(57)【要約】【課題】検出される燃料性状に応じて燃料性状に最適化された制御マップへの切替えを制御し、失火、スモークの発生を防止すると共に、新たに検出された燃料性状に最適化された制御を行なう内燃機関の燃料制御装置を提供する。【解決手段】本発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、メイン燃料通路Ｌ１に燃料性状検出センサ１７を設け、燃料性状検出センサ１７において検出された燃料の燃料性状としてセタン価の検出値を前回検出された燃料のセタン価の検出値と比較し、燃料性状検出センサ１７において検出された燃料のセタン価が前回検出された燃料のセタン価に比べ低セタン価であるか、高セタン価であるかを判断し、検出された燃料のセタン価の変化に応じて、検出された燃料のセタン価に最適化された制御マップに変更することで、失火、スモークの増大を防止しつつ、新たな燃料性状に最適化された制御に移行する。【選択図】図１
2009013889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と、機関本体の吸気系に設けられる吸気通路及び排気系に設けられる排気通路と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料の燃料性状を検出する燃料性状検出装置とを有する内燃機関の燃料制御装置において、
前記燃料性状検出装置が検出した前記燃料性状に基づいて、前回検出された燃料性状に基づいて設定された制御マップから前記燃料性状検出装置が検出した燃料性状に最適化された制御マップに直ちに切替えるか、又は所定期間経過後に切替えることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記燃料性状検出装置が、燃料のセタン価、アロマ含有率、燃料密度、動粘度、蒸発密度の少なくとも一つ以上の値を検出することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記燃料性状検出装置により前記燃料のセタン価が前回検出された燃料のセタン価より低い低セタン価が検出された場合には、前回検出されたセタン価に基づいて設定された制御マップを検出された低セタン価に最適化された制御マップに直ちに切替えると共に、
前記燃料性状検出装置により前記燃料中のセタン価が前回検出されたセタン価より高い高セタン価が検出された場合には、前回検出されたセタン価に基づいて設定された制御マップを検出された高セタン価に最適化された制御マップに所定期間経過後に切替えることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記燃料性状検出装置により前記燃料のアロマ含有率が前回検出された燃料のアロマ含有率より高い高アロマ含有率が検出された場合には、前回検出されたアロマ含有率に基づいて設定された制御マップを検出された高アロマ含有率に最適化された制御マップに直ちに切替えると共に、
前記燃料性状検出装置により前記燃料中のアロマ含有率が前回検出されたアロマ含有率より低い低アロマ含有率が検出された場合には、前回検出されたアロマ含有率に基づいて設定された制御マップを検出された低アロマ含有率に最適化された制御マップに所定期間経過後に切替えることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つにおいて、
前記所定期間が、燃料性状検出装置が検出した燃料の検出位置から燃料の噴出位置までにある燃料が新たに給油された燃料と入替わるまでの間の時間であることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の燃料性状を検出し、検出された燃料性状に最適化された制御マップに切替える内燃機関の燃料制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガソリンを燃料とする内燃機関等においては、内燃機関で使用している燃料の燃料性状に応じて燃料の噴射量や点火時期等を制御するようにしている。
【０００３】
燃料の燃料性状を判定する技術として、例えば吸入空気量、燃料噴射量、実空燃比などから燃料の比重を検出し、これを燃料性状を示すパラメータとして、燃料の燃料性状を検出するようにしている。そして、検出された燃料の燃料性状に応じて、窒素酸化物（ＮＯX）浄化触媒で吸蔵される窒素酸化物（ＮＯX）の量を制御し、使用している燃料の性状に応じて生じる炭化水素（ＨＣ）や窒素酸化物（ＮＯX）の変化に対処し、大気中へのＨＣ、ＮＯXの放出を抑制するようにしている（特許文献１）。
【０００４】
また、内燃機関に使用されている燃料の燃料性状として、例えば燃料のセタン価、燃料中の芳香族化合物（Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）であるベンゼン系炭化水素（以下、「アロマ」という）の含有量、燃料の密度などを推定するようにしている。
【０００５】
また、燃料の燃料性状を判定する際、燃料の燃料性状のパラメータを検出して判定する方法の他に、燃料性状検出センサを用いて燃料の燃料性状を判定することも考えられる。
【０００６】
更に、燃料の燃料蒸留性状を検出する燃料蒸留性状推定手段として例えば超音波センサのような燃料性状検出センサを設けている。この燃料蒸留性状推定手段で検出され、推定された燃料蒸留性状に応じてサブ噴射時の燃料噴射弁動作を制御し、サブ噴射量、サブ噴射頻度、サブ噴射時期等に従ってサブ噴射を実行し、霧化された燃料のシリンダ内壁面への付着の可能性の判断を正確に行ない、過剰なサブ噴射の増加を防止するようにしている（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５７３０２号公報
