JP4667346B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載した内燃機関において使用される燃料のセタン価を用いて、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来のこの種の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、内燃機関がフューエルカット中であるときに、所定量の燃料を燃焼室に噴射するとともに、その燃料の着火時期を、熱発生量パラメータに応じて算出し、さらに、算出した着火時期に基づいて求めた着火遅れに応じて、燃料のセタン価を推定する。

この従来の制御装置では、セタン価を推定するために、内燃機関がフューエルカットすべき運転状態であるときに燃料を噴射するため、燃料を無駄に消費してしまう。また、この制御装置では、内燃機関がフューエルカット運転状態のときに限って、セタン価の推定が行われる。そのため、例えば、給油後に、フューエルカットが長時間、実行されない場合には、その間、給油された燃料のセタン価を推定できず、給油前の燃料のセタン価を用いて、内燃機関が制御される。このため、燃料のセタン価が、給油の前後で大きく異なるときには、内燃機関を適切に制御することができず、特に、給油された燃料のセタン価がより低い場合には、失火が生じるおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の複数の運転モードにおいて、使用中の燃料のセタン価を推定することにより、セタン価推定の実行機会を増やすことができ、また、推定された複数のセタン価から１つのセタン価を適宜、選択することによって、内燃機関をより適切に制御することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

特開２００５−３４４５５７号公報

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両Ｖに搭載した内燃機関３において使用される燃料のセタン価ＣＥＴを用いて、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置１であって、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）アクセル開度センサ２８、車速センサ２９）と、検出された内燃機関の運転状態が、所定の複数の運転モードのいずれかに該当するときに、燃料のセタン価を推定するセタン価推定手段（ＥＣＵ２）と、複数の運転モードにおいてそれぞれ推定された複数のセタン価（アイドル時セタン価ＣＥＴＩ、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨ）に基づき、複数のセタン価のうち、より高いセタン価を内燃機関の制御用のセタン価ＣＥＴとして決定するセタン価決定手段（ＥＣＵ２、図１１のステップ９６、９４および９７）と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、車両に搭載した内燃機関の運転状態を検出し、その検出された運転状態が所定の複数の運転モードのいずれかに該当するときに、燃料のセタン価が推定される。このように、複数の運転モードにおいて、使用中の燃料のセタン価をそれぞれ推定するので、セタン価推定の実行機会を増やすことができる。また、複数の運転モードにおいてそれぞれ推定された複数のセタン価に基づき、それらのうち、より高いセタン価が、制御用のセタン価として決定される。燃料には、セタン価が高いほど、ＨＣ成分がより多く含まれるため、燃料の実際のセタン価よりも低いセタン価を用いて内燃機関が制御されると、ＰＭが増大するような異常燃焼が生じやすい。したがって、上記のように、より高いセタン価を制御用のセタン価として決定することにより、異常燃焼を回避し、ＰＭの増大を防止することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、セタン価決定手段は、セタン価推定手段によるセタン価の推定がなされていないときに、所定のセタン価（暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥ）を制御用のセタン価として決定する（図１１のステップ８５）ことを特徴とする。

この構成によれば、セタン価推定手段によるセタン価の推定がなされていないときには、所定のセタン価が制御用のセタン価として決定される。一般に、給油の前後において、燃料のセタン価が変化することが多いとともに、給油後にセタン価の推定が実行されない場合に、給油前のセタン価が内燃機関の制御に用いられると、燃焼が不安定になることがある。特に、給油された燃料のセタン価がより低い場合には、失火が生じ得る。したがって、セタン価の推定が実行されていないときに、例えば、燃焼の安定性が大きく低下しないようなセタン価を、制御用のセタン価として決定することにより、内燃機関における燃焼の不安定化を抑制することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、複数の運転モードは、内燃機関のアイドル運転状態、および車両の所定の走行状態を含むことを特徴とする。

この構成によれば、複数の運転モードに、内燃機関のアイドル運転状態および車両の所定の走行状態が含まれるので、内燃機関のアイドル運転中および車両の走行中に、燃料のセタン価の推定を実行することができる。これにより、例えば、給油後など、セタン価推定を実行すべき場合において、車両が発進するまでにアイドル運転が十分に行われたときには、アイドル運転中にセタン価の推定を実行でき、一方、アイドル運転が十分に行われなかったときでも、その後の車両の走行中に、セタン価の推定を実行でき、いずれの場合においても、推定したセタン価を、内燃機関の制御に用いることができる。

請求項４に係る発明は、車両Ｖに搭載した内燃機関３において使用される燃料のセタン価ＣＥＴを用いて、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置１であって、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）アクセル開度センサ２８、車速センサ２９）と、検出された内燃機関の運転状態が、所定の複数の運転モードのいずれかに該当するときに、燃料のセタン価を推定するセタン価推定手段（ＥＣＵ２）と、複数の運転モードにおいてそれぞれ推定された複数のセタン価（アイドル時セタン価ＣＥＴＩ、走行時セタン価ＣＥＴＤ）に基づき、複数のセタン価の１つを、内燃機関の制御用のセタン価ＣＥＴとして決定するセタン価決定手段（ＥＣＵ２、図１６のステップ８８および１３２）と、を備え、複数の運転モードは、所定の第１運転モードと、セタン価推定手段によって推定したときの燃料のセタン価の推定精度が、第１運転モードよりも低いとみなされる所定の第２運転モードを含み、第１運転モードにおいて推定された第１運転モードセタン価（アイドル時セタン価ＣＥＴＩ）と、第２運転モードにおいて推定された第２運転モードセタン価（走行時セタン価ＣＥＴＤ）との関係に基づき、第２運転モードセタン価を補正するための補正値ＣＥＴＡＤＪを設定する補正値設定手段（ＥＣＵ２、図１７のステップ１４６）をさらに備えていることを特徴とする。

この構成によれば、所定の第１運転モードと、セタン価の推定精度が第１運転モードよりも低いとみなされる第２運転モードにおいて、第１および第２運転モードセタン価がそれぞれ推定され、第１運転モードセタン価と第２運転モードセタン価との関係に基づき、第２運転モードセタン価を補正するための補正値が設定される。

本発明は、セタン価の推定精度が、内燃機関の運転状態に応じて異なるという観点に基づくものである。本発明では、セタン価の推定精度が高いとみなされる運転モードを所定の第１運転モードと規定し、セタン価の推定精度がより低いとみなされる運転モードを所定の第２運転モードと規定し、両運転モードにおいてそれぞれ推定された第１および第２運転モードセタン価の間の関係に基づいて、補正値を設定する。そして、この補正値に基づいて第２運転モードセタン価を補正することにより、より信頼性の低い第２運転モードセタン価を、より信頼性の高い第１運転モードセタン価を基準として補正し、燃料の実際のセタン価に近づけることができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置１において、燃料が給油されたか否かを検出する給油検出手段（給油センサ２０）と、燃料が給油されたことが検出された後、所定期間（所定値ＣＮＴＨＬＤＲＥＦ）が経過するまで、第１運転モードセタン価の推定がなされず且つ前記第２運転モードセタン価の推定がなされているときに、補正値ＣＥＴＡＤＪに基づき、第２運転モードセタン価を補正するセタン価補正手段（ＥＣＵ２、図１８のステップ１５４）と、をさらに備えていることを特徴とする。

