JP4523766B2 - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に使用されている燃料のセタン価等の燃料性状に応じて排気還流量を適切に制御する内燃機関の燃焼制御装置に関する。

従来から内燃機関の運転状態および燃料性状に応じて排気還流量を適切に制御する内燃機関の燃焼制御装置は知られている（特許文献１参照）。

これは、筒内圧センサによる着火時期検出手段を備え、市場での燃料のセタン価のばらつき等により、目標とする着火時期と実着火時期とが異なる場合に、目標通りの着火時期となるように、噴射時期やＥＧＲ率等を変更するようになっている。
特開平１１−１０７８２０号公報

しかしながら、上記従来例にあっては、実着火時期を目標着火時期に一致させるよう制御し且つＥＧＲ率を補正することにより酸素量を変化させて低温予混合燃焼を実現するものであるため、燃料のセタン価の変化が実着火時期に影響するものであるとの認識はあるものの、実着火時期の目標着火時期に対する差分にセタン価以外の全ての外乱による着火時期の遅れが含まれていても制御目的上許容されるものであり、燃料性状、特にセタン価に応じてＥＧＲ率を最適制御してＮＯｘ排出量を抑制するものではなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、使用されている燃料のセタン価等の燃料性状に応じて排気還流量を適切に制御する内燃機関の燃焼制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関の排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ通路および吸気への排気還流率を制御するＥＧＲ弁からなる排気還流装置と、使用している燃料の性状としてセタン価を検出する燃料性状検出手段と、内燃機関の運転状態に基づいて排気還流率を演算し、燃料性状検出手段で検出したセタン価に応じて排気還流率を補正し、補正された排気還流率に基づいて排気還流装置のＥＧＲ弁を制御する排気還流制御手段と、を備え、前記排気還流制御手段は、前記燃料性状検出手段で検出されたセタン価が予め設定した基準セタン価より高い側及び低い側へ外れるにつれて基準セタン価に対する排気還流率に対して前記排気還流率を相対的に減少するよう補正するようにした。

したがって、本発明では、燃料性状検出手段により使用している燃料の燃料性状としてセタン価を検出し、排気還流制御手段は、運転状態に基づいて演算した排気還流率を、前記燃料性状検出手段で検出されたセタン価が予め設定した基準セタン価より高い側及び低い側へ外れるにつれて基準セタン価に対する排気還流率に対して前記排気還流率を相対的に減少するよう補正し、補正された排気還流率に基づいて排気還流装置のＥＧＲ弁を制御するため、使用している燃料の性状としてのセタン価に適したＥＧＲ制御を行うことができる。即ち、セタン価ＣＮが基準セタン価ＣＮより低い場合の緩慢な燃焼、および、セタン価ＣＮが基準セタン価ＣＮより高い場合の着火遅れが短縮化されてピークが抑制された燃焼、に対する適切なＥＧＲ率とすることができる。

以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の燃焼制御装置を備えたエンジンシステムの構成図であり、軽油を燃料とするディーゼルエンジンを例にして構成したものである。

図１において、１はディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記述する）を示し、３はこのエンジン１の排気通路を示す。

エンジン１の排気通路３の上流側部分を構成する排気出口通路３ａは、過給機のタービン３ｂに接続されており、その下流に、排気後処理装置（例えば酸化触媒、ＮＯｘ触媒）を内部に収容したケーシング２０が直列に配置されている。上記ケーシング２０の入口部には、実空燃比検出手段となる空燃比センサ３７が設けられている。この空燃比センサ３７は、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質を用いて、排気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度から空燃比を求める。

排気還流装置として、吸気通路２の吸気コレクタ２ｃと排気出口通路３ａとの間には、排気の一部を還流するためのＥＧＲ通路４が設けられており、ここに、ステッピングモータにて開度が連続的に制御可能なＥＧＲ弁５が介装されている。

吸気通路２は、上流位置にエアクリーナ２ａを備え、その出口側に、吸入空気量検出手段となるエアフロメータ７が設けられている。そして、エアフロメ一夕７の下流に、過給機のコンプレッサ２ｂが配置されているとともに、このコンプレッサ２ｂと吸気コレクタ２ｃとの間に、アクチュエータ（例えばステッピングモータ式）によって開閉駆動される吸気絞り弁６が介装されている。

