内燃機関の制御装置
【課題】燃料のセタン価に基づいて、好適に内燃機関の運転を制御する。
【解決手段】内燃機関の制御装置（１００）は、内燃機関（２００）に使用される燃料のセタン価を所定のタイミングで検出するセタン価検出手段（１１０）と、内燃機関のクランク軸（２０４）の角速度を検出する角速度検出手段（１２０）と、検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段（１３０）と、フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する乖離量算出手段（１４０）と、算出された乖離量に応じて、検出されたセタン価を補正する補正手段（１５０）と、補正されたセタン価に基づいて、内燃機関の運転を制御する制御手段（１６０）とを備える。
【解決手段】内燃機関の制御装置（１００）は、内燃機関（２００）に使用される燃料のセタン価を所定のタイミングで検出するセタン価検出手段（１１０）と、内燃機関のクランク軸（２０４）の角速度を検出する角速度検出手段（１２０）と、検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段（１３０）と、フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する乖離量算出手段（１４０）と、算出された乖離量に応じて、検出されたセタン価を補正する補正手段（１５０）と、補正されたセタン価に基づいて、内燃機関の運転を制御する制御手段（１６０）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば軽油を燃料として運転される内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関に使用される軽油は、例えば製造工程や仕向等によって、セタン価にばらつきや低下が生じてしまう場合がある。内燃機関の燃料噴射制御は、例えば各国でのセタン価の基準値に基づいているため、セタン価がばらついたり低下したりすると、適正な燃料噴射制御が実施できなくなるおそれがある。
【０００３】
上述したような背景を踏まえ、例えば特許文献１では、気筒内部の圧力から求められる着火時期に基づいてセタン価を推定しようとする技術が開示されている。この技術では、推定されたセタン価に応じて内燃機関の運転を制御すると共に、燃焼異常があると判定された場合には制御マップが切替えられる。また特許文献２でも同様に、検出されたセタン価に応じて内燃機関の制御マップを切替えるという技術が開示されている。
【０００４】
他方で、例えば特許文献３では、内燃機関のクランク軸の角速度を用いてセタン価を検出しようとする技術が開示されている。また特許文献４では、クランク角センサの出力値にフィルタをかけることで得られる燃焼不安定の指標を用いて失火を判定するという技術が開示されている。特許文献５では、角速度から内燃機関の回転０．５次の周波数成分のノイズを除去するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３９７３８号公報
【特許文献２】特開２００９−０１３８８９号公報
【特許文献３】特開２００７−３２１７０６号公報
【特許文献４】特開平０８−０７４６５２号公報
【特許文献５】特開２００３−２８６８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した各特許文献に記載されているような技術では、検出されるセタン価が誤検出や誤差等に起因して精度の低い値となってしまった場合、内燃機関の運転が適切に行えなくなるおそれがある。また、特許文献１のように推定セタン価の誤りを判定できたとしても、判定結果に応じた具体的な内燃機関の制御が行えなければ、問題の解決には不十分である。このように、各特許文献に記載の技術は、燃料のセタン価に基づく内燃機関の運転制御が適切に行えない事態が生じ得るという技術的問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、燃料のセタン価に基づいて、好適に内燃機関の運転を制御することが可能な内燃機関の制御装置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】
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関に使用される燃料のセタン価を所定のタイミングで検出するセタン価検出手段と、前記内燃機関のクランク軸の角速度を検出する角速度検出手段と、前記検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する乖離量算出手段と、前記算出された乖離量に応じて、前記検出されたセタン価を補正する補正手段と、前記補正されたセタン価に基づいて、前記内燃機関の運転を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、例えば車両に搭載されたディーゼルエンジン等の内燃機関を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の制御装置の動作時には、セタン価検出手段によって、内燃機関に使用されている燃料である軽油のセタン価が所定のタイミングで検出される。尚、ここでの「所定のタイミング」とは、セタン価を好適に検出するために設定される任意のタイミングであり、例えば内燃機関における負荷の高い期間（より具体的には、車両の減速時等に自動的に実行されるフューエルカット期間等）が挙げられる。
【００１１】
セタン価検出手段における具体的なセタン価の検出方法については、例えば公知である様々な手法を採用することができる。セタン価検出手段によって検出されるセタン価は、具体的な数値であってもよいし、所定の基準値より高いか又は低いかを示す程度のものであってもよい。
【００１２】
他方、本発明に係る内燃機関の制御装置では更に、角速度検出手段によって、内燃機関のクランク軸の角速度が検出される。クランク軸の角速度は、例えばクランクポジションセンサ等によって検出されるクランク角信号に基づいて検出できる。
【００１３】
クランク軸の角速度が検出されると、フィルタ処理手段によって、検出された角速度の出力値に対するフィルタ処理が行われる。ここでのフィルタ処理は、後述するセタン価の補正をより好適に行うための処理であり、具体的には燃焼不安定性の指標となる内燃機関の回転０．５次振動の抽出処理等が挙げられる。
【００１４】
フィルタ処理が行われると、乖離量算出手段によって、フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量が算出される。尚、ここでの「所定の基準値」とは、セタン価検出手段において検出されたセタン価をどの程度補正するか決定するための基準となる値であり、例えば内燃機関が適切に運転されている場合に出力されるべきフィルタ処理後の出力値に対応するものとして予め設定されている。より具体的には、フィルタ処理が上述した内燃機関の回転０．５次振動の抽出処理として設定されている場合、乖離量の大きさは、燃焼不安定性の高さ（より具体的には、失火している可能性の高さ）として考えることができる。
【００１５】
乖離量が算出されると、補正手段によって、セタン価検出手段において検出されたセタン価が乖離量に基づき補正される。例えば、乖離量が比較的大きい場合は、検出されているセタン価の精度が低いと判断され、セタン価が小さい値へと補正される。一方で、乖離量が比較的小さい場合は、検出されているセタン価の精度が高いと判断され、セタン価がわずかに補正される（或いは、補正が行われない）。
【００１６】
セタン価が補正されると、制御手段によって、内燃機関の運転が補正されたセタン価に基づき制御される。具体的には、例えばセタン価に基づいて燃料の噴射間隔や噴射量が調整される。或いは、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムにおける循環排気量や過給器における過給圧等が制御されてもよい。このようにすれば、例えばセタン価の低下に伴う着火性の悪化に起因する失火等が抑制され、好適な内燃機関の運転を実現することが可能となる。
