(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価を推定する装置であって、
筒内圧力を検出する筒内圧力検出部と、
クランク角度を検出するクランク角度検出部と、
燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部と、
燃料のセタン価を推定するセタン価推定部と、
を備え、
燃料のセタン価を推定する場合に、
燃料噴射制御部は、燃料噴射による燃焼に起因する圧縮上死点後での筒内圧力ピーク値と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮または前記燃料噴射前のパイロット噴射による燃焼に起因する圧縮上死点またはその付近での筒内圧力ピーク値との差をΔＰとし、それぞれの筒内圧力ピーク値に対応するクランク角度の差をΔＣＡとし、ａを所定値とすると、筒内圧力検出部で検出された筒内圧力及びクランク角度検出部で検出されたクランク角度に基づいてΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する前記燃料噴射の時期を探索するセタン価推定用噴射制御モードを実行し、
セタン価推定部は、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索されたΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する前記燃料噴射の時期に基づいて燃料のセタン価を推定する、圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置であって、
所定値ａは負の値である、圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置であって、
燃料のセタン価とΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する前記燃料噴射の時期との関係を記憶するセタン価特性記憶部を備え、
セタン価推定部は、セタン価特性記憶部に記憶された関係において、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索された前記燃料噴射の時期に対応する燃料のセタン価を演算することで、燃料のセタン価を推定する、圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置。
【請求項４】
燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価を推定する装置であって、
筒内圧力を検出する筒内圧力検出部と、
燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部と、
燃料のセタン価を推定するセタン価推定部と、
を備え、
燃料のセタン価を推定する場合に、
燃料噴射制御部は、燃料噴射による燃焼に起因する圧縮上死点後での筒内圧力ピーク値と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮または前記燃料噴射前のパイロット噴射による燃焼に起因する圧縮上死点またはその付近での筒内圧力ピーク値との差をΔＰとすると、筒内圧力検出部で検出された筒内圧力に基づいてΔＰ＝０が略成立する前記燃料噴射の時期を探索するセタン価推定用噴射制御モードを実行し、
セタン価推定部は、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索されたΔＰ＝０が略成立する前記燃料噴射の時期に基づいて燃料のセタン価を推定する、圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置であって、
燃料のセタン価とΔＰ＝０が略成立する前記燃料噴射の時期との関係を記憶するセタン価特性記憶部を備え、
セタン価推定部は、セタン価特性記憶部に記憶された関係において、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索された前記燃料噴射の時期に対応する燃料のセタン価を演算することで、燃料のセタン価を推定する、圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置を備える圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