この構成によれば、燃料の給油の検出後、所定期間が経過するまでに、第１運転モードセタン価が推定されておらず且つ第２運転モードセタン価が推定されているときには、補正値設定手段により設定された補正値に基づき、第２運転モードセタン価が補正される。燃料が給油された場合、燃料のセタン価が給油前と大きく異なる可能性がある。したがって、燃料の給油の検出後、所定期間が経過した時点で、より信頼性の低い第２運転モードセタン価だけが推定されているときに、給油前に設定された補正値に基づいて、第２運転モードセタン価を補正することによって、セタン価の推定精度を向上させることができる。

請求項６に係る発明は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置１において、第１運転モードは、内燃機関のアイドル運転状態であり、第２運転モードは、車両の所定の走行状態であることを特徴とする。

アイドル運転状態では、内燃機関の燃焼状態が比較的安定しているのに対し、走行状態では、燃焼状態の安定性がより低いので、燃焼状態に応じてセタン価を推定した場合、その精度はアイドル運転状態の方が一般に高いという傾向がある。また、セタン価の推定精度は、インジェクタなどの内燃機関の構成部品の特性のばらつきや劣化度合いによって影響され、その影響の度合いは、燃焼状態が安定しているアイドル運転状態では小さく、走行状態では大きいことが認められている。

このような事実関係から、本発明では、アイドル運転状態を第１運転モードと規定し、所定の走行運転状態を第２運転モードと規定し、アイドル運転状態において推定したより信頼性の高い第１運転モードセタン価を基準として補正することで、走行運転状態で推定された第２運転モードセタン価を、燃料の実際のセタン価に近づけることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した制御装置１を、内燃機関（以下「エンジン」という）３とともに示している。エンジン３は、１番〜４番の気筒＃１〜＃４を有する直列４気筒のディーゼルエンジンであり、車両Ｖに搭載されている。このエンジン３では、通常、吸気行程中から圧縮行程中の任意の期間に燃料を噴射するパイロット噴射と、圧縮行程中に燃料を噴射するメイン噴射とを順次、実行する通常燃焼が行われる。

気筒＃１〜＃４にはそれぞれ、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が設けられている。また、各インジェクタ４の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射時期ＴＩＮＪは、ＥＣＵ２からの噴射パルス信号ＳＩＮＪによって制御される。

また、気筒＃１には、筒内圧センサ２１が設けられている。筒内圧センサ２１は、圧電素子で構成された、グロープラグ（図示せず）と一体型のものであり、気筒＃１内の圧力の変化量（以下「筒内圧変化量」という）ＤＰを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

エンジン３のクランクシャフト（図示せず）には、マグネットロータが取り付けられており、このマグネットロータとＭＲＥピックアップ（いずれも図示せず）によって、クランク角センサ２２が構成されている。クランク角センサ２２は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、ピストン（図示せず）が吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定のクランク角度位置にあることを表す信号である。また、エンジン３には、気筒判別センサ（図示せず）が設けられており、この気筒判別センサは、気筒＃１〜＃４を判別するためのパルス信号を、気筒判別信号としてＥＣＵ２に出力する。

また、エンジン３には、ＥＧＲ管７ａおよびＥＧＲ制御弁７ｂを有するＥＧＲ装置７が設けられている。ＥＧＲ管７ａは、エンジン３の吸気管５および排気管６をつなぐように接続されており、このＥＧＲ管７ａを介して、エンジン３の排ガスの一部がＥＧＲガスとして吸気管５に還流し、気筒＃１〜＃４に流入する。これにより、エンジン３における燃焼温度が低下することによって、排ガス中のＮＯｘが低減される。

ＥＧＲ制御弁７ｂは、ＥＧＲ管７ａに設けられたバタフライ弁と、これを開閉駆動するＤＣモータ（いずれも図示せず）で構成されており、ＤＣモータに供給される電流をＥＣＵ２で制御し、その弁開度をリニアに制御することによって、ＥＧＲガスの量（以下「ＥＧＲ量」という）が制御される。ＥＧＲ制御弁７ｂの開度（以下「ＥＧＲ弁開度」という）ＬＦは、ＥＧＲ弁開度センサ２３によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、エンジン３の吸気管５には過給装置９が設けられている。過給装置９は、ターボチャージャ式の過給機１０と、これに連結されたベーンアクチュエータ１１を有している。過給機１０は、吸気管５のスロットル弁５ａよりも上流側に設けられた回転自在のコンプレッサブレード１０ａと、排気管６の途中に設けられたタービンブレード１０ｂおよび複数の回動自在の可変ベーン１０ｃ（２つのみ図示）と、これらのブレード１０ａ、１０ｂを一体に連結するシャフト１０ｄを有している。排気管６内の排ガスでタービンブレード１０ａが回転駆動されることによって、過給動作が行われる。ベーンアクチュエータ１１は、ＥＣＵ２からの制御信号で制御され、それにより、各可変ベーン１０ｃの開度が変化することによって、過給圧が制御される。

また、排気管６の過給機１０よりも下流側には、上流側から順に、酸化触媒１２およびＤＰＦ１３が設けられている。酸化触媒１２は、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化し、排ガスを浄化する。ＤＰＦ１３は、排ガス中の煤などのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）を捕集することによって、大気中に排出されるＰＭを低減する。また、ＤＰＦ１３の表面には、酸化触媒１２と同様の触媒（図示せず）が担持されている。

ＤＰＦ１３は、排ガスがフィルタの微細な孔を通過する際、フィルタ壁の表面およびフィルタ壁中の孔にＰＭを堆積させることによって捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、炭化珪素などのセラミックスや金属多孔体が使用される。

また、排気管６には、触媒コンバータ１２とＤＰＦ１３の間と、ＤＰＦ１３の下流側に、圧力導入路６ａが接続されており、この圧力導入通路６ａに、差圧センサ３０が接続されている。差圧センサ３０は、排気管６内のＤＰＦ１３よりも上流側と下流側との間の差圧（以下単に「差圧」という）ＤＰＥＸを検出する。ＤＰＦ１３に堆積したＰＭの堆積度合が小さいときには、ＤＰＦ１３の通気抵抗が減少することによって差圧ＤＰＥＸが小さくなる一方、ＰＭの堆積度合が大きいときには、ＤＰＦ１３の通気抵抗が増大することによって差圧ＤＰＥＸが大きくなるので、差圧ＤＰＥＸは、ＰＭの堆積度合を良好に表す。

また、エンジン３の本体には、水温センサ２４が取り付けられている。水温センサ２４は、エンジン３のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

吸気管５および排気管６には、エアフローセンサ２５および排気温センサ２６が、それぞれ設けられている。前者２５は吸入空気量ＱＡを、後者２６は、排気温ＴＥを、それぞれ検出し、それらの検出信号は、ＥＣＵ２に出力される。

