(57)【要約】【課題】圧縮自着火式の内燃機関において、燃料のセタン価の検出精度を向上する。【解決手段】運転条件及び環境条件が所定範囲内で、パイロット噴射による燃料噴射量が微少量となるとき（S110,S120：YES）、パイロット噴射された燃焼室内の圧力（筒内圧）Ｐ及び容積Ｖを、燃料のメイン噴射がなされるまでの所定期間サンプリングする（S130）。そして、そのサンプリングした筒内圧Ｐ及び容積Ｖから熱発生率を算出して、熱発生率を積算することで熱発生量Ｑを求め（S140）、更に、その熱発生量Ｑを燃料量に換算して燃料噴射量との比を求めることにより、燃料の燃焼率を算出し（S160）、その燃焼率から燃料のセタン価を特定する（S170）。【選択図】図２
2009174322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射手段を備えた圧縮自着火式の内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出装置であって、
前記燃料噴射手段から所定の燃料噴射がなされたときに、前記燃料噴射手段から噴射された燃料の内、前記燃焼室内で実際に燃焼した燃料の割合を表す燃焼率を算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率算出手段にて算出された燃焼率に基づき、燃料のセタン価を特定するセタン価特定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のセタン価検出装置。
【請求項２】
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、
を備え、
前記燃焼率算出手段は、
前記圧力検出手段にて検出された圧力と前記容積検出手段にて検出された容積とに基づき熱発生率を逐次算出すると共に、該算出した熱発生率を積算することで前記燃料噴射手段からの燃料噴射に伴う熱発生量を算出し、該算出した熱発生量を実際に燃焼した燃焼燃料量に換算して、該燃焼燃料量と前記燃料噴射手段からの噴射燃料量との比を求めることにより、前記燃焼率を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のセタン価検出装置。
【請求項３】
前記燃焼率算出手段は、
前記燃料噴射手段からの燃料噴射量が、前記燃焼室内での燃料の燃焼率がセタン価により変化する微少量であるとき、前記燃焼率を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関のセタン価検出装置。
【請求項４】
前記燃焼率算出手段は、
前記燃料噴射手段からの燃料噴射量が、０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下の範囲内にあるとき、前記燃焼率を算出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のセタン価検出装置。
【請求項５】
燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射手段を備えた圧縮自着火式の内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出装置であって、
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、
前記燃料噴射手段から所定の燃料噴射がなされたときに、前記圧力検出手段にて検出された圧力と前記容積検出手段にて検出された容積とに基づき熱発生率を逐次算出すると共に、該算出した熱発生率を積算することで前記燃料噴射手段からの燃料噴射に伴う熱発生量を算出する熱発生量算出手段と、
前記熱発生量算出手段にて算出された熱発生量に基づき、燃料のセタン価を特定するセタン価特定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のセタン価検出装置。
【請求項６】
前記熱発生量算出手段は、
前記燃料噴射手段からの燃料噴射量が、略一定量で、しかも、前記熱発生量がセタン価により変化する微少量であるとき、前記熱発生量を算出することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のセタン価検出装置。
【請求項７】
前記熱発生量算出手段は、
