JP5224004B1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

電子制御ユニットは、内燃機関の運転状態に応じた量での燃料噴射を行う基本噴射制御と、実行条件の成立を条件に燃料のセタン価指標値の検出のための燃料噴射を行う補助噴射制御とを各別に実行する。電子制御ユニットは、補助噴射制御による燃料噴射の結果得られた回転変動量ΣΔＮＥを第１指標値Ｓ１として記憶するとともに、その記憶した第１指標値Ｓ１に基づいて基本噴射制御を実行する。電子制御ユニットは、燃料タンクへの燃料補給がなされたときに（３０１：ＹＥＳ）、第１指標値Ｓ１と補給前備蓄量Ｖ１と燃料補給量Ｖ２とに基づいて第２指標値ＶＳを算出して記憶するとともに（Ｓ３０２）、第２指標値ＶＳに基づいて基本噴射制御を実行する。

Description

本発明は、内燃機関に供給される燃料のセタン価を推定するとともにその推定したセタン価に応じて機関運転制御を実行する内燃機関の制御装置に関するものである。

自己着火式の内燃機関では、燃料噴射弁によって気筒内に噴射された燃料が、噴射されてから所定の時間（いわゆる着火遅れ）が経過した後に着火される。内燃機関の出力性能やエミッション性能の向上を図るために、そうした着火遅れを考慮した上で、燃料噴射における噴射時期や噴射量などといった機関制御の実行態様を制御する制御装置が広く採用されている。

内燃機関では、使用される燃料のセタン価が低いときほどその着火遅れが長くなる。そのため、例えば内燃機関の出荷時において標準的なセタン価の燃料が用いられる状況を想定して機関制御の実行態様を設定したとしても、冬期燃料等、セタン価が相対的に低い燃料が燃料タンクに補給された場合には燃料の着火時期が遅くなるとともにその燃焼状態が悪化するようになり、場合によっては失火が発生してしまう。

こうした不都合の発生を抑えるためには、気筒内に噴射される燃料の実際のセタン価に基づいて機関制御の実行態様を補正することが望ましい。そして、そうした補正を好適に行うためには、燃料のセタン価を正確に推定することが必要になる。

従来、特許文献１には、実行条件の成立時において燃料噴射弁からの少量の燃料噴射を実行するとともにその実行に伴い発生した機関トルクの指標値を検出し、同指標値に基づいて燃料のセタン価を推定する装置が提案されている。この装置では、所定量の燃料噴射により発生する機関トルクが燃料のセタン価に応じて変化することに着目して、燃料噴射に伴い発生する機関トルクの指標値に基づき燃料のセタン価が推定される。

特開２０１０−２４８７０号公報 特開２００７−２３９７３８号公報

ところで、特許文献１に記載の装置では、セタン価の推定のための燃料噴射が実行条件の成立時に限って実行されるために、燃料補給が行われて燃料タンク内の燃料のセタン価が変化した可能性がある場合であっても、実行条件が成立しない限り、セタン価の推定が実行されない状態が継続されてしまう。この場合、燃料補給前における推定の結果が高セタン価である状況で低セタン価の燃料が補給されて燃料タンク内の燃料のセタン価が低くなると、内燃機関に供給される燃料が低セタン価燃料であるにも拘わらず、内燃機関の運転制御が高セタン価燃料に適した実行態様で実行されるといった状況になってしまう。そして、この場合には内燃機関の気筒内における燃料の燃焼状態の悪化を招くばかりか、場合によっては失火発生を招いてしまう。

なお、こうした不都合は、上述した実行条件の成立を条件にセタン価の推定のための燃料噴射が実行される装置に限らず、燃料補給後にセタン価の指標値が実際のセタン価に見合う値になるまでに時間を要する装置であれば同様に生じうる。そうした装置としては例えば特許文献２に記載の装置が挙げられる。この装置では、筒内圧センサによって検出される内燃機関の気筒内の圧力に基づいて着火遅れ時間が算出されるとともに同着火遅れ時間をもとに燃料のセタン価が推定される。また、この装置ではセンタ化推定の精度向上を図るために平均化したデータをセタン価推定に用いることが記載されている。こうした装置では、燃料補給後にセタン価の指標値が実際のセタン価に見合う値になるまでに時間を要するために、燃料補給直後において燃料の燃焼状態の悪化を招いてしまう。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低セタン価燃料の補給に起因する失火発生を抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の制御装置では、内燃機関に供給される燃料のセタン価指標値が算出されるとともに同値が第１指標値として記憶される。また、その第１指標値に基づいて燃料の燃焼に関する燃焼制御が実行される。なお燃焼制御は、例えば燃料噴射制御やＥＧＲ制御など、内燃機関の気筒内における燃料の燃焼状態を調節するための機関制御である。

上記装置では、燃料補給がなされたとき、すなわち燃料タンク内の備蓄燃料のセタン価が変化して上記第１指標値と実際のセタン価に見合う値とが大きくずれた可能性があるときに、次のようにして算出される第２指標値に基づいて燃焼制御が実行される。すなわち、燃料補給の開始時に燃料タンク内に備蓄されていた燃料の量と燃料補給の開始時に記憶していた第１指標値と燃料タンクに補給された燃料の量との関係に基づいて、燃料のセタン価の指標値（第２指標値）が算出されて記憶される。このようにして第２指標値を算出することにより、燃料タンクに補給された燃料のセタン価が所定の値であるとの仮定のもとでの、燃料補給後における燃料タンク内の燃料のセタン価を推定することができる。そのため上記所定の値として適切な値（例えば想定範囲において最も低いセタン価）を定めることにより、第２指標値として、燃料補給後における燃料タンク内の燃料セタン価の変化範囲下限の指標となる値を算出することができる。

上記装置によれば、この第２指標値に基づいて燃料補給後における燃料タンク内の燃料のセタン価がどの程度まで低い値になる可能性があるのかを把握することができる。そのため、この第２指標値に基づいて燃焼制御を実行することにより、燃料補給によって燃料タンク内の燃料（すなわち内燃機関に供給される燃料）のセタン価が低くなったときに燃料補給前に推定された比較的高いセタン価の指標値（第１指標値）に適した実行態様で燃焼制御が実行されるといった状況になることを抑えることができる。したがって、燃料タンクに低セタン価の燃料が補給された場合であっても、その燃料補給に起因する失火の発生を抑えることができる。

本発明の一態様では、燃料補給の開始時に燃料タンク内に備蓄されていた燃料の量を「Ｖ１」とし、燃料補給の開始時に記憶していた第１指標値を「Ｓ１」とし、燃料タンクに補給された燃料の量を「Ｖ２」とし、予め定めた所定のセタン価指標値を「Ｓ２」とすると、第２指標値ＶＳとして、［ＶＳ＝（Ｖ１×Ｓ１＋Ｖ２×Ｓ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）］との関係を満たす値を算出する。

好ましい態様では、所定のセタン価指標値Ｓ２を、燃料タンクに補給される可能性がある燃料のセタン価の中で最も低いセタン価の指標値とする。こうした装置によれば、前記関係をもとに、燃料タンクに補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料が補給された場合における燃料補給後の燃料タンク内の燃料のセタン価の指標値を第２指標値ＶＳとして算出することができ、その第２指標値ＶＳに基づいて燃焼制御を実行することができる。したがって、燃料補給によって内燃機関に供給される燃料のセタン価が低くなったときにおいて比較的高いセタン価に見合う実行態様で燃焼制御が実行されるといった状況になることを的確に抑えることができる。