また、ＥＣＵ２には、油温センサ２７、アクセル開度センサ２８（運転状態検出手段）および車速センサ２９（運転状態検出手段）からそれぞれ、エンジン３の潤滑油の温度（以下「油温」という）ＴＯＩＬ、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰ、および車速ＶＰを表す検出信号が、出力される。また、ＥＣＵ２には、給油センサ２０から、給油コックの開閉に応じて、燃料の給油の有無を表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、本実施形態において、セタン価推定手段およびセタン価決定手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜３０からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、以下に述べるセタン価ＣＥＴの算出処理を含むエンジン３の制御を実行する。

図２は、第１実施形態によるセタン価ＣＥＴの算出処理を示している。本処理は、エンジン３の運転状態（運転モード）ごとに燃料のセタン価を算出し、算出した複数のセタン価のうちの１つを、エンジン３の制御用のセタン価ＣＥＴとして設定するものであり、所定の周期で実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、燃料を給油した直後か否かを判別する。この答がＹＥＳのときには、後述するアイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩ、アイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴ、低負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＬ、中高負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＨ、およびアイドル時セタン価再算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＲＥを、それぞれ「０」にリセットする（ステップ２）。

次に、ステップ３において、セタン価ＣＥＴを所定の暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥ（例えば４５）に設定し、本処理を終了する。これにより、エンジン３は、給油直後には、暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥに応じて制御される。

一方、上記ステップ１の答がＮＯのときには、給油時以後におけるエンジン３の運転時間ＴＦＵＥＬが所定時間ＴＦＵＥＬＲＥＦ以上か否かを判別する（ステップ４）。この答がＮＯのときには、給油後におけるエンジン３の運転時間が短く、燃料タンクとエンジン３の間の配管などに存在する燃料が、給油した燃料に完全に入れ替わっていない可能性があるとして、セタン価ＣＥＴの算出は行わず、前記ステップ３を経て本処理を終了する。

一方、前記ステップ４の答がＹＥＳのときには、エンジン３がアイドル運転状態にあるか否かを判別する（ステップ５）。この判別では、車速ＶＰおよびアクセル開度ＡＰがいずれもほぼ値０であるときに、アイドル運転中であるとされる。この答がＮＯのときには、車速ＶＰが第１所定車速ＶＰ１（例えば６０ｋｍ／ｈ）よりも小さいか否かを判別する（ステップ６）。この答がＹＥＳで、ＶＰ＜ＶＰ１のときには、セタン価ＣＥＴの算出を行わず、後述するステップ１６に進み、本処理を終了する。

一方、ステップ６の答がＮＯのときには、車速ＶＰが第１所定車速ＶＰ１よりも大きな第２所定車速ＶＰ２（例えば８０ｋｍ／ｈ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ７）。この答がＹＥＳで、ＶＰ＞ＶＰ２のときには、車両Ｖが中高速走行状態（所定の走行状態）にあり、エンジン３が中高負荷領域にあるとして、ステップ８において中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを算出した後、ステップ１６に進み、本処理を終了する。

図３は、この中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出処理を示している。本処理は、図４に示すパイロット噴射の開始時期ＴＩＮＪ１と算出終了時期ＴＩＮＪ２で規定される所定の算出区間ＲＤＥＴ１において、パイロット噴射に伴う熱発生量を算出し、算出した熱発生量に基づいて、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを算出するものである。本処理はＣＲＫ信号の発生に同期して、クランク角１°ごとに実行される。

この処理では、まず、ステップ２１において、算出中フラグＦ＿ＣＡＬＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ２１）。この答がＮＯで、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出中でないときには、今回のクランク角度ＣＡがパイロット噴射の開始時期（以下「噴射開始時期」という）ＴＩＮＪ１に等しいか否かを判別する（ステップ２２）。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ２２の答がＹＥＳのときには、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出を開始するものとして、後述する算出カウンタＣＮＴＨおよび熱発生量ＱＨＲＨを、それぞれ値０にリセットする（ステップ２３、２４）とともに、算出中フラグＦ＿ＣＡＬＨを「１」にセットし（ステップ２５）、ステップ２６に進む。これにより、次回以降のループにおいて、上記ステップ２１の答がＹＥＳになり、その場合には、上記ステップ２２〜２５をスキップして、ステップ２６に進む。

このステップ２６では、次式（１）によって、熱発生率ｄＱＨＲＨ（単位クランク角当たりの熱発生量 ）を算出する。
ｄＱＨＲＨ ＝ ｋ／（ｋ−１）×Ｐθ×１０００×ｄＶθ
＋１／（ｋ−１）×ＤＰ×１０００×Ｖθ ……（１）
ｄＱＨＲＨ：熱発生率（Ｊ／ｄｅｇ）
ｋ：混合気の比熱比
Ｐθ：筒内圧の絶対値（ｋＰａ）
ｄＶθ：筒内容積上昇率（ｍ３／ｄｅｇ）
Ｖθ：筒内容積（ｍ３）
ＤＰ：筒内圧変化量（ｋＰａ／ｄｅｇ）
ここで、比熱比ｋは所定値（例えば１．３９）に設定されている。また、Ｐθ、ｄＶθおよびＶθは、いずれもクランク角度位置に応じて定まる値であり、ＤＰは筒内圧センサ２１による検出値である。

次いで、熱発生量ＱＨＲＨの前回値に、算出した熱発生率ｄＱＨＲＨを加算することにより、噴射開始時期ＴＩＮＪ１から今回までに発生した総熱量である熱発生量ＱＨＲＨを算出する（ステップ２７）。次に、算出カウンタＣＮＴＨをインクリメントし（ステップ２８）、算出カウンタＣＮＴＨが所定値ＣＮＴＨＲＥＦに達したか否かを判別する（ステップ２９）。所定値ＣＮＴＨＲＥＦは、算出区間ＲＤＥＴ１の長さに相当する値（例えば１０）に設定されている。したがって、この答がＮＯのときには本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、算出区間ＲＤＥＴ１が終了したとして、上記ステップ２７で算出した熱発生量ＱＨＲＨと、車速ＶＰに基づき、図５に示すＣＥＴＨマップに従って、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを算出する（ステップ３０）。

このＣＥＴＨマップでは、第２所定車速ＶＰ２用と、それよりも大きな第３所定車速ＶＰ３（例えば１００ｋｍ／ｈ）用の計２つのテーブルが用意されている。各テーブルでは、熱発生量ＱＨＲＨが大きいほど、セタン価ＣＥＴＨはより大きな値に設定されている。これは、セタン価が大きいほど、燃料が燃焼しやすく、熱発生量がより大きくなるためである。また、２つのテーブルを比較すると、同じ熱発生量ＱＨＲＨに対して、車速ＶＰが大きい第３所定車速ＶＰ３用のテーブルの方が、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨはより小さな値に設定されている。これは、セタン価が同じ場合、車速ＶＰが大きく、すなわち負荷が高いほど、熱発生量が大きくなるためである。なお、車速ＶＰが第２所定車速ＶＰ２および第３所定車速ＶＰ３に一致しない場合には、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨは、補間計算により求められる。