前記燃料噴射手段からの燃料噴射量が、０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下の範囲内で略一定量であるとき、前記熱発生量を算出することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のセタン価検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射手段を備えた圧縮自着火式の内燃機関において、燃料のセタン価を検出するセタン価検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮自着火式の内燃機関においては、運転に使用する燃料のセタン価によって運転性能（機関出力、エミッション、ドライバビリティ等）が変化することから、所定の運転条件下で燃焼室内の圧力（筒内圧）等から燃料のセタン価を検出し、その検出した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行われている。
【０００３】
そして、この制御のために用いられるセタン価検出装置としては、例えば、下記１）〜３）のものが知られている。
１）パイロット噴射により燃焼室内に噴射された燃料の着火遅れを検出することにより、燃料のセタン価を特定するように構成された装置（例えば、特許文献１，２等参照）。
【０００４】
２）クランキング時、アイドル時、減速に伴う燃料カット時等に、燃焼室内に燃料を微少噴射し、その噴射燃料の着火遅れを検出することにより、燃料のセタン価を特定するよう構成された装置（例えば、特許文献３等参照）。
【０００５】
３）パイロット噴射した燃料の燃焼時に、燃焼室内の圧力（筒内圧）Ｐと燃焼室の容積Ｖをκ乗（κは混合気の比熱比を表す定数）した値Ｖκとの積ＰＶκを、熱発生量パラメータとして算出して、その変化量（＝最大値−最小値）を検出することにより、燃料のセタン価を特定するよう構成された装置（例えば、特許文献４等参照）。
【特許文献１】特開２００６−１６９９４号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６１８８号公報
【特許文献３】特開２００５−３４４５５７号公報
【特許文献４】特開２００５−３４４５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記１）、２）のように、燃焼室内での燃料の着火遅れからセタン価を検出する装置では、噴射時期の制御誤差や着火時期の検出誤差により着火遅れの検出精度が低下し、セタン価を精度よく検出できないという問題があった。
【０００７】
一方、上記３）のように、熱発生量パラメータ（ＰＶκ）の変化量からセタン価を検出する装置では、熱発生量パラメータ（ＰＶκ）を算出してその変化量を求めることができればよく、その算出時期がずれても、セタン価を問題なく特定できる。
【０００８】
しかし、熱発生量パラメータ（ＰＶκ）の変化量は、燃料噴射後の熱発生量と相関はあっても、熱発生量と一致（比例）するものではない。また所定量以上の燃料噴射における、セタン価による熱発生量パラメータ変化量は微少であり、筒内圧の計測誤差がある場合は、燃料の着火性を精度良く判別できないことがある。この結果、セタン価の検出精度が低下するという問題もある。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、圧縮自着火式の内燃機関において、燃料のセタン価をより高精度に検出し得るセタン価検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のセタン価検出装置においては、所定値以下の燃料噴射がなされた場合に、燃焼室内で燃焼する燃料量がセタン価に応じて大きく変化することに着目し、燃料噴射手段から所定の燃料噴射がなされると、燃焼率算出手段が、燃料噴射手段から噴射された燃料の内、燃焼室内で実際に燃焼した燃料の割合を表す燃焼率を算出し、セタン価特定手段が、その算出された燃焼率に基づき、燃料のセタン価を特定する。
【００１１】
つまり、燃焼率算出手段にて算出される燃焼率は、噴射燃料に対する燃焼燃料の割合を表す値であることから、その値が大きいほど、燃料が着火し易く、セタン価は大きい値になる。そこで、本発明では、燃料の着火性（換言すればセタン価）を特定するためのパラメータとして、燃焼率を算出し、その算出結果からセタン価を特定するようにしている。