【特許文献２】特開２００４−４４５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、使用中の燃料性状と異なる燃料性状の燃料が、新たに燃料タンクに給油されると、燃料性状検出センサで新たに給油された燃料の燃料性状を検出し制御しても、燃料ライン中に残存する使用中の燃料が燃料タンク中の新たな燃料と完全に入れ替わるまで時間がかかるため、この結果、燃料性状検出センサが検出する燃料性状と燃料噴射弁先端の燃料性状とに差異が生じ、燃料性状を反映した燃料制御が行なわれない場合があるという、問題がある。
【０００９】
例えば、使用中の燃料のセタン価よりも高セタン価の燃料が燃料タンクに給油され燃料性状検出センサで検出された場合、新たに給油された燃料性状にあわせて燃料の噴出制御を行なうと、燃料ライン中に残存する燃料が新たに給油された燃料タンク中の燃料と完全に入れ替わる前に高セタン価に最適化された制御に切り替えられるため、失火、ＨＣ・スモークの増加が生じるという、問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、検出される燃料性状に応じて燃料性状に最適化された制御マップへの切替えを制御し、失火、スモークの発生を防止すると共に、新たに検出された燃料性状に最適化された制御を行なう内燃機関の燃料制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、燃焼室と、機関本体の吸気系に設けられる吸気通路及び排気系に設けられる排気通路と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料の燃料性状を検出する燃料性状検出装置とを有する内燃機関の燃料制御装置において、前記燃料性状検出装置が検出した前記燃料性状に基づいて、前回検出された燃料性状に基づいて設定された制御マップから前記燃料性状検出装置が検出した燃料性状に最適化された制御マップに直ちに切替えるか、又は所定期間経過後に切替えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の燃料制御装置においては、前記燃料性状検出装置が、燃料のセタン価、アロマ含有率、燃料密度、動粘度、蒸発密度の少なくとも一つ以上の値を検出することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る内燃機関の燃料制御装置においては、前記燃料性状検出装置により前記燃料のセタン価が前回検出された燃料のセタン価より低い低セタン価が検出された場合には、前回検出されたセタン価に基づいて設定された制御マップを検出された低セタン価に最適化された制御マップに直ちに切替えると共に、前記燃料性状検出装置により前記燃料中のセタン価が前回検出されたセタン価より高い高セタン価が検出された場合には、前回検出されたセタン価に基づいて設定された制御マップを検出された高セタン価に最適化された制御マップに所定期間経過後に切替えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る内燃機関の燃料制御装置においては、前記燃料性状検出装置により前記燃料のアロマ含有率が前回検出された燃料のアロマ含有率より高い高アロマ含有率が検出された場合には、前回検出されたアロマ含有率に基づいて設定された制御マップを検出された高アロマ含有率に最適化された制御マップに直ちに切替えると共に、前記燃料性状検出装置により前記燃料中のアロマ含有率が前回検出されたアロマ含有率より低い低アロマ含有率が検出された場合には、前回検出されたアロマ含有率に基づいて設定された制御マップを検出された低アロマ含有率に最適化された制御マップに所定期間経過後に切替えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る内燃機関の燃料制御装置においては、前記所定期間が、燃料性状検出装置が検出した燃料の検出位置から燃料の噴出位置までにある燃料が新たに給油された燃料と入替わるまでの間の時間であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料性状検出装置が検出した燃料性状に基づいて、使用中の燃料性状に基づいて設定された制御マップから前記燃料性状検出装置が検出した燃料性状に最適化された制御マップに直ちに切替えるか、所定期間経過後に切替えることで、失火、スモークの発生を防止すると共に、新たに検出された燃料性状に最適化された制御を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、この発明に係る内燃機関の燃料制御装置をディーゼルエンジンシステムに適用した例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成を示す概略構成図である。
図１に示すように、内燃機関（以下、エンジンと記す。）１１は、燃料供給系１２、燃焼室１３、吸気系１４および排気系１５等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００１９】
燃料供給系１２は、燃料タンク１６、燃料性状検出センサ１７、メイン燃料通路Ｌ１、サプライポンプ１８、機関燃料通路Ｌ２、コモンレール１９、燃料噴射弁２１、添加燃料通路Ｌ３、還元剤添加弁２２及び遮断弁２３を備えて構成されている。
【００２０】