セタン価推定部で推定された燃料のセタン価に基づいて、前記燃料噴射の時期とパイロット噴射量とＥＧＲ率とのいずれか１つ以上を制御する、圧縮着火式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、圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価を推定する装置、及びそれを備える圧縮着火式内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価を推定する技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１においては、筒内への燃料噴射を、主噴射と、この主噴射に先行するパイロット噴射とに分割して行っている。そして、パイロット噴射燃料の燃焼による熱発生率を筒内圧力を用いて演算し、熱発生率の最大値を示す時期または熱発生率の上昇開始時期に基づいて燃料のセタン価を推定している。セタン価の推定に用いる熱発生率ｄＱ／ｄθについては、筒内圧力Ｐを用いた以下の（１）式により計算することが可能である。（１）式において、Ａは定数、κは比熱比、θはクランク角度、Ｖは燃焼室容積（クランク角度θにより決まる）である。
【０００３】
ｄＱ／ｄθ＝Ａ／(κ−１)・(Ｖ・ｄＰ／ｄθ＋κ・Ｐ・ｄＶ／ｄθ)      （１）
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、筒内圧力Ｐを用いて熱発生率ｄＱ／ｄθを演算する際の演算量が増大するため、燃料のセタン価の推定に必要な演算量が増大して計算時間が増大する。また、筒内圧力Ｐを用いて熱発生率ｄＱ／ｄθを演算する際には、筒内圧力の微分値ｄＰ／ｄθを計算する必要があるため、計算された熱発生率ｄＱ／ｄθに含まれるノイズが多くなり、その結果、燃料のセタン価の推定精度が低下する。燃料のセタン価の推定精度が低下すると、圧縮着火式内燃機関の燃焼騒音が増大したり、燃焼が不安定になりやすくなる。
【０００６】
本発明は、圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価をより少ない演算量でより精度よく推定することを目的の１つとする。また、本発明は、圧縮着火式内燃機関の燃焼騒音の低減及び燃焼の安定化を実現することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置及び圧縮着火式内燃機関の制御装置は、上述した目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置は、燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価を推定する装置であって、筒内圧力を検出する筒内圧力検出部と、クランク角度を検出するクランク角度検出部と、燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部と、燃料のセタン価を推定するセタン価推定部と、を備え、燃料のセタン価を推定する場合に、燃料噴射制御部は、燃料噴射による燃焼に起因する圧縮上死点後での筒内圧力ピーク値と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮または前記燃料噴射前のパイロット噴射による燃焼に起因する圧縮上死点またはその付近での筒内圧力ピーク値との差をΔＰとし、それぞれの筒内圧力ピーク値に対応するクランク角度の差をΔＣＡとし、ａを所定値とすると、筒内圧力検出部で検出された筒内圧力及びクランク角度検出部で検出されたクランク角度に基づいてΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する前記燃料噴射の時期を探索するセタン価推定用噴射制御モードを実行し、セタン価推定部は、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索されたΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する前記燃料噴射の時期に基づいて燃料のセタン価を推定することを要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する燃料噴射の時期が燃料のセタン価に応じて変化することを利用して、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する燃料噴射の時期に基づいて燃料のセタン価を推定することで、筒内圧力の微分値及び熱発生率を演算することなく燃料のセタン価を推定することができる。そして、クランク角度センサの取り付け位置にずれが生じていても、クランク角度の差にはセンサ取り付け位置のずれによる誤差はほとんど生じないため、より検出しやすい筒内圧力ピーク値にそれぞれ対応するクランク角度の差ΔＣＡを演算することで、クランク角度センサの取り付け位置ずれにほとんど影響を受けないセタン価の推定が可能になる。したがって、圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価をより少ない演算量でより精度よく推定することができる。