【００１２】
また、燃焼率は、燃料噴射手段からの燃料噴射によって燃焼した燃料量を検出して、燃料噴射手段からの燃料噴射量との比を求めることにより算出できることから、上記１）、２）の従来装置のように、その算出時期がずれてもセタン価の検出精度が低下することはない。
【００１３】
よって、本発明のセタン価検出装置によれば、セタン価検出の実行条件を燃料噴射量が一定量となる運転条件下に制限することなく、セタン価を精度よく検出することが可能となる。
【００１４】
ところで、本発明において、燃焼率算出手段にて燃焼率を算出するには、燃焼室内で実際に燃焼した燃焼燃料の量を検出する必要があるが、このためには、請求項２に記載のように、燃焼室内の圧力（筒内圧）を検出する圧力検出手段と、燃焼室の容積を検出する容積検出手段とを設け、燃焼率算出手段において、これら各検出手段にて検出された筒内圧と容積とに基づき熱発生率を逐次算出し、その算出した熱発生率を積算することで熱発生量を算出するようにするとよい。
【００１５】
つまり、このようにすれば、燃焼率算出手段において、熱発生量を燃料量に換算することで、燃焼室内で実際に燃焼した燃焼燃料量を求めることができ、その値と燃料噴射手段からの噴射燃料量との比を求めることで、燃焼率を簡単に算出することができる。
【００１６】
また、この場合、燃焼室内の圧力（筒内圧）と燃焼室の容積を検出する必要があるが、筒内圧は内燃機関で一般に用いられている筒内圧センサを用いて検出できる。また、燃焼室の容積は、内燃機関の回転により変化するが、その値は内燃機関の回転位置（クランク角度）に応じて変化することから、クランク角毎に燃焼室の容積を記述した容積データを作成しておくことで、内燃機関のクランク角から簡単に検出できる。よって、請求項２に記載のセタン価検出装置は容易に実現できる。
【００１７】
次に、本発明（請求項１、２）では、燃料噴射手段からの噴射燃料の燃焼率に基づきセタン価を特定することから、燃焼率算出手段が燃焼率を算出する際の運転条件（所定の燃料噴射）としては、燃焼率が燃料のセタン価によって変化する運転条件を設定する必要がある。
【００１８】
そして、燃料噴射手段からの燃料噴射量が多いときには、セタン価が変化しても燃焼率が大きく変化することはなく、燃焼率からセタン価を検出することは難しいことから、燃焼率算出手段としては、請求項３に記載のように、燃料噴射手段からの燃料噴射量が、燃焼室内での燃料の燃焼率がセタン価により変化する微少量であるときに、燃焼率を算出するよう構成するとよい。
【００１９】
そして、本願発明者らの実験によれば、自動車内燃機関において、燃焼率算出手段にて燃焼率を算出するのに好適な燃料噴射量（微少量）としては、請求項５に記載のように、０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下の範囲内にするとよいことが判った。
【００２０】
つまり、自動車用内燃機関において、燃料噴射手段からの燃料噴射量がこの範囲内（０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下）にあれば、燃料噴射量が同じであっても、燃料のセタン価に応じて熱発生量（延いては燃焼燃料量）が変化し、その熱発生量から求められる噴射燃料の燃焼率に基づき、セタン価を検出できるようになるのである。
【００２１】
そして、自動車用内燃機関において、こうした微少量（０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下）の燃料噴射は、メイン噴射に先だって行われるパイロット噴射で実現されることから、本発明のセタン価検出装置を実際に構成する際には、燃料噴射手段からパイロット噴射がなされたときに、燃焼率算出手段にて、そのパイロット噴射による噴射燃料の燃焼率を算出し、セタン価特定手段にて、その算出された燃焼率に基づき燃料のセタン価を特定するようにするとよい。
【００２２】
また、例えば、内燃機関の減速に伴う燃料カット時に、微少量（０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下）の燃料噴射を行い、燃焼率算出手段にて、その微少噴射による噴射燃料の燃焼率を算出し、セタン価特定手段にて、その算出された燃焼率に基づき燃料のセタン価を特定するようにしてもよい。
【００２３】