図３に戻り、ステップ３０に続くステップ３１では、算出中フラグＦ＿ＣＡＬＨを「０」にリセットするとともに、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出が完了したことを表すために、中高負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＨを「１」にセットし（ステップ３２）、本処理を終了する。

図２に戻り、前記ステップ７の答がＮＯで、ＶＰ１≦ＶＰ≦ＶＰ２のときには、車両Ｖが低速走行状態（所定の走行状態）にあり、エンジン３が低負荷領域にあるとして、中高負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＨ、および低負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＬが「１」であるか否かをそれぞれ判別する（ステップ９、１０）。これらのいずれかの答がＹＥＳで、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨまたは低負荷時セタン価ＣＥＴＬの算出がすでに完了しているときには、ステップ１６に進み、本処理を終了する。

一方、上記ステップ９、１０の答がいずれもＮＯのときには、ＥＧＲ制御弁７ｂを閉弁側に制御することによって、セタン価算出時用の所定のＥＧＲ量ＱＥＧＲになるように、ＥＧＲ量を減量する（ステップ１１）。このセタン価算出時用のＥＧＲ量ＱＥＧＲは、通常のＥＧＲ量に対して所定の比率（例えば８０％）に設定されている。

次いで、上記のＥＧＲの減量制御後、所定時間（例えば５〜１０ｓｅｃ）が経過したか否かを判別する（ステップ１２）。この答がＮＯのときには、ステップ１６に進む一方、ＹＥＳのときには、ＥＧＲ量がセタン価算出時用のＥＧＲ量ＱＥＧＲに収束したとして、ステップ１３において低負荷時セタン価ＣＥＴＬを算出した後、ステップ１６に進み、本処理を終了する。

図６は、この低負荷時セタン価ＣＥＴＬの算出処理を示している。この処理は、前述した中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出処理とほぼ同じ処理内容を有しており、前記ステップ２１〜３２と同様にステップ４１〜５２を実行することにより、熱発生量ＱＨＲＬに基づいて低負荷時セタン価ＣＥＴＬを算出するとともに、その算出が完了したときに、低負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＬが「１」にセットされる（ステップ５２）。

図７は、本処理のステップ５０において、低負荷時セタン価ＣＥＴＬを算出するのに用いられるＣＥＴＬテーブルを示している。このテーブルでは、熱発生量ＱＨＲＬが大きいほど、低負荷時セタン価ＣＥＴＬはより小さな値に設定されている。なお、同図の破線は、ＥＧＲの減量制御を行わない場合のセタン価と熱発生量との関係を参考として示したものである。すなわち、エンジン３が低負荷領域にあるときに、本来、熱発生量が小さいので、セタン価に対して熱発生量は比較的緩やかに変化する。本実施形態では、前記ステップ１１でＥＧＲの減量制御が行われることにより、各気筒に吸入される吸気に占める新気の割合が大きくなり、燃焼による熱エネルギーが増大する結果、低負荷時セタン価ＣＥＴＬに対して熱発生量ＱＨＲＬがより大きく変化する関係になっており、ＣＥＴＬテーブルは、このような関係に基づいて設定されている。

以上のように、車速ＶＰ＞第２所定車速ＶＰ２であるエンジン３の中高負荷領域では、筒内圧変化量ＤＰに応じて、熱発生量ＱＨＲＨを算出する（ステップ２６，２７）とともに、算出した熱発生量ＱＨＲＨと車速ＶＰに応じて、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを算出する（ステップ３０）ので、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを精度良く推定することができる。

また、第１所定車速ＶＰ１≦車速ＶＰ≦第２所定車速ＶＰ２であるエンジン３の低負荷領域では、筒内圧変化量ＤＰに応じて、熱発生量ＱＨＲＬを算出する（ステップ４６，４７）とともに、算出した熱発生量に基づいて、低負荷時セタン価ＣＥＴＬを算出する（ステップ５０）。また、この低負荷時セタン価ＣＥＴＬの算出に先立ってＥＧＲ量を減量する（ステップ１１）ことによって、熱発生量ＱＨＲＬをより大きくし、その結果、セタン価の違いに応じた熱発生量ＱＨＲＬの差をより大きくすることができるので、熱発生量ＱＨＲＬに基づく低負荷時セタン価ＣＥＴＬの算出をより精度良く行うことができる。

図２に戻り、前記ステップ５の答がＹＥＳで、エンジン３がアイドル運転中のときには、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ１４）。この答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出がすでに完了しているときには、ステップ１６に進む一方、ＮＯのときにはステップ１５において、アイドル時セタン価ＣＥＴＩを算出した後、ステップ１６に進み、本処理を終了する。

図８は、このアイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出処理を示している。本処理は、気筒＃１において予混合燃焼を実行しながら、基準着火時期ＣＡＦＭＭと実着火時期ＣＡＦＭとの差に応じて、アイドル時セタン価ＣＥＴＩを算出するものである。この処理は、気筒＃１のＣＲＫ信号の発生に同期して実行される。

まず、ステップ６１では、エンジン３の所定の運転条件が成立しているか否かを判別する。この所定の運転条件として、例えば、排気温ＴＥが所定温度ＴＥＲＥＦ（例えば９０℃）以上であり、かつエンジン水温ＴＷまたは油温ＴＯＩＬが、エンジン３の暖機状態を表す所定温度ＴＵＰ（例えば８０℃）以上であることが設定されている。

上記ステップ６１の答がＮＯのときには、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出の実行条件が成立していないとして、本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、気筒＃１において予混合燃焼を実行する（ステップ６２）。具体的には、気筒＃１のパイロット噴射を停止するとともに、メイン噴射用の燃料噴射量ＱＩＮＪ＃１を、通常燃焼時よりも小さな一定の所定値ＱＲＥＦに設定する。そして、燃料噴射時期ＴＩＮＪ１を、通常燃焼時よりも進角側に設定することによって、気筒＃１において、燃料の噴射後、遅れを伴って燃料が燃焼する、いわゆる予混合燃焼が行われる。

次いで、上記ステップ６２の実行後、所定時間が経過したか否かを判別する（ステップ６３）。この答がＮＯのときには本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、気筒＃１における予混合燃焼による燃焼状態が安定したとして、算出中フラグＦ＿ＣＥＴＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ６４）。この答がＮＯのときには、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出を開始するものとして、算出カウンタＣＮＴＩおよびアイドル時セタン価ＣＥＴＩをそれぞれ値０にリセットする（ステップ６５、６６）とともに、算出中フラグＦ＿ＣＡＬＩを「１」にセットした（ステップ６７）後、ステップ６８に進む。ステップ６７の実行により、次回以降のループにおいて、上記ステップ６４の答がＹＥＳになり、その場合には、上記ステップ６５〜６７をスキップし、ステップ６８に進む。