燃料タンク１６から供給される燃料は、メイン燃料通路Ｌ１を介し燃料性状検出センサ１７で燃料性状が検出され、サプライポンプ１８に供給される。燃料性状検出センサ１７において検出される燃料の燃料性状としては、セタン価、アロマ含有率、燃料密度、動粘度、蒸発密度であり、これらの少なくとも一つ以上の値を検出するものである。また、燃料性状検出センサ１７において検出される燃料の燃料性状はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
ここで、燃料性状検出センサ１７として、例えば超音波を用いる手段や赤外線を用いる手段等が考えられる。超音波を用いる手段としては、例えば圧電振動子、磁歪振動子又は電磁誘導型振動子等から構成される超音波の受信機と発信機とを備えた超音波センサが用いられる。この手段は超音波センサから発振された超音波が燃料内を通過することによって生じる超音波の遅延時間によって、該燃料の密度を検出するものである。また赤外線を用いる手段としては、例えば赤外線吸収分析法等が有用である。これにより、燃料のセタン価や、環状芳香物や一定の鎖状炭化物のアロマ含有率等を検出するものである。
【００２２】
サプライポンプ１８は、燃料タンク１６からメイン燃料通路Ｌ１を介して汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｌ２を経てコモンレール１９に供給する。コモンレール１９は、サプライポンプ１８から供給された高圧燃料を所定圧力に蓄圧し、各燃料噴射弁２１に分配する。電磁弁である燃料噴射弁２１は、燃焼室１３内に燃料を噴射供給する。
【００２３】
また、サプライポンプ１８は、燃料タンク１６から汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｌ３により還元剤添加弁２２に供給する。遮断弁２３は、必要時に添加燃料通路Ｌ３を遮断し、燃料供給を停止する。
【００２４】
なお、添加燃料通路Ｌ３には調量弁（図示せず）も設けられている。この調量弁は、還元剤添加弁２２に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。電磁弁である還元剤添加弁２２は、還元剤として機能する燃料を、適宜量、適宜タイミングで排気系１５の窒素酸化物（ＮＯX）を浄化する窒素酸化物浄化用触媒（以下、「ＮＯX浄化用触媒」という。）４２ａが収容されている窒素酸化物浄化装置（以下、「ＮＯX浄化装置」という。）４２の上流側に添加供給する。
【００２５】
また、吸気系１４は、各燃焼室１３内に供給される吸入空気（吸気）３１の通路（吸気通路）を形成するものである。排気系１５は、各燃焼室１３から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成するものである。
【００２６】
また、エンジン１１には、その排気により吸気３１を過給するターボチャージャ３２を備えている。ターボチャージャ３２に設けられたインタークーラ３３は、過給によって昇温した吸気３１を強制冷却する。このインタークーラ３３よりも下流に設けられたスロットル弁３４は、いわゆる電子スロットルであり、吸気３１の供給量を調整する。
【００２７】
また、エンジン１１には、吸気系１４と排気系１５をバイパスし、排気の一部を吸気系１４に戻すＥＧＲ通路３５が設けられている。ＥＧＲ通路３５には、排気流量を調整するＥＧＲ弁３６と、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ３７が設けられている。
【００２８】
また、排気系１５は、ＮＯXを浄化するＮＯX浄化用触媒４２ａが収容されているＮＯX浄化装置４２と、その下流側に排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するＰＭフィルタ４３ａを備えた粒子状物質捕集装置（以下、「ＰＭ捕集装置」という。）４３とを配設している。
【００２９】
ＮＯX浄化装置４２に収容されているＮＯX浄化用触媒４２ａは、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中のＮＯXを吸蔵し、排気ガス中の排気空燃比がリッチのときに添加されるＨＣ、ＣＯ等により吸蔵されたＮＯXを還元・放出するものである。
【００３０】
ＮＯX浄化用触媒４２ａとして、具体的には、ＮＳＲ（ＮＯX  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）やＤＰＮＲ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯX  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。ＮＳＲとは、リーン運転モードでの運転中にＮＯXを硝酸塩の形で触媒中に吸蔵し、その硝酸塩を酸素濃度の低下した還元雰囲気でＮ2に還元するＮＯX吸蔵還元型触媒のことである。また、ＤＰＮＲとは、粒子状物質（ＰＭ）とＮＯXを同時に連続して浄化させることが可能なシステムのことであり、例えば、ＰＭ捕集装置であるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）にＮＯX吸蔵還元型触媒を担持させたものである。本実施例においては、ＮＯX浄化用触媒４２ａとして、ＮＯX吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ）を適用する。
【００３１】
また、ＰＭ捕集装置４３は、排気ガス中のＰＭを捕集するＰＭフィルタ４３ａを備えたものである。ＰＭ捕集装置４３として、例えばＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）がある。
【００３２】
ここでは、そのＰＭ捕集装置４３をＮＯX浄化装置４２よりも排気ガス流動方向下流に配置して、ＮＯX浄化用触媒４２ａにおいてＮＯXを吸蔵し、排気ガス中のＰＭ等をＰＭフィルタ４３ａで捕集し、排気している。