エンジン１の燃料供給系は、ディーゼル用燃料である軽油を蓄える燃料タンク６０と、燃料をエンジン１の燃料噴射装置１０へ供給するための燃料供給通路１６と、エンジン１の燃料噴射装置１０からのリターン燃料（スピル燃料）を燃料タンク６０に戻すための燃料戻り通路１９と、を備えている。

このエンジン１の燃料噴射装置１０は、公知のコモンレール式燃料噴射装置であって、サプライポンプ１１と、コモンレール（蓄圧室）１４と、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１５と、から大略構成され、サプライポンプ１１により加圧された燃料が燃料供給通路１２を介してコモンレール１４にいったん蓄えられたあと、コモンレール１４内の高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁１５に分配される。

上記コモンレール１４には、該コモンレール１４内の燃料の圧力および温度を検出するために、圧力センサ３４および温度センサ３５が設けられている。また、コモンレール１４内の燃料圧力を制御するために、サプライポンプ１１からの吐出燃料の一部が、一方向弁１８を具備したオーバーフロー通路１７を介して燃料供給通路１６に戻されるようになっている。詳しくは、オーバーフロー通路１７の流路面積を変える圧力制御弁１３が設けられており、この圧力制御弁１３がエンジンコントロールユニット３０からのデューティ信号に応じてオーバーフロー通路１７の流路面積を変化させる。これにより、サプライポンプ１１からコモンレール１４への実質的な燃料吐出量が調整され、コモンレール１４内の燃料圧力が制御される。

燃料噴射弁１５は、エンジンコントロールユニット３０からのＯＮ−ＯＦＦ信号によって開閉される電子式の噴射弁であって、ＯＮ信号によって燃料を燃焼室に噴射し、ＯＦＦ信号によって噴射を停止する。そして、燃料噴射弁１５へ印加されるＯＮ信号の期間が長いほど燃料噴射量が多くなり、またコモンレール１４の燃料圧力が高いほど燃料噴射量が多くなる。

また、エンジン１の適宜位置には、内燃機関の温度を代表するものとして、冷却水温度を検出する水温センサ３１が取り付けられている。

エンジンコントロールユニット３０には、吸入空気量を検出するエアフロメータ７の信号（Ｑａ）、水温センサ３１の信号（冷却水温度Ｔｗ）、クランク角度検出用クランク角センサ３２の信号（エンジン回転数Ｎｅの基礎となるクランク角度信号）、気筒判別用クランク角センサ３３の信号（気筒判別信号Ｃｙ１）、コモンレール１４の燃料圧力を検出する圧力センサ３４の信号（コモンレール圧力ＰＣＲ）、燃料温度を検出する温度センサ３５の信号（燃料温度ＴＦ）、負荷に相当するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３６の信号（アクセル開度（負荷）Ｌ）、空燃比センサ３７の信号（０２）、がそれぞれ入力される。

次に、上記エンジンコントロールユニット３０によって実行される本実施例の制御の内容を、図８〜図１１のフローチャートに基づいて説明する。

図８は、ディーゼルエンジン１全体の制御に関する基本制御ルーチンである。

このエンジン基本制御ルーチンにおいて、ステップＳ１００では、冷却水温度Ｔｗ、エンジン回転数Ｎｅ、気筒判別信号Ｃｙｌ、コモンレール圧力ＰＣＲ、エアフロメータ７の信号Ｑａ、燃料温度ＴＦ、アクセル開度Ｌ、空燃比センサの信号Ｏ２、をそれぞれ読み込み、ステップＳ２００に進む。

ステップＳ２００では燃料性状検出制御を行ない、さらにステップＳ３００でエンジン排気制御を行ってリターンとなる。

図９は、上記ステップＳ２００の燃料性状検出の制御サブルーチンの詳細を示すフローチャートであり、この制御によって、使用されている燃料の比重が精度良く検出される。

以下、この燃料比重検出制御ルーチンを説明する。ステップＳ２１０では、燃料噴射量が算出済みか否かが判定され、算出済みでない場合には後述の燃料噴射量を算出すべくステップＳ３００へ進み、前回の処理時に算出済みの場合にはステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０では、吸入空気量を検出するエアフロメータ７の信号Ｑａに基づいて、該信号Ｑａの値をパラメータとしてコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定の吸入空気量Ｑａｉｒのテーブルデータを検索する。そしてステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０では、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして設定される燃料噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎを、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップＳ２４０に進む。