一方、上記のように、燃焼室内での熱発生率を算出して積算することで熱発生量を求めるようにした場合、燃料噴射手段からの燃料噴射量が略一定であれば、熱発生量はセタン価に応じて変化することになる。
【００２４】
このため、セタン価検出装置は、請求項５に記載のように構成しても良い。
つまり、請求項５に記載のセタン価検出装置には、圧力検出手段と、容積検出手段と、熱発生量算出手段とが設けられており、熱発生量算出手段は、請求項２に記載の燃焼率算出手段と同様、燃料噴射手段から所定の燃料噴射がなされたときに、圧力検出手段及び容積検出手段にて検出された筒内圧及び容積に基づき熱発生率を逐次算出し、その算出した熱発生率を積算することで熱発生量を算出する。そして、熱発生量算出手段にて熱発生量が算出されると、セタン価特定手段が、その算出された熱発生量に基づき燃料のセタン価を特定する。
【００２５】
従って、請求項５に記載のセタン価検出装置によれば、熱発生量算出手段が熱発生量を算出する際の運転条件（所定の燃料噴射）として、燃料噴射量が略一定となる運転条件を設定する必要はあるものの、熱発生量算出手段では、熱発生率を積算することによって、実際に燃焼した燃料量に対応した熱発生量を正確に求めることができることから、セタン価特定手段にて、その熱発生量から燃料のセタン価を精度良く検出することができるようになり、上記３）の従来装置に比べて、セタン価の検出精度を向上することが可能となる。
【００２６】
なお、請求項５に記載のセタン価検出装置において、熱発生量算出手段が熱発生量を算出する際の運転条件（所定の燃料噴射）としては、請求項６に記載のように、燃料噴射手段からの燃料噴射量が、略一定量で、且つ、燃焼室内での熱発生量がセタン価により変化する微少量であること、とすればよい。
【００２７】
そして、上記のように、自動車用内燃機関において、燃料噴射手段からの燃料噴射量を略一定にしたときに、熱発生量が燃料のセタン価に応じて変化するのは、燃料噴射量が、０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下の範囲内にあるときであることから、熱発生量算出手段としては、請求項７に記載のように、燃料噴射手段からの燃料噴射量が０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下の範囲内で略一定量であるときに、熱発生量を算出するよう構成するとよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明が適用された内燃機関の制御系全体の構成を表す概略構成図である。
本実施形態の内燃機関は、蓄圧式燃料噴射システムを採用した自動車用のディーゼル機関１である。
【００２９】
このディーゼル機関１は、シリンダブロック２に形成されたシリンダ３内にピストン４が収容され、シリンダ３内を往復動するピストン４の運動が、コンロッド５を介してディーゼル機関１のクランク軸（図示せず）に回転運動として伝達される。
【００３０】
シリンダブロック２の上端面には、ピストン４の上部に燃焼室６を形成するシリンダヘッド７が固定されている。そのシリンダヘッド７には、燃焼室６に開口する吸気ポート８と排気ポート９とが形成されている。
【００３１】
吸気ポート８と排気ポート９は、それぞれカム（図示せず）によって駆動される吸気弁１０と排気弁１１とで開閉される。
吸気ポート８には、外気を吸入するための吸気管１２が接続され、吸気弁１０が吸気ポート８を開く吸入行程の際に、ピストン４がシリンダ３内を降下して筒内負圧が生じると、吸気管１２より吸入された外気が吸気ポート８を通って筒内へ流入する。
【００３２】
また、排気ポート９には、燃焼ガスを排出するための排気管１３が接続され、排気弁１１が排気ポート９を開く排気行程の際に、ピストン４の上昇により燃焼室６（筒内）から押し出された燃焼ガスが、排気ポート９を通って排気管１３へ排出される。
【００３３】
蓄圧式燃料噴射システムは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール１４と、このコモンレール１４に高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプ（図示せず）と、コモンレール１４に蓄圧された高圧燃料をディーゼル機関１の各気筒の燃焼室６にそれぞれ噴射する複数のインジェクタ１５を有し、電子制御ユニット（ＥＣＵ１６と呼ぶ）により制御される。
【００３４】