本発明の一態様では、燃料タンクへの燃料補給がなされた後に記憶部によって第１指標値が新たに記憶されたときに、第２制御部は第２指標値に基づく燃焼制御の実行を停止し、第１制御部は第１指標値に基づく燃焼制御の実行を開始する。こうした装置によれば、燃料タンクへの燃料補給が行われて同燃料タンク内に備蓄されている燃料のセタン価が変化した場合であっても、第１指標値が新たに算出されて記憶された後においては、同第１指標値、すなわち実際の燃料のセタン価指標値に応じたかたちで燃焼制御を実行することができる。

本発明の一態様では、内燃機関の運転状態に応じた量での燃料噴射が行われる基本噴射制御とは別に、実行条件の成立を条件に燃料のセタン価指標値の検出のための燃料噴射を行う補助噴射制御を実行し、この補助噴射制御による燃料噴射の結果得られたセタン価指標値を第１指標値として記憶する。

本発明の一態様では、前記実行条件が、前記基本噴射制御による燃料噴射の実行が一時的に停止されていることとの条件を含む。通常、内燃機関の運転に際して、基本噴射制御による燃料噴射の一時的な停止は、例えば機関出力軸の回転速度が低下するときなど、限られた状況において実行される。そのため、上記装置のように実行条件が基本噴射制御による燃料噴射の実行が一時的に停止されていることとの条件を含む装置においては、補助噴射制御の実行機会も限られる。上記装置によれば、そうした補助噴射制御の実行機会が限られる装置において、低セタン価燃料の補給に起因する失火発生を抑えることができる。

好ましい態様では、補助噴射制御によって予め定めた量での燃料噴射を実行するとともに、同燃料噴射の実行に伴い発生する内燃機関の出力トルクの指標値を検出し、該検出した指標値を第１指標値として記憶する。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示す略図。 燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。 燃料圧力の推移と燃料噴射率の検出時間波形との関係を示すタイムチャート。 補正処理の実行手順を示すフローチャート。 検出時間波形と基本時間波形との関係の一例を示すタイムチャート。 第１指標値検出処理の具体的な実行手順を示すフローチャート。 回転変動量の算出方法を説明する説明図。 第２指標値算出処理の実行手順を示すフローチャート。 第２指標値の算出に用いる演算マップのマップ構造を示す略図。 セタン価領域特定処理の実行手順を示すフローチャート。 第２指標値算出処理およびセタン価領域特定処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の制御装置について説明する。

図１に示すように、車両１０には、駆動源としての内燃機関１１が搭載されている。内燃機関１１のクランクシャフト１２は、クラッチ機構１３、手動変速機１４を介して車輪１５に連結されている。車両１０では乗員によってクラッチ操作部材（例えばクラッチペダル）が操作されると、上記クラッチ機構１３がクランクシャフト１２と手動変速機１４との連結を解除する作動状態になる。

内燃機関１１の気筒１６には吸気通路１７が接続されている。内燃機関１１の気筒１６内には吸気通路１７を介して空気が吸入される。また、この内燃機関１１としては複数（本実施の形態では四つ［♯１〜♯４］）の気筒１６を有するものが採用されている。内燃機関１１には、気筒１６毎に、同気筒１６内に燃料を直接噴射する直噴タイプの燃料噴射弁２０が取り付けられている。この燃料噴射弁２０の開弁駆動によって噴射された燃料は内燃機関１１の気筒１６内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そして内燃機関１１では、気筒１６内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン１８が押し下げられてクランクシャフト１２が強制回転されるようになる。内燃機関１１の気筒１６において燃焼した燃焼ガスは排気として内燃機関１１の排気通路１９に排出される。

各燃料噴射弁２０は分岐通路３１ａを介してコモンレール３４に各別に接続されており、同コモンレール３４は供給通路３１ｂを介して燃料タンク３２に接続されている。この供給通路３１ｂには、燃料を圧送する燃料ポンプ３３が設けられている。本実施の形態では、燃料ポンプ３３による圧送によって昇圧された燃料がコモンレール３４に蓄えられるとともに各燃料噴射弁２０の内部に供給される。また、各燃料噴射弁２０にはリターン通路３５が接続されており、同リターン通路３５はそれぞれ燃料タンク３２に接続されている。このリターン通路３５を介して燃料噴射弁２０内部の燃料の一部が燃料タンク３２に戻される。

以下、燃料噴射弁２０の内部構造について説明する。

図２に示すように、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部にはニードル弁２２が設けられている。このニードル弁２２はハウジング２１内において往復移動（同図の上下方向に移動）することの可能な状態で設けられている。ハウジング２１の内部には上記ニードル弁２２を噴射孔２３側（同図の下方側）に常時付勢するスプリング２４が設けられている。またハウジング２１の内部には、上記ニードル弁２２を間に挟んで一方側（同図の下方側）の位置にノズル室２５が形成されており、他方側（同図の上方側）の位置に圧力室２６が形成されている。

ノズル室２５には、その内部とハウジング２１の外部とを連通する複数の噴射孔２３が形成されており、導入通路２７を介して上記分岐通路３１ａ（コモンレール３４）から燃料が供給されている。圧力室２６には連通路２８を介して上記ノズル室２５および分岐通路３１ａ（コモンレール３４）が接続されている。また圧力室２６は排出路３０を介してリターン通路３５（燃料タンク３２）に接続されている。

上記燃料噴射弁２０としては電気駆動式のものが採用されており、そのハウジング２１の内部には駆動信号の入力によって伸縮する複数の圧電素子（例えばピエゾ素子）が積層された圧電アクチュエータ２９が設けられている。この圧電アクチュエータ２９には弁体２９ａが取り付けられており、同弁体２９ａは圧力室２６の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ２９の作動による弁体２９ａの移動を通じて、連通路２８（ノズル室２５）と排出路３０（リターン通路３５）とのうちの一方が選択的に圧力室２６に連通されるようになっている。

この燃料噴射弁２０では、圧電アクチュエータ２９に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が収縮して弁体２９ａが移動し、連通路２８と圧力室２６とが連通された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６との連通が遮断された状態になる。これにより、圧力室２６内の燃料のリターン通路３５（燃料タンク３２）への排出が禁止された状態で、ノズル室２５と圧力室２６とが連通されるようになる。そのため、ノズル室２５と圧力室２６との圧力差がごく小さくなり、ニードル弁２２がスプリング２４の付勢力によって噴射孔２３を塞ぐ位置に移動して、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射されない状態（閉弁状態）になる。

一方、圧電アクチュエータ２９に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が伸長して弁体２９ａが移動し、連通路２８と圧力室２６との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６とが連通された状態になる。これにより、ノズル室２５から圧力室２６への燃料の流出が禁止された状態で、圧力室２６内の燃料の一部がリターン通路３５を介して燃料タンク３２に戻されるようになる。そのため圧力室２６内の燃料の圧力が低下して同圧力室２６とノズル室２５との圧力差が大きくなり、この圧力差によってニードル弁２２がスプリング２４の付勢力に抗して移動して噴射孔２３から離れて、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射される状態（開弁状態）になる。

燃料噴射弁２０には、上記導入通路２７の内部の燃料圧力ＰＱに応じた信号を出力する圧力センサ４１が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール３４（図１参照）内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。なお上記圧力センサ４１は各燃料噴射弁２０に一つずつ、すなわち内燃機関１１の気筒１６毎に設けられている。

図１に示すように、内燃機関１１には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサ類が設けられている。それらセンサ類としては、上記圧力センサ４１の他、例えばクランクシャフト１２の回転位相および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ４２や、アクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ４３が設けられている。また、車両１０の走行速度を検出するための車速センサ４４や、前記クラッチ操作部材の操作の有無を検出するためのクラッチスイッチ４５、燃料タンク３２内に備蓄されている燃料の量（備蓄燃料量ＳＰ）を検出するための備蓄量センサ４６が設けられている。その他、内燃機関１１の運転開始に際してオン操作されるとともに運転停止に際してオフ操作される運転スイッチ４７なども設けられている。