このステップ６８では、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、ＣＡＦＭＭマップ（図示せず）を検索することによって、基準着火時期ＣＡＦＭＭを算出する。要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって算出される。

上記のＣＡＦＭＭマップは、所定のセタン価（例えば５７）の燃料を予混合燃焼により燃焼させたときに得られる着火時期を、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、基準着火時期ＣＡＦＭＭとして設定したものである。また、基準着火時期ＣＡＦＭＭは、クランク角度位置で表される。

次いで、気筒＃１における実着火時期ＣＡＦＭを検出する（ステップ６９）。この実着火時期ＣＡＦＭの検出は、例えば図９に示すようにして行われる。すなわち、クランク角度位置ＣＡＩＭでインジェクタ４への噴射パルス信号ＳＩＮＪが出力された後、筒内圧変化量ＤＰが所定のしきい値ＤＰＰを超えたときのクランク角度位置を、実着火時期ＣＡＦＭとして検出する。なお、実着火時期ＣＡＦＭの検出は、噴射パルス信号ＳＩＮＪの出力後、所定の角度範囲ＲＤＥＴ２（例えば１０°）内において行われる。

次いで、上記のようにして求めた基準着火時期ＣＡＦＭＭから実着火時期ＣＡＦＭを減算することによって、着火遅れ角ＤＣＡを算出する（ステップ７０）。次いで、算出した着火遅れ角ＤＣＡに応じて、アイドル時セタン価ＣＥＴＩを算出し（ステップ７１）、本処理を終了する。具体的には、まず、着火遅れ角ＤＣＡを、そのときのエンジン回転数ＮＥを用いて着火遅れ時間ＴＤＦＭに換算し、次いで、着火遅れ時間ＴＤＦＭに応じ、図１０に示すＣＥＴＴテーブルを検索することによって、セタン価の暫定値ＣＥＴＴを算出する。このＣＥＴＴテーブルでは、暫定値ＣＥＴＴは、着火遅れ時間ＴＤＦＭが大きいほど、より小さな値に設定されている。次に、算出した暫定値ＣＥＴＴとセタン価の前回値を加重平均することによって、今回のアイドル時セタン価ＣＥＴＩを算出する。

次いで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出中であることを表すために、アイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴを「１」にセットする（ステップ７２）。次に、算出カウンタＣＮＴＩをインクリメントし（ステップ７３）、算出カウンタＣＮＴＩが所定値ＣＮＴＩＲＥＦ（例えば１０）に達したか否かを判別する（ステップ７４）。この答がＮＯのときには本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、算出中フラグＦ＿ＣＡＬＩおよびアイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴを、それぞれ「０」にリセットする（ステップ７５，７６）とともに、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出が完了したことを表すために、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩを「１」にセットし（ステップ７７）、本処理を終了する。

以上のように、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出中は、気筒＃１において予混合燃焼が行われる。予混合燃焼中には、燃料のセタン価ＣＥＴの違いによる着火時期の差が大きくなるので、着火遅れに基づくアイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出を精度良く行うことができる。

図２に戻り、前記ステップ８、１３または１５などに続くステップ１６において、セタン価ＣＥＴを決定する。図１１は、このセタン価ＣＥＴの決定処理を示している。まず、ステップ８１〜８４において、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩ、中高負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＨ、低負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＬ、およびアイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴが、それぞれ「１」であるか否かを判別する（ステップ８１〜８４）
。これらの答がいずれもＮＯで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩ、低負荷時セタン価ＣＥＴＬおよび中高負荷時セタン価ＣＥＴＨのいずれの算出も完了しておらず、且つアイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値が算出されていないときには、セタン価ＣＥＴを所定の暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥに設定し（ステップ８５）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ８１〜８３の答がＮＯで且つ上記ステップ８４の答がＹＥＳのときには、図８のステップ７１で暫定的に算出されたアイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値が暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥとほぼ一致しているか否か（例えばＣＥＴＢＡＳＥ±３以内）を判別する（ステップ８６）。

この答がＮＯで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値が暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥと大きく異なっているときには、前記ステップ８５を実行し、本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、差圧ＤＰＥＸが所定圧ＤＰＥＸＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ８７）。この答がＮＯのときには、差圧ＤＰＥＸが比較的低く、ＰＭによるＤＰＦ１３の詰まりの度合いが低いとして、セタン価ＣＥＴをアイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値に設定し（ステップ８８）、本処理を終了する。

一方、ステップ８７の答がＹＥＳで、ＤＰＥＸ＞ＤＰＥＸＲＥＦのときには、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値を用いてエンジン３の制御を行った結果、排ガス特性が悪化し、堆積したＰＭによるＤＰＦ１３の詰まりが生じているとして、前記ステップ８５においてセタン価ＣＥＴを暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥに切り替えた後、本処理を終了する。

一方、前記ステップ８１および８２の答がＮＯ、かつ前記ステップ８３の答がＹＥＳで、低速時セタン価ＣＥＴＬの算出のみが完了しているときには、アイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ８９）。この答がＮＯのときには、低負荷時セタン価ＣＥＴＬが暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥとほぼ一致しているか否かを判別する（ステップ９１）とともに、前記ステップ８７と同様、差圧ＤＰＥＸが所定圧ＤＰＥＸＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ９２）。

ステップ９１の答がＮＯのとき、またはステップ９２の答がＹＥＳのときには、前記ステップ８５を実行し、本処理を終了する一方、ステップ９１の答がＹＥＳかつステップ９２の答がＮＯで、低負荷時セタン価ＣＥＴＬが暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥとほぼ一致しており、かつ差圧ＤＰＥＸが比較的低いときには、セタン価ＣＥＴを低負荷時セタン価ＣＥＴＬに設定し（ステップ９３）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ８９の答がＹＥＳで、低負荷時セタン価ＣＥＴＬの算出が完了し、且つアイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値がすでに算出されているときには、ステップ９０に進む。このステップ９０では、低負荷時セタン価ＣＥＴＬと暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥとの差の絶対値が、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値と暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥとの差の絶対値よりも大きいか否か、すなわち、低負荷時セタン価ＣＥＴＬとアイドル時セタン価ＣＥＴＩのいずれが暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥにより近いか否かを判別する。この答がＹＥＳのときには、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの暫定値を採用すべきとして、前記ステップ８６以降を実行し、本処理を終了する。一方、ステップ９０の答がＮＯのときには、低負荷時セタン価ＣＥＴＬを採用すべきとして、前記ステップ９１以降を実行し、本処理を終了する。

一方、前記ステップ８１の答がＮＯ、かつ前記ステップ８２の答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出は完了していない一方、高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出が完了しているときには、高負荷時セタン価ＣＥＴＨを優先して採用すべきとして、セタン価ＣＥＴを中高負荷時セタン価ＣＥＴＨに設定し、本処理を終了する。これは、低負荷時セタン価ＣＥＴＬは、前述したようにＥＧＲの減量制御を行いながら算出されるため、信頼性が比較的低いと判断されるからである。