コモンレール１４は、燃料供給ポンプより供給された高圧燃料を目標レール圧まで蓄圧すると共に、その蓄圧された高圧燃料が、燃料配管１７を介してインジェクタ１５に供給される。コモンレール１４の目標レール圧は、ＥＣＵ１６により設定される。具体的には、アクセル開度及び回転速度等からディーゼル機関１の運転状態を検出し、その運転状態に適した目標レール圧が設定される。
【００３５】
インジェクタ１５は、ＥＣＵ１６によって電子制御される電磁弁と、この電磁弁の開弁動作によって燃料を噴射するノズルとを有し、このノズルの先端部が各気筒の燃焼室６に突き出た状態で、シリンダヘッド７に取り付けられている。
【００３６】
ＥＣＵ１６は、図３に示す各種センサ類（ＮＥセンサ１８、アクセル開度センサ１９、燃圧センサ２０、筒内圧センサ２１、吸気圧センサ２２、吸気温センサ２３、水温センサ２４等）で検出されたセンサ情報を入力し、これらのセンサ情報を基に、ディーゼル機関１の運転状態を制御する。
【００３７】
ＮＥセンサ１８は、ディーゼル機関１のクランク軸と同期して回転するパルサ２８の近傍に配置され、パルサ２８が１回転する間に、パルサ２８の外周部に設けられた歯部の数に相当する複数のパルス信号（回転角信号）を出力する。そして、ＥＣＵ１６は、ＮＥセンサ１８から出力される回転角信号に基づきディーゼル機関１の回転速度ＮＥ及び回転位置（クランク角度θ）を検出する。
【００３８】
アクセル開度センサ１９は、運転者が操作するアクセルペダル（図示せず）の操作量（踏込み量）よりアクセル開度を検出して、ＥＣＵ１６に出力する。
燃圧センサ２０は、コモンレール１４に取り付けられ、そのコモンレール１４に蓄圧された燃料圧力（実レール圧）を検出して、ＥＣＵ１６に出力する。
【００３９】
筒内圧センサ２１は、ディーゼル機関１の気筒毎にシリンダヘッド７に取り付けられ、各気筒の気筒内圧力（以下、筒内圧という）をそれぞれ検出して、ＥＣＵ１６に出力する。
【００４０】
吸気圧センサ２２は、吸気管１２に取り付けられ、吸気管１２内の吸気圧Ｐｍを検出して、ＥＣＵ１６に出力する。
吸気温センサ２３は、吸気管１２に取り付けられ、吸気管１２内を通過する吸気の温度（吸気温）Ｔａを検出して、ＥＣＵ１６に出力する。
【００４１】
水温センサ２４は、シリンダブロック２に取り付けられ、シリンダブロック２内の冷却水の温度（水温）Ｔｗを検出して、ＥＣＵ１６に出力する。
ＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、上記のセンサ情報を基に、噴射圧制御及び燃料噴射制御を実施する。
【００４２】
噴射圧制御は、コモンレール１４に蓄圧される燃料圧力を制御するもので、燃圧センサ２０によって検出される実レール圧が目標レール圧と一致する様に、燃料供給ポンプの吐出量（ポンプ吐出量）をフィードバック制御する。
【００４３】
燃料噴射制御は、インジェクタ１５からの燃料噴射量及び噴射時期を制御するもので、ディーゼル機関１の運転状態に応じた最適な噴射量及び噴射時期を演算し、その演算結果に従ってインジェクタ１５の電磁弁を駆動する。なお、この燃料噴射制御では、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を実行させることにより、燃料を効率よく燃焼させる。
【００４４】
また、使用燃料の着火性（セタン価）が変化すると、最適な噴射量及び噴射時期も変化することから、ＥＣＵ１６は、ディーゼル機関１の所定の運転条件下で、燃料のセタン価を検出するセタン価検出処理を実行し、燃料噴射制御にて噴射量及び噴射時期を制御する際には、このセタン価検出処理で検出された燃料のセタン価に基づき噴射量及び噴射時期を補正する。
【００４５】
以下、ＥＣＵ１６にて実行されるセタン価検出処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
図２に示すように、この処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、ＮＥセンサ１８及びアクセル開度センサ１９を介して検出されたディーゼル機関１の回転速度及びアクセル開度は、それぞれ、予め設定された範囲内にあるか否かを判断することにより、ディーゼル機関１が所定の運転条件（換言すれば所定の負荷状態）で運転されているか否かを判断する。
【００４６】
そして、Ｓ１１０にて、ディーゼル機関１が所定の運転条件で運転されていないと判断されると、そのまま当該処理を終了し、逆に、ディーゼル機関１が所定の運転条件で運転されていると判断されると、Ｓ１２０に移行する。