また内燃機関１１の周辺機器としては、例えばマイクロコンピュータを備えて構成された電子制御ユニット４０なども設けられている。この電子制御ユニット４０は記憶部および第１制御部および第２制御部として機能し、各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁２０の駆動制御（燃料噴射制御）などの内燃機関１１の運転にかかる各種制御を実行する。

本実施の形態の燃料噴射制御は、基本的には、以下のように実行される。

先ず、アクセル操作量ＡＣＣや機関回転速度ＮＥなどに基づいて、内燃機関１１の運転のための燃料噴射量についての制御目標値（要求噴射量ＴＡＵ）が算出される。その後、要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥに基づいて燃料噴射時期の制御目標値（要求噴射時期Ｔｓｔ）や燃料噴射時間の制御目標値（要求噴射時間Ｔｔｍ）が算出される。そして、それら要求噴射時期Ｔｓｔおよび要求噴射時間Ｔｔｍに基づいて各燃料噴射弁２０の開弁駆動が実行される。これにより、そのときどきの内燃機関１１の運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁２０から噴射されて内燃機関１１の各気筒１６内に供給されるようになる。本実施の形態において、要求噴射時期Ｔｓｔおよび要求噴射時間Ｔｔｍに基づく各燃料噴射弁２０の駆動制御が基本噴射制御に相当する。

なお本実施の形態の燃料噴射制御では、アクセル操作部材の操作解除（アクセル操作量ＡＣＣ＝「０」）による車両１０の走行速度および機関回転速度ＮＥの減速中において同機関回転速度ＮＥが所定の速度範囲内になると、内燃機関１１の運転のための燃料噴射を一時的に停止させる制御（いわゆる燃料カット制御）が実行される。

また本実施の形態の燃料噴射制御では、燃料のセタン価が低い領域（低セタン価領域）と中程度の領域（中セタン価領域）と高い領域（高セタン価領域）との三つの領域が設定されるとともに、それら領域毎に異なる実行態様で燃料噴射制御が実行される。例えば要求噴射時期Ｔｓｔがセタン価の低い側の領域ほど進角側の時期に設定される。具体的には、三つのセタン価領域毎に、要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転状態とセタン価領域に見合う要求噴射時期Ｔｓｔとの関係が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められるとともに、同関係が演算マップ（ＭＬ，ＭＭ，ＭＨ）として電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、そのときどきの要求噴射量ＴＡＵおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、低セタン価領域であるときには演算マップＭＬから、中セタン価領域であるときには演算マップＭＭから、高セタン価領域であるときには演算マップＭＨから、それぞれ要求噴射時期Ｔｓｔが算出される。

このようにして燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行する場合、同燃料噴射弁２０の初期個体差や経時変化などに起因して、その実行時期や噴射量に誤差が生じることがある。そうした誤差は、内燃機関１１の出力トルクを変化させるため好ましくない。そのため本実施の形態では、各燃料噴射弁２０からの燃料噴射を内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで適正に実行するために、圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱをもとに燃料噴射率の検出時間波形を形成するとともに同検出時間波形に基づいて要求噴射時期Ｔｓｔおよび要求噴射時間Ｔｔｍを補正する補正処理が実行される。この補正処理は、内燃機関１１の各気筒１６について各別に実行される。

燃料噴射弁２０内部の燃料圧力は、燃料噴射弁２０の開弁に伴って低下するとともにその後における同燃料噴射弁２０の閉弁に伴って上昇するといったように、燃料噴射弁２０の開閉動作に伴い変動する。そのため、燃料噴射の実行時における燃料噴射弁２０内部の燃料圧力の変動波形を監視することにより、同燃料噴射弁２０の実動作特性（例えば、実際の燃料噴射量や、開弁動作が開始される時期、閉弁動作が開始される時期など）を精度良く把握することができる。したがって、そうした燃料噴射弁２０の実作動特性に基づいて要求噴射時期Ｔｓｔや要求噴射時間Ｔｔｍを補正することにより、燃料噴射時期や燃料噴射量を内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで精度よく設定することができるようになる。

以下、そうした補正処理について詳しく説明する。

ここでは先ず、燃料噴射の実行時における燃料圧力の変動態様（本実施の形態では、燃料噴射率の検出時間波形）を形成する手順について説明する。

図３に、燃料圧力ＰＱの推移と燃料噴射率の検出時間波形との関係を示す。

同図３に示すように、本実施の形態では、燃料噴射弁２０の開弁動作（詳しくはニードル弁２２の開弁側への移動）が開始される時期（開弁動作開始時期Ｔｏｓ）、燃料噴射率が最大になる時期（最大噴射率到達時期Ｔｏｅ）、燃料噴射率の降下が開始される時期（噴射率降下開始時期Ｔｃｓ）、燃料噴射弁２０の閉弁動作（詳しくはニードル弁２２の閉弁側への移動）が完了する時期（閉弁動作完了時期Ｔｃｅ）がそれぞれ検出される。

先ず、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始される直前の所定期間Ｔ１における燃料圧力ＰＱの平均値が算出されるとともに、同平均値が基準圧力Ｐｂｓとして記憶される。この基準圧力Ｐｂｓは、閉弁時における燃料噴射弁２０内部の燃料圧力に相当する圧力として用いられる。

次に、この基準圧力Ｐｂｓから所定圧力Ｐ１を減算した値が動作圧力Ｐａｃ（＝Ｐｂｓｅ−Ｐ１）として算出される。この所定圧力Ｐ１は、燃料噴射弁２０の開弁駆動あるいは閉弁駆動に際してニードル弁２２が閉弁位置にある状態であるにも関わらず燃料圧力ＰＱが変化する分、すなわちニードル弁２２の移動に寄与しない燃料圧力ＰＱの変化分に相当する圧力である。

その後、燃料噴射の実行開始直後において燃料圧力ＰＱが降下する期間における同燃料圧力ＰＱの時間による一階微分値ｄ（ＰＱ）／ｄｔが算出される。そして、この一階微分値が最小になる点つまり燃料圧力ＰＱの下向きの傾きが最も大きくなる点における燃料圧力ＰＱの時間波形の接線Ｌ１が求められるとともに同接線Ｌ１と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ａが算出される。この交点Ａを燃料圧力ＰＱの下記の検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＡＡに対応する時期が開弁動作開始時期Ｔｏｓとして特定される。なお上記検出遅れ分は、燃料噴射弁２０のノズル室２５（図２参照）の圧力変化タイミングに対する燃料圧力ＰＱの変化タイミングの遅れに相当する期間であり、ノズル室２５と圧力センサ４１との距離などに起因して生じる遅れ分である。

また、燃料噴射の実行開始直後において燃料圧力ＰＱが一旦降下した後に上昇する期間における同燃料圧力ＰＱの一階微分値が算出される。そして、この一階微分値が最大になる点つまり燃料圧力ＰＱの上向きの傾きが最も大きくなる点における燃料圧力ＰＱの時間波形の接線Ｌ２が求められるとともに同接線Ｌ２と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ｂが算出される。この交点Ｂを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＢＢに対応する時期が閉弁動作完了時期Ｔｃｅとして特定される。