【００１０】
本発明の一態様では、所定値ａを負の値にすることで、セタン価の変化に対するΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する燃料噴射の時期の感度を高くすることができるため、燃料のセタン価の推定精度をさらに高めることができる。
【００１１】
本発明の一態様では、燃料のセタン価とΔＰ／ΔＣＡ＝ａが略成立する前記燃料噴射の時期との関係を記憶するセタン価特性記憶部を備え、セタン価推定部は、セタン価特性記憶部に記憶された関係において、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索された前記燃料噴射の時期に対応する燃料のセタン価を演算することで、燃料のセタン価を推定することが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置は、燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価を推定する装置であって、筒内圧力を検出する筒内圧力検出部と、燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部と、燃料のセタン価を推定するセタン価推定部と、を備え、燃料のセタン価を推定する場合に、燃料噴射制御部は、燃料噴射による燃焼に起因する圧縮上死点後での筒内圧力ピーク値と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮または前記燃料噴射前のパイロット噴射による燃焼に起因する圧縮上死点またはその付近での筒内圧力ピーク値との差をΔＰとすると、筒内圧力検出部で検出された筒内圧力に基づいてΔＰ＝０が略成立する前記燃料噴射の時期を探索するセタン価推定用噴射制御モードを実行し、セタン価推定部は、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索されたΔＰ＝０が略成立する前記燃料噴射の時期に基づいて燃料のセタン価を推定することを要旨とする。
【００１３】
本発明によれば、ΔＰ＝０が略成立する燃料噴射の時期が燃料のセタン価に応じて変化することを利用して、ΔＰ＝０が略成立する燃料噴射の時期に基づいて燃料のセタン価を推定することで、筒内圧力の微分値及び熱発生率を演算することなく燃料のセタン価を推定することができる。そして、筒内圧力センサのゲインにずれが生じて、筒内圧力センサで検出された筒内圧力に誤差が生じていても、筒内圧力ピーク値の差ΔＰが略０となる燃料噴射の時期を探索することで、筒内圧力センサのゲインずれにほとんど影響を受けないセタン価の推定が可能になる。したがって、圧縮着火式内燃機関の燃料のセタン価をより少ない演算量でより精度よく推定することができる。
【００１４】
本発明の一態様では、燃料のセタン価とΔＰ＝０が略成立する前記燃料噴射の時期との関係を記憶するセタン価特性記憶部を備え、セタン価推定部は、セタン価特性記憶部に記憶された関係において、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索された前記燃料噴射の時期に対応する燃料のセタン価を演算することで、燃料のセタン価を推定することが好適である。
【００１５】
また、本発明に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置は、本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価推定装置を備える圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、セタン価推定部で推定された燃料のセタン価に基づいて、前記燃料噴射の時期とパイロット噴射量とＥＧＲ率とのいずれか１つ以上を制御することを要旨とする。
【００１６】
本発明によれば、セタン価推定部で推定された燃料のセタン価に基づいて、燃料噴射の時期とパイロット噴射量とＥＧＲ率とのいずれか１つ以上を制御することで、圧縮着火式内燃機関の燃焼騒音の低減及び燃焼の安定化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料セタン価推定装置を備える制御装置の概略構成を圧縮着火式内燃機関１０とともに示す図である。燃料タンク１２内には、圧縮着火式内燃機関１０で使用される燃料が貯溜されている。ここでの燃料としては、例えば軽油を用いることができる。燃料タンク１２内に貯溜された燃料は、燃料ポンプにより汲み上げられて圧縮着火式内燃機関１０へ供給される。圧縮着火式内燃機関１０は、例えばピストン−クランク機構を用いた周知のディーゼルエンジンにより構成可能である。圧縮着火式内燃機関１０（ディーゼルエンジン）では、例えばピストンが圧縮上死点付近に位置するときに燃料を燃料噴射弁から筒内に直接噴射することで、筒内の燃料が自着火して燃焼（ディーゼル燃焼）する。圧縮着火式内燃機関１０には、筒内圧力Ｐを検出する筒内圧力センサ２２と、クランク角度ＣＡを検出するクランク角度センサ２４と、が付設されている。筒内圧力センサ２２で検出された圧縮着火式内燃機関１０の筒内圧力Ｐを示す信号、及びクランク角度センサ２４で検出された圧縮着火式内燃機関１０のクランク角度ＣＡを示す信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）４０に入力される。