【００４７】
Ｓ１２０では、吸気温センサ２３、水温センサ２４等で検出される吸気温、水温等は、それぞれ、予め設定された範囲内にあるか否かを判断することにより、ディーゼル機関１が、吸気温、水温等で規定される所定の環境条件で運転されているか否かを判断する。
【００４８】
そして、Ｓ１２０にて、ディーゼル機関１が所定の環境条件で運転されていないと判断されると、そのまま当該処理を終了し、逆に、ディーゼル機関１が所定の環境条件で運転されていると判断されると、Ｓ１３０に移行する。
【００４９】
Ｓ１３０では、ディーゼル機関１が所定のクランク角度回転する間、筒内圧センサ２１にて検出される筒内圧Ｐを所定間隔で繰り返しサンプリングし、各サンプリングタイミングでの燃焼室６の容積Ｖを検出する。
【００５０】
なお、燃焼室６の容積Ｖの検出には、ディーゼル機関１のクランク角度と燃焼室６の容積Ｖとの関係を記述した容積データが使用され、Ｓ１２０では、この容積データから、筒内圧Ｐのサンプリング時のクランク角度に対応した容積Ｖを読み込むことで、各サンプリングタイミングでの燃焼室６の容積Ｖを検出する。
【００５１】
また、Ｓ１３０にて筒内圧をサンプリングするサンプリング期間は、図５（ａ）に示すように、ディーゼル機関１の特定気筒でパイロット噴射が実施されてから、その噴射燃料が燃焼（パイロット燃焼）し、その後メイン噴射された燃料が燃焼（メイン燃焼）するまでの所定のクランク角度期間θ１〜θ２として予め設定されている。そして、Ｓ１３０では、そのサンプリング期間（クランク角度θ１〜θ２）の間、筒内圧Ｐ及び容積Ｖを所定間隔で複数サンプリングする。
【００５２】
次に、Ｓ１３０にて筒内圧Ｐ及び燃焼室６の容積Ｖがサンプリングされると、Ｓ１４０に移行し、そのサンプリングされた複数の筒内圧Ｐと燃焼室６の容積Ｖとに基づき、次式（１）を用いて、パイロット噴射によって特定気筒の燃焼室６内で生じた熱発生量Ｑを算出する。
【００５３】
【数１】
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つまり、Ｓ１４０では、（１）式に従い、ディーゼル機関１がクランク角度θ１からθ２まで回転する間にサンプリングした複数の筒内圧Ｐと、各筒内圧Ｐに対応した燃焼室６の容積Ｖとから、サンプリングタイミング毎の熱発生率（図５（ａ）参照）を逐次算出し、その算出した熱発生率を積算することで、パイロット噴射された燃料によって生じた熱発生量Ｑを算出するのである。
【００５４】
そして、続くＳ１５０では、Ｓ１４０で算出された熱発生量Ｑを、この熱量に相当する燃料量（燃焼燃料量）に単位変換し、続くＳ１６０にて、その単位変換後の熱発生量Ｑ（つまり燃焼燃料量）を、インジェクタ１５から噴射した燃料量（つまりパイロット噴射量）で除することにより、パイロット噴射された燃料の燃焼率（＝燃焼燃料量／パイロット噴射量）を算出する。
【００５５】
次に、Ｓ１６０にて燃焼率が算出されると、Ｓ１７０に移行して、その算出された燃焼率と燃料のセタン価との関係を表すマップを用いて燃料のセタン価を特定し、当該処理を終了する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のセタン価検出処理では、ディーゼル機関１が所定の運転条件及び環境条件で運転されているときに、パイロット噴射された燃焼室６内の筒内圧Ｐ及び容積Ｖを所定期間サンプリングし、そのサンプリングした複数の筒内圧Ｐ及び容積Ｖに基づき、パイロット噴射により生じた燃焼室６での熱発生量Ｑを算出し、この熱発生量Ｑとパイロット噴射された燃料量とから燃料の燃焼率を求め、この燃焼率から燃料のセタン価を特定する。
【００５７】
このため、本実施形態によれば、筒内圧から燃料噴射後の着火時期（着呼遅れ）を検出してセタン価を特定する従来装置のように、燃料噴射時期の制御誤差や着火時期の検出誤差、筒内圧の検出誤差等によって検出精度が低下することはなく、セタン価の検出精度を向上できる。
【００５８】
また、本実施形態では、パイロット噴射により燃焼した燃焼燃料量とパイロット噴射量との比率を表す燃焼率に基づきセタン価を特定するため、燃料噴射量により変化する熱発生量パラメータ（ＰＶκ）からセタン価を特定する従来装置に比べ、セタン価の検出条件（運転条件、環境条件）を広くすることができる。
【００５９】