さらに、接線Ｌ１と接線Ｌ２との交点Ｃが算出されるとともに同交点Ｃにおける燃料圧力ＰＱと動作圧力Ｐａｃとの差（仮想圧力低下分ΔＰ［＝Ｐａｃ−ＰＱ］）が求められる。また、この仮想圧力低下分ΔＰに要求噴射量ＴＡＵに基づき設定されるゲインＧ１を乗算した値が仮想最大燃料噴射率ＶＲｔ（＝ΔＰ×Ｇ１）として算出される。さらに、この仮想最大燃料噴射率ＶＲｔに要求噴射量ＴＡＵに基づき設定されるゲインＧ２を乗算した値が最大噴射率Ｒｔ（＝ＶＲｔ×Ｇ２）として算出される。

その後、上記交点Ｃを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した時期ＣＣが算出されるとともに、同時期ＣＣにおいて仮想最大燃料噴射率ＶＲｔになる点Ｄが特定される。そして、この点Ｄおよび開弁動作開始時期Ｔｏｓ（詳しくは、同時期Ｔｏｓにおいて燃料噴射率が「０」になる点）を繋ぐ直線Ｌ３と前記最大噴射率Ｒｔとの交点Ｅに対応する時期が最大噴射率到達時期Ｔｏｅとして特定される。

また、上記点Ｄおよび閉弁動作完了時期Ｔｃｅ（詳しくは、同時期Ｔｃｅにおいて燃料噴射率が「０」になる点）を繋ぐ直線Ｌ４と最大噴射率Ｒｔとの交点Ｆに対応する時期が噴射率降下開始時期Ｔｃｓとして特定される。

さらに、開弁動作開始時期Ｔｏｓ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅ、噴射率降下開始時期Ｔｃｓ、閉弁動作完了時期Ｔｃｅおよび最大噴射率Ｒｔによって形成される台形形状の時間波形が燃料噴射における燃料噴射率についての検出時間波形として用いられる。

次に、図４および図５を参照しつつ、そうした検出時間波形に基づいて燃料噴射制御の各種制御目標値を補正する処理（補正処理）の処理手順について詳細に説明する。

なお図４は上記補正処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、補正処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。また、図５は、検出時間波形と下記の基本時間波形との関係の一例を示している。

図４に示すように、この補正処理では先ず、上述したように燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射の実行時における検出時間波形が形成される（ステップＳ１０１）。また、アクセル操作量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥなどといった内燃機関１１の運転状態に基づいて、燃料噴射の実行時における燃料噴射率の時間波形についての基本値（基本時間波形）が設定される（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、内燃機関１１の運転状態と同運転状態に適した基本時間波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。ステップＳ１０２の処理では、そのときどきの内燃機関１１の運転状態に基づいて上記関係から基本時間波形が設定される。

図５に示すように、上記基本時間波形（一点鎖線）としては、開弁動作開始時期Ｔｏｓｂ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅｂ、噴射率降下開始時期Ｔｃｓｂ、閉弁動作完了時期Ｔｃｅｂ、最大噴射率により規定される台形の時間波形が設定される。

そして、そうした基本時間波形と前記検出時間波形（実線）とが比較されるとともに、その比較結果に基づいて燃料噴射の開始時期の制御目標値（前記要求噴射時期Ｔｓｔ）を補正するための補正項Ｋ１と同燃料噴射の実行時間の制御目標値（要求噴射時間Ｔｔｍ）を補正するための補正項Ｋ２とがそれぞれ算出される。具体的には、基本時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓｂと検出時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓとの差ΔＴｏｓ（＝Ｔｏｓｂ−Ｔｏｓ）が算出されるとともに同差ΔＴｏｓが補正項Ｋ１として記憶される（図４のステップＳ１０３）。また、基本時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓｂ（図５）と検出時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓとの差ΔＴｃｓ（＝Ｔｃｓｂ−Ｔｃｓ）が算出されるとともに、同差ΔＴｃｓが補正項Ｋ２として記憶される（図４のステップＳ１０４）。

このようにして各補正項Ｋ１，Ｋ２が算出された後、本処理は一旦終了される。

燃料噴射制御の実行に際しては、要求噴射時期Ｔｓｔを補正項Ｋ１によって補正した値（本実施の形態では、要求噴射時期Ｔｓｔに補正項Ｋ１を加算した値）が最終的な要求噴射時期Ｔｓｔとして算出される。このようにして要求噴射時期Ｔｓｔを算出することにより、基本時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓｂと検出時間波形における開弁動作開始時期Ｔｏｓとの間のずれが小さく抑えられるようになるため、燃料噴射の開始時期が内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。

また、要求噴射時間Ｔｔｍを上記補正項Ｋ２によって補正した値（本実施の形態では、要求噴射時間Ｔｔｍに補正項Ｋ２を加算した値）が最終的な要求噴射時間Ｔｔｍとして算出される。このようにして要求噴射時間Ｔｔｍを算出することにより、基本時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓｂと検出時間波形における噴射率降下開始時期Ｔｃｓとの間のずれが小さく抑えられるようになるために、燃料噴射において燃料噴射率が低下し始める時期が内燃機関１１の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。

このように本実施の形態では、燃料噴射弁２０の実動作特性（詳しくは、検出時間波形）と予め定められた基本動作特性（詳しくは、基本時間波形）との差に基づいて要求噴射時期Ｔｓｔや要求噴射時間Ｔｔｍが補正されるために、燃料噴射弁２０の実動作特性と基本動作特性（標準的な特性を有する燃料噴射弁の動作特性）とのずれが抑えられる。そのため各燃料噴射弁２０からの燃料噴射における噴射時期や噴射量がそれぞれ内燃機関１１の運転状態に見合うように適正に設定されるようになる。

本実施の形態では、内燃機関１１での燃焼に供される燃料のセタン価指標値を検出する制御（第１指標値検出処理）が実行される。以下、この第１指標値検出処理の概要を説明する。

この第１指標値検出処理では、前述の燃料カット制御が実行されているとの条件（後述する［条件１］）を含む実行条件が設定されている。そして、この実行条件の成立時に、予め定められた少量の所定量ＦＱ（例えば、数立方ミリメートル）での内燃機関１１への燃料噴射が実行されるとともに、その燃料噴射の実行に伴い発生する内燃機関１１の出力トルクの指標値（後述する回転変動量ΣΔＮＥ）が燃料のセタン価指標値として検出される。なお上記回転変動量ΣΔＮＥとしては、内燃機関１１において大きな出力トルクが発生したときほど大きい値が検出される。

内燃機関１１に供給される燃料のセタン価が高いときほど、燃料が着火し易く同燃料の燃え残りが少なくなるために、燃料の燃焼に伴って発生する機関トルクが大きくなる。本実施の形態の推定制御では、そうした燃料のセタン価と内燃機関１１の出力トルクとの関係をもとに同燃料のセタン価指標値が検出される。

以下、第１指標値検出処理の実行手順について詳細に説明する。

図６は、上記第１指標値検出処理の具体的な実行手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、第１指標値検出処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。

図６に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、以下の［条件１］〜［条件３］が全て満たされることをもって実行条件が成立していると判断される。
［条件１］前記燃料カット制御が実行されていること。
［条件２］クラッチ機構１３がクランクシャフト１２と手動変速機１４との連結を解除する作動状態になっていること。具体的には、クラッチ操作部材が操作されていること。
［条件３］補正処理が適正に実行されていること。具体的には、補正処理において算出されている各補正項Ｋ１，Ｋ２が上限値にも下限値にもなっていないこと。

上記実行条件が成立していない場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、以下の処理、すなわち燃料のセタン価指標値を検出する処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。

その後、本処理が繰り返し実行されて上記実行条件が成立すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、燃料のセタン価指標値を検出する処理の実行が開始される。