【００３３】
また、ＮＯX浄化用触媒４２ａやＰＭフィルタ４３ａが活性状態にあるか否かについては、その夫々の触媒床温、フィルタ床温を検出することで判断してもよい。
【００３４】
また、ＮＯX浄化装置４２の下流側に排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化用触媒として排気ガスを浄化する酸化触媒が収容されている酸化触媒装置を備えるようにしてもよい。また、ＮＯX浄化装置４２に代えて酸化触媒装置を備えるようにしてもよい。
【００３５】
また、エンジン１１の各部位には、吸気量を検出するエアフロメータ４４と、ＰＭ捕集装置４３内のＰＭフィルタ４３ａの触媒床温を検出する温度センサ４５とが設けられている。また、ＮＯX浄化装置４２の下流側とＰＭ捕集装置４３の下流側には、排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサ４６−１，４６−２と、ＰＭ捕集装置４３の下流側の窒素濃度を検出するＮＯXセンサ４７とが設けられている。また、ＮＯX浄化装置４２の下流側とＰＭ捕集装置４３の下流側には、排気ガスのガス温度を測定する排気温度センサ４８−１，４８−２が設けられている。
【００３６】
また、図示を省略するが、エンジン１１の各部位には、コモンレール１９内の燃料の温度と圧力を検出する温度センサおよび圧力センサ、エンジン１１のクランク軸回転を検出するクランクポジションセンサ、吸気温度を検出する吸気温センサ、吸気圧力を検出する吸気圧センサ、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ、スロットル弁３４の開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジン１１の冷却水温を検出する水温センサ等が設けられている。
【００３７】
電子制御装置（ＥＣＵ）５１は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これらの信号に基づき燃料噴射弁２１、還元剤添加弁２２を開閉制御し、燃料噴射弁２１、還元剤添加弁２２から噴出する燃料の噴射量、噴射時期の調整、ＥＧＲ通路３５の排気流量の調整等、エンジン１１の運転状態に関する各種制御を実施する。またＥＣＵ５１は、噴射割合の算出手段として機能するとともに、その噴射割合に基づいて還元剤添加弁２２の燃料添加量を補正する手段としても機能するものである。
【００３８】
ＥＣＵ５１は、高電圧を発生する燃料噴射弁駆動ユニット（以下、「ＥＤＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔ）」という。）５２に燃料噴射指令信号を送信する。燃料噴射弁２１の開弁時期や閉弁時期の制御は、ＥＣＵ５１の燃料噴射制御に基づき、弁駆動手段としてのＥＤＵ５２により行なわれる。これにより、燃料噴射弁２１からの燃料噴射が開始される。また、ＥＤＵ５２は、燃料噴射弁２１の間および各燃料噴射弁２１の噴射量のバラツキの情報に基づき、噴射量が所定の量になるように制御している。ＥＤＵ５２により制御することにより、微量の燃料で高精度に噴射することができる。
【００３９】
また、図２は、図１に示すシステムの燃料供給系１２を簡略に示す部分概略図である。
図２に示すように、燃料タンク１６から燃料性状検出センサ１７には新たに供給された給油後の燃料があり、燃料性状検出センサ１７から各燃料噴射弁２１の間には、給油前の燃料が残余燃料として残っている。そして、燃料性状検出センサ１７で検出された給油後の燃料の燃料性状は、ＥＣＵ５１に送信され、ＥＣＵ５１により検出される給油後の燃料の燃料性状に応じて燃料性状に最適化された制御マップへの切替えを実行する。そして、ＥＣＵ５１によりＥＤＵ５２に燃料噴射指令信号を送信し、ＥＣＵ５１の燃料噴射制御に基づいて燃料噴射弁２１の開弁時期や閉弁時期の制御を行ない、燃料噴射弁２１から燃料を噴射する。また、ＥＤＵ５２は、燃料噴射弁２１の間および各燃料噴射弁２１の噴射量が所定の量になるように制御する。
【００４０】
[運転制御方法]
つぎに、本実施例の内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法について図３のフローチャートに基づいて図１，２を参照しつつ具体的に説明する。
また、燃料性状として燃料中のセタン価を用いて説明する。
図３は、本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法を示すフローチャートである。
図３に示すように、本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法は、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料の燃料性状としてセタン価の値（検出値）を前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値と比較し、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低い低セタン価であるか、前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも高い高セタン価であるかを判断し、高セタン価又は低セタン価に最適化された制御マップに変更し、失火、スモークの増大を防止するものである。
【００４１】