ここで、本実施形態においては、ディーゼル機関１の回転速度及びアクセル開度で規定される運転条件（換言すればディーゼル機関１の負荷）と、吸気温や水温等で規定される環境条件環が、それぞれ、所定範囲内にあるときに、セタン価の検出条件が成立したと判断して、筒内圧Ｐ及び容積Ｖのサンプリングを開始する。
【００６０】
これは、パイロット噴射による燃料の燃焼率（パイロット燃焼率）は、図５（ｂ）に示すように、ディーゼル機関１の負荷や温度によって変化し、特に、セタン価によりパイロット燃焼率が大きく変化するのは、パイロット噴射による燃料噴射量が微少量（より好ましくは０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下）となる、ディーゼル機関１の低負荷運転時であるからである。
【００６１】
つまり、本実施形態においては、ディーゼル機関１が低負荷運転されてパイロット燃焼率がセタン価により大きく変化するときに、筒内圧Ｐ及び容積Ｖをサンプリングして、パイロット燃焼率（延いてはセタン価）を検出できるようにするため、セタン価を検出する条件を、上述したディーゼル機関１の運転条件と環境条件とで制限しているのである。
【００６２】
従って、本実施形態によれば、その制限された条件下で筒内圧Ｐ及び容積Ｖをサンプリングすることにより、燃料のセタン価を精度良く検出することができる。
なお、本実施形態においては、インジェクタ１５が本発明の燃料噴射手段に相当し、セタン価検出処理を実行するＥＣＵ１６が本発明のセタン価件検出装置に相当し、セタン価検出処理におけるＳ１３０の処理が、本発明の圧力検出手段及び容積検出手段に相当し、同じくＳ１４０〜Ｓ１６０の処理が、本発明の燃焼率算出手段に相当し、同じくＳ１７０の処理が、本発明のセタン価特定手段に相当する。
【００６３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に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て、種々の態様をとることができる。
［変形例１］
例えば、上記実施形態では、セタン価特定手段としてのＳ１７０の処理において、燃焼率と燃料のセタン価との関係を表す一つのマップを用いてセタン価を特定するものとして説明したが、燃焼率とセタン価との関係は、ディーゼル機関１の運転条件及び環境条件によって変化することから、セタン価特定用のマップを一つにすると、セタン価を検出する際の運転条件及び環境条件を狭くする必要がある。
【００６４】
このため、燃焼率から燃料のセタン価を特定する際の実行条件を広くするには、セタン価特定用のマップを、ディーゼル機関１の運転条件及び環境条件毎に複数用意しておき、セタン価検出処理を図３に示す如く実行するようにすればよい。
【００６５】
すなわち、図３のセタン価検出処理では、Ｓ２１０にて、ディーゼル機関１のパイロット噴射後の所定のサンプリング期間の間、筒内圧Ｐ及び容積Ｖをサンプリングし、続くＳ２２０にて、そのサンプリングした筒内圧Ｐ及び容積Ｖに基づき、上記演算式（１）を用いて熱発生量Ｑを算出する。
【００６６】
また、続くＳ２３０では、Ｓ２２０で算出された熱発生量Ｑを燃料量（燃焼燃料量）に単位変換し、続くＳ２４０にて、その単位変換後の熱発生量Ｑ（つまり燃焼燃料量）とパイロット噴射量とから燃料の燃焼率を算出する。
【００６７】
そして、Ｓ２４０にて燃焼率が算出されると、Ｓ２５０に移行して、ディーゼル機関１の現在の運転条件（回転速度、アクセル開度等）及び環境条件（吸気温、水温等）を検出し、Ｓ２６０にて、その検出された運転条件及び環境条件に対応したセタン価特定用のマップを複数のマップの中から抽出し、その抽出したマップとＳ２４０にて算出した燃焼率とに基づき、燃料のセタン価を特定し、当該セタン価検出処理を終了する。
【００６８】
このように、図３に示すセタン価検出処理では、複数のマップの中からディーゼル機関１の運転条件及び環境条件に対応したマップを選択して、燃料のセタン価を特定することから、燃料の燃焼率からセタン価を特定し得る運転条件及び環境条件を広くすることができ、給油等によって燃料のセタン価が変化した際に、そのセタン価の変化をより早く検出することが可能となる。
【００６９】
なお、図３に示すセタン価検出処理においては、Ｓ２１０の処理が、本発明の圧力検出手段及び容積検出手段に相当し、Ｓ２２０〜Ｓ２５０の処理が、本発明の燃焼率算出手段に相当し、Ｓ２６０の処理が、本発明のセタン価特定手段に相当する。