具体的には先ず、予め定められた燃料噴射時期の制御目標値（目標噴射時期ＴＱｓｔ）と燃料噴射時間の制御目標値（目標噴射時間ＴＱｔｍ）とが図４と図５で前述した補正処理により算出されている補正項Ｋ１，Ｋ２によって補正される（図６のステップＳ２０２）。詳しくは、補正項Ｋ１を目標噴射時期ＴＱｓｔに加算した値が新たな目標噴射時期ＴＱｓｔとして設定されるとともに、補正項Ｋ２を目標噴射時間ＴＱｔｍに加算した値が新たな目標噴射時間ＴＱｔｍとして設定される。

そして、目標噴射時期ＴＱｓｔおよび目標噴射時間ＴＱｔｍに基づく燃料噴射弁２０の駆動制御が実行されて、同燃料噴射弁２０からの燃料噴射が実行される（ステップＳ２０３）。こうした燃料噴射弁２０の駆動制御を通じて、回転変動量ΣΔＮＥのばらつきが抑えられるタイミングで所定量ＦＱの燃料が燃料噴射弁２０から噴射されるようになる。なお本実施の形態では、ステップＳ２０３の処理における燃料噴射が複数の燃料噴射弁２０のうちの予め定めたもの（本実施の形態では、気筒１６［♯１］に取り付けられた燃料噴射弁２０）を用いて実行される。また、本処理において用いられる補正項Ｋ１，Ｋ２についても同様に、燃料噴射弁２０のうちの予め定めたもの（本実施の形態では、気筒１６［♯１］に取り付けられた燃料噴射弁２０）に対応して算出された値が用いられる。本実施の形態において、このステップＳ２０３の処理による目標噴射時期ＴＱｓｔおよび目標噴射時間ＴＱｔｍに基づく燃料噴射弁２０の駆動制御が補助噴射制御に相当する。

その後、上記所定量ＦＱでの燃料噴射に伴い発生した内燃機関１１の出力トルクの指標値として前記回転変動量ΣΔＮＥが検出されて記憶された後（ステップＳ２０４）、本処理は一旦終了される。この回転変動量ΣΔＮＥの検出は具体的には次のように行われる。図７に示すように、本実施の形態にかかる装置では、所定時間おきに機関回転速度ＮＥが検出されるとともに、その検出の度に同機関回転速度ＮＥと複数回前（本実施の形態では、三回前）に検出された機関回転速度ＮＥｉとの差ΔＮＥ（＝ＮＥ−ＮＥｉ）が算出される。そして、上記燃料噴射の実行に伴う上記差ΔＮＥの変化分についての積算値（同図７中に斜線で示す部分の面積に相当する値）が算出されるとともに、この積算値が上記回転変動量ΣΔＮＥとして記憶される。なお図７に示す機関回転速度ＮＥや差ΔＮＥの推移は、回転変動量ΣΔＮＥの算出方法の理解を容易にするべく簡略化して示しているため実際の推移とは若干異なる。

本実施の形態では、基本的に、第１指標値検出処理を通じて検出された回転変動量ΣΔＮＥに基づいて低セタン価領域、中セタン価領域および高セタン価領域のいずれの領域であるかが特定されるとともに、特定された領域が電子制御ユニット４０に記憶される。詳しくは、回転変動量ΣΔＮＥが所定値ＰＬ未満である場合（ΣΔＮＥ＜ＰＬ）には低セタン価領域であると判断され、所定値ＰＬ以上所定値ＰＨ未満である場合（ＰＬ≦ΣΔＮＥ＜ＰＨ）には中セタン価領域であると判断され、所定値ＰＨ以上である場合（ΣΔＮＥ≧ＰＨ）には高セタン価領域であると判断される。そして、そのように特定されたセタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行される。

ここで本実施の形態では、上記実行条件が成立したときに限って燃料のセタン価指標値の検出のための燃料噴射が実行されるために、燃料補給が行われて燃料タンク３２内の燃料のセタン価が変化した場合であっても、実行条件が成立しない限り、燃料のセタン価の推定が実行されない状態が継続されてしまう。

この場合、仮に燃料補給前において高セタン価領域であると判断されていた状況で比較的低いセタン価の燃料が補給されると、燃料タンク３２内の燃料のセタン価が低くなって内燃機関１１に供給される燃料のセタン価が低くなるのにも拘わらず、燃料噴射制御が高セタン価領域に適した実行態様で実行されるといった状況になってしまう。そして、この場合には内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態の悪化を招くばかりか、場合によっては失火発生を招いてしまう。

本実施の形態では、上記実行条件に［条件１］が含まれるために、燃料のセタン価指標値の検出が、燃料カット制御の実行時、すなわち車両１０の走行速度および機関回転速度ＮＥの減速中において同機関回転速度ＮＥが所定の速度範囲内になったときといった限られた状況下においてのみ実行される。そのため、例えば燃料補給が行われた後に内燃機関１１が始動されてアイドル運転状態のまま放置される場合や、高速道路などにおいて燃料補給が行われた直後から高速走行が続く場合など、実行条件が長時間にわたって成立しない場合があり、低セタン価燃料の補給に起因して失火が発生した場合における影響の度合いが大きくなり易い。

こうした実情をふまえて本実施の形態では、燃料タンク３２への燃料補給がなされたときに、同燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料が補給された場合における燃料補給後の燃料タンク３２内の燃料のセタン価指標値（詳しくは回転変動量ΣΔＮＥ）を第２指標値ＶＳとして算出するようにしている。そして、セタン価領域を特定する処理を、電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥを特定パラメータとして実行することに代えて、上記第２指標値ＶＳを特定パラメータとして実行するようにしている。なお、上述した燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料としては、車両１０の走行が想定される地域において流通している全ての燃料を考慮して定めたり、全ての地域において流通している全ての燃料を考慮して定めたりすればよい。

これにより、仮に燃料補給によって燃料タンク３２内の燃料のセタン価が低くなった場合であっても、燃料補給前に算出されて記憶されている回転変動量ΣΔＮＥ、すなわち比較的高いセタン価を示す値が燃料噴射制御に用いられるといった状況になることが抑えられる。

しかも第２指標値ＶＳ、すなわち燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料が補給された場合における燃料補給後の燃料タンク３２内の燃料のセタン価指標値に基づいて燃料噴射制御が実行される。そのため、燃料タンク３２への燃料補給が行われた場合に、実際に内燃機関１１に供給される燃料のセタン価と同等もしくは同セタン価より低いセタン価の燃料が内燃機関１１に供給される状況を想定して燃料噴射制御を実行することができる。この場合、内燃機関１１における燃料の燃焼状態が想定している燃焼状態と比較して良好になることはあっても悪くなることはないために、燃焼状態の悪化に伴う失火発生が好適に抑えられるようになる。したがって、燃料タンク３２に低セタン価の燃料が補給された場合であっても、その燃料補給に起因する失火の発生を抑えることができる。

以下、第２指標値ＶＳを算出するための処理や、同第２指標値ＶＳに基づいて燃料噴射制御を実行するための処理について詳しく説明する。

ここでは先ず、第２指標値ＶＳを算出するための処理（第２指標値算出処理）について説明する。

図８は上記第２指標値算出処理の実行手順を示している。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット４０により実行される。