なお、燃料噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎは、前記の方法でなくても、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして設定される燃料噴射装置の燃料噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄを、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求め、この燃料噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄとコモンレール圧力ＰＣＲとをパラメータとして設定される燃料噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎを、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求めるようにしても良い。

ステップＳ２４０では、空燃比センサ３７の信号Ｏ２に基づいて、該信号Ｏ２の値をパラメータとしてコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている実空燃比ＡＦｒｅａｌのテーブルデータを検索する。そして、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、燃料性状を検出するのに適した条件か否かを判定する。例えば、通常、自動車用エンジンにおいては、ＮＯｘ低減のためにＥＧＲ弁５等からなる排気還流装置を備えているのが一般的であるが、運転条件により排気が還流している状態では、排気空燃比がリッチ側にシフトしてしまうため、実空燃比を正確に求めるためには排気還流の補正が必要になる。従って、補正によって実空燃比の検出精度が悪化することの懸念もあるため、実空燃比の検出指令を出すのは、排気還流を停止する領域に限定することが望ましい。ステップＳ２５０で検出条件に適していなければ、燃料性状の検出は実施せずにステップＳ３００に進み、検出条件に適していれば、ステップＳ２６０に進む。

ステップＳ２６０では、ステップＳ２２０で求めた吸入空気流量ＱａｉｒとステップＳ２４０で求めた実空燃比ＡＦｒｅａｌとに基づいて、実燃料供給重量Ｇｍａｉｎを求める。具体的には、吸入空気流量Ｑａｉｒを実空燃比ＡＦｒｅａ１で除して実燃料供給重量Ｇｍａｉｎとする（Ｇｍａｉｎ＝Ｑａｉｒ÷ＡＦｒｅａ１）。そして、求めた実燃料供給重量ＧｍａｉｎとステップＳ２３０で求めた燃料噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎとに基づいて実比重Ｇｆｕｅｌを求める。具体的には、実燃料供給重量Ｇｍａｉｎを燃料噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎで除して実比重Ｇｆｕｅ１とする（Ｇｆｕｅ１＝Ｇｍａｉｎ÷Ｑｍａｉｎ）。そして、ステップＳ２７０に進む。

ステップＳ２７０では、上記の実比重Ｇｆｕｅｌと燃料温度ＴＦとから標準比重（基準温度、例えば標準温度２０℃での比重）Ｇｓｔｄを求める。具体的には、実比重Ｇｆｕｅｌと燃料温度ＴＦとをパラメータとしてコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている標準比重Ｇｓｔｄのマップを検索して、対応する値を求め、ステップＳ２８０へ進む。

ステップＳ２８０では、上記の標準比重Ｇｓｔｄをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている燃料性状、例えばセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒ（以下、セタン価ＣＮという）のテーブルデータを検索する。そして、ステップＳ３００へ進む。

ここで、本発明者らが調査した市場における軽油燃料の標準比重と軽油の燃料性状の関係を図２〜図４に示す特性図に基づいて説明する。軽油においては、図２に示すように、セタン価ＣＮは標準比重（以下単に密度という）に反比例して低下する。この理由は、図３に示すように、密度が高いほど、セタン価ＣＮが低くて（オクタン価は高い）蒸発性が低いベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素成分が多く含まれている、ということに起因している。従って、燃料の標準比重（密度）から、セタン価ＣＮ、オクタン価、蒸発性、発熱量、芳香族炭化水素含有量、といった燃料性状の検出が可能である。なお、粘度は密度に比例するため、図４に示すように、セタン価ＣＮは粘度に反比例して低下する傾向を有している。従って、燃料の粘度からセタン価ＣＮ等の燃料性状の検出も可能である。