一方、前記ステップ８１の答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出が完了しているときには、中高負荷時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ９５）。この答がＮＯのときには、セタン価ＣＥＴをアイドル時セタン価ＣＥＴＩに設定し（ステップ９７）、本処理を終了する。

一方、ステップ９５の答がＹＥＳのときには、アイドル時セタン価ＣＥＴＩが中高負荷時セタン価ＣＥＴＨ以上か否かを判別する（ステップ９６）。この答がＹＥＳで、ＣＥＴＩ≧ＣＥＴＨのときには、上記ステップ９７を実行することにより、アイドル時セタン価ＣＥＴＩをセタン価ＣＥＴとして設定し、本処理を終了する。一方、ステップ９６の答がＮＯで、ＣＥＴＩ＜ＣＥＴＨのときには、アイドル時セタン価再算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＲＥが「１」であるか否かを判別する（ステップ９８）。この答がＮＯで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの再算出がまだ行われていないときには、アイドル時セタン価再算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＲＥを「１」にセットする（ステップ９９）とともに、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩを「０」にリセットする（ステップ１００）。そして、前記ステップ９４を実行し、本処理を終了する。

このステップ１００の実行により、図２のステップ１４の答がＮＯになり、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出が再度、実行される。また、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの再算出中は、前記ステップ８１の答がＮＯになり、また、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出はすでに完了している（ステップ８２：ＹＥＳ）ので、前記ステップ９４が実行されることによって、セタン価ＣＥＴは中高負荷時セタン価ＣＥＴＨに維持される。

アイドル時セタン価ＣＥＴＩの再算出が完了すると、図８のステップ７７でアイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩが「１」にセットされることにより、前記ステップ８１の答が再びＹＥＳになり、前記ステップ９６において、再算出されたアイドル時セタン価ＣＥＴＩが中高負荷時セタン価ＣＥＴＨよりも大きいか否かを判別する。この答がＹＥＳのときには、ステップ９７において、セタン価ＣＥＴがアイドル時セタン価ＣＥＴＩに切り替えられる。一方、ＮＯのときには、上記ステップ９９を実行したことにより前記ステップ９８の答がＹＥＳになるので、前記ステップ９４に進み、セタン価ＣＥＴを中高負荷時セタン価ＣＥＴＨに維持し、本処理を終了する。以上のようにして設定されたセタン価ＣＥＴは、燃料噴射量ＱＩＮＪや燃料噴射時期ＴＩＮＪの制御に用いられる。

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３がアイドル運転状態であるとき、車両Ｖが中高速走行状態であるとき、および車両Ｖが低速走行状態であるときに、使用中の燃料のセタン価ＣＥＴとして、アイドル時セタン価ＣＥＴＩ、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨおよび低負荷時セタン価ＣＥＴＬをそれぞれ算出するので、フューエルカット運転中に限ってセタン価を推定する従来と異なり、最終的に設定されるセタン価ＣＥＴの推定の実行機会を増やすことができる。また、前述したように、アイドル時セタン価ＣＥＴＩ、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨおよび低負荷時セタン価ＣＥＴＬがいずれも算出されているときには、より信頼性の高いアイドル時セタン価ＣＥＴＩまたは中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを、セタン価ＣＥＴとして採用するので、エンジン３をより適切に制御することができる。さらに、セタン価ＣＥＴの推定が実行されていない場合や、その推定が完了していない場合に、暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥをセタン価ＣＥＴとして設定するので、エンジン３における燃焼の不安定化を抑制することができる。さらにまた、アイドル時セタン価ＣＥＴＩおよび中高負荷時セタン価ＣＥＴＨが算出されているときに、両者のうちのより高いセタン価を、セタン価ＣＥＴとして設定するので、ＰＭが増大するような異常燃焼を回避し、ＰＭの増大を防止することができる。

図１２は、第２実施形態によるセタン価ＣＥＴの算出処理を示している。本処理は、アイドル運転時（第１運転モード）と、それ以外の車両Ｖの走行時（第２運転モード）において、アイドル時セタン価ＣＥＴＩ（第１運転モードセタン価）および走行時セタン価ＣＥＴＤ（第２運転モードセタン価）をそれぞれ推定し、これらから、エンジン３の制御に使用するセタン価ＣＥＴを決定するものである。なお、同図において、図２に示した第１実施形態のＣＥＴ算出処理と同じ処理内容については、同じステップ番号を付している。

本処理では、まず、ステップ１において、前述した給油センサ２０からの検出信号に基づいて、燃料の給油の直後か否かを判別する。この答がＹＥＳで、燃料の給油直後のときには、図２のステップ２に相当するステップ１０１において、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩ、アイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴに加えて、後述する走行時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＤ、補正許可フラグＦ＿ＣＥＴＡＤＪおよび待機フラグＦ＿ＣＡＬＨＬＤを、それぞれ「０」にリセットする。

一方、上記ステップ１の答がＮＯのときには、補正許可フラグＦ＿ＣＥＴＡＤＪが「１」であるか否かを判別する（ステップ１０２）とともに、待機フラグＦ＿ＣＡＬＨＬＤが「１」であるか否かを判別する（ステップ１０３）。これらの答がいずれもＮＯのときには、待機カウンタ値ＣＮＴＨＬＤを「０」にリセットする（ステップ１０４）とともに、待機フラグＦ＿ＣＡＬＨＬＤを「１」にセットする（ステップ１０５）。これにより、上記ステップ１０３の答がＹＥＳになり、次回以降のループにおいて、ステップ１０４およびステップ１０５がスキップされる。

このステップ１０５または上記ステップ１０３に続くステップ１０６では、待機カウンタ値ＣＮＴＨＬＤをインクリメントし、次いで、待機カウンタ値ＣＮＴＨＬＤが、所定値ＣＥＴＨＬＤＲＥＦ（例えば１０分相当）に等しいか否かを判別する（ステップ１０７）。この答がＹＥＳで、給油の検出後、所定時間が経過したときには、補正許可フラグＦ＿ＣＥＴＡＤＪを「１」にセットする（ステップ１０８）。これにより、前記ステップ１０２の答がＹＥＳになり、次回以降のループにおいて、ステップ１０３〜１０７がスキップされる。

このステップ１０８、または前記ステップ１０２に続くステップ４以降の処理は、図２のＣＥＴ算出処理におけるステップ６〜１３をステップ１０９に置き換えたものである。具体的には、第１実施形態では、上記のステップ６〜１３において、低負荷時セタン価ＣＥＴＬおよび中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを算出するのに対し、本実施形態では、ステップ１０９において、走行時セタン価ＣＥＴＤを算出する。

図１３は、このステップ１０９で実行される走行時セタン価ＣＥＴＤの算出処理を示している。本処理は、ＣＲＫ信号の発生に同期して、クランク角１°ごとに実行される。

本処理では、まず、前述した図３の処理のステップ２１〜２９と同様に、ステップ１１１〜１１９を実行し、算出区間ＲＤＥＴ１における熱発生量ＱＨＲＤを算出する。次いで、エンジン３が所定の定常運転状態にあるか否かを判別する（ステップ１２０）。具体的には、車速ＶＰ、エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ、アクセル開度ＡＰ、実際の過給圧と目標過給圧との偏差、および実際の新気量と目標新気量との偏差がいずれも、それぞれの所定の範囲内にあるときに、エンジン３が所定の定常運転状態にあると判別される。

