JP2008157160A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 より広い運転領域で燃料性状の推定を行うことができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 パイロット噴射に対応する燃焼の熱発生量ＩＨＲを算出し、熱発生量ＩＨＲを燃料のセタン価ＣＥＴに変換する。熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２以下であるときはゲインＡを適用して変換を行い（Ｓ１７）、熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２より大きいときはゲインＢ（＞Ａ）を適用して変換を行う（Ｓ２６）。熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２以下の状態から、第２設定熱発生量ＩＨＲ２を超えたときは、ゲインＡを徐々にゲインＢに近づける過渡制御を行う（Ｓ２３，Ｓ２５）。
【選択図】 図６

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に使用中の燃料の燃料性状を推定する機能を有する制御装置に関する。

特許文献１には、内燃機関の燃焼室内での熱発生量と相関のある熱発生量パラメータを算出し、熱発生量パラメータの変化に基づいて使用中の燃料の燃料性状を測定する手法が示されている。この手法によれば、熱発生量パラメータとしてＰＶ^κ（Ｐ：筒内圧、Ｖ：燃焼室容積、κ：混合気の比熱比近傍の定数）が使用され、ＰＶ^κの最小値と最大値の差ΔＰＶ^κに基づいて使用中の燃料のセタン価が測定される。このとき、検出される差ΔＰＶ^κの平均値を算出し、この平均値に応じて予め設定されるマップを検索することにより、前記平均値がセタン価に変換される。

特開２００５−３４４５５０号公報

上記特許文献１に示された手法では、熱発生量パラメータの差ΔＰＶ^κをセタン価に変換するマップは、予め設定された単一のものが使用される。しかしながら、熱発生量とセタン価との関係は、機関運転状態や使用している燃料のセタン価によって変化するため、単一のマップでは機関運転状態やセタン価の変化によって、推定精度が低下するおそれがあった。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、燃料の燃焼による熱発生量に基づいて使用中の燃料の燃料性状をより正確に推定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。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射し、噴射した燃料の燃焼状態に基づいて前記燃料の燃料性状を推定する燃料性状推定手段を備える内燃機関の制御装置において、前記機関の運転状態（ＮＥ，ＴＲＱ）を検出する運転状態検出手段と、前記燃焼状態を示す燃焼状態パラメータ（ＩＨＲ）を算出する燃焼状態パラメータ算出手段とを備え、前記燃料性状推定手段は、前記燃焼状態パラメータ（ＩＨＲ）を前記燃料性状を示す燃料性状パラメータ（ＣＥＴ）に変換する変換手段を有し、該変換手段は、検出される機関運転状態に応じて変換特性を設定し、該設定した変換特性を用いて前記変換を行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記変換手段は、前記機関運転状態に応じて第１及び２の変換特性（ゲインＡ，ゲインＢ）を設定し、適用する変換特性を切り換えるときは、変換特性が徐々に変化するように過渡制御を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記変換手段は、前記燃焼状態パラメータ（ＩＨＲ）が前記機関運転状態に応じて設定される閾値（ＩＨＲ２）以下のときに前記第１の変換特性（ゲインＡ）を適用し、前記燃焼状態パラメータ（ＩＨＲ）が前記閾値（ＩＨＲ２）を超えるときに前記第２の変換特性（ゲインＢ）を適用し、前記第１の変換特性（ゲインＡ）から前記第２の変換特性（ゲインＢ）へ切り換えるときは前記過渡制御を実行し、前記第２の変換特性（ゲインＢ）から前記第１の変換特性（ゲインＡ）へ切り換えるときは直ちに切換を実行することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記変換手段は、前記燃料性状の推定開始時は、前記第１の変換特性（ゲインＡ）を適用することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、燃焼状態を示す燃焼状態パラメータが算出され、機関運転状態に応じて設定される変換特性を用いて、燃焼状態パラメータを燃料性状パラメータに変換することにより、燃料性状の推定が行われる。変換特性を機関運転状態に応じて設定することにより、機関運転状態の変化に拘わらず正確な推定を行うことができる。また燃焼状態パラメータとしては、例えばパイロット噴射に対応する燃焼による熱発生量が用いられ、これを用いることにより、比較的負荷の高い機関運転状態において燃料性状を精度よく推定することができる。