次に、図１０は、図８のステップＳ３００で行われるエンジン排気制御に関するサブルーチンである。ここでは、定められたエンジン排気排出性能が得られるように、先ず、ステップＳ３１０でコモンレール圧力制御を行う。このコモンレール圧力制御は、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより燃料噴射量を検索し、この燃料噴射量を得るためのコモンレール１４の目標基準圧力ＰＣＲＯを求め、この目標基準圧力ＰＣＲＯが得られるように圧力制御弁１３のフィードバック制御を実行するものである。

次いで、ステップＳ３１５で燃料噴射制御を行う。この燃料噴射制御は、例えば、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌをパラメータとして、燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、燃料噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄ、燃料噴射開始時期Ｍｓｔａｒｔ等を、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップデータを検索してそれぞれ求める。そして、燃料噴射量Ｑｍａｉｎが供給されるように、クランク角度検出用クランク角センサ３２のクランク角度信号および気筒判別用クランク角センサ３３の気筒判別信号Ｃｙｌに基づいて、噴射すべき気筒の燃料噴射弁１５を開弁駆動するものである。

ステップＳ３２０では、ＥＧＲ制御を行う。このＥＧＲ制御は、例えば、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして設定される燃料噴射量Ｑｍａｉｎを、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求め、上記燃料噴射量Ｑｍａｉｎとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して、吸気絞り弁駆動信号（吸気絞り弁６の開度を意味する）ＴＨｄｕｔｙおよび基準ＥＧＲ制御信号となるＥＧＲ駆動信号（ＥＧＲ弁５の開度信号）ＥＧＲｄｕｔｙを求め、夫々の駆動信号に基づいて、吸気絞り弁６およびＥＧＲ弁５を駆動するようにしている。なお、ＥＧＲ制御の詳細は、図１１のＥＧＲ制御のサブルーチンに基づき後述する。

ステップＳ３６０では、排気後処理制御を行う。この排気後処理制御は、例えば、流入する排気の空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入する排気の酸素濃度を低下させるとＮＯｘを放出する公知のＮＯｘトラップ触媒をケーシング２０の中に介装した構成とし、ＮＯｘトラップ触媒の再生時期に、吸気絞りの強化（吸気絞り弁６の開度小）、排気還流の強化、あるいはポスト噴射（主噴射後に行われる少量の燃料の噴射）、を単独もしくは組み合わせて実行することで、機関が排出する排気の空燃比をリッチにしてＮＯｘ再生を行うようにしている。

図１１は、上記ステップＳ３２０で行われるディーゼルエンジンのＥＧＲ制御に関するサブルーチンである。

このＥＧＲ制御ルーチンにおいて、ステップＳ３２１では、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして設定される燃料噴射量Ｑｍａｉｎを、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求め、ステップＳ３２２に進む。

ステップＳ３２２では、上記燃料噴射量Ｑｍａｉｎとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して、吸気絞り弁駆動信号（吸気絞り弁６の開度を意味する）ＴＨｄｕｔｙを求め、ステップＳ３２３に進む。吸気絞り弁６の開度は、エンジンの負荷Ｌが高くエンジン回転数Ｎｅが高いほど、開度を大きくする（吸気絞り度を弱くする）ように設定するのが望ましい。

ステップＳ３２３では、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｍａｉｎとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して、基準ＥＧＲ制御信号となるＥＧＲ駆動信号（ＥＧＲ弁５の開度信号）ＥＧＲｄｕｔｙを求める。そして、ステップＳ３２４に進む。ＥＧＲ弁５の開度は、概ねエンジンの負荷Ｌが低いほど大きく開く（ＥＧＲの量を増やす）ように設定するのが望ましい。

ステップＳ３２４では、使用されている燃料のセタン価ＣＮの検出が済んでいるか否かを判断する。まだ、燃料のセタン価ＣＮが検出済でない場合にはステップＳ３２５に進み、検出済みである場合にはステップＳ３２６へ進む。これは、これは、前述のごとく、燃料噴射量（燃料供給量）が算出され、機関運転状態における吸入空気量Ｑａｉｒ、実空燃比ＡＦｒｅａｌが検出された後に、セタン価ＣＮ検出のステップＳ２６０〜Ｓ２８０が実行されるためである。