【００１７】
ここで、上述したセタン価検出手段において検出されるセタン価は、例えば誤検出や誤差等に起因して精度が低いものとなってしまうおそれがある。また、セタン価の検出は所定のタイミングで行われる（言い換えれば、常時行われている訳ではない）ので、一度間違った値が検出されてしまうと、再度新しい値が検出されるまでにある程度の期間を要してしまうという技術的問題点がある。
【００１８】
しかるに本発明では特に、検出したセタン価が、フィルタ処理の行われた出力値の乖離量に応じて、より正確な値へと補正される。これにより、内燃機関の運転は、より精度の高いセタン価に基づいて制御されることになる。従って、精度の低いセタン価に基づく制御によって、内燃機関の運転が不適切な状態とされてしまうことを防止することができる。
【００１９】
尚、上述した技術的効果を発揮させるためにも、セタン価の補正は高い頻度で行われることが好ましい。但し、セタン価を補正する頻度を低くすれば、それだけ装置の負荷を小さくでき、結果的に装置の構成や製造コストを低減させることができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料のセタン価に基づいて、好適に内燃機関の運転を制御することが可能である。
【００２１】
本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記補正手段は、前記算出された乖離量から前記内燃機関における失火の発生を判定し、前記失火が発生しているか否かに応じて前記検出されたセタン価を補正する。
【００２２】
この態様によれば、補正手段では、算出された乖離量から内燃機関における失火の発生が判定される。即ち、乖離量の値に基づいて、内燃機関における失火が発生しているか否かが判定される。補正手段には、例えば失火の発生を判定するための閾値が予め記憶されており、乖離量と閾値とを互いに比較することで失火の発生を判定する。
【００２３】
補正手段は、失火の発生を判定した後、失火が発生しているか否かに応じて検出されたセタン価を補正する。具体的には、失火が発生していると判定した場合、セタン価が検出された値よりも低いことに起因して失火が発生していると判断し、検出されたセタン価を小さい値へと補正する。一方で、失火が発生していないと判断できる場合には、セタン価の補正を行わないようにする。
【００２４】
上述したセタン価の補正方法を用いれば、より容易且つ的確にセタン価を補正することができる。その結果として、より好適に内燃機関の運転を制御することが可能となる。
【００２５】
本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記セタン価検出手段は、前記フィルタ処理が行われた出力値を用いて前記セタン価を検出する。
【００２６】
この態様によれば、上述したセタン価の補正に用いた値を利用してセタン価を検出することができる。即ち、他のパラメータ等を検出せずにセタン価を検出することができる。よって、装置が行う処理を簡単化することが可能となる。尚、フィルタ処理が行われた出力値に加えて、他のパラメータ等を用いてセタン価を検出するようにしても、上述した効果は相応に得られる。
【００２７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】エンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである
【図４】セタン価の補正に用いる乖離量を燃料別に示すグラフである。
【図５】実施形態に係るエンジンの制御マップの切り替え方法を示す概念図である。
【図６】エンジンの回転０．５次振動及びセタン価の相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００３０】
先ず、本実施形態に係るエンジンシステムの構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、エンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３１】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。
【００３２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたエンジン２００の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って各種制御を実行可能に構成されている。ＥＣＵ１００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００３３】
エンジン２００は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、シリンダ２０１内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる爆発力に応じたピストン２０２の往復運動を、コネクションロッド２０３を介してクランクシャフト２０４の回転運動に変換することが可能に構成されている。
【００３４】
クランクシャフトは、本発明の「クランク軸」の一例であり、クランクシャフト２０４近傍には、クランクシャフト２０４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２０５が設置されている。クランクポジションセンサ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０５によって検出されたクランクシャフト２０４の回転位置に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００３５】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、図示せぬエアクリーナで浄化された後、吸気管２０６を通過し、吸気ポート２０９を介して吸気バルブ２１０の開弁時にシリンダ２０１内に吸入される。この際、シリンダ２０１内に吸入される吸入空気に係る吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、ＥＣＵ１００に電気信号として一定又は不定の出力タイミングで出力される構成となっている。
【００３６】
吸気管２０６には、吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０７が配設されている。このスロットルバルブ２０７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０８により、例えば、図示せぬアクセルペダルの操作量等に応じて電気的且つ機械的に駆動される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０７の開閉状態を表すスロットル開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された図示せぬスロットルポジションセンサにより検出され、ＥＣＵ１００に一定又は不定のタイミングで出力される構成となっている。
【００３７】
ここで特に、燃料は、燃料タンク２１２に貯留されている。この燃料タンク２１２には、燃料タンク２１２に貯留される燃料の量を表す燃料残量を検出可能なフロート式の燃料量センサ２１７が設置されている。燃料量センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料量は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定のタイミングで把握される構成となっている。
【００３８】