即ち、本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したエンジンシステムにおける運転制御方法は、燃料性状検出センサ１７においてセタン価の検出値を検出する工程（ステップＳ１１）と、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値と異なるか否かを判定する工程（ステップＳ１２）と、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低いか否かを判定する工程（ステップＳ１３）と、低セタン価に最適化された制御マップに変更する工程（ステップＳ１４）と、検出された異なるセタン価を記憶する工程（ステップＳ１５）とからなる。
【００４２】
まず、図３において、ステップＳ１１では、燃料性状検出センサ１７において燃料性状として燃料のセタン価の検出値を検出する。そして、ステップＳ１１においてセタン価を検出した後、ステップＳ１２へ移行する。
【００４３】
ステップＳ１２では、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値と異なるか否かを判定する。ステップＳ１２の判定の結果、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値と異なると判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３へ移行する。
なお、ステップＳ１２の判定の結果、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値と異ならないと判定された場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、ステップＳ１５へ移行し、ここで、検出された前回と同じ燃料性状を記憶させ、運転制御を終了する。
【００４４】
そして、ステップＳ１３では、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低いか否かを判定する。ステップＳ１３の判定の結果、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低いと判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１４へ移行する。
【００４５】
そして、ステップＳ１４では、低セタン価に最適化された制御マップに変更する。
即ち、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低い場合には、直ちに低セタン価に最適化された制御マップに変更する。低セタン価に最適化された制御マップに直ちに切り替えを行なわないと、各燃料噴射弁２１の先端の燃料のセタン価が低セタン価に変化してきた際に、失火やＨＣ・白煙の増大を招く恐れがあるためである。
【００４６】
また、低セタン価に最適化された制御マップとしては、コモンレール１９でのパイロット噴射量を増量し、噴射時期を進角し、ＥＧＲ率を減少するようにする。
【００４７】
また、この時の低セタン価に最適化された制御マップへの切替えを図４に示す。図４に示すように、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低い場合には、直ちに低セタン価に最適化された制御マップに変更することで燃料噴射弁２１先端でのセタン価が低下することが確認できる。
【００４８】
よって、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも低い場合には、直ちに低セタン価に最適化された制御マップに変更することで、燃料噴射弁２１先端での燃料のセタン価を低下させ、失火やＨＣ・白煙の増大を回避することができる。
【００４９】
そして、ステップＳ１５において、検出された異なる燃料性状を記憶することを終了し、運転制御を終了する。
【００５０】
一方、ステップＳ１３で、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも高いと判定された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）には、ステップＳ１６へ移行する。
【００５１】
そして、ステップＳ１６では、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料性状検出センサ１７が検出した燃料の検出位置から燃料噴射弁２１の噴出位置までの容積（以下、「燃料ライン容積」という。）Ｖ以上か否かを判定する。ステップＳ１６の判定の結果、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以上であると判定された場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１７へ移行する。
【００５２】
そして、ステップＳ１７では、高セタン価に最適化された制御マップに変更する。
即ち、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも高い場合には、高セタン価のときに最適化された制御マップに所定期間ΔＴ経過後に切替える。これは、高セタン価に最適化された制御マップに直ちに切り替えを行なってしまうと、燃料噴射弁２１先端のセタン価が低セタン価であるにも拘らず、噴射時期の遅角やＥＧＲ率増加などの制御が入ってしまい、失火やＨＣ・スモークの増大を招く恐れがあるためである。
【００５３】
また、高セタン価に最適化された制御マップとしては、コモンレール１９でのパイロット噴射量を減量し、噴射時期を遅角し、ＥＧＲ率を増加するように切り替える。
【００５４】