図８に示すように、この処理では先ず、給油フラグがオン操作されているか否かが判断される（ステップＳ３０１）。この給油フラグは、燃料タンク３２への燃料補給が行われたと判断されたときにオン操作されるとともに、第２指標値ＶＳの算出が完了するとオフ操作されるフラグである。なお燃料タンク３２への燃料補給が行われたことは、次のようにして判断される。本実施の形態では、運転スイッチ４７のオフ操作時に備蓄量センサ４６によって検出された備蓄燃料量ＳＰが、燃料補給の開始時において燃料タンク３２内に備蓄されていた燃料の量（補給前備蓄量Ｖ１）として記憶されている。また、運転スイッチ４７のオン操作時に備蓄量センサ４６によって検出される備蓄燃料量ＳＰが、燃料補給後に燃料タンク３２内に備蓄されている燃料の量（補給後備蓄量ＶＰ）として用いられる。そして、運転スイッチ４７のオン操作時に、それら補給前備蓄量Ｖ１および補給後備蓄量ＶＰから、燃料タンク３２に補給された燃料の量（燃料補給量Ｖ２［＝ＶＰ−Ｖ１］）と備蓄量変化率ＲＰ（＝ＶＰ／Ｖ１）とがそれぞれ算出される。この燃料補給量Ｖ２が所定量以上であるときや、備蓄量変化率ＲＰが所定値以上であるときに、燃料補給が行われたと判断される。

そして、給油フラグがオン操作されていると判断される場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、第２指標値ＶＳを算出する処理が実行される（ステップＳ３０２）。この処理では、燃料補給前に燃料タンク３２内に備蓄されていた燃料のセタン価の指標値Ｓ１として、運転スイッチ４７のオン操作時に記憶されていた回転変動量ΣΔＮＥが用いられる。そして、この指標値Ｓ１、燃料補給の開始時に燃料タンク３２内に備蓄されていた燃料の量（補給前備蓄量Ｖ１）、燃料タンク３２に補給された燃料の量（燃料補給量Ｖ２）、予め定められた所定のセタン価指標値Ｓ２に基づいて、以下の関係式を満たす値が第２指標値ＶＳとして算出される。

ＶＳ＝（Ｖ１×Ｓ１＋Ｖ２×Ｓ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）

具体的には、図９に示すような補給前備蓄量Ｖ１と燃料補給量Ｖ２と第２指標値ＶＳとの関係が指標値Ｓ１毎に複数定められて電子制御ユニット４０に記憶されており、それら関係（演算マップ）から第２指標値ＶＳが算出される。なお、所定のセタン価指標値Ｓ２は、燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料のセタン価の中で最も低いセタン価の指標値（詳しくは、回転変動量ΣΔＮＥに相当する値）である。

そして、このようにして第２指標値ＶＳが算出されると（ステップＳ３０２）、給油フラグがオフ操作された後（ステップＳ３０３）、本処理は一旦終了される。その後、燃料タンク３２への燃料補給が行われずに給油フラグがオン操作されない限り（ステップＳ３０１：ＮＯ）、第２指標値ＶＳは算出されない。

このようにして第２指標値ＶＳを算出することにより、燃料タンク３２に補給された燃料のセタン価が所定の値であるとの仮定のもとでの、燃料補給後における燃料タンク３２内の燃料のセタン価を推定することができる。そのため上記所定の値として適切な値を定めることにより、第２指標値ＶＳとして、燃料補給後における燃料タンク３２内の燃料のセタン価の変化範囲の下限の指標となる値を算出することができる。本実施の形態では、所定のセタン価指標値Ｓ２として、燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料のセタン価の中で最も低いセタン価の指標値が採用されている。そのため第２指標値ＶＳとして、燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料が補給された場合における燃料補給後の燃料タンク３２内の燃料のセタン価に相当する値を算出することができる。したがって、この第２指標値ＶＳに基づいて燃料補給後における燃料タンク３２内の燃料のセタン価がどの程度まで低い値になる可能性があるのかを把握することができる。

次に、燃料噴射制御に用いるセタン価領域を特定するための処理（セタン価領域特定処理）について説明する。

図１０はセタン価領域特定処理の実行手順を示している。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット４０により実行される。

同図１０に示すように、この処理では先ず、給油後更新完了フラグがオフ操作されているか否かが判断される（ステップＳ４０１）。この給油後更新完了フラグは、燃料タンク３２への燃料補給が行われたと判断されたときにオフ操作されるとともに、前記実行条件が成立して回転変動量ΣΔＮＥが新たに記憶されたときにオン操作されるフラグである。

この給油後更新完了フラグがオフ操作されているときには（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、燃料タンク３２への燃料補給が行われた後において実行条件が成立していないために回転変動量ΣΔＮＥが未だ更新されていないとして、前記第２指標値ＶＳに基づいてセタン価領域が特定されるとともに、特定された領域が記憶される（ステップＳ４０２）。

この処理では詳しくは、第２指標値ＶＳが前記所定値ＰＬ未満である場合（ＶＳ＜ＰＬ）には低セタン価領域であると判断され、所定値ＰＬ以上所定値ＰＨ未満である場合（ＰＬ≦ＶＳ＜ＰＨ）には中セタン価領域であると判断され、所定値ＰＨ以上である場合（ＶＳ≧ＰＨ）には高セタン価領域であると判断される。そして本実施の形態では、そのように特定されたセタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行される。

一方、給油後更新完了フラグがオン操作されているときには（ステップＳ４０１：ＮＯ）、燃料タンク３２への燃料補給が行われた後に回転変動量ΣΔＮＥが更新されたとして、電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥに基づいてセタン価領域が特定されるとともに、特定された領域が記憶される（ステップＳ４０３）。

この処理では詳しくは、回転変動量ΣΔＮＥが所定値ＰＬ未満である場合（ΣΔＮＥ＜ＰＬ）には低セタン価領域であると判断され、所定値ＰＬ以上所定値ＰＨ未満である場合（ＰＬ≦ΣΔＮＥ＜ＰＨ）には中セタン価領域であると判断され、所定値ＰＨ以上である場合（ΣΔＮＥ≧ＰＨ）には高セタン価領域であると判断される。そして本実施の形態では、そのように特定されたセタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行される。

このように本実施の形態では、燃料タンク３２への燃料補給が行われた後に、前記実行条件が成立して回転変動量ΣΔＮＥが更新されると、第２指標値ＶＳに基づく燃料噴射制御の実行が停止されるとともに、回転変動量ΣΔＮＥに基づく燃料噴射制御の実行が開始される。これにより、燃料タンク３２への燃料補給が行われて同燃料タンク３２内に備蓄されている燃料のセタン価が変化した場合であっても、燃料補給後において回転変動量ΣΔＮＥが更新された後においては、同回転変動量ΣΔＮＥ、すなわち実際の燃料のセタン価指標値に応じたかたちで燃料噴射制御が実行される。

以下、第２指標値算出処理およびセタン価領域特定処理の実行することによる作用について、図１１に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。

図１１に示す例では、その時刻ｔ１以前において、燃料タンク３２内に比較的高いセタン価の燃料が備蓄されている。また、このとき給油後更新完了フラグがオン操作されている。そのため、電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥ（図中における線Ｌ５，Ｌ６）、すなわち高いセタン価を示す値に基づいて燃料噴射制御が実行される。詳しくは、回転変動量ΣΔＮＥに基づいて高セタン価領域が特定されるとともに、同高セタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行されている。なお図１１中において、線Ｌ５は電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥを示し、線Ｌ６はセタン価領域の特定に用いる値を示す。

そして、時刻ｔ１において運転スイッチ４７がオフ操作されて内燃機関１１の運転が停止されるとともに、その運転停止中（時刻ｔ１〜ｔ２）において燃料タンク３２への燃料補給が行われる。このとき燃料タンク３２内には比較的低いセタン価の燃料が補給される。本例では、燃料補給によって燃料タンク３２内の燃料のセタン価の平均値が中セタン価領域になる。