請求項２に記載の発明によれば、機関運転状態に応じて第１及び第２の変換特性が設定され、適用する変換特性を切り換えるときは、変換特性が徐々に変化するように過渡制御が行われるので、算出される燃焼状態パラメータが変動したときに、燃焼状態パラメータに応じて算出される燃料性状パラメータの変動を抑制し、高精度の燃料性状パラメータを迅速に得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、燃焼状態パラメータが機関運転状態に応じて設定される閾値以下のときに第１の変換特性が適用される一方、燃焼状態パラメータが閾値を超えるときに第２の変換特性が適用される。そして、第１の変換特性から第２の変換特性へ切り換えるときは上記過渡制御が行れ、第２の変換特性から第１の変換特性へ切り換えるときは直ちに切換が行われる。これにより、過渡制御の演算を単純化して演算装置の演算負荷を軽減することができる。また、パイロット噴射に対応する燃焼の熱発生量を燃焼状態パラメータとして使用した場合、第１の変換特性に対応する変換ゲインの方が、第２の変換特性に対応する変換ゲインより小さいので、第１の変換特性への切換を直ちに実行することにより、算出される燃料性状パラメータの変動を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、燃料性状の推定開始時は、第１の変換特性が適用される。パイロット噴射に対応する燃焼の熱発生量を燃焼状態パラメータとして使用した場合、第１の変換特性に対応する変換ゲインの方が、第２の変換特性に対応する変換ゲインより小さいので、推定開始当初において算出される燃料性状パラメータの変動を抑制することができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の一実施形態にかかる内燃機関と、その制御装置の構成を示す図である。以下両図を合わせて参照して説明する。内燃機関（以下「エンジン」という）１は、シリンダ内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒に燃料噴射弁６が設けられている。燃料噴射弁６は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）４に電気的に接続されており、燃料噴射弁６の開弁時期及び開弁時間は、ＥＣＵ４により制御される。

エンジン１は、吸気管７，排気管８、及びターボチャージャ９を備えている。ターボチャージャ９は、排気の運動エネルギにより回転駆動されるタービンと、タービンとシャフトを介して連結されたコンプレッサとを備えている。ターボチャージャ９は、エンジン１に吸入される空気の加圧（圧縮）を行う。

吸気管７のコンプレッサ下流側にはインタークーラ２１が設けられ、さらにインタークーラ２１の下流側には、スロットル弁２２が設けられている。スロットル弁２２は、アクチュエータ２３により開閉駆動可能に構成されており、アクチュエータ２３はＥＣＵ４に接続されている。ＥＣＵ４は、アクチュエータ２３を介して、スロットル弁２２の開度制御を行う。

排気管８と吸気管７との間には、排気を吸気管７に還流する排気還流通路２５が設けられている。排気還流通路２５には、還流させる排気を冷却する還流排気クーラ３０と、還流排気クーラ３０をバイパスするバイパス通路２９と、還流排気クーラ３０側とバイパス通路２９側との切り換えを行う切換弁２８と、排気還流量を制御するための排気還流制御弁（以下「ＥＧＲ弁」という）２６とが設けられている。ＥＧＲ弁２６は、ソレノイドを有する電磁弁であり、その弁開度はＥＣＵ４により制御される。排気還流通路２５、還流排気クーラ３０、バイパス通路２９、切換弁２８、及びＥＧＲ弁２６より、排気還流機構が構成される。ＥＧＲ弁２６には、その弁開度（弁リフト量）ＬＡＣＴを検出するリフトセンサ２７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ４に供給される。

吸気管７には、吸入空気流量ＧＡを検出する吸入空気流量センサ３３、コンプレッサの下流側の吸気圧（過給圧）ＰＢを検出する過給圧センサ３４、吸気圧ＰＩを検出する吸気圧センサ３５、及び吸気温ＴＩを検出する吸気温センサ３６が設けられている。これらのセンサ３３〜３６は、ＥＣＵ４と接続されており、センサ３３〜３６の検出信号は、ＥＣＵ４に供給される。

排気管８の、タービンの下流側には、排気ガス中に含まれる炭化水素などの酸化を促進する触媒コンバータ３１と、粒子状物質（主としてすすからなる）を捕集する粒子状物質フィルタ３２とが設けられている。

エンジン１の各気筒には、筒内圧（燃焼圧力）を検出する筒内圧センサ２が設けられている。本実施形態では、筒内圧センサ２は、各気筒に設けられるグロープラグと一体に構成されている。筒内圧センサ２の検出信号は、ＥＣＵ４に供給される。なお、筒内圧センサ２の検出信号は、実際には、筒内圧ＰＣＹＬのクランク角度（時間）に対する微分信号（圧力変動）に相当するものであり、筒内圧ＰＣＹＬは、筒内圧センサ出力を積分することにより得られる。