一方、燃料タンク２１２に貯留される燃料は、インジェクタ２１１によって、シリンダ２０１内の燃焼室に直接噴射される。インジェクタ２１１を介した燃料の噴射に際しては、先ず燃料タンク２１２に貯留された燃料が、フィードポンプ２１４の作用によりデリバリパイプ２１３を介して燃料タンク２１２から汲み出され、高圧ポンプ２１５へ供給される。
【００３９】
コモンレール２１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ２１５側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２１６には、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。
【００４０】
エンジン２００における上述したインジェクタ２１１は、シリンダ２０１毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリを介してコモンレール２１６に接続されている。ここで、インジェクタ２１１の構成について補足すると、インジェクタ２１１は、ＥＣＵ１００の指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２１６の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
【００４１】
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２１６より供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。
【００４２】
このようにしてシリンダ２０１内に噴射された燃料は、吸気バルブ２１０を介して吸入された吸入空気と混合され、上述した混合気となる。この混合気は、圧縮工程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２１０の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１８の開弁時に排気ポート２１９を介して排気管２２０に導かれる構成となっている。
【００４３】
また、排気管２２０には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２１が設置されている。ＤＰＦ２２１は、エンジン２００から排出されるスート（煤）或いはスモーク、及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から図示を省略するが、エンジン２００には、上記したセンサ以外にも各種のセンサが配されており、例えば、エンジン２００の冷却水温を検出する水温センサ、エンジン２００のノッキングレベルを検出するノックセンサ、吸入空気の温度たる吸気温を検出する吸気温センサ及び吸入空気の圧力たる吸気圧を検出する吸気圧センサ等が夫々検出対象毎に最適な位置に設置されている。
【００４４】
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ１００の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【００４５】
図２において、ＥＣＵ１００は、セタン価検出部１１０と、角速度検出部１２０と、フィルタ処理部１３０と、乖離量算出部１４０と、セタン価補正部１５０と、制御部１６０とを備えて構成されている。
【００４６】
セタン価検出部１１０は、本発明の「セタン価検出手段」の一例であり、エンジン２００に使用されている燃料のセタン価を検出する。セタン価検出部１１０は、例えばエンジン２００において検出される各種パラメータを用いて燃料のセタン価を検出する。セタン価検出部１１０は、セタン価を高精度で検出するために、予め設定されたタイミングで（例えば、フューエルカット期間等の高負荷運転時に）セタン価を検出する。尚、セタン価検出部１１０において検出されるセタン価は、具体的な数値であってもよいし、所定の基準値より高いか又は低いかを示す程度のものであってもよい。
【００４７】
角速度検出部１２０は、本発明の「角速度検出手段」の一例であり、クランクポジションセンサ２０５（図１参照）から出力されるクランク角信号に基づいて、クランクシャフト２０４の角速度（以下、適宜「クランク角速度」と称する）を検出する。角速度検出部１２０において検出されたクランク角速度は、フィルタ処理部１３０に出力される。
【００４８】
フィルタ処理部１３０は、本発明の「フィルタ処理手段」の一例であり、角速度検出部１２０において検出されたクランク角速度の出力値に対しフィルタ処理を行う。フィルタ処理部１２０は、例えば燃焼不安定性の指標となるエンジン２００の回転０．５次振動の抽出処理等を実行可能とされている。
【００４９】
乖離量算出部１４０は、本発明の「乖離量算出手段」の一例であり、フィルタ処理部１３０においてフィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する。所定の基準値は、セタン価検出部１１０において検出されたセタン価をどの程度補正するか決定するための基準となる値であり、例えばエンジン２００が適切に運転されている場合に出力されるべきフィルタ処理後の出力値に対応するものとして予め設定されている。よって、エンジン２００の運転が適切な状態である程、算出される乖離量は小さくなる。
【００５０】
セタン価補正部１５０は、本発明の「補正手段」の一例であり、乖離量算出部１４０において算出された乖離量に応じて、セタン価検出部１１０において検出されたセタン価を補正する。セタン価補正部１５０による具体的なセタン価の補正方法については、後に詳述する。
【００５１】
制御部１６０は、本発明の「制御手段」の一例であり、セタン価補正部１５０において補正されたセタン価に基づいて、エンジン２００の運転を制御する。制御部１６０は、補正されたセタン価に基づいて、例えばインジェクタ２１１からの燃料の噴射間隔や噴射量を調整する。或いは、制御部１６０は、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムにおける循環排気量や、過給器における過給圧等を制御するようにしてもよい。このようにすれば、例えばセタン価の低下に伴う着火性の悪化に起因する失火等が抑制され、好適なエンジン２００の運転を実現することが可能となる。
【００５２】
上述した各部位を含んで構成されたＥＣＵ１００は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５３】
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作について、図３を参照して説明する。ここに図３は、実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００５４】
図３において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作時には、例えば減速時等に行われるフューエルカット期間中に（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、セタン価検出部１１０によって、現在使用されている燃料のセタン価が検出される（ステップＳ１０２）。尚、セタン価検出部１１０は、セタン価を高精度で検出できるようなタイミング（例えば、エンジン２００が高負荷で運転している場合）であれば、フューエルカット期間以外にもセタン価検出を行ってよい。
【００５５】
セタン価が検出される一方、角速度検出部１２０では、クランクシャフト２０４の角速度が検出される（ステップＳ１０３）。角速度検出部１２０によって検出されたクランク角速度の出力値には、フィルタ処理部１３０においてフィルタ処理が行われる（ステップＳ１０４）。具体的には、検出されたクランク角速度の出力値から、燃焼不安定性の指標であるエンジン２００の回転０．５次振動を抽出する処理が行われる。
【００５６】
フィルタ処理が行われると、乖離量算出部１４０によって、フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量が算出される（ステップＳ１０５）。乖離量が算出されると、セタン価補正部１５０によって、セタン価検出部１１０において検出されたセタン価が、算出された乖離量に基づき補正される（ステップＳ１０６）。
