や目詰まり点がある。ただし、流動点向上剤を炭化すると結晶が細分化され、流動点や目詰まり点は変化してしまうため、ここでは結晶の析出温度である曇り点を算出することが望ましい。
【００６９】
曇り点に基づき実施される燃焼制御としては、低温時の燃焼制御が考えられる。例えば、低温時の燃焼制御として、曇り点が低いほど、パイロット噴射量の増量、パイロット噴射の多段化、噴射圧力の低減を実施するとよい。
【００７０】
・曇り点に基づき実施されるエンジン制御として、フィルタ目詰まり防止制御が考えられる。そのフィルタ目詰まり防止制御を以下に説明する。
【００７１】
図１３は、コモンレールシステムの概略構成を示す図である。同システムの構成を簡単に説明すると、燃料タンク６１とコモンレール２０との間には、燃料フィルタ６２と燃料ポンプ６３とが設けられている。コモンレール２０には各気筒のインジェクタ１７が接続されている。コモンレール２０には、高圧燃料を低圧部に排出する電気式の減圧弁６４が設けられている。また、減圧弁６４の下流側の還流通路６５には還流弁６６が設けられている。還流弁６６は流路切替弁であり、還流燃料の温度が所定値未満の場合には還流燃料をフィルタ６２側に還流させ、還流燃料の温度が所定値以上の場合には還流燃料を燃料タンク６１側に還流させるものとなっている。
【００７２】
ここで、燃料が低温になると、燃料のワックス化により燃料フィルタ６２の目詰まりが起こってエンストするおそれが生じる。そのため、燃料温度を監視し、その燃料温度が所定のしきい値温度まで低下した時に還流燃料の流れを燃料タンク６１側に切り替えることで、燃料フィルタ６２の目詰まりを防止することが考えられる。そしてかかる構成において、燃料の蒸留性状である曇り点（又はＴ９０）を考慮して、還流燃料の流れを切り替えるためのしきい値温度を設定する。この場合、燃料の性状が異なるとワックス化の温度が相違することになるが、そのワックス化の温度が相違することを加味して、還流燃料の制御を実施できる。また、減圧弁６４からの高圧燃料の放出を開始する温度条件と終了する温度条件（又は時間）とを、燃料の蒸留性状である曇り点（又はＴ９０）に基づいて設定することも可能である。
【００７３】
これにより、曇り点が低い寒冷地燃料であるにも関わらず、燃料温度が比較的高い状態から減圧弁６４を介した燃料還流が無駄に実施されるといった不都合が解消され、燃費が改善される。
【００７４】
・上記各実施形態では、動粘度と燃焼状態パラメータである着火遅れ時間とに基づいてＴ９０を算出すること、及び動粘度と燃料密度とに基づいてＴ９０を算出することについて説明したが、これ以外の構成であってもよい。例えば、動粘度と燃料密度と着火遅れ時間とに基づいてＴ９０を算出してもよい。燃焼状態パラメータとして、着火遅れ時間（着火時期）以外に、燃焼開始後に熱発生率が最大となる燃焼ピーク時期を用いることも可能である。
【００７５】
また、Ｔ９０を算出する上での付加パラメータとして誘電率、光屈折率を取得してもよい。誘電率、光屈折率とＴ９０との関係は、適合等によりあらかじめ求めておき、マップや相関関数として定められているとよい。誘電率、光屈折率は車載の検出計器により検出されるとよい。この場合、少なくともいずれか１つの付加パラメータと動粘度とに基づいてＴ９０を算出する構成にするとよい。例えば、動粘度と誘電率とに基づいてＴ９０を算出する構成、動粘度と密度と誘電率とに基づいてＴ９０を算出する構成等であるとよい。
【００７６】
・動粘度の算出は、動粘度センサ３３による検出値に基づくものに限らない。例えば、コモンレール２０からインジェクタ１７の噴射孔までの燃料通路内の燃料圧力を圧力センサで検出して、検出した燃料圧力の時間変化を示す圧力波形を取得する。そして、取得した圧力波形を形成する圧力波の速度を算出し、圧力波の速度に基づいて燃料の密度を算出し、密度に基づいて燃料の動粘度を算出してもよい（詳しくは、特開２０１４−１４８９０６号公報参照）。また、同様に、コモンレール２０内の圧力を圧力センサで検出し、検出したコモンレール２０内の圧力波形を解析して、動粘度を算出してもよい。動粘度の算出は、いずれかの公知の手法を用いればよい。
【００７７】
・燃料の蒸留性状として、Ｔ９０に代えてＴ５０（５０％容量留出温度）を算出する構成でもよい。
【００７８】
・第２実施形態において、燃燃焼領域における所定の燃焼位置を、燃焼先端位置の代わりに、燃焼領域の中心である燃焼中心位置にしてもよい。燃焼領域の中心は、燃焼領域においてインジェクタ１７の先端に最も近い位置と燃焼先端位置との中間の位置である。この場合、Ｓ２５において、第１距離は燃焼先端位置の場合よりも短くし、Ｓ２７において、第２距離は燃焼先端位置の場合よりも短くする。
【００７９】
燃焼領域における燃焼中心位置を算出することにより、燃焼領域が燃焼室１１ｂの壁面近傍及びインジェクタ１７の先端近傍のいずれに偏っているか否かが分かる。さらに、燃焼中心位置を用いることにより、噴射量が多く燃料噴霧が燃焼室１１ｂの壁面に当たっているような場合でも、燃焼領域が燃焼室１１ｂの壁面近傍に偏っているか否かが分かる。
【００８０】
・第１実施形態におけるスモーク抑制制御と、第２実施形態における燃焼位置制御と、第３実施形態における噴射時期制御とについて少なくともいずれか２つを組み合わせて実施することも可能である。例えば、スモーク抑制制御と燃焼位置制御とを組み合わせて実施する場合、高スモーク燃料で燃焼先端位置が第１距離よりも遠い場合は、スモーク抑制制御として噴射圧の増加以外の処理を実施し、燃焼位置制御として噴射圧の減少を実施せずに吸気圧の増加を実施するとよい。また、高スモーク燃料で燃焼先端位置が第２距離よりも近い場合は、スモーク抑制制御として吸気圧の増加以外の処理を実施し、燃焼位置制御として吸気圧の減少を実施せずに噴射圧の増加を実施するとよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０…エンジン（ディーゼル機関）、１１ｂ…燃焼室、１７…インジェクタ（燃料噴射弁）、４０…ＥＣＵ（動粘度取得手段、蒸留性状算出手段、制御手段）。
【図１】
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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２】
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