【００１９】
市場で市販されている燃料（例えば軽油）のセタン価は必ずしも常に一定ではないため、想定されるセタン価と異なるセタン価の燃料が燃料タンク１２内に給油されることがある。圧縮着火式内燃機関１０で使用される燃料のセタン価が想定されるセタン価よりも低い場合は、筒内噴射した燃料の着火遅れ期間が長くなり、燃料の燃焼が不安定になりやすくなる。一方、燃料のセタン価が想定されるセタン価よりも高い場合は、燃焼が活発になり、燃焼騒音が増大しやすくなる。そこで、本実施形態では、電子制御装置４０は、圧縮着火式内燃機関１０で使用される燃料のセタン価ＣＮを推定し、この推定したセタン価ＣＮに基づいて燃料の噴射制御を行う。
【００２０】
電子制御装置４０は、例えば図１に示す機能ブロックを含んで構成することができる。燃料噴射制御部４２は、圧縮着火式内燃機関１０の回転速度や負荷等の運転状態に基づいて生成した噴射制御信号を圧縮着火式内燃機関１０の燃料噴射弁へ出力することで、圧縮着火式内燃機関１０の燃料の噴射制御を行う。セタン価推定部４４は、圧縮着火式内燃機関１０で使用される燃料のセタン価ＣＮを推定する。以下、電子制御装置４０が燃料のセタン価ＣＮを推定する場合に実行する処理（セタン価推定処理）を、図２のフローチャートに従って説明する。
【００２１】
ステップＳ１０１では、燃料噴射制御部４２は、筒内圧力センサ２２で検出された筒内圧力Ｐ及びクランク角度センサ２４で検出されたクランク角度ＣＡに基づいて、以下に説明するΔＰ／ΔＣＡ＝ａの条件が成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射時期Ｔｉｎｊを探索するセタン価推定用噴射制御モードを実行する。ここで、ΔＰは、図３に示すように、燃料噴射（主噴射）による燃焼（熱発生）に起因する圧縮上死点後（膨張行程）での筒内圧力ピーク値Ｐ２と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮または主噴射前のパイロット噴射による燃焼（熱発生）に起因する圧縮上死点またはその付近での筒内圧力ピーク値Ｐ１との差Ｐ２−Ｐ１である。そして、ΔＣＡは、図３に示すように、それぞれの筒内圧力ピーク値Ｐ２，Ｐ１に対応するクランク角度ＣＡ２，ＣＡ１の差ＣＡ２−ＣＡ１である。また、ａは所定値であり、例えば正の値を設定することもできるし、負の値を設定することもできる。
【００２２】
セタン価推定用噴射制御モードの実行時には、燃料のセタン価ＣＮが低いほど、燃料の着火遅れ期間が長くなるため、膨張行程での熱発生率のピーク値が低下してクランク角度ＣＡ２での筒内圧力ピーク値Ｐ２が低下することで、ΔＰ／ΔＣＡの値が減少する。ここで、燃料のセタン価ＣＮを変化させた場合における熱発生率及び筒内圧力の変化を計算により調べた結果を図４に示す。計算の際には、機関回転速度を１４００ｒｐｍ、パイロット噴射開始時期を圧縮上死点前１５°（−１５°ＡＴＤＣ）、パイロット噴射量を２．５ｍｇ、主噴射開始時期を圧縮上死点後５°（＋５°ＡＴＤＣ）、主噴射量を５ｍｇとし、燃料のセタン価ＣＮを５２から３８へ変化させている。図４に示すように、燃料のセタン価ＣＮが低下すると、膨張行程での熱発生率のピーク値が低下して筒内圧力ピーク値Ｐ２が低下していることがわかる。つまり、燃料のセタン価ＣＮが低下すると、ΔＰ／ΔＣＡの値が減少することがわかる。
【００２３】
また、セタン価推定用噴射制御モードの実行時には、燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊを早める（進角させる）につれて、主噴射による燃料が自着火しやすくなり、膨張行程での熱発生率のピーク値が増大してクランク角度ＣＡ２での筒内圧力ピーク値Ｐ２が増大することで、ΔＰ／ΔＣＡの値が増大する。ここで、燃料のセタン価ＣＮを一定値に維持しながら主噴射の開始時期Ｔｉｎｊを変化させた場合における熱発生率及び筒内圧力の変化を計算により調べた結果を図５に示す。計算の際には、燃料のセタン価ＣＮを５２、機関回転速度を１４００ｒｐｍ、パイロット噴射開始時期を圧縮上死点前１５°（−１５°ＡＴＤＣ）、パイロット噴射量を２．