【００５７】
以下では、上述した乖離量の算出及びセタン価の補正について、図４を参照して具体的に説明する。ここに図４は、セタン価の補正に用いる乖離量を燃料別に示すグラフである。
【００５８】
図４において、エンジン２００に使用される燃料のセタン価は、例えば給油等によって異なるセタン価の燃料が混合されることにより変化する。燃料のセタン価が変化した場合、仮にエンジン２００における制御方法を変更しないとすると、燃焼不安定性の指標であるエンジン２００の回転０．５次振動にも変化が生じる。具体的には、燃料のセタン価が低くなると、燃焼状態が悪化し、エンジン２００の回転０．５次振動が大きくなる。
【００５９】
ここで、例えば図中に示すような、セタン価が互いに異なる燃料Ａ及び燃料Ｂを考える。燃料Ａはセタン価が燃料Ｂより高いため、エンジン２００の回転０．５次振動は比較的小さい値となる。一方で、燃料Ｂはセタン価が燃料Ａより低いため、エンジン２００の回転０．５次振動は比較的大きい値となる。この結果、図中に示す基準値と、燃料Ａを使用しているエンジン２００の回転０．５次振動との乖離量は、比較的小さいものとなる。また、基準値と、燃料Ｂを使用しているエンジン２００の回転０．５次振動との乖離量は、比較的大きいものとなる。
【００６０】
セタン価補正部１５０は、乖離量が比較的小さい燃料Ａを使用している場合には、セタン価をわずかに小さくするように補正する。一方で、乖離量が比較的大きい燃料Ｂを使用している場合には、燃料Ａを使用している場合と比較して、よりセタン価が小さくなるように補正する。即ち、セタン価は、乖離量が大きいほど、より小さい値になるように補正される。
【００６１】
尚、セタン価の補正は、乖離量を用いて直接的に行われるものでなくともよい。例えば、セタン価補正部１５０は、算出された乖離量からエンジン２００における失火を判定した上で、セタン価を補正するようにしてもよい。この場合、セタン価補正部１５０は、算出された乖離量と、失火の発生を判定するための所定の閾値とを比較することで、エンジン２００における失火の発生を判定する。そしてセタン価補正部１５０は、エンジン２００において失火が発生しているか否かに応じてセタン価を補正する。セタン価補正部１５０は、例えば失火が発生している場合にのみ、セタン価を小さくするように補正する。
【００６２】
以下では、上述したように、セタン価補正部１５０が失火を判定した上で、セタン価を補正するものとして説明を進める。
【００６３】
図３に戻り、セタン価が補正されると、制御部１６０によって、補正されたセタン価に基づくエンジン２００の運転制御が行われる（ステップＳ１０７）。以下では、制御部１６０が行うエンジン２００の運転制御について、図５を参照して、より具体的に説明する。ここに図５は、実施形態に係るエンジンの制御マップの切り替え方法を示す概念図である。
【００６４】
図５において、制御部１６０は、例えば燃料のセタン価に応じた３つの制御マップ（即ち、高セタン価用の制御マップ、中セタン価用の制御マップ、低セタン価用の制御マップ）を有している。各制御マップには、対応するセタン価に適切なエンジン２００のパラメータ（具体的には、燃料の噴射回数、噴射時期、噴射量、ＥＧＲ率、過給圧等）が入力されており、制御部１６０は、現在の燃料のセタン価に対応するマップを選択すると共に、マップ中の各パラメータを実現するようにエンジン２００を制御する。
【００６５】
ここで、制御部１６０が高セタン価用の制御マップを用いて、エンジン２００を制御していたとする。この場合に、算出された乖離量から失火が発生していると判定されると、セタン価補正部１５０によってセタン価が小さく補正される。このため制御部１６０は、選択している制御マップを、高セタン価用の制御マップから中セタン価用の制御マップへと切り替える。即ち、より低いセタン価に対応した制御マップへと切り替えて、エンジン２００の運転を制御する。
【００６６】
また、中セタン価用の制御マップを用いて、エンジン２００を制御している場合に、算出された乖離量から失火が発生していると判定されると、セタン価補正部１５０によってセタン価が更に小さく補正される。このため制御部１６０は、選択している制御マップを、中セタン価用の制御マップから低セタン価用の制御マップへと切り替える。即ち、中セタン価用の制御マップを用いた場合でも失火が発生してしまう場合には、より低いセタン価に対応した制御マップへと切り替えて、エンジン２００の運転を制御する。
【００６７】
ここで、上述したセタン価検出部１１０において検出されるセタン価は、例えば誤検出や誤差等に起因して精度が低いものとなってしまうおそれがある。また、セタン価の検出はフューエルカット期間中に行われる（言い換えれば、常時行われる訳ではない）ので、一度間違った値が検出されてしまうと、再度新しい値が検出されるまでにある程度の期間を要してしまうという技術的問題点がある。
【００６８】
これに対し本実施形態では、検出したセタン価が、フィルタ処理の行われた出力値の乖離量に応じて、より正確な値へと補正される。即ち、新たにセタン価が検出されるのを待つことなく正確なセタン価が提供されることになる。よって、エンジン２００の運転は、より精度の高いセタン価に基づいて制御されることになる。従って、精度の低いセタン価に基づく制御によって、エンジン２００の運転が不適切な状態とされてしまうことを防止することができる。
【００６９】
尚、セタン価検出部１１０によるセタン価の検出方法については、公知の方法を用いれば済むため詳細な説明を行っていないが、例えばフィルタ処理部１３０によってフィルタ処理が行われた出力値（即ち、燃焼不安定性の指標であるエンジン２００の回転０．５次振動）を用いてセタン価を検出することも可能である。
【００７０】
以下では、セタン価検出部１１０における燃料のセタン価検出方法について、図６を参照して具体的に説明する。ここに図６は、エンジンの回転０．５次振動及びセタン価の相関を示すグラフである。
【００７１】
図６において、セタン価検出部１１０には、図に示すようなエンジン２００の回転０．５次振動と、セタン価との相関を示すマップが予め記憶されている。このようなマップを用いることで、セタン価検出部１１０は、フィルタ処理によって抽出されたエンジン２００の回転０．５次振動の値から、容易且つ的確にセタン価を検出することができる。
【００７２】
このように、フィルタ処理が行われた出力値を用いてセタン価を検出する場合、エンジン２００における他のパラメータ等を検出することなく、燃料のセタン価を検出することができる。即ち、セタン価を補正するために検出されているパラメータを用いて、セタン価を検出することができる。よって、装置が行う処理を簡単化することが可能となる。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料のセタン価に基づいて、好適にエンジン２００の運転を制御することが可能である。
【００７４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１００…ＥＣＵ、１１０…セタン価検出部、１２０…角速度検出部、１３０…フィルタ処理部、１４０…乖離量算出部、１５０…セタン価補正部、１６０…制御部、２００…エンジン、２０４…クランクシャフト、２０５…クランクポジションセンサ、２１１…インジェクタ、２１２…燃料タンク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば軽油を燃料として運転される内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関に使用される軽油は、例えば製造工程や仕向等によって、セタン価にばらつきや低下が生じてしまう場合がある。内燃機関の燃料噴射制御は、例えば各国でのセタン価の基準値に基づいているため、セタン価がばらついたり低下したりすると、適正な燃料噴射制御が実施できなくなるおそれがある。