またエンジン１には、クランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ３が設けられている。クランク角度位置センサ３は、クランク角１度毎にパルスを発生し、そのパルス信号はＥＣＵ４に供給される。クランク角度位置センサ３は、さらに特定気筒の所定クランク角度位置で気筒識別パルスを生成して、ＥＣＵ４に供給する。

ＥＣＵ４には、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ３７、エンジン１の冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ３８、エンジン１により駆動される車両の車速ＶＰを検出する車速センサ３９、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（図示せず）、及びエンジン１の吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ（図示せず）などが接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ４に供給される。

ＥＣＵ４は、エンジン１の各気筒の燃焼室に設けられた燃料噴射弁６の制御信号を駆動回路５に供給する。駆動回路５は、燃料噴射弁６に接続されており、ＥＣＵ４から供給される制御信号に応じた駆動信号を、燃料噴射弁６に供給する。これにより、ＥＣＵ４から出力される制御信号に応じた燃料噴射時期において、前記制御信号に応じた燃料噴射量だけ燃料が、各気筒の燃焼室内に噴射される。ＥＣＵ４は、通常は１つの気筒についてパイロット噴射及び主噴射を実行する。

ＥＣＵ４は、増幅器１０と、Ａ／Ｄ変換部１１と、パルス生成部１３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４と、ＣＰＵ１４で実行されるプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１５と、ＣＰＵ１４が演算結果などを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）１６と、入力回路１７と、出力回路１８とを備えている。筒内圧センサ２の検出信号は、増幅器１０に入力される。増幅器１０は、入力される信号を増幅する。増幅器１０により増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換部１１に入力される。また、クランク角度位置センサ３から出力されるパルス信号は、パルス生成部１３に入力される。

Ａ／Ｄ変換部１１は、バッファ１２を備えており、増幅器１０から入力される筒内圧センサ出力をディジタル値（以下「圧力変化率」という）ｄｐ／ｄθに変換し、バッファ１２に格納する。より具体的には、Ａ／Ｄ変換部１１には、パルス生成部１３から、クランク角１度周期のパルス信号（以下「１度パルス」という）ＰＬＳ１が供給されており、この１度パルスＰＬＳ１の周期で筒内圧センサ出力をサンプリングし、ディジタル値に変換してバッファ１２に格納する。筒内圧ＰＣＹＬは、圧力変化率ｄｐ／ｄθを積算することにより算出される。

一方、ＣＰＵ１４には、パルス生成部１３から、クランク角６度周期のパルス信号ＰＬＳ６が供給されており、ＣＰＵ１４はこの６度パルスＰＬＳ６の周期でバッファ１２に格納されたディジタル値を読み出す処理を行う。すなわち、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部１１からＣＰＵ１４に対して割り込み要求を行うのではなく、ＣＰＵ１４が６度パルスＰＬＳ６の周期で読出処理を行う。

入力回路１７は、各種センサの検出信号をディジタル値に変換し、ＣＰＵ１４に供給する。なお、エンジン回転数ＮＥは、６度パルスＰＬＳの周期から算出される。またエンジン１の要求トルクＴＲＱは、アクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出される。

ＣＰＵ１４は、エンジン運転状態に応じて目標排気還流量ＧＥＧＲを算出し、目標排気還流量ＧＥＧＲに応じてＥＧＲ弁２６の開度を制御するデューティ制御信号を、出力回路１８を介してＥＧＲ弁２６に供給する。さらにＣＰＵ１４は、以下に説明するように使用中の燃料のセタン価を推定する処理を実行し、推定したセタン価に応じた燃料噴射制御を行う。

図３は、セタン価の推定を行うモジュールの構成を示すブロック図である。このモジュールの機能は、ＣＰＵ１４で実行される処理により実現される。

図３に示すモジュールは、熱発生量算出部４１、第１設定値算出部４２、第２設定値算出部４３、第３設定値算出部４４、変換部４５、及び学習部４６と備えている。熱発生量算出部４１は、パイロット噴射に対応する燃焼の熱発生量ＩＨＲを算出する。具体的には、下記式（１）により熱発生率ＨＲＲ［Ｊ／ｄｅｇ］を例えばクランク角度１度毎に算出し、さらに熱発生率ＨＲＲを図４に示す角度範囲ＲＩＮＴで積分することにより、発生量ＩＨＲを算出する。