ここで、所定期間ΔＴ経過としては、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖと同じになるまでの時間をいう。すなわち、燃料性状検出センサ１７が検出した燃料の検出位置から燃料噴射弁２１の噴出位置までにある燃料が新たに入替わるまでの間の時間をいう。
また、給油後からの燃料消費量Ｖｄは、噴射量、エンジン回転数、燃料性状の変化を検出時からの運転時間Δｔｄに基づいて計算される。
【００５５】
この時の高セタン価に最適化された制御マップへの切替えを図５に示す。図５に示すように、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも高い場合には、所定期間ΔＴ経過後に高セタン価に最適化された制御マップに変更することで燃料噴射弁２１先端でのセタン価が増加することが確認できる。
【００５６】
よって、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値よりも高い場合には、所定期間ΔＴ経過後に高セタン価に最適化された制御マップに変更することで、燃料噴射弁２１先端での燃料のセタン価を増加させ、失火やＨＣ・白煙の増大を回避することができる。
【００５７】
そして、ステップＳ１５において、検出された異なるセタン価を記憶することを終了し、運転制御を終了する。
【００５８】
また、ステップＳ１６で、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以下であると判定された場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、再度、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以上か否かを判定する。
【００５９】
よって、本実施例では、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値を前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値と比較し、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値より低セタン価である場合には、低セタン価に最適化された制御マップに直ちに切替えて変更することで、失火、スモーク増大を防止することができると共に、新たに検出された低セタン価に最適化された制御を行なうことができる。
【００６０】
また、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のセタン価の検出値が前回検出した給油前の燃料のセタン価の検出値より高セタン価である場合には、高セタン価に最適化された制御マップに所定期間ΔＴ経過後に切替えて変更する。これにより、前記燃料ライン中に残存する前回検出した給油前の燃料が燃料タンク１６中の新たな給油後の燃料と完全に入れ替わった後に、高セタン価に最適化された制御に切り替えられるため、失火、スモーク増大を防止することができると共に、新たに検出された高セタン価に最適化された制御を行なうことができる。
【００６１】
また、本実施例では、燃料性状として燃料中のセタン価を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アロマ含有率、燃料密度、動粘度、蒸発密度の何れか一つでもよく、これらを組み合わせたものを検出するようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施例では、ディーゼルエンジンシステムに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のエンジンシステムに用いるようにしてもよい。
【実施例２】
【００６３】
本発明による実施例２に係る内燃機関の燃料制御装置をディーゼルエンジンシステムに適用した例について説明する。
本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置は、実施例１に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成と同様であるため、実施例２の内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成の説明とその構成を示す図は省略する。
【００６４】
[運転制御方法]
本実施例の内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法について図６のフローチャートに基づいて図１，２を参照しつつ具体的に説明する。また、燃料性状として燃料中のアロマ含有率を用いて説明する。
【００６５】
図６は、本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法を示すフローチャートである。
図６に示すように、本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法は、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料の燃料性状としてアロマ含有率の検出値を前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値と比較し、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高い高アロマ含有率であるか、前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも低い低アロマ含有率であるかを判断し、高アロマ含有率又は低アロマ含有率に最適化された制御マップに変更し、スモークの増大を防止するものである。
【００６６】