ステップＳ３２５では、冷却水温度をパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定の吸気絞り弁駆動信号の補正係数ＫＴＷＴＨとＥＧＲ弁駆動信号の補正係数ＫＴＷＥＧＲのテーブルデータを夫々検索し、ステップＳ３２７に進む。ここで、冷却水温度による吸気絞り弁駆動信号の補正係数ＫＴＷＴＨは、図５（Ｂ）に示すように、冷却水温度が低いほど吸気絞り度を弱くする（補正係数ＫＴＷＴＨを小さくする）ように設定している。また、ＥＧＲ弁駆動信号の補正係数ＫＴＷＥＧＲは、図５（Ａ）に示すように、冷却水温度が低いほどＥＧＲ開度を小さく（補正係数ＫＴＷＥＧＲを小さく）してＥＧＲの量を減量するように設定している。

ステップＳ３２７では、上記の吸気絞り弁駆動信号の補正係数ＫＴＷＴＨを乗じることによって吸気絞り弁駆動信号ＴＨｄｕｔｙを補正（ＴＨｄｕｔｙ×ＫＴＷＴＨ→ＴＨｄｕｔｙ）するとともに、上記のＥＧＲ弁駆動信号の補正係数ＫＴＷＥＧＲを乗じることによってＥＧＲ弁駆動信号ＥＧＲｄｕｔｙを補正（ＥＧＲｄｕｔｙ×ＫＴＷＥＧＲ→ＥＧＲｄｕｔｙ）する。そして、ステップＳ３２８に進む
なお、上記の例では、補正係数を乗じることによって冷却水温度に対する補正を行っているが、冷却水温度に基づいてそれぞれの補正値を求め、これを吸気絞り弁駆動信号ＴＨｄｕｔｙおよびＥＧＲ弁駆動信号ＥＧＲｄｕｔｙに加算するようにしてもよい。

そして、ステップＳ３２８で、夫々の駆動信号に基づいて、吸気絞り弁６およびＥＧＲ弁５を駆動し、排気後処理制御のステップ３６０へ進む。

また、ステップＳ３２４で燃料のセタン価ＣＮが検出済である場合に進むステップＳ３２６では、冷却水温度と燃料のセタン価ＣＮとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定の吸気絞り弁駆動信号の補正係数ＫＣＮＴＨおよびＥＧＲ弁駆動信号の補正係数ＫＣＮＥＧＲのマップデータ（図７参照）をそれぞれ検索し、ステップＳ３２７に進む。

ステップＳ３２７では、上述したように、これらの補正係数ＫＣＮＴＨおよび補正係数ＫＣＮＥＧＲをそれぞれ乗じることによって、吸気絞り弁駆動信号ＴＨｄｕｔｙおよびＥＧＲ弁駆動信号ＥＧＲｄｕｔｙを補正する。

ここで、各セタン価ＣＮに対する等ＮＯｘ低減率を得る要求ＥＧＲ率が、図６に示すように、基準セタン価ＣＮ１（例えば、ＣＮ＝６０）を中心に、セタン価ＣＮが、６０以上でも６０以下でも、要求ＥＧＲ率（％）が減量されることを基本としている。これは、低セタン価ＣＮの燃料では、着火性が悪すぎて燃焼が緩慢かつ遅延化するのに対して、高セタン価ＣＮの燃料では、着火性が良好なために着火遅れが短縮して燃焼ピークが抑制されるためである。

そして、冷却水温もパラメータとした吸気絞り弁駆動信号の補正係数ＫＣＮＴＨおよびＥＧＲ弁駆動信号の補正係数ＫＣＮＥＧＲのマップデータは、図７に示すように、基準温度では、基準セタン価ＣＮ１（＝６０）を中心にしてセタン価ＣＮが基準セタン価ＣＮ１から上下に離れるに連れてＥＧＲ率を減少（吸気絞り度を弱くし、かつＥＧＲ開度を小さく）させることを基本とし、セタン価が一定であれば、冷却水温度が低いほどＥＧＲ率を減少（吸気絞り度を弱くし、かつＥＧＲ弁開度を小さく）させる。また、基準温度よりも冷却水温度が低いほど、最もＥＧＲ率が大きいポイントが基準セタン価ＣＮ１よりも高いセタン価ＣＮに移り、逆に基準温度よりも冷却水温度が高いほど、最もＥＧＲ率が大きいポイントが基準セタン価ＣＮ１よりも低いセタン価ＣＮに移る。これは、冷却水温度が低い場合には、高セタン価ＣＮの燃料であっても、着火性が低下して着火遅れによる燃焼ピークが大きくなりＮＯｘ生成が促進されることを抑制するためである。逆に冷却水温度が高い場合には低セタン価ＣＮの燃料であっても着火性が回復し、着火性が悪すぎて緩慢かつ遅延化していた燃焼が、基準セタン価ＣＮ１並に燃焼ピークが大きくかつ急速化してＮＯｘ生成が促進されることを抑制するためである。