【０００３】
上述したような背景を踏まえ、例えば特許文献１では、気筒内部の圧力から求められる着火時期に基づいてセタン価を推定しようとする技術が開示されている。この技術では、推定されたセタン価に応じて内燃機関の運転を制御すると共に、燃焼異常があると判定された場合には制御マップが切替えられる。また特許文献２でも同様に、検出されたセタン価に応じて内燃機関の制御マップを切替えるという技術が開示されている。
【０００４】
他方で、例えば特許文献３では、内燃機関のクランク軸の角速度を用いてセタン価を検出しようとする技術が開示されている。また特許文献４では、クランク角センサの出力値にフィルタをかけることで得られる燃焼不安定の指標を用いて失火を判定するという技術が開示されている。特許文献５では、角速度から内燃機関の回転０．５次の周波数成分のノイズを除去するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３９７３８号公報
【特許文献２】特開２００９−０１３８８９号公報
【特許文献３】特開２００７−３２１７０６号公報
【特許文献４】特開平０８−０７４６５２号公報
【特許文献５】特開２００３−２８６８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した各特許文献に記載されているような技術では、検出されるセタン価が誤検出や誤差等に起因して精度の低い値となってしまった場合、内燃機関の運転が適切に行えなくなるおそれがある。また、特許文献１のように推定セタン価の誤りを判定できたとしても、判定結果に応じた具体的な内燃機関の制御が行えなければ、問題の解決には不十分である。このように、各特許文献に記載の技術は、燃料のセタン価に基づく内燃機関の運転制御が適切に行えない事態が生じ得るという技術的問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、燃料のセタン価に基づいて、好適に内燃機関の運転を制御することが可能な内燃機関の制御装置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】
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関に使用される燃料のセタン価を所定のタイミングで検出するセタン価検出手段と、前記内燃機関のクランク軸の角速度を検出する角速度検出手段と、前記検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する乖離量算出手段と、前記算出された乖離量に応じて、前記検出されたセタン価を補正する補正手段と、前記補正されたセタン価に基づいて、前記内燃機関の運転を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、例えば車両に搭載されたディーゼルエンジン等の内燃機関を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の制御装置の動作時には、セタン価検出手段によって、内燃機関に使用されている燃料である軽油のセタン価が所定のタイミングで検出される。尚、ここでの「所定のタイミング」とは、セタン価を好適に検出するために設定される任意のタイミングであり、例えば内燃機関における負荷の高い期間（より具体的には、車両の減速時等に自動的に実行されるフューエルカット期間等）が挙げられる。
【００１１】
セタン価検出手段における具体的なセタン価の検出方法については、例えば公知である様々な手法を採用することができる。セタン価検出手段によって検出されるセタン価は、具体的な数値であってもよいし、所定の基準値より高いか又は低いかを示す程度のものであってもよい。
【００１２】
他方、本発明に係る内燃機関の制御装置では更に、角速度検出手段によって、内燃機関のクランク軸の角速度が検出される。クランク軸の角速度は、例えばクランクポジションセンサ等によって検出されるクランク角信号に基づいて検出できる。
【００１３】
クランク軸の角速度が検出されると、フィルタ処理手段によって、検出された角速度の出力値に対するフィルタ処理が行われる。ここでのフィルタ処理は、後述するセタン価の補正をより好適に行うための処理であり、具体的には燃焼不安定性の指標となる内燃機関の回転０．５次振動の抽出処理等が挙げられる。
【００１４】
フィルタ処理が行われると、乖離量算出手段によって、フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量が算出される。尚、ここでの「所定の基準値」とは、セタン価検出手段において検出されたセタン価をどの程度補正するか決定するための基準となる値であり、例えば内燃機関が適切に運転されている場合に出力されるべきフィルタ処理後の出力値に対応するものとして予め設定されている。より具体的には、フィルタ処理が上述した内燃機関の回転０．５次振動の抽出処理として設定されている場合、乖離量の大きさは、燃焼不安定性の高さ（より具体的には、失火している可能性の高さ）として考えることができる。
【００１５】
乖離量が算出されると、補正手段によって、セタン価検出手段において検出されたセタン価が乖離量に基づき補正される。例えば、乖離量が比較的大きい場合は、検出されているセタン価の精度が低いと判断され、セタン価が小さい値へと補正される。一方で、乖離量が比較的小さい場合は、検出されているセタン価の精度が高いと判断され、セタン価がわずかに補正される（或いは、補正が行われない）。
【００１６】
セタン価が補正されると、制御手段によって、内燃機関の運転が補正されたセタン価に基づき制御される。具体的には、例えばセタン価に基づいて燃料の噴射間隔や噴射量が調整される。或いは、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムにおける循環排気量や過給器における過給圧等が制御されてもよい。このようにすれば、例えばセタン価の低下に伴う着火性の悪化に起因する失火等が抑制され、好適な内燃機関の運転を実現することが可能となる。
【００１７】
ここで、上述したセタン価検出手段において検出されるセタン価は、例えば誤検出や誤差等に起因して精度が低いものとなってしまうおそれがある。また、セタン価の検出は所定のタイミングで行われる（言い換えれば、常時行われている訳ではない）ので、一度間違った値が検出されてしまうと、再度新しい値が検出されるまでにある程度の期間を要してしまうという技術的問題点がある。
【００１８】
しかるに本発明では特に、検出したセタン価が、フィルタ処理の行われた出力値の乖離量に応じて、より正確な値へと補正される。これにより、内燃機関の運転は、より精度の高いセタン価に基づいて制御されることになる。従って、精度の低いセタン価に基づく制御によって、内燃機関の運転が不適切な状態とされてしまうことを防止することができる。
【００１９】
尚、上述した技術的効果を発揮させるためにも、セタン価の補正は高い頻度で行われることが好ましい。但し、セタン価を補正する頻度を低くすれば、それだけ装置の負荷を小さくでき、結果的に装置の構成や製造コストを低減させることができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料のセタン価に基づいて、好適に内燃機関の運転を制御することが可能である。
【００２１】
本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記補正手段は、前記算出された乖離量から前記内燃機関における失火の発生を判定し、前記失火が発生しているか否かに応じて前記検出されたセタン価を補正する。
【００２２】
この態様によれば、補正手段では、算出された乖離量から内燃機関における失火の発生が判定される。即ち、乖離量の値に基づいて、内燃機関における失火が発生しているか否かが判定される。補正手段には、例えば失火の発生を判定するための閾値が予め記憶されており、乖離量と閾値とを互いに比較することで失火の発生を判定する。
【００２３】