即ち、本実施例に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したエンジンシステムにおける運転制御方法は、燃料性状検出センサ１７においてアロマ含有率の検出値を検出する工程（ステップＳ２１）と、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の値（検出値）が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値と異なるか否かを判定する工程（ステップＳ２２）と、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高いか否かを判定する工程（ステップＳ２３）と、高アロマ含有率に最適化された制御マップに変更する工程（ステップＳ２４）と、検出された異なるアロマ含有率を記憶する工程（ステップＳ２５）とからなる。
【００６７】
まず、図６において、ステップＳ２１では、図３に示すステップＳ１１と同様に燃料性状検出センサ１７においてアロマ含有率の検出値を検出し、ステップＳ２１においてアロマ含有率の検出値を検出した後、ステップＳ２２へ移行する。
【００６８】
ステップＳ２２では、図３に示すステップＳ１２と同様に燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値と異なるか否かを判定する。ステップＳ２２の判定の結果、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値と異なると判定された場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２３へ移行する。
なお、ステップＳ２２の判定の結果、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値と異ならないと判定された場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）には、ステップＳ２５へ移行し、ここで、検出された前回と同じ燃料性状を記憶させ、運転制御を終了する。
【００６９】
そして、ステップＳ２３では、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高いか否かを判定する。ステップＳ２３の判定の結果、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高いと判定された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２４へ移行する。
【００７０】
そして、ステップＳ２４では、高アロマ含有率に最適化された制御マップに変更する。
即ち、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高い場合には、直ちに高アロマ含有率に最適化された制御マップに変更する。高アロマ含有率に最適化された制御マップに直ちに切り替えを行なわないと、燃料噴射弁２１先端のアロマ含有率が高アロマ含有率に変化してきた際に、スモークの増大を招く恐れがあるためである。
【００７１】
また、高アロマ含有率に最適化された制御マップとしては、コモンレール１９でのパイロット噴射量を増量し、噴射時期を進角し、ＥＧＲ率を減少するようにする。
【００７２】
また、この時の高アロマ含有率に最適化された制御マップへの切替えを図７に示す。図７に示すように、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高い場合には、直ちに高アロマ含有率に最適化された制御マップに変更することで燃料噴射弁２１先端でのアロマ含有率が増加することが確認できる。
【００７３】
よって、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも高い場合には、直ちに高アロマ含有率に最適化された制御マップに変更することで、燃料噴射弁２１先端での燃料のアロマ含有率を増加させ、スモークの増大を回避することができる。
【００７４】
そして、ステップＳ２５において、検出された異なるアロマ含有率を記憶することを終了し、運転制御を終了する。
【００７５】
一方、ステップＳ２３で、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも低いと判定された場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）には、ステップＳ２６へ移行する。
【００７６】
そして、ステップＳ２６では、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以上か否かを判定する。ステップＳ２６の判定の結果、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以上であると判定された場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２７へ移行する。
【００７７】
そして、ステップＳ２７では、低アロマ含有率に最適化された制御マップに変更する。
即ち、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも低い場合には、低アロマ含有率のときに最適化された制御マップに所定期間ΔＴ経過後に切替える。これは、低アロマ含有率に最適化された制御マップに直ちに切り替えを行なってしまうと、燃料噴射弁２１先端のアロマ含有率が高アロマ含有率であるにも拘らず、噴射時期の遅角やＥＧＲ率増加などの制御が入ってしまい、スモークの増大を招く恐れがあるためである。
【００７８】