この答がＹＥＳのときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、図１４に示す３つの熱発生量マップから、参照用熱発生量ＱＨＲＤＲＥＦ１〜ＱＨＲＤＲＥＦ３をそれぞれ検索する（ステップ１２１）。これらの熱発生量マップは、互いに異なる所定の第１〜第３セタン価ＣＥＴ１〜ＣＥＴ３（例えば４６、５０、５５）の燃料を用いてエンジンを運転したときに、算出区間ＲＤＥＴ１に相当する一定区間内に１つの気筒内に発生する熱発生量を、あらかじめ実験により求め、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じてマップ化し、参照用熱発生量ＱＨＲＤＲＥＦ１〜３として、ＥＣＵ２のＲＯＭに記憶したものである。

次いで、上記のように検索した参照用熱発生量ＱＨＲＤＲＥＦ１〜３と、これらに対応する第１〜第３セタン価ＣＥＴ１〜ＣＥＴ３との組み合わせから、図１５に示す走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴを求めるためのテーブルを作成する（ステップ１２２）。具体的には、同図に示すように、第１〜第３セタン価ＣＥＴ１〜ＣＥＴ３と、参照用熱発生量ＱＨＲＤＲＥＦ１〜ＱＨＲＤＲＥＦ３との各組み合わせから成る３つの点（ＱＣ１〜ＱＣ３）をテーブル上にプロットし、点ＱＣ１と点ＱＣ２の間、および点ＱＣ２と点ＱＣ３の間をそれぞれ補間することによって、熱発生量ＱＨＲＤと走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴの関係を表すテーブルを作成する。

次に、図１５に示すように、作成したテーブルを用い、前記ステップ１１７で算出した熱発生量ＱＨＲＤに応じて、走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴを算出する（ステップ１２３）。なお、熱発生量ＱＨＲＤが参照用熱発生量ＱＨＲＤＲＥＦ１〜３に一致しない場合には、走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴは、補間計算により求められる。

次いで、走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴにフィルタリング処理を施すことにより、走行時セタン価ＣＥＴＤを算出する（ステップ１２４）。具体的には、次式（２）によって算出する。
ＣＥＴＤ←Ｋ・ＣＥＴＤＩＮＴ＋（１−Ｋ）・ＣＥＴＤ（ｎ−１）……（２）
ここで、Ｋは１．０未満の所定の重み係数である。この式（２）から明らかなように、重み係数Ｋを用い、今回求めた走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴと走行時セタン価の前回値ＣＥＴＤ（ｎ−１）との加重平均を行うことにより、走行時セタン価ＣＥＴＤが算出される。

次に、後述するＣＥＴＤ補正処理を実行し（ステップ１２５）、上記ステップ１２４で算出した走行時セタン価ＣＥＴＤを、後述する補正値ＣＥＴＡＤＪで補正する。次いで、走行時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＤを「１」にセットする（ステップ１２６）とともに、算出中フラグＦ＿ＣＡＬＤを「０」にリセットし（ステップ１２７）、本処理を終了する。一方、前記ステップ１２０の答がＮＯで、エンジン３が所定の定常運転状態にないときには、ステップ１２７を経て、本処理を終了する。

図１２に戻り、前記ステップ１５または１０９に続くステップ１１０において、セタン価ＣＥＴを決定する。図１６は、このセタン価ＣＥＴの決定処理を示している。このＣＥＴ決定処理では、前述した図１１のステップ８１〜８８と同様に、ステップ８１、ステップ１３１、およびステップ８４〜８８を実行することにより、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩ、走行時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＤ、およびアイドル時セタン価暫定算出フラグＦ＿ＣＥＴＩＩＮＴに応じて、セタン価ＣＥＴを、暫定セタン価ＣＥＴＢＡＳＥまたはアイドル時セタン価ＣＥＴＩに設定する。

なお、前記ステップ８１の答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出が完了しているときには、上記ステップ８８において、アイドル時セタン価ＣＥＴＩをセタン価ＣＥＴとして優先して設定する。一方、上記ステップ１３１の答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出は未完了である一方、走行時セタン価ＣＥＴＤの算出が完了しているときには、セタン価ＣＥＴを走行時セタン価ＣＥＴＤに設定する（ステップ１３２）。

図１７は、図１３のステップ１２５で走行時セタン価ＣＥＴＤの補正に用いられる補正値ＣＥＴＡＤＪの設定処理を示している。この処理は、所定の時間間隔で実行される。

まず、図１２のステップ１と同様に、燃料の給油直後であるか否かを判別する（ステップ１４１）。この答がＹＥＳで、給油直後のときには、補正値算出フラグＦ＿ＣＡＬＡＤＪを「１」にセットし（ステップ１４３）、ステップ１４４に進む。一方、上記ステップ１４１の答がＮＯで、燃料の給油直後でないときには、ステップ１４３をスキップしてステップ１４４に進む。

このステップ１４４では、補正値算出フラグＦ＿ＣＡＬＡＤＪが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯのときには本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩおよび走行時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＤがいずれも「１」であるか否かを判別する（ステップ１４５）。

この答がＮＯのときには本処理を終了する一方、ＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩおよび走行時セタン価ＣＥＴＤの算出がいずれも完了しているときには、走行時セタン価ＣＥＴＤからアイドル時セタン価ＣＥＴＩを減算した値を、補正値ＣＥＴＡＤＪとして設定する（ステップ１４６）。次いで、補正値算出フラグＦ＿ＣＡＬＡＤＪを「０」にリセットし（ステップ１４７）、本処理を終了する。

図１８は、図１３の前記ステップ１２５で実行される、補正値ＣＥＴＡＤＪで走行時セタン価ＣＥＴＤを補正する処理を示している。この処理は所定の時間間隔で実行される。

この処理では、まず、補正許可フラグＦ＿ＣＥＴＡＤＪが「１」であるか否かを判別する（ステップ１５１）。この答がＮＯのときには、本処理を終了する一方、ＹＥＳで、給油時から所定時間が経過しているときには、アイドル時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ１５２）とともに、走行時セタン価算出完了フラグＦ＿ＣＥＴＤが「１」であるか否かを判別する（ステップ１５３）。