補正手段は、失火の発生を判定した後、失火が発生しているか否かに応じて検出されたセタン価を補正する。具体的には、失火が発生していると判定した場合、セタン価が検出された値よりも低いことに起因して失火が発生していると判断し、検出されたセタン価を小さい値へと補正する。一方で、失火が発生していないと判断できる場合には、セタン価の補正を行わないようにする。
【００２４】
上述したセタン価の補正方法を用いれば、より容易且つ的確にセタン価を補正することができる。その結果として、より好適に内燃機関の運転を制御することが可能となる。
【００２５】
本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記セタン価検出手段は、前記フィルタ処理が行われた出力値を用いて前記セタン価を検出する。
【００２６】
この態様によれば、上述したセタン価の補正に用いた値を利用してセタン価を検出することができる。即ち、他のパラメータ等を検出せずにセタン価を検出することができる。よって、装置が行う処理を簡単化することが可能となる。尚、フィルタ処理が行われた出力値に加えて、他のパラメータ等を用いてセタン価を検出するようにしても、上述した効果は相応に得られる。
【００２７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】エンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである
【図４】セタン価の補正に用いる乖離量を燃料別に示すグラフである。
【図５】実施形態に係るエンジンの制御マップの切り替え方法を示す概念図である。
【図６】エンジンの回転０．５次振動及びセタン価の相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００３０】
先ず、本実施形態に係るエンジンシステムの構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、エンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３１】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。
【００３２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたエンジン２００の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って各種制御を実行可能に構成されている。ＥＣＵ１００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００３３】
エンジン２００は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、シリンダ２０１内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる爆発力に応じたピストン２０２の往復運動を、コネクションロッド２０３を介してクランクシャフト２０４の回転運動に変換することが可能に構成されている。
【００３４】
クランクシャフトは、本発明の「クランク軸」の一例であり、クランクシャフト２０４近傍には、クランクシャフト２０４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２０５が設置されている。クランクポジションセンサ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０５によって検出されたクランクシャフト２０４の回転位置に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００３５】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、図示せぬエアクリーナで浄化された後、吸気管２０６を通過し、吸気ポート２０９を介して吸気バルブ２１０の開弁時にシリンダ２０１内に吸入される。この際、シリンダ２０１内に吸入される吸入空気に係る吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、ＥＣＵ１００に電気信号として一定又は不定の出力タイミングで出力される構成となっている。
【００３６】
吸気管２０６には、吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０７が配設されている。このスロットルバルブ２０７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０８により、例えば、図示せぬアクセルペダルの操作量等に応じて電気的且つ機械的に駆動される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０７の開閉状態を表すスロットル開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された図示せぬスロットルポジションセンサにより検出され、ＥＣＵ１００に一定又は不定のタイミングで出力される構成となっている。
【００３７】
ここで特に、燃料は、燃料タンク２１２に貯留されている。この燃料タンク２１２には、燃料タンク２１２に貯留される燃料の量を表す燃料残量を検出可能なフロート式の燃料量センサ２１７が設置されている。燃料量センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料量は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定のタイミングで把握される構成となっている。
【００３８】
一方、燃料タンク２１２に貯留される燃料は、インジェクタ２１１によって、シリンダ２０１内の燃焼室に直接噴射される。インジェクタ２１１を介した燃料の噴射に際しては、先ず燃料タンク２１２に貯留された燃料が、フィードポンプ２１４の作用によりデリバリパイプ２１３を介して燃料タンク２１２から汲み出され、高圧ポンプ２１５へ供給される。
【００３９】
コモンレール２１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ２１５側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２１６には、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。
【００４０】
エンジン２００における上述したインジェクタ２１１は、シリンダ２０１毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリを介してコモンレール２１６に接続されている。ここで、インジェクタ２１１の構成について補足すると、インジェクタ２１１は、ＥＣＵ１００の指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２１６の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
【００４１】
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２１６より供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。
【００４２】
このようにしてシリンダ２０１内に噴射された燃料は、吸気バルブ２１０を介して吸入された吸入空気と混合され、上述した混合気となる。この混合気は、圧縮工程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２１０の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１８の開弁時に排気ポート２１９を介して排気管２２０に導かれる構成となっている。
【００４３】