５ｍｇ、主噴射量を５ｍｇとし、主噴射開始時期Ｔｉｎｊを圧縮上死点後３．６°（＋３．６°ＡＴＤＣ）と圧縮上死点後５°（＋５°ＡＴＤＣ）と圧縮上死点後７．３°（＋７．３°ＡＴＤＣ）とに変化させている。図５に示すように、主噴射開始時期Ｔｉｎｊを早めるにつれて、膨張行程での熱発生率のピーク値が増大して筒内圧力ピーク値Ｐ２が増大していることがわかる。つまり、燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊを早めるにつれて、ΔＰ／ΔＣＡの値が増大することがわかる。図５に示す例では、主噴射開始時期Ｔｉｎｊが圧縮上死点後７．３°である場合にΔＰ／ΔＣＡ＝−０．０４６ＭＰａ／ｄｅｇとなり、主噴射開始時期Ｔｉｎｊが圧縮上死点後５°である場合にΔＰ／ΔＣＡ＝０となり、主噴射開始時期Ｔｉｎｊが圧縮上死点後３．６°である場合にΔＰ／ΔＣＡ＝０．０３２ＭＰａ／ｄｅｇとなる。
【００２４】
したがって、燃料のセタン価ＣＮの低下に対して、ΔＰ／ΔＣＡの値を所定値（一定値）ａに保つためには、燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊを早める必要がある。つまり、セタン価推定用噴射制御モードの実行時には、燃料のセタン価ＣＮが低いほど、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊが早くなる。ここで、燃料のセタン価ＣＮとΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊとの関係を調べた結果を図６に示す。図６は、ａ＝０の場合の関係と、ａ＝０．０３２ＭＰａ／ｄｅｇの場合の関係と、ａ＝−０．０４６ＭＰａ／ｄｅｇの場合の関係とを示しており、機関回転速度を１４００ｒｐｍ、パイロット噴射開始時期を圧縮上死点前１５°（−１５°ＡＴＤＣ）、パイロット噴射量を２．５ｍｇ、主噴射量を５ｍｇとしている。図６に示すように、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する主噴射開始時期Ｔｉｎｊが燃料のセタン価ＣＮに応じて変化し、燃料のセタン価ＣＮが低いほどΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する主噴射開始時期Ｔｉｎｊが早い（燃料のセタン価ＣＮが高いほどΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する主噴射開始時期Ｔｉｎｊが遅い）ことがわかる。したがって、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊを探索することで、燃料のセタン価ＣＮを推定することができる。燃料噴射制御部４２は、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊを探索する際には、筒内圧力Ｐ及びクランク角度ＣＡに基づいてΔＰ／ΔＣＡの値を演算し、ΔＰ／ΔＣＡの値が所定値ａよりも大きい場合は燃料噴射（主噴射）の開始時期を遅角させ、ΔＰ／ΔＣＡの値が所定値ａよりも小さい場合は燃料噴射（主噴射）の開始時期を進角させる。
【００２５】
なお、セタン価推定用噴射制御モードの実行時には、必ずしもパイロット噴射を行う必要はない。パイロット噴射を行わない場合のΔＰは、燃料噴射（主噴射）による燃焼（熱発生）に起因する圧縮上死点後（膨張行程）での筒内圧力ピーク値Ｐ２と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮に起因する圧縮上死点での筒内圧力ピーク値Ｐ１との差Ｐ２−Ｐ１により表される。
【００２６】
ステップＳ１０２では、セタン価推定部４４は、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索されたΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射時期Ｔｉｎｊに基づいて燃料のセタン価ＣＮを推定する。その際には、例えば図６に示すように、燃料のセタン価ＣＮとΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊとの関係を表す特性マップを予め作成して電子制御装置４０内のセタン価特性記憶部４６（記憶装置）に記憶しておく。セタン価推定部４４は、このセタン価特性記憶部４６に記憶された特性マップにおいて、ステップＳ１０１でセタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索された燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊに対応する燃料のセタン価ＣＮを演算することで、燃料のセタン価ＣＮを推定する。
【００２７】