上記のステップ１５２の答がＮＯ、かつステップ１５３の答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出がまだ完了しておらず、走行時セタン価ＣＥＴＤの算出がすでに完了しているときには、図１７の処理で算出した補正値ＣＥＴＡＤＪを、図１３の処理で算出した走行時セタン価ＣＥＴＤから減算した値を、走行時セタン価ＣＥＴＤとして設定する（ステップ１５４）。このように補正された走行時セタン価ＣＥＴＤは、図１６のステップ１３２において、セタン価ＣＥＴとして設定される。一方、ステップ１５２の答がＹＥＳで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出がすでに完了しているとき、または、ステップ１５２および１５３の答がいずれもＮＯで、アイドル時セタン価ＣＥＴＩおよび走行時セタン価ＣＥＴＤの算出がいずれもまだ完了していないときには、走行時セタン価ＣＥＴＤの補正は行わず、そのまま本処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、アイドル時セタン価ＣＥＴＩと走行時セタン価ＣＥＴＤの間の差を補正値ＣＥＴＡＤＪとしてあらかじめ設定するとともに、燃料の給油後、所定時間が経過した時点で走行時セタン価ＣＥＴＤのみが算出されているときに、補正値ＣＥＴＡＤＪを用いて走行時セタン価ＣＥＴＤを補正する。したがって、給油後、より信頼性の低い走行時セタン価ＣＥＴＤのみが算出されている場合でも、より信頼性の高いアイドル時セタン価ＣＥＴＩを基準として、走行時セタン価ＣＥＴＤを適切に補正し、燃料の実際のセタン価に近づけることができ、それにより、セタン価の推定精度を向上させることができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、図１１および図１６で説明したセタン価ＣＥＴの最終的な決定方法は、あくまで例示であり、その細部については、適宜、変更することができる。

また、第２実施形態では、走行時セタン価ＣＥＴＤの補正を、給油の検出後、所定時間が経過したときに実行しているが、これに限定されることなく、例えば、給油後の車両Ｖの走行距離が所定距離（例えば１０ｋｍ）を超えたときに実行してもよい。また、第２実施形態では、走行時セタン価ＣＥＴＤを補正するための補正値として、アイドル時セタン価ＣＥＴＩと走行時セタン価ＣＥＴＤとの差を用いているが、両セタン価ＣＥＴＩ、ＣＥＴＤ間の関係を表すパラメータとして、例えば両者ＣＥＴＩ、ＣＥＴＤの比などを用い、アイドル時セタン価ＣＥＴＩを基準として、走行時セタン価ＣＥＴＤを補正してもよい。

また、第１実施形態で推定されるアイドル時セタン価ＣＥＴＩ、低負荷時セタン価ＣＥＴＬ、および中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの三者間の関係に応じて、これらのうちのより信頼性が低いとみなされるセタン価を、より信頼性の高いセタン価を基準として補正してもよい。具体的には、アイドル時セタン価ＣＥＴＩを基準として、低負荷時セタン価ＣＥＴＬおよび／または中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを補正してもよく、さらには、中高負荷時セタン価ＣＥＴＨを基準として、低負荷時セタン価ＣＥＴＬを補正してもよい。

その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。さらにまた、本発明は、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。

本実施形態による制御装置を、これを適用した内燃機関とともに概略的に示す図である。 第１実施形態によるセタン価ＣＥＴの算出処理を示すフローチャートである。 中高負荷時セタン価ＣＥＴＨの算出処理を示すフローチャートである。 通常燃焼モードにおけるクランク角度と熱発生率の関係を示す図である。 図３の処理で用いられるＣＥＴＨマップの一例である。 低負荷時セタン価ＣＥＴＬの算出処理を示すフローチャートである。 図６の処理で用いられるＣＥＴＬテーブルの一例である。 アイドル時セタン価ＣＥＴＩの算出処理を示すフローチャートである。 実着火時期ＣＡＦＭの検出方法を説明するための図である。 図８の処理で用いられるＣＲＴＴテーブルの一例である。 図２の処理において実行されるセタン価ＣＥＴの決定処理を示すフローチャートである。 第２実施形態によるセタン価ＣＥＴの算出処理を示すフローチャートである。 図１２の処理において実行される走行時セタン価ＣＥＴＤの算出処理を示すフローチャートである。 第１〜第３セタン価にそれぞれ対応する３つの熱発生量マップである。 図１３の処理において作成される走行時暫定セタン価ＣＥＴＤＩＮＴを求めるためのテーブルの一例である。 図１２の処理において実行される走行時セタン価ＣＥＴＤの決定処理を示すフローチャートである。 補正値ＣＥＴＡＤＪの設定処理を示すフローチャートである。 補正値ＣＥＴＡＤＪを用いた走行時セタン価ＣＥＴＤの補正処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（セタン価推定手段、セタン価決定手段、補正値決定手段、
セタン価補正手段）
３ 内燃機関
２０ 給油センサ（給油検出手段）
２８ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
２９ 車速センサ（運転状態検出手段）
Ｖ 車両
ＡＰ アクセル開度
ＶＰ 車速
ＣＥＴＩ アイドル時セタン価（第１運転モードセタン価）
ＣＥＴＬ 低負荷時セタン価
ＣＥＴＨ 中高負荷時セタン価
ＣＥＴＤ 走行時セタン価（第２運転モードセタン価）
ＣＥＴ セタン価（制御用のセタン価）
ＣＥＴＢＡＳＥ 暫定セタン価（所定のセタン価）
ＣＥＴＡＤＪ 補正値
ＣＮＴＨＬＤＲＥＦ 所定値（所定期間）

Claims (6)

1. 車両に搭載した内燃機関において使用される燃料のセタン価を用いて、当該内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態が、所定の複数の運転モードのいずれかに該当するときに、燃料のセタン価を推定するセタン価推定手段と、
   前記複数の運転モードにおいてそれぞれ推定された複数のセタン価に基づき、当該複数のセタン価のうち、より高いセタン価を前記内燃機関の制御用のセタン価として決定するセタン価決定手段と、
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記セタン価決定手段は、前記セタン価推定手段によるセタン価の推定がなされていないときに、所定のセタン価を前記制御用のセタン価として決定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。
3. 前記複数の運転モードは、前記内燃機関のアイドル運転状態、および前記車両の所定の走行状態を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 車両に搭載した内燃機関において使用される燃料のセタン価を用いて、当該内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態が、所定の複数の運転モードのいずれかに該当するときに、燃料のセタン価を推定するセタン価推定手段と、
   前記複数の運転モードにおいてそれぞれ推定された複数のセタン価に基づき、当該複数のセタン価の１つを、前記内燃機関の制御用のセタン価として決定するセタン価決定手段と、を備え、
   前記複数の運転モードは、所定の第１運転モードと、前記セタン価推定手段によって推定したときの燃料のセタン価の推定精度が、前記第１運転モードよりも低いとみなされる所定の第２運転モードを含み、
   前記第１運転モードにおいて推定された第１運転モードセタン価と、前記第２運転モードにおいて推定された第２運転モードセタン価との関係に基づき、前記第２運転モードセタン価を補正するための補正値を設定する補正値設定手段をさらに備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 燃料が給油されたか否かを検出する給油検出手段と、
   燃料が給油されたことが検出された後、所定期間が経過するまで、前記第１運転モードセタン価の推定がなされず且つ前記第２運転モードセタン価の推定がなされているときに、前記補正値に基づき、前記第２運転モードセタン価を補正するセタン価補正手段と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記第１運転モードは、前記内燃機関のアイドル運転状態であり、前記第２運転モードは、前記車両の所定の走行状態であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

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