ＨＲＲ＝κ／（κ−１）×ＰＣＹＬ×ｄＶ／ｄθ
＋１／（κ−１）×ＶＣＹＬ×ｄｐ／ｄθ （１）
ここで、κは混合気の比熱比、ＰＣＹＬは検出筒内圧、ｄＶ／ｄθは筒内容積増加率［ｍ³／ｄｅｇ］、ＶＣＹＬは気筒容積、ｄｐ／ｄθは筒内圧センサから出力される圧力変化率［ｋＰａ／ｄｅｇ］である。

図４は、本実施形態におけるセタン価推定手法を説明するために、熱発生率ＨＲＲの推移を示す図であり、実線はセタン価４２．８の燃料に対応し、破線はセタン価５４．５の燃料に対応する。熱発生率ＨＲＲを図に示す角度範囲ＲＩＮＴ（例えば上死点前１０度から上死点後６度の範囲）で積分することにより得られる、パイロット噴射に対応する燃焼の熱発生量ＩＨＲは、燃料のセタン価が大きくなるほど増加することが実験により確認されている。例えば、図５に示すようにセタン価ＣＥＴの増加に対して熱発生量ＩＨＲはほぼ直線的に増加する。図５において、ＣＥＴ１，ＣＥＴ２，及びＣＥＴ３は、それぞれ例えば４６，５０，及び５５である。セタン価ＣＥＴが「５０」程度のところで直線の傾き（ゲインＡ，Ｂ）が変化するため、本実施形態では、算出された熱発生量ＩＨＲに応じて使用するゲインを切り換えて、セタン価ＣＥＴを算出するようにしている。

図３に戻り、第１設定値算出部４２は、図５に示す第１セタン価ＣＥＴ１に対応する第１設定熱発生量ＩＨＲ１を、エンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＴＲＱに応じて予め設定された第１セタン価用のマップを検索することにより算出する。第２及び第３設定値算出部４３，４４は、それぞれエンジン回転数ＮＥ及び要求トルクに応じて第２セタン価用のマップ及び第３セタン価用のマップを検索し、第２セタン価ＣＥＴ２及び第３セタン価ＣＥＴ３に対応する第２及び第３設定熱発生量ＩＨＲ２及びＩＨＲ３を算出する。

第１設定熱発生量ＩＨＲ１は、例えば図６に示すように設定される。破線が第１所定トルクＴＲＱ１に対応し、細い実線が第２所定トルクＴＲＱ２に対応し、太い実線が第３所定トルクＴＲＱ３に対応する。第１〜第３所定トルクは、図に示したようにＴＲＱ３＞ＴＲＱ２＞ＴＲＱ１という関係を有する。設定の傾向は単純なものではないが、おおむねエンジン回転数ＮＥが増加するほど増加する傾向に、また要求トルクＴＲＱが増加するほど減少する傾向に設定される。第２および第３設定熱発生量ＩＨＲ２,ＩＨＲ３も同様の傾向で設定される。またエンジン１の運転状態（エンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＴＲＱ）が同一であれば、図５に示すようにＩＨＲ１＜ＩＨＲ２＜ＩＨＲ３なる関係を有する。

変換部４５は、算出される熱発生量ＩＨＲ及び設定熱発生量ＩＨＲ１〜ＩＨＲ３を用いて、図７に示す処理を実行し、使用中の燃料のセタン価ＣＥＴを算出する。図７に示す処理は、例えばエンジン１のピストンが上死点に達するタイミングに同期して実行される。

ステップＳ１１では、セタン価推定の所定実行条件が成立しているか否かを判別する。この所定実行条件は、以下の１）〜４）の条件が全て満たされたときに成立する。

１）過給圧ＰＢの変化量（前回値と今回値の差）ＤＰＢの絶対値が所定変化量ＤＰ０（例えば６．７ｋＰａ（５０ｍｍＨｇ））以下である。
２）吸入空気流量ＧＡの変化量ＤＧＡの絶対値が所定変化量ＤＧ０（例えば１５ｇ／ｓｅｃ）以下である。
３）エンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＴＲＱが所定範囲内（例えばエンジン回転数ＮＥが１５００〜１９００ｒｐｍ、要求トルクＴＲＱが８〜１６Ｎｍ）にある。
４）車速ＶＰが所定範囲内（例えば５０〜１５０ｋｍ／ｈ）にある。

ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）であるときは、アップカウントタイマＴＷＡＩＴの値を「０」に設定し（ステップＳ１２）、低セタン価フラグＦＬＣを「１」に設定する（ステップＳ１４）。