また、排気管２２０には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２１が設置されている。ＤＰＦ２２１は、エンジン２００から排出されるスート（煤）或いはスモーク、及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から図示を省略するが、エンジン２００には、上記したセンサ以外にも各種のセンサが配されており、例えば、エンジン２００の冷却水温を検出する水温センサ、エンジン２００のノッキングレベルを検出するノックセンサ、吸入空気の温度たる吸気温を検出する吸気温センサ及び吸入空気の圧力たる吸気圧を検出する吸気圧センサ等が夫々検出対象毎に最適な位置に設置されている。
【００４４】
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ１００の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【００４５】
図２において、ＥＣＵ１００は、セタン価検出部１１０と、角速度検出部１２０と、フィルタ処理部１３０と、乖離量算出部１４０と、セタン価補正部１５０と、制御部１６０とを備えて構成されている。
【００４６】
セタン価検出部１１０は、本発明の「セタン価検出手段」の一例であり、エンジン２００に使用されている燃料のセタン価を検出する。セタン価検出部１１０は、例えばエンジン２００において検出される各種パラメータを用いて燃料のセタン価を検出する。セタン価検出部１１０は、セタン価を高精度で検出するために、予め設定されたタイミングで（例えば、フューエルカット期間等の高負荷運転時に）セタン価を検出する。尚、セタン価検出部１１０において検出されるセタン価は、具体的な数値であってもよいし、所定の基準値より高いか又は低いかを示す程度のものであってもよい。
【００４７】
角速度検出部１２０は、本発明の「角速度検出手段」の一例であり、クランクポジションセンサ２０５（図１参照）から出力されるクランク角信号に基づいて、クランクシャフト２０４の角速度（以下、適宜「クランク角速度」と称する）を検出する。角速度検出部１２０において検出されたクランク角速度は、フィルタ処理部１３０に出力される。
【００４８】
フィルタ処理部１３０は、本発明の「フィルタ処理手段」の一例であり、角速度検出部１２０において検出されたクランク角速度の出力値に対しフィルタ処理を行う。フィルタ処理部１２０は、例えば燃焼不安定性の指標となるエンジン２００の回転０．５次振動の抽出処理等を実行可能とされている。
【００４９】
乖離量算出部１４０は、本発明の「乖離量算出手段」の一例であり、フィルタ処理部１３０においてフィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する。所定の基準値は、セタン価検出部１１０において検出されたセタン価をどの程度補正するか決定するための基準となる値であり、例えばエンジン２００が適切に運転されている場合に出力されるべきフィルタ処理後の出力値に対応するものとして予め設定されている。よって、エンジン２００の運転が適切な状態である程、算出される乖離量は小さくなる。
【００５０】
セタン価補正部１５０は、本発明の「補正手段」の一例であり、乖離量算出部１４０において算出された乖離量に応じて、セタン価検出部１１０において検出されたセタン価を補正する。セタン価補正部１５０による具体的なセタン価の補正方法については、後に詳述する。
【００５１】
制御部１６０は、本発明の「制御手段」の一例であり、セタン価補正部１５０において補正されたセタン価に基づいて、エンジン２００の運転を制御する。制御部１６０は、補正されたセタン価に基づいて、例えばインジェクタ２１１からの燃料の噴射間隔や噴射量を調整する。或いは、制御部１６０は、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムにおける循環排気量や、過給器における過給圧等を制御するようにしてもよい。このようにすれば、例えばセタン価の低下に伴う着火性の悪化に起因する失火等が抑制され、好適なエンジン２００の運転を実現することが可能となる。
【００５２】
上述した各部位を含んで構成されたＥＣＵ１００は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５３】
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作について、図３を参照して説明する。ここに図３は、実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００５４】
図３において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作時には、例えば減速時等に行われるフューエルカット期間中に（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、セタン価検出部１１０によって、現在使用されている燃料のセタン価が検出される（ステップＳ１０２）。尚、セタン価検出部１１０は、セタン価を高精度で検出できるようなタイミング（例えば、エンジン２００が高負荷で運転している場合）であれば、フューエルカット期間以外にもセタン価検出を行ってよい。
【００５５】
セタン価が検出される一方、角速度検出部１２０では、クランクシャフト２０４の角速度が検出される（ステップＳ１０３）。角速度検出部１２０によって検出されたクランク角速度の出力値には、フィルタ処理部１３０においてフィルタ処理が行われる（ステップＳ１０４）。具体的には、検出されたクランク角速度の出力値から、燃焼不安定性の指標であるエンジン２００の回転０．５次振動を抽出する処理が行われる。
【００５６】
フィルタ処理が行われると、乖離量算出部１４０によって、フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量が算出される（ステップＳ１０５）。乖離量が算出されると、セタン価補正部１５０によって、セタン価検出部１１０において検出されたセタン価が、算出された乖離量に基づき補正される（ステップＳ１０６）。
【００５７】
以下では、上述した乖離量の算出及びセタン価の補正について、図４を参照して具体的に説明する。ここに図４は、セタン価の補正に用いる乖離量を燃料別に示すグラフである。
【００５８】
図４において、エンジン２００に使用される燃料のセタン価は、例えば給油等によって異なるセタン価の燃料が混合されることにより変化する。燃料のセタン価が変化した場合、仮にエンジン２００における制御方法を変更しないとすると、燃焼不安定性の指標であるエンジン２００の回転０．５次振動にも変化が生じる。具体的には、燃料のセタン価が低くなると、燃焼状態が悪化し、エンジン２００の回転０．５次振動が大きくなる。
【００５９】
ここで、例えば図中に示すような、セタン価が互いに異なる燃料Ａ及び燃料Ｂを考える。燃料Ａはセタン価が燃料Ｂより高いため、エンジン２００の回転０．５次振動は比較的小さい値となる。一方で、燃料Ｂはセタン価が燃料Ａより低いため、エンジン２００の回転０．５次振動は比較的大きい値となる。この結果、図中に示す基準値と、燃料Ａを使用しているエンジン２００の回転０．５次振動との乖離量は、比較的小さいものとなる。また、基準値と、燃料Ｂを使用しているエンジン２００の回転０．５次振動との乖離量は、比較的大きいものとなる。
【００６０】
セタン価補正部１５０は、乖離量が比較的小さい燃料Ａを使用している場合には、セタン価をわずかに小さくするように補正する。一方で、乖離量が比較的大きい燃料Ｂを使用している場合には、燃料Ａを使用している場合と比較して、よりセタン価が小さくなるように補正する。即ち、セタン価は、乖離量が大きいほど、より小さい値になるように補正される。
【００６１】