また、低アロマ含有率に最適化された制御マップとしては、コモンレール１９でのパイロット噴射量を減量し、噴射時期を遅角し、ＥＧＲ率を増加するように切り替える。
【００７９】
この時の低アロマ含有率に最適化された制御マップへの切替えを図８に示す。図８に示すように、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも低い場合には、所定期間ΔＴ経過後に低アロマ含有率に最適化された制御マップに変更することで燃料噴射弁２１の先端でのアロマ含有率が低下することが確認できる。
【００８０】
よって、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値よりも低い場合には、所定期間ΔＴ経過後に低アロマ含有率に最適化された制御マップに変更することで、燃料噴射弁２１先端での燃料のアロマ含有率を低下させ、スモークの増大を回避することができる。
【００８１】
そして、ステップＳ２５において、検出された異なるアロマ含有率を記憶することを終了し、運転制御を終了する。
【００８２】
また、ステップＳ２６で、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以下であると判定された場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）には、再度、給油後の燃料消費量Ｖｄが、燃料ライン容積Ｖ以上か否かを判定する。
【００８３】
よって、本実施例では、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値を前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値と比較し、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値より高アロマ含有率である場合には、高アロマ含有率に最適化された制御マップに直ちに切替えて変更することで、スモークの増大を防止することができると共に、新たに検出された高アロマ含有率に最適化された制御を行なうことができる。
【００８４】
また、燃料性状検出センサ１７において検出された給油後の燃料のアロマ含有率の検出値が前回検出した給油前の燃料のアロマ含有率の検出値より低アロマ含有率である場合には、低アロマ含有率に最適化された制御マップに所定期間経過後に切替えて変更する。これにより、前記燃料ライン中に残存する前回検出した給油前の燃料が燃料タンク１６中の新たな給油後の燃料と完全に入れ替わった後に、低アロマ含有率に最適化された制御に切り替えられるため、スモークの増大を防止することができると共に、新たに検出された低アロマ含有率に最適化された制御を行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、この発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、燃料性状検出センサにおいて検出された燃料のアロマ含有率を前回検出された燃料のアロマ含有率の検出値と比較し、検出された燃料の燃料性状の変化に応じて、燃料性状に最適化された制御マップに変更するのに有用であり、失火、スモークの増大を防止しつつ、新たな燃料性状に最適化された制御に移行することが可能な内燃機関に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すシステムの部分概略図である。
【図３】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法を示すフローチャートである。
【図４】低セタン価に最適化された制御マップへの切替えを示す図である。
【図５】高セタン価に最適化された制御マップへの切替えを示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムにおける運転制御方法を示すフローチャートである。
【図７】高アロマ含有率に最適化された制御マップへの切替えを示す図である。
【図８】低アロマ含有率に最適化された制御マップへの切替えを示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１１  エンジン
１２  燃料供給系
１３  燃焼室
１４  吸気系
１５  排気系
１６  燃料タンク
１７  燃料性状検出センサ
１８  サプライポンプ
１９  コモンレール
２１  燃料噴射弁
２２  還元剤添加弁
２３  遮断弁
３１  吸気
３２  ターボチャージャ
３３  インタークーラ
３４  スロットル弁
３５  ＥＧＲ通路
３６  ＥＧＲ弁
３７  ＥＧＲクーラ
４１  排気主通路
４２  窒素酸化物浄化装置（ＮＯX浄化装置）
４２ａ  窒素酸化物浄化用触媒（ＮＯX浄化用触媒）
４３  粒子状物質捕集装置（ＰＭ捕集装置）
４３ａ  ＰＭフィルタ
４４  エアフロメータ
４５  温度センサ
４６−１，４６−２  空燃比センサ
４７  ＮＯXセンサ
４８−１，４８−２  排気温度センサ
５１  電子制御装置（ＥＣＵ）
５２  燃料噴射弁駆動ユニット（ＥＤＵ）
Ｌ１  メイン燃料通路
Ｌ２  機関燃料通路
Ｌ３  添加燃料通路
【図１】
2009013889.tif 000003
【図２】
2009013889.tif 000004
【図３】
2009013889.tif 000005
【図４】
2009013889.tif 000006
【図５】
2009013889.tif 000007
【図６】
2009013889.tif 000008
【図７】
2009013889.tif 000009
【図８】
2009013889.tif 000010