なお、セタン価推定用噴射制御モードの実行時には、燃料噴射制御部４２は、燃料噴射量（主噴射量）を一定値に保つことが好ましい。そして、主噴射に先行してパイロット噴射を行う場合は、燃料噴射制御部４２は、パイロット噴射開始時期及びパイロット噴射量を一定値に保つことが好ましい。そして、ＥＧＲ（排気再循環）を行う場合は、ＥＧＲ率を一定値に保つことが好ましい。また、セタン価特性記憶部４６に記憶する特性マップの作成時とセタン価推定用噴射制御モードの実行時とで、燃料噴射量（主噴射量）と、パイロット噴射開始時期及びパイロット噴射量（パイロット噴射を行う場合）と、ＥＧＲ率（ＥＧＲを行う場合）とをそれぞれ揃えることが好ましい。
【００２８】
図２のフローチャートに示したセタン価推定処理については、例えば圧縮着火式内燃機関１０の始動直後のアイドリング時に実行することができる。また、燃料が燃料タンク１２内に給油された後の圧縮着火式内燃機関１０の始動直後にセタン価推定処理を実行することもできる。その際に、燃料が燃料タンク１２内に給油されたか否かについては、例えば燃料タンク１２内に付設された、燃料タンク１２内の燃料残量を検出するセンサの検出値に基づいて判定することができる。また、圧縮着火式内燃機関１０の動力により負荷（例えば車両）を駆動する場合は、負荷（車両）の減速時にセタン価推定処理を実行することもできる。その際に、負荷（車両）が減速状態にあるか否かについては、例えばアクセル開度に基づいて判定することができる。負荷（車両）の減速時にセタン価推定用噴射制御モードを実行する場合は、圧縮着火式内燃機関１０のトルクが抑制されるように（圧縮着火式内燃機関１０から負荷（車両）へトルクがほとんど伝達されないように）、燃料噴射量を少量に抑えることが好ましい。
【００２９】
また、圧縮着火式内燃機関１０が複数の気筒を備える多気筒エンジンであり、各気筒毎に燃料噴射制御を独立して行うことが可能な場合においては、セタン価推定用噴射制御モードを必ずしもすべての気筒に対して行う必要はなく、例えば、セタン価推定用噴射制御モードを一部の気筒（例えば１気筒）に対して行うことも可能である。セタン価推定用噴射制御モードを多気筒のうちの１気筒に対して行うことで、圧縮着火式内燃機関１０の運転状態（負荷への伝達トルク）にほとんど影響を与えることなくセタン価推定用噴射制御モードを実行することができるので、セタン価推定処理（セタン価推定用噴射制御モード）を実行する時期の自由度を高めることができる。
【００３０】
セタン価推定処理による燃料のセタン価ＣＮの推定後は、燃料噴射制御部４２は、セタン価推定部４４で推定された燃料のセタン価ＣＮに基づいて燃料噴射時期を制御する。例えば、燃料噴射制御部４２は、セタン価推定部４４で推定されたセタン価ＣＮが所定値ＣＮ０よりも低い場合は、（セタン価ＣＮが所定値ＣＮ０である場合よりも）燃料噴射（主噴射）の開始時期を進角させる。これによって、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼を安定化させる。一方、燃料噴射制御部４２は、セタン価推定部４４で推定されたセタン価ＣＮが所定値ＣＮ０よりも高い場合は、（セタン価ＣＮが所定値ＣＮ０である場合よりも）燃料噴射（主噴射）の開始時期を遅角させる。これによって、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼騒音を低減させる。
【００３１】
また、パイロット噴射を行う場合は、燃料噴射制御部４２は、セタン価推定部４４で推定された燃料のセタン価ＣＮに基づいてパイロット噴射量を制御することもできる。例えば、燃料噴射制御部４２は、セタン価推定部４４で推定されたセタン価ＣＮが所定値ＣＮ０よりも低い場合は、（セタン価ＣＮが所定値ＣＮ０である場合よりも）パイロット噴射量を増量させることもできる。これによっても、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼を安定化させることができる。一方、燃料噴射制御部４２は、セタン価推定部４４で推定されたセタン価ＣＮが所定値ＣＮ０よりも高い場合は、（セタン価ＣＮが所定値ＣＮ０である場合よりも）パイロット噴射量を減量させることもできる。これによっても、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼騒音を低減させることができる。
【００３２】