なお、上記の例では、補正係数を乗じることによって冷却水温度と燃料性状とに対する補正を行っているが、冷却水温度と燃料性状とに基づいてそれぞれの補正値を求め、これを吸気絞り弁駆動信号ＴＨｄｕｔｙおよびＥＧＲ弁駆動信号ＥＧＲｄｕｔｙに加算するようにしてもよい。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）内燃機関１の排気の一部を内燃機関の吸気へ還流させるＥＧＲ通路４および吸気への排気還流率を制御するＥＧＲ弁５からなる排気還流装置と、使用している燃料のセタン価、オクタン価、蒸発性、発熱量、芳香族炭化水素含有量、の中の少なくとも一つの燃料性状を検出する燃料性状検出手段（Ｓ２００）と、内燃機関１の運転状態に応じて演算した排気還流率を求め、燃料性状検出手段（Ｓ２００）で検出した燃料性状に応じて排気還流率を補正し、補正された排気還流率に応じて排気還流装置のＥＧＲ弁５を制御する排気還流制御手段（Ｓ３２０）とを備える。このため、運転状態に応じた排気還流率を燃料性状に応じて補正して排気還流装置のＥＧＲ弁５を制御でき、使用している燃料の性状に適したＥＧＲ制御を行うことができる。

（イ）排気還流制御手段（Ｓ３２０）は、前記燃料性状検出手段（Ｓ２００）で検出されたセタン価ＣＮが予め設定した基準セタン価ＣＮより外れるにつれて基準セタン価ＣＮに対する排気還流率に対して前記排気還流率を相対的に減少するよう補正するため、セタン価ＣＮが基準セタン価ＣＮより低い場合の緩慢な燃焼およびセタン価ＣＮが基準セタン価ＣＮより高い場合の着火遅れが短縮化されてピークが抑制された燃焼に対する適切なＥＧＲ率とすることができる。

（ウ）また、排気還流制御手段（Ｓ３２０）は、冷却水温度が低いほどＥＧＲ率を減少させるが、燃料性状検出手段（Ｓ２００）で検出されたセタン価ＣＮが予め設定した基準セタン価ＣＮより高い場合には、温度検出手段３１で検出される内燃機関１の温度が予め設定した温度から低温側に離れるにつれて排気還流率を、基準セタン価ＣＮの設定値に対して増大補正するため、冷却水温ＴＷが低い場合の高セタン価ＣＮの燃料では、着火性が低下して着火遅れによる燃焼ピークが大きくなりＮＯｘ生成が促進されることを抑制する。

（エ）また、機関１の吸入空気量Ｑａｉｒを検出する吸入空気量検出手段（Ｓ２２０）と、機関１への燃料供給量Ｑｍａｉｎを検出する燃料供給量検出手段（Ｓ２３０）と、実空燃比ＡＦｒｅａｌを検出する実空燃比検出手段（Ｓ２４０）と、を備え、比重検出手段（Ｓ２６０）として、検出された吸入空気量Ｑａｉｒと燃料供給量Ｑｍａｉｎと実空燃比ＡＦｒｅａｌとにより燃料の比重を検出する場合には、燃料性状を正確に実用的な方法で判定でき、また、燃料供給量検出手段（Ｓ２３０）として、検出されたエンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとからマップデータとして燃料噴射量Ｑｍａｉｎを求めることにより、本来エンジンに備えられた機能を流用することができ、コストを増加させることもない。さらに、吸入空気流量Ｑａｉｒを実空燃比ＡＦｒｅａｌで除して実燃料供給重量を求め、この実燃料供給重量を主燃料噴射量（燃料供給量）で除して実比重Ｇｆｕｅｌを求めることにより、実空燃比ＡＦｒｅａｌを精度良く、かつコストの増加なしで検出でき、しかも、燃料温度を考慮して標準比重とした上で燃料性状を求めるので、より精度良く燃料性状を検出できる。