所定実行条件が成立すると、ステップＳ１１からステップＳ１３に進み、タイマＴＷＡＩＴの値が所定時間ＴＳＴ（例えば１０秒）以上であるか否かを判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、前記ステップＳ１４に進む。ステップＳ１３で、ＴＷＡＩＴ≧ＴＳＴであるときは、ステップＳ１５に進み、下記式（２）により第１ゲインＡを算出する。

ステップＳ１６では、熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２以下であるか否かを判別する。ステップＳ１６の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ１７に進み、第１ゲインＡを用いて下記式（３）により、熱発生量ＩＨＲをセタン価ＣＥＴに変換する。
ＣＥＴ＝Ａ×（ＩＨＲ−ＩＨＲ１）＋ＣＥＴ１ （３）

ステップＳ１８では、低セタン価フラグＦＬＣを「１」に設定し、本処理を終了する。

ステップＳ１６で、熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２より大きいときは、ステップＳ１９に進み、低セタン価フラグＦＬＣが「１」であるか否かを判別する。最初はＦＬＣ＝１であるので、低セタン価フラグＦＬＣを「０」に設定し（ステップＳ２０）、過渡ゲインｂを第１ゲインＡに設定する（ステップＳ２１）。そして、過渡ゲインｂを用いて下記式（４）により、熱発生量ＩＨＲをセタン価ＣＥＴに変換する（ステップＳ２５）。最初は、過渡ゲインｂは第１ゲインＡと等しいので、図５に示す第１ゲインＡに対応する直線を延長した破線の変換特性による演算が行われる。
ＣＥＴ＝ｂ×（ＩＨＲ−ＩＨＲ２）＋ＣＥＴ２ （４）

ステップＳ１９で低セタン価フラグＦＬＣが「０」であるときは、下記式（５）により第２ゲインＢを算出する。

ステップＳ２３では、下記式（６）により過渡ゲインｂを更新する。式（６）のｂ’は、過渡ゲインｂの前回値であり、αは過渡制御を行う回数Ｎ０（例えば１００回）に応じて設定される過渡係数（＜１．０）である。
ｂ＝ｂ’＋α×Ｂ／Ａ （６）

式（６）を用いて過渡ゲインｂを更新すると、Ｎ０回演算後の過渡ゲインｂ（Ｎ０）は、下記式（７）で表される。
ｂ（Ｎ０）＝Ａ＋Ｎ０×α×Ｂ／Ａ （７）

したがって過渡ゲインｂ（Ｎ０）が第２ゲインＢと等しいことを示す下記式（８）から、過渡係数αは下記式（９）で与えられる。
Ｂ＝Ａ＋Ｎ０×α×Ｂ／Ａ （８）
α＝（Ｂ−Ａ）×Ａ／（Ｎ０×Ｂ） （９）

ステップＳ２４では、過渡ゲインｂが第２ゲインＢより大きいか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、前記ステップＳ２５に進む。ステップＳ２４でｂ＞Ｂであるときは、ゲインＢを用いて下記式（１０）により、熱発生量ＩＨＲをセタン価ＣＥＴに変換する（ステップＳ２６）。
ＣＥＴ＝Ｂ×（ＩＨＲ−ＩＨＲ２）＋ＣＥＴ２ （１０）

図７の処理によれば、熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２以下であるときは、第１ゲインＡを用いて変換が行われ、熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２より大きいときは、過渡ゲインｂは最初に第１ゲインＡに設定され、その後第２ゲインＢに向かって徐々に増加するように設定される。そして、過渡ゲインｂを用いて変換が行われる。最終的に過渡ゲインｂが第２ゲインＢに達すると、第２ゲインＢを用いて変換が行われる。

図３に戻り、学習部４６では、算出されたセタン価ＣＥＴを下記式（１１）に適用して、セタン価学習値ＣＥＴＬＲＮを算出する。
ＣＥＴＬＲＮ＝ＣＡＶ×ＣＥＴ＋（１−ＣＡＶ）×ＣＥＴＬＲＮ （１１）
ここで、ＣＡＶは０から１の間の値に設定されるなまし係数、右辺のＣＥＴＬＲＮは、前回算出値である。

このようにして算出されるセタン価学習値ＣＥＴＬＲＮを用いて、燃料噴射制御が行われる。したがって、式（１１）によりなまし演算を行う前のセタン価ＣＥＴのばらつきが小さいほど、セタン価学習値ＣＥＴＬＲＮが速く収束し、燃料噴射制御の精度を早期に高めることができる。