また、燃焼後の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ供給するＥＧＲ（排気再循環）を行う場合は、電子制御装置４０は、セタン価推定部４４で推定された燃料のセタン価ＣＮに基づいてＥＧＲ率（吸気側へ供給するＥＧＲガス量）を制御することもできる。例えば、電子制御装置４０は、セタン価推定部４４で推定されたセタン価ＣＮが所定値ＣＮ０よりも低い場合は、（セタン価ＣＮが所定値ＣＮ０である場合よりも）ＥＧＲ率を減少させることもできる。これによっても、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼を安定化させることができる。一方、電子制御装置４０は、セタン価推定部４４で推定されたセタン価ＣＮが所定値ＣＮ０よりも高い場合は、（セタン価ＣＮが所定値ＣＮ０である場合よりも）ＥＧＲ率を増加させることもできる。これによっても、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼騒音を低減させることができる。ＥＧＲ率の制御については、例えば、圧縮着火式内燃機関１０の排気通路と吸気通路とを繋ぐ還流通路に設けられたＥＧＲ制御弁の開度を制御することで行うことができる。このように、電子制御装置４０は、セタン価推定部４４で推定された燃料のセタン価ＣＮに基づいて、燃料噴射（主噴射）の開始時期とパイロット噴射量とＥＧＲ率とのいずれか１つ以上を制御することができる。
【００３３】
前述の特許文献１のように、筒内圧力Ｐを用いて演算した熱発生率ｄＱ／ｄθに基づいて燃料のセタン価を推定する場合は、熱発生率ｄＱ／ｄθを演算する際の演算量が増大するため、燃料のセタン価の推定に必要な演算量が増大して計算時間が増大する。また、筒内圧力Ｐを用いて前述の（１）式により熱発生率ｄＱ／ｄθを演算する際には、筒内圧力の微分値ｄＰ／ｄθを計算する必要があるため、計算された熱発生率ｄＱ／ｄθに含まれるノイズが多くなる。さらに、（１）式における燃焼室容積Ｖをクランク角度θから求める際に、クランク角度センサの取り付け位置にずれが生じていると（検出したクランク角度θに誤差が生じていると）、燃焼室容積Ｖの値にも誤差が生じて熱発生率ｄＱ／ｄθの値にも誤差が生じる。その結果、燃料のセタン価の推定精度が低下する。
【００３４】
これに対して本実施形態では、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊが燃料のセタン価ＣＮに応じて変化することを利用して、ΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊに基づいて燃料のセタン価ＣＮを推定することで、筒内圧力の微分値ｄＰ／ｄθ及び熱発生率ｄＱ／ｄθを演算することなく燃料のセタン価ＣＮを推定することができる。そのため、燃料のセタン価ＣＮの推定に必要な演算量を大幅に減少させて計算時間を大幅に短縮することができる。そして、クランク角度センサ２４の取り付け位置にずれが生じていても、クランク角度ＣＡの差にはセンサ取り付け位置のずれによる誤差はほとんど生じない。そのため、より検出しやすい筒内圧力ピーク値Ｐ２，Ｐ１にそれぞれ対応するクランク角度ＣＡ２，ＣＡ１の差ΔＣＡを演算することで、クランク角度センサ２４の取り付け位置ずれにほとんど影響を受けない、精度の高いセタン価ＣＮの推定が可能になる。そして、この推定されたセタン価ＣＮに基づいて、燃料噴射（主噴射）の開始時期とパイロット噴射量とＥＧＲ率とのいずれか１つ以上を制御することで、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼騒音の低減及び燃焼の安定化を実現することができる。
【００３５】
さらに、図６に示す特性マップにおいては、所定値ａの値が小さいほど、セタン価ＣＮに対する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊの傾きが大きくなり、セタン価ＣＮの変化に対する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊの感度が高くなる。所定値ａの値が小さく負の値の場合は、リタード噴射でリタード燃焼のため、燃焼はより不安定になり、少しのセタン価ＣＮの変化でも燃焼が大きく変動するので、セタン価ＣＮの変化に対する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊの感度が高くなり、セタン価ＣＮの検出が容易になる。そのため、所定値ａを負の値に設定することで、燃料のセタン価ＣＮの推定精度をさらに高めることができる。
【００３６】