その後の時刻ｔ２において、運転スイッチ４７がオン操作されて内燃機関１１の運転が開始される。内燃機関１１の運転停止中において燃料タンク３２への燃料補給が行われたために、給油後更新完了フラグがオフ操作される。そのため、このとき第２指標値ＶＳ（図中における線Ｌ７）が算出されるとともに、同第２指標値ＶＳに基づく燃料噴射制御の実行が開始される。

なお、このとき電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥは、燃料補給前に燃料タンク３２内に備蓄されていた燃料のセタン価に応じた値になっている。そのため、この回転変動量ΣΔＮＥに基づいて燃料噴射制御を実行すると、燃料補給によって燃料タンク３２内の燃料のセタン価が低くなっているのにも関わらず、燃料補給前に記憶された比較的高いセタン価の指標値（図中に線Ｌ６で示す回転変動量ΣΔＮＥ）に基づいて燃料噴射制御が実行されてしまう。詳しくは、燃料タンク３２内の燃料のセタン価が中セタン価領域になっているのにも関わらず、このときの回転変動量ΣΔＮＥをもとに高セタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行されてしまう。

これに対して本実施の形態の装置では、第２指標値ＶＳ（図中における線Ｌ５，Ｌ７）、すなわち燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料が補給された場合における燃料補給後の燃料タンク３２内の燃料のセタン価指標値に基づいて燃料噴射制御が実行される。詳しくは、第２指標値ＶＳに基づいて低セタン価領域が特定されるとともに、同低セタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行される。

そのため、燃料補給によって燃料タンク３２内の燃料のセタン価が低くなったときに、燃料補給前に記憶された比較的高いセタン価の指標値（回転変動量ΣΔＮＥ）に基づいて燃料噴射制御が実行されるといった状況になることが回避される。本例では、燃料タンク３２内の実際の燃料のセタン価が属する中セタン価領域と比較して低セタン価側の低セタン価領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行されるようになる。本実施の形態の燃料噴射制御は、各セタン価領域に対応する実行態様として、低セタン価側のセタン価領域であるときほど内燃機関１１の気筒１６内における燃料の燃焼状態が良好になり易い実行態様が設定されている。そのため、この場合には内燃機関１１における燃料の燃焼状態が想定している燃焼状態と比較して良好になることはあっても悪くなることはないために、燃焼状態の悪化に伴う失火発生が好適に抑えられるようになる。したがって、燃料タンク３２に低セタン価の燃料が補給された場合であっても、その燃料補給に起因する失火の発生を抑えることができる。

なお仮に、上述した最も低いセタン価の燃料が燃料タンク３２に実際に補給された場合には、燃料補給後の燃料タンク３２内の燃料のセタン価指標値と同等の値が第２指標値ＶＳとして算出される。そのため、この第２指標値ＶＳに基づいて燃料噴射制御を実行することにより、燃料タンク３２内の実際の燃料のセタン価が属するセタン価領域と同一の領域に見合う実行態様で燃料噴射制御が実行されて、燃料補給に起因する失火の発生が抑えられる。

その後の時刻ｔ３において、前記実行条件が成立して、第１指標値検出処理を通じて回転変動量ΣΔＮＥが検出および更新される。また、これに伴い給油後更新完了フラグがオン操作される。そのため、このとき図中に線Ｌ５で示すように、第２指標値ＶＳに基づく燃料噴射制御の実行が停止されるとともに、回転変動量ΣΔＮＥに基づく燃料噴射制御の実行が開始される。具体的には、燃料噴射制御の実行態様が、第２指標値ＶＳが属する低セタン価領域に見合う実行態様から回転変動量ΣΔＮＥが属する中セタン価領域に見合う実行態様に切り替えられる。そして以後においては、回転変動量ΣΔＮＥ、言い換えれば実際の燃料のセタン価に応じたかたちで燃料噴射制御が実行される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。

（１）燃料タンク３２への燃料給油がなされたときに、燃料補給前に燃料タンク３２内に備蓄されていた燃料のセタン価の指標値Ｓ１、補給前備蓄量Ｖ１、および燃料補給量Ｖ２に基づいて燃料のセタン価の第２指標値ＶＳを算出するとともに、同第２指標値ＶＳに基づいて燃料噴射制御を実行するようにした。そのため、燃料タンク３２に低セタン価の燃料が補給された場合であっても、その燃料補給に起因する失火の発生を抑えることができる。

（２）第２指標値ＶＳの算出は、指標値Ｓ１、補給前備蓄量Ｖ１、燃料補給量Ｖ２、および所定のセタン価指標値Ｓ２に基づいて関係式［ＶＳ＝（Ｖ１×Ｓ１＋Ｖ２×Ｓ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）］を満たす値を算出するといったように行うことができる。

（３）所定のセタン価指標値Ｓ２として、燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料のセタン価の中で最も低いセタン価の指標値を採用するようにした。そのため第２指標値ＶＳとして、燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価の燃料が補給された場合における燃料補給後の燃料タンク３２内の燃料のセタン価に相当する値を算出することができる。したがって、この第２指標値ＶＳに基づいて燃料補給後における燃料タンク３２内の燃料のセタン価がどの程度まで低い値になる可能性があるのかを把握することができる。

（４）燃料タンク３２への燃料補給が行われた後に前記実行条件が成立して回転変動量ΣΔＮＥを更新したときに、第２指標値ＶＳに基づく燃料噴射制御の実行を停止するとともに、回転変動量ΣΔＮＥに基づく燃料噴射制御の実行を開始するようにした。そのため、燃料補給が行われて燃料タンク３２内に備蓄されている燃料のセタン価が変化した場合であっても、その後において回転変動量ΣΔＮＥが更新された後においては、同回転変動量ΣΔＮＥ、すなわち実際の燃料のセタン価指標値に応じたかたちで燃料噴射制御を実行することができる。

（５）燃料カット制御の実行時といった限られた状況下においてのみ回転変動量ΣΔＮＥの検出が実行されるために低セタン価燃料の補給に起因して失火が発生した場合における影響の度合いが大きくなり易い装置において、低セタン価燃料の補給に起因する失火の発生を抑えることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・セタン価指標値Ｓ２を、燃料タンク３２に補給される可能性がある燃料のセタン価の中で最も低いセタン価の指標値とすることに限らず、最も低いセタン価より若干高いセタン価の指標値としてもよい。要は、第２指標値ＶＳに基づき特定されるセタン価領域が燃料タンク３２内の燃料のセタン価が属するセタン価領域より高セタン価側の領域にならない値であれば、同値をセタン価指標値Ｓ２とすることができる。

・第２指標値ＶＳを、演算マップから算出することに代えて、演算式から算出するようにしてもよい。同構成では、前記関係式［ＶＳ＝（Ｖ１×Ｓ１＋Ｖ２×Ｓ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）］を電子制御ユニット４０に予め記憶させておくとともに、指標値Ｓ１、補給前備蓄量Ｖ１、燃料補給量Ｖ２、および所定のセタン価指標値Ｓ２に基づいて同関係式から第２指標値ＶＳを算出するようにすればよい。

・燃料噴射弁２０の初期個体差や経時変化などに起因する燃料噴射時期や燃料噴射量の誤差が適正に抑えられるのであれば、目標噴射時期ＴＱｓｔと目標噴射時間ＴＱｔｍとを補正項Ｋ１，Ｋ２によって補正する処理（図６のステップＳ２０２）を省略してもよい。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、燃料のセタン価の指標値（回転変動量ΣΔＮＥ）によって区切られた二つの領域のいずれの領域であるかを判断する装置や四つ以上の領域のいずれの領域であるかを判断する装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。