なお、上記実施例では、吸入空気流量Ｑａｉｒを実空燃比ＡＦｒｅａｌで除して実燃料供給重量Ｇｍａｉｎを求め、この実燃料供給重量Ｇｍａｉｎを燃料噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎで除して実比重Ｇｆｕｅ１を求め、これを燃料温度ＴＦで修正して標準比重Ｇｓｔｄを求めるようにしているが、このような方法に代えて、エンジン１の燃料噴射装置１０における燃料噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄとコモンレール圧力ＰＣＲとから燃料噴射量Ｑｍａｉｎを求め、この燃料噴射量Ｑｍａｉｎと予め設定された基準燃料比重γｓｔｄと燃料温度ＴＦとから基準燃料噴射重量Ｇｍａｉｎを求め、上記基準燃料噴射重量Ｇｍａｉｎとエアフロメータ７により検出された空気重量Ｇａｉｒとから基準空燃比ＡＦｓｔｄを求め、上記基準空燃比ＡＦｓｔｄと空燃比センサ３７により検出された実空燃比ＡＦｒｅａｌとを対比させ、実燃料比重γｒｅａ１を求めるようにすることができる。

本発明の燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジンのシステム構成図。 軽油の密度とセタン価の関係を示す特性図。 軽油の密度と芳香族炭化水素成分含有量の関係を示す特性図。 軽油の粘度とセタン価の関係を示す特性図。 冷却水温毎のＥＧＲ弁駆動信号の補正係数（Ａ）および吸気絞り弁駆動信号の補正係数（Ｂ）を示す図。 セタン価毎の等ＮＯｘ低減率を得る要求ＥＧＲ率の特性を示す図。 軽油のセタン価と冷却水温度をパラメータとした吸気絞り弁補正係数およびＥＧＲ弁補正係数の特性図。 ディーゼルエンジンの基本制御ルーチンを示すフローチャート。 燃料比重検出のための制御ルーチンを示すフローチャート。 エンジン排気制御ルーチンを示すフローチャート。 ＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン
５ ＥＧＲ弁
６ 吸気絞り弁
１０ 燃料噴射装置
３０ エンジンコントロールユニット
３１ 水温センサ

Claims (4)

1. 内燃機関の排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ通路および吸気への排気還流率を制御するＥＧＲ弁からなる排気還流装置と、
   使用している燃料の性状としてセタン価を検出する燃料性状検出手段と、
   内燃機関の運転状態に基づいて排気還流率を演算し、
   燃料性状検出手段で検出したセタン価に応じて排気還流率を補正し、
   補正された排気還流率に基づいて排気還流装置のＥＧＲ弁を制御する排気還流制御手段と、を備え
   前記排気還流制御手段は、前記燃料性状検出手段で検出されたセタン価が予め設定した基準セタン価より高い側及び低い側へ外れるにつれて基準セタン価に対する排気還流率に対して前記排気還流率を相対的に減少するよう補正することを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
2. 前記内燃機関の燃焼制御装置は、内燃機関の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記排気還流制御手段は、前記燃料性状検出手段で検出されたセタン価が予め設定した基準セタン価より高い場合には、前記温度検出手段で検出される内燃機関の温度が予め設定した温度から低温側に離れるにつれて排気還流率を増大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燃焼制御装置。
3. 前記燃料性状検出手段は、使用している燃料の比重を検出する比重検出手段を備え、
   前記比重検出手段により検出された比重に基づいて、燃料性状としてのセタン価を検出する請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
4. 前記内燃機関の燃焼制御装置は、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、内燃機関への燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段と、実空燃比を検出する実空燃比検出手段と、を備え、
   前記比重検出手段は、検出された吸入空気量と燃料供給量と実空燃比とにより燃料の比重を検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃焼制御装置。

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