また、図７のフローチャートによるセタン価推定処理に示すように、ステップＳ２０１において、燃料噴射制御部４２は、筒内圧力センサ２２で検出された筒内圧力Ｐに基づいて、ΔＰ＝０の条件が成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射時期Ｔｉｎｊを探索するセタン価推定用噴射制御モードを実行することもできる。つまり、所定値ａの値を０に設定することもできる。ここでのΔＰも、燃料噴射（主噴射）による燃焼（熱発生）に起因する圧縮上死点後（膨張行程）での筒内圧力ピーク値Ｐ２と、ピストン運動による筒内ガスの圧縮または主噴射前のパイロット噴射による燃焼（熱発生）に起因する圧縮上死点またはその付近での筒内圧力ピーク値Ｐ１との差Ｐ２−Ｐ１であり、ΔＰ＝０が成立する場合は、図８に示すように、筒内圧力ピーク値Ｐ２と筒内圧力ピーク値Ｐ１が等しくなる。図６におけるａ＝０の場合の関係に示すように、ΔＰ＝０が成立する主噴射開始時期Ｔｉｎｊが燃料のセタン価ＣＮに応じて変化し、燃料のセタン価ＣＮが低いほどΔＰ＝０が成立する主噴射開始時期Ｔｉｎｊが早い（燃料のセタン価ＣＮが高いほどΔＰ＝０が成立する主噴射開始時期Ｔｉｎｊが遅い）ことがわかる。したがって、ΔＰ＝０が成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊを探索することによっても、燃料のセタン価ＣＮを推定することができる。そして、図７のフローチャートのステップＳ２０２では、セタン価推定部４４は、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索されたΔＰ＝０が成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射時期Ｔｉｎｊに基づいて燃料のセタン価ＣＮを推定することができる。その際には、燃料のセタン価ＣＮとΔＰ＝０が成立する（あるいはほぼ成立する）燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊとの関係を表す特性マップを予め作成して電子制御装置４０内のセタン価特性記憶部４６（記憶装置）に記憶しておく。セタン価推定部４４は、このセタン価特性記憶部４６に記憶された特性マップにおいて、セタン価推定用噴射制御モードの実行時に探索された燃料噴射（主噴射）の開始時期Ｔｉｎｊに対応する燃料のセタン価ＣＮを演算することで、燃料のセタン価ＣＮを推定する。
【００３７】
ΔＰ＝０が成立する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊが燃料のセタン価ＣＮに応じて変化することを利用して、ΔＰ＝０が成立する燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊに基づいて燃料のセタン価ＣＮを推定する場合も、筒内圧力の微分値ｄＰ／ｄθ及び熱発生率ｄＱ／ｄθを演算することなく燃料のセタン価ＣＮを推定することができる。そのため、燃料のセタン価ＣＮの推定に必要な演算量を大幅に減少させて計算時間を大幅に短縮することができる。さらに、この場合は、必ずしもクランク角度ＣＡを用いなくても、燃料のセタン価ＣＮを推定することが可能である。さらに、この場合は、筒内圧力センサ２２のばらつきや経時変化等により筒内圧力センサ２２のゲイン（センサ２２の出力信号レベルと実際の筒内圧力との比）にずれが生じて、筒内圧力センサ２２で検出された筒内圧力Ｐに誤差が生じていても、筒内圧力ピーク値Ｐ２，Ｐ１の差ΔＰが０となる燃料噴射開始時期Ｔｉｎｊを検出することで、筒内圧力センサ２２のゲインずれにほとんど影響を受けない、精度の高いセタン価ＣＮの推定が可能になる。
【００３８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料セタン価推定装置を備える制御装置の概略構成を圧縮着火式内燃機関とともに示す図である。
【図２】電子制御装置が燃料のセタン価ＣＮを推定する場合に実行する処理を説明するフローチャートである。
【図３】セタン価推定用噴射制御モードの実行時において燃料噴射の開始時期Ｔｉｎｊを探索する条件を説明する図である。
【図４】燃料のセタン価ＣＮを変化させた場合における熱発生率及び筒内圧力の変化を計算により調べた結果を示す図である。
【図５】燃料のセタン価ＣＮを一定値に維持しながら燃料噴射の開始時期Ｔｉｎｊを変化させた場合における熱発生率及び筒内圧力の変化を計算により調べた結果を示す図である。
【図６】燃料のセタン価ＣＮとΔＰ／ΔＣＡ＝ａが成立する燃料噴射の開始時期Ｔｉｎｊとの関係を調べた結果を示す図である。
【図７】電子制御装置が燃料のセタン価ＣＮを推定する場合に実行する他の処理を説明するフローチャートである。
【図８】セタン価推定用噴射制御モードの実行時において燃料噴射の開始時期Ｔｉｎｊを探索する他の条件を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  圧縮着火式内燃機関、１２  燃料タンク、２２  筒内圧力センサ、２４  クランク角度センサ、４０  電子制御装置、４２  燃料噴射制御部、４４  セタン価推定部、４６  セタン価特性記憶部。
【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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