・回転変動量ΣΔＮＥや第２指標値ＶＳに基づき特定されるセタン価領域に応じて実行態様を変更する制御としては、要求噴射時期Ｔｓｔを設定する制御を採用することに代えて、あるいは併せて、ＥＧＲ制御やパイロット噴射制御などを採用してもよい。要は、内燃機関１１における燃料の燃焼に関する燃焼制御、言い換えれば内燃機関１１における燃料の燃焼状態を調節するための燃焼制御であれば、セタン価領域に応じて実行態様を変更する制御として採用することができる。そうした燃焼制御としてＥＧＲ制御が採用される装置では、同ＥＧＲ制御を、低セタン価側の領域であるときほどＥＧＲ量が少なくなるように実行すればよい。また、燃焼制御としてパイロット噴射制御が採用される装置では、パイロット噴射制御を、例えば低セタン価側の領域であるときほどパイロット噴射量が多くなるように実行すればよい。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥに基づきセタン価領域を特定することなく同回転変動量ΣΔＮＥそのものに応じて燃料噴射制御の実行態様を定める装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。こうした装置では、燃料タンク３２への燃料補給が行われたときに、燃料補給前に検出されて電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥ、補給前備蓄量Ｖ１、および燃料補給量Ｖ２に基づいて第２指標値ＶＳを算出するとともに、同第２指標値ＶＳに応じて燃料噴射制御の実行態様を定めるようにすればよい。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、電子制御ユニット４０に記憶されている回転変動量ΣΔＮＥに基づいて燃料のセタン価そのものを推定するとともにその推定したセタン価に見合う実行態様で燃料噴射制御を実行する装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。こうした装置では、燃料タンク３２への燃料補給が行われたときに、燃料補給前に推定されて電子制御ユニット４０に記憶されているセタン価推定値、補給前備蓄量Ｖ１、および燃料補給量Ｖ２に基づいて燃料のセタン価の第２指標値を算出するとともに、同第２指標値に基づいて燃料噴射制御を実行するようにすればよい。

・回転変動量ΣΔＮＥ以外の値を内燃機関１１の出力トルクの指標値として算出するようにしてもよい。例えば第１指標値検出処理の実行中において燃料噴射の実行時における機関回転速度ＮＥと同燃料噴射の実行直前における機関回転速度ＮＥとをそれぞれ検出するとともにそれら速度の差を算出して、同差を上記指標値として用いることができる。

・圧力センサ４１の取り付け態様は、燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５内）の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、燃料噴射弁２０に直接取り付けられる態様に限らず、任意に変更することができる。具体的には、圧力センサを分岐通路３１ａやコモンレール３４に取り付けるようにしてもよい。

・圧電アクチュエータ２９により駆動されるタイプの燃料噴射弁２０に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。

・上記実施の形態にかかる制御装置は、クラッチ機構１３と手動変速機１４とが搭載された車両１０に限らず、トルクコンバータと自動変速機とが搭載された車両にも適用することができる。こうした車両では、例えば［条件１］および［条件３］が満たされるときに燃料のセタン価の推定のための燃料噴射を実行するようにすればよい。なお、トルクコンバータとしてロックアップクラッチ内蔵のものが採用される車両においては、ロックアップクラッチが係合状態になっていないこととの［条件４］を新たに設定するとともに同［条件４］が満たされることを条件に燃料のセタン価指標値の検出のための燃料噴射を実行するようにすればよい。

・本発明は、実行条件の成立を条件にセタン価の推定のための燃料噴射（補助噴射制御）が実行される装置に限らず、燃料補給後にセタン価の指標値が実際のセタン価に見合う値になるまでに時間を要する装置であれば、適用することができる。そうした装置としては、例えば次のような装置を挙げることができる。すなわち先ず、内燃機関の運転のための燃料噴射の実行時において筒内圧センサによって同内燃機関の気筒内の圧力（筒内圧）を検出する。そして、この筒内圧に基づいて実際に燃料が着火した時期を算出するとともに、同時期に基づいて着火遅れ時間を算出する。その後、この算出した着火遅れ時間の平均値を算出するとともに同平均値に基づいてセタン価指標値を算出する。

・四つの気筒を有する内燃機関に限らず、単気筒の内燃機関や、二つの気筒を有する内燃機関、三つの気筒を有する内燃機関、あるいは五つ以上の気筒を有する内燃機関にも、本発明は適用することができる。

１０…車両、１１…内燃機関、１２…クランクシャフト、１３…クラッチ機構、１４…手動変速機、１５…車輪、１６…気筒、１７…吸気通路、１８…ピストン、１９…排気通路、２０…燃料噴射弁、２１…ハウジング、２２…ニードル弁、２３…噴射孔、２４…スプリング、２５…ノズル室、２６…圧力室、２７…導入通路、２８…連通路、２９…圧電アクチュエータ、２９ａ…弁体、３０…排出路、３１ａ…分岐通路、３１ｂ…供給通路、３２…燃料タンク、３３…燃料ポンプ、３４…コモンレール、３５…リターン通路、４０…電子制御ユニット、４１…圧力センサ、４２…クランクセンサ、４３…アクセルセンサ、４４…車速センサ、４５…クラッチスイッチ、４６…備蓄量センサ、４７…運転スイッチ。

Claims (7)

1. 内燃機関に供給される燃料のセタン価指標値を算出するとともに同値を第１指標値として記憶する記憶部と、同記憶部により記憶した第１指標値に基づいて燃料の燃焼に関する燃焼制御を実行する第１制御部とを有する内燃機関の制御装置において、
   燃料タンクへの燃料補給がなされたときに、その燃料補給の開始時に前記燃料タンク内に備蓄されていた燃料の量と、該燃料補給の開始時に記憶していた前記第１指標値と、前記燃料タンクに補給された燃料の量とに基づいて燃料のセタン価の第２指標値を算出するとともに、第２指標値に基づいて前記燃焼制御を実行する第２制御部と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記第２制御部は、前記燃料補給の開始時に前記燃料タンク内に備蓄されていた燃料の量を「Ｖ１」とし、前記燃料補給の開始時に記憶していた前記第１指標値を「Ｓ１」とし、前記燃料タンクに補給された燃料の量を「Ｖ２」とし、予め定めた所定のセタン価指標値を「Ｓ２」とし、前記第２指標値を「ＶＳ」とすると、以下の関係式、
   ＶＳ＝（Ｖ１×Ｓ１＋Ｖ２×Ｓ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）
   を満たす第２指標値ＶＳを算出する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記所定のセタン価指標値Ｓ２は、前記燃料タンクに補給される可能性がある燃料のセタン価の中で最も低いセタン価の指標値である
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料タンクへの燃料補給がなされた後に前記記憶部によって前記第１指標値が新たに記憶されたときに、前記第２制御部は前記第２指標値に基づく燃焼制御の実行を停止し、前記第１制御部は前記第１指標値に基づく燃焼制御の実行を開始する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記記憶部は、前記内燃機関の運転状態に応じた量での燃料噴射が行われる基本噴射制御とは別に、実行条件の成立を条件に前記燃料のセタン価指標値の検出のための燃料噴射を行う補助噴射制御を実行し、前記補助噴射制御による燃料噴射の結果得られたセタン価指標値を前記第１指標値として記憶する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記実行条件は、前記基本噴射制御による燃料噴射の実行が一時的に停止されていることとの条件を含む
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項５または６に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記記憶部は、前記補助噴射制御を通じて予め定めた量での燃料噴射を実行するとともに、燃料噴射の実行に伴い発生する前記内燃機関の出力トルクの指標値を検出し、該検出した指標値を前記第１指標値として記憶する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

Images