尚、セタン価の補正は、乖離量を用いて直接的に行われるものでなくともよい。例えば、セタン価補正部１５０は、算出された乖離量からエンジン２００における失火を判定した上で、セタン価を補正するようにしてもよい。この場合、セタン価補正部１５０は、算出された乖離量と、失火の発生を判定するための所定の閾値とを比較することで、エンジン２００における失火の発生を判定する。そしてセタン価補正部１５０は、エンジン２００において失火が発生しているか否かに応じてセタン価を補正する。セタン価補正部１５０は、例えば失火が発生している場合にのみ、セタン価を小さくするように補正する。
【００６２】
以下では、上述したように、セタン価補正部１５０が失火を判定した上で、セタン価を補正するものとして説明を進める。
【００６３】
図３に戻り、セタン価が補正されると、制御部１６０によって、補正されたセタン価に基づくエンジン２００の運転制御が行われる（ステップＳ１０７）。以下では、制御部１６０が行うエンジン２００の運転制御について、図５を参照して、より具体的に説明する。ここに図５は、実施形態に係るエンジンの制御マップの切り替え方法を示す概念図である。
【００６４】
図５において、制御部１６０は、例えば燃料のセタン価に応じた３つの制御マップ（即ち、高セタン価用の制御マップ、中セタン価用の制御マップ、低セタン価用の制御マップ）を有している。各制御マップには、対応するセタン価に適切なエンジン２００のパラメータ（具体的には、燃料の噴射回数、噴射時期、噴射量、ＥＧＲ率、過給圧等）が入力されており、制御部１６０は、現在の燃料のセタン価に対応するマップを選択すると共に、マップ中の各パラメータを実現するようにエンジン２００を制御する。
【００６５】
ここで、制御部１６０が高セタン価用の制御マップを用いて、エンジン２００を制御していたとする。この場合に、算出された乖離量から失火が発生していると判定されると、セタン価補正部１５０によってセタン価が小さく補正される。このため制御部１６０は、選択している制御マップを、高セタン価用の制御マップから中セタン価用の制御マップへと切り替える。即ち、より低いセタン価に対応した制御マップへと切り替えて、エンジン２００の運転を制御する。
【００６６】
また、中セタン価用の制御マップを用いて、エンジン２００を制御している場合に、算出された乖離量から失火が発生していると判定されると、セタン価補正部１５０によってセタン価が更に小さく補正される。このため制御部１６０は、選択している制御マップを、中セタン価用の制御マップから低セタン価用の制御マップへと切り替える。即ち、中セタン価用の制御マップを用いた場合でも失火が発生してしまう場合には、より低いセタン価に対応した制御マップへと切り替えて、エンジン２００の運転を制御する。
【００６７】
ここで、上述したセタン価検出部１１０において検出されるセタン価は、例えば誤検出や誤差等に起因して精度が低いものとなってしまうおそれがある。また、セタン価の検出はフューエルカット期間中に行われる（言い換えれば、常時行われる訳ではない）ので、一度間違った値が検出されてしまうと、再度新しい値が検出されるまでにある程度の期間を要してしまうという技術的問題点がある。
【００６８】
これに対し本実施形態では、検出したセタン価が、フィルタ処理の行われた出力値の乖離量に応じて、より正確な値へと補正される。即ち、新たにセタン価が検出されるのを待つことなく正確なセタン価が提供されることになる。よって、エンジン２００の運転は、より精度の高いセタン価に基づいて制御されることになる。従って、精度の低いセタン価に基づく制御によって、エンジン２００の運転が不適切な状態とされてしまうことを防止することができる。
【００６９】
尚、セタン価検出部１１０によるセタン価の検出方法については、公知の方法を用いれば済むため詳細な説明を行っていないが、例えばフィルタ処理部１３０によってフィルタ処理が行われた出力値（即ち、燃焼不安定性の指標であるエンジン２００の回転０．５次振動）を用いてセタン価を検出することも可能である。
【００７０】
以下では、セタン価検出部１１０における燃料のセタン価検出方法について、図６を参照して具体的に説明する。ここに図６は、エンジンの回転０．５次振動及びセタン価の相関を示すグラフである。
【００７１】
図６において、セタン価検出部１１０には、図に示すようなエンジン２００の回転０．５次振動と、セタン価との相関を示すマップが予め記憶されている。このようなマップを用いることで、セタン価検出部１１０は、フィルタ処理によって抽出されたエンジン２００の回転０．５次振動の値から、容易且つ的確にセタン価を検出することができる。
【００７２】
このように、フィルタ処理が行われた出力値を用いてセタン価を検出する場合、エンジン２００における他のパラメータ等を検出することなく、燃料のセタン価を検出することができる。即ち、セタン価を補正するために検出されているパラメータを用いて、セタン価を検出することができる。よって、装置が行う処理を簡単化することが可能となる。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料のセタン価に基づいて、好適にエンジン２００の運転を制御することが可能である。
【００７４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１００…ＥＣＵ、１１０…セタン価検出部、１２０…角速度検出部、１３０…フィルタ処理部、１４０…乖離量算出部、１５０…セタン価補正部、１６０…制御部、２００…エンジン、２０４…クランクシャフト、２０５…クランクポジションセンサ、２１１…インジェクタ、２１２…燃料タンク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に使用される燃料のセタン価を所定のタイミングで検出するセタン価検出手段と、
前記内燃機関のクランク軸の角速度を検出する角速度検出手段と、
前記検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する乖離量算出手段と、
前記算出された乖離量に応じて、前記検出されたセタン価を補正する補正手段と、
前記補正されたセタン価に基づいて、前記内燃機関の運転を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記算出された乖離量から前記内燃機関における失火の発生を判定し、前記失火が発生しているか否かに応じて前記検出されたセタン価を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記セタン価検出手段は、前記フィルタ処理が行われた出力値を用いて前記セタン価を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関に使用される燃料のセタン価を所定のタイミングで検出するセタン価検出手段と、
前記内燃機関のクランク軸の角速度を検出する角速度検出手段と、
前記検出された角速度の出力値に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理が行われた出力値と所定の基準値との乖離量を算出する乖離量算出手段と、
前記算出された乖離量に応じて、前記検出されたセタン価を補正する補正手段と、
前記補正されたセタン価に基づいて、前記内燃機関の運転を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記算出された乖離量から前記内燃機関における失火の発生を判定し、前記失火が発生しているか否かに応じて前記検出されたセタン価を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記セタン価検出手段は、前記フィルタ処理が行われた出力値を用いて前記セタン価を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１５０４２（Ｐ２０１３−１５０４２Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７０８３（Ｐ２０１１−１４７０８３）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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