［変形例２］
また次に、上記実施形態では、ディーゼル機関１の低負荷運転時のパイロット噴射後に、その噴射燃料の燃焼率を算出して、燃料のセタン価を検出するものとして説明したが、燃料の燃焼率は、燃料噴射量が微少量（より好ましくは０．３［mm3/st］以上１．５［mm3/st］以下の範囲内）であれば、燃料のセタン価に応じて大きく変化し、その燃焼率からセタン価を良好に特定できる。
【００７０】
このため、セタン価検出処理の実行条件としては、必ずしもパイロット噴射後に設定する必要はなく、例えば、自動車が減速運転に入り、ディーゼル機関１が燃料カット状態にあるときに、特定の気筒に燃料を微少量だけ単発噴射（微少噴射）するようにし、図５（ｃ）に示すように、セタン価検出処理では、その微少噴射された気筒の燃焼室６の筒内圧Ｐ及び容積Ｖとから熱発生量Ｑを求めることで、噴射燃料のセタン価を特定するようにしてもようにしても良い。
【００７１】
なお、この場合、セタン価検出処理は、図４に示すように、Ｓ３１０にて、ディーゼル機関１が燃料カット状態に入り、所定の環境条件が成立しているか否かを判断することにより、微少噴射の実行条件が成立しているか否かを判定し、微少噴射の実行条件が成立していなければ、セタン価検出処理を終了し、微少噴射の実行条件が成立していれば、Ｓ３２０にて、特定気筒のインジェクタ１５から所定の燃料噴射タイミングで微少量の燃料噴射を実行させ、その後、Ｓ１３０〜Ｓ１７０の一連の処理を実行するようにすればよい。
［変形例３］
一方、上記実施形態及び変形例では、燃料の燃焼率から燃料のセタン価を特定するものとして説明したが、例えば、インジェクタ１５から燃焼室６内への燃料噴射量が一定量であれば、燃料の燃焼率だけでなく、その燃焼率を算出するのに用いた熱発生量Ｑもセタン価に応じて変化することになるので、燃焼率を算出することなく、熱発生量Ｑから燃料のセタン価を特定することもできる。
【００７２】
そして、このようにするには、例えば、図２に示したセタン価検出処理において、Ｓ１１０及びＳ１２０で判定するディーゼル機関１の運転条件及び環境条件を、パイロット噴射量が略一定量となる運転条件及び環境条件となるように狭くすればよい。
【００７３】
つまり、このようにすれば、パイロット噴射量が略一定量となる条件下で、特定気筒の燃焼室６でパイロット噴射後に生じた熱発生量Ｑを算出して（Ｓ１４０）、その熱発生量Ｑをパラメータとするマップを用いて燃料のセタン価を特定する（Ｓ１７０）ことが可能となり、熱発生量Ｑを燃料量に換算したり（Ｓ１５０）、その換算した燃料量とパイロット噴射量とから燃焼率を算出したり（Ｓ１６０）することなく、セタン価を検出できることになる。
【００７４】
また、例えば、図４に示したセタン価検出処理において、Ｓ３２０で微少噴射する燃料量を一定量に制限するようにしても、熱発生量Ｑを燃料量に換算したり（Ｓ１５０）、その換算した燃料量とパイロット噴射量とから燃焼率を算出したり（Ｓ１６０）することなく、Ｓ１７０にて、Ｓ１４０で算出された熱発生量Ｑから燃料のセタン価を特定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態のディーゼル機関及びその制御系全体の構成を表す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵにて実行されるセタン価検出処理を表すフローチャートである。
【図３】変形例１のセタン価検出処理を表すフローチャートである。
【図４】変形例２のセタン価検出処理を表すフローチャートである。
【図５】実施形態及び変形例２のセタン価検出動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…ディーゼル機関（圧縮時着火式内燃機関）、２…シリンダブロック、４…ピストン、５…コンロッド、６…燃焼室、７…シリンダヘッド、８…吸気ポート、９…排気ポート、１０…吸気弁、１１…排気弁、１２…吸気管、１３…排気管、１４…コモンレール、１５…インジェクタ、１７…燃料配管、１８…ＮＥセンサ、１９…アクセル開度センサ、２０…燃圧センサ、２１…筒内圧センサ、２２…吸気圧センサ、２３…吸気温センサ、２４…水温センサ、２８…パルサ。
【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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