図３の処理では、熱発生量ＩＨＲをセタン価ＣＥＴに変換する際に適用する変換ゲインを、第１ゲインＡから第２ゲインＢに切り換えるときに、過渡ゲインｂを用いて徐々に第２ゲインＢに近づけるように設定される。これにより、セタン価ＣＥＴのばらつきを減少させ、精度のよいセタン価学習値ＣＥＴＬＲＮを早期に得ることができる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれセタン価５５，４９，及び４６の燃料について、上記手法により算出されたセタン価ＣＥＴの度数分布図を示し、同図（ｄ）〜（ｆ）は、それぞれセタン価５５，４９，及び４６の燃料に対応する経時変化を示すタイムチャートである。図８において破線が所定実行条件が成立したときに直ちにセタン価推定処理を実行し、かつ上記過渡制御を行わない（熱発生量ＩＨＲが第２設定熱発生量ＩＨＲ２を超えると直ちにゲインＡからゲインＢに切り換える）例に対応し、細い実線が所定実行条件成立時点から所定時間ＴＳＴ経過した後にセタン価推定処理を実行し、かつ上記過渡制御を行わない例に対応し、太い実線が、本実施形態のセタン価推定処理を実行した例に対応する。この図から明らかなように、本実施形態によれば、算出されるセタン価ＣＥＴのばらつき及び時間変動を減少させ、安定した推定値を得ることができる。

また図７の処理によれば、第１ゲインＡから第２ゲインＢへ切り換えるときは過渡ゲインｂによる過渡制御が行れ、第２ゲインＢから第１ゲインＡへ切り換えるときは直ちに切換が行われる。これにより、過渡ゲインｂの演算を単純化してＣＰＵ１４の演算負荷を軽減することができる。また、第１ゲインＡの方が第２ゲインＢより小さいので、第１ゲインＡへの切換を直ちに実行することにより、算出されるセタン価ＣＥＴの変動を抑制することができる。

またセタン価の推定開始時は、第１ゲインＡが使用される。第１ゲインＡは、第２ゲインＢより小さいので、推定開始当初において算出されるセタン価ＣＥＴの変動を抑制することができる。

本実施形態では、筒内圧センサ２及びＥＣＵ４が燃料性状推定手段、燃焼状態パラメータ算出手段を構成し、ＥＣＵ４が変換手段を構成する。具体的には、図３に示す熱発生量算出部４１が燃焼状態パラメータ算出手段に相当し、第１〜第３設定値算出部４２〜４４、変換部４５、及び学習部４６が燃料性状推定手段に相当し、変換部４５が変換手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、エンジン１の全ての気筒に筒内圧センサ２を設け、全気筒の検出圧力変化率ｄｐ／ｄθを用いてセタン価推定処理を行っているが、いずれか１つの特定気筒のみに筒内圧センサを設け、その特定気筒において検出される圧力変化率ｄｐ／ｄθを用いてセタン価推定処理を行うようにしてもよい。また、４気筒の２つまたは３つの気筒に筒内圧センサを設けて、それらのセンサの出力を用いてセタン価推定処理を行うようにしてもよい。

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御装置にも適用が可能である。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 図１に示す制御装置の一部の構成を具体的に示す図である。 セタン価推定を行うモジュールの構成を示す図である。 熱発生率（ＨＲＲ）の推移を示すタイムチャートである。 熱発生量（ＩＨＲ）をセタン価（ＣＥＴ）に変化する変化特性を示す図である。 設定熱発生量（ＩＨＲ１〜ＩＨＲ３）を算出するマップの設定例を示す図である。 図３に示す変換部における処理を示すフローチャートである。 推定されたセタン価のばらつき及び時間変化を示す図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 筒内圧センサ（燃料性状推定手段、燃焼状態パラメータ算出手段）
４ 電子制御ユニット（燃料性状推定手段、燃焼状態パラメータ算出手段）
４１ 熱発生量算出部（燃焼状態パラメータ算出手段）
４２ 第１設定算出部（燃料性状推定手段）
４３ 第２設定算出部（燃料性状推定手段）
４４ 第３設定算出部（燃料性状推定手段）
４５ 変換部（変換手段）
４６ 学習部（燃料性状推定手段）

Claims (4)

1. 内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射し、噴射した燃料の燃焼状態に基づいて前記燃料の燃料性状を推定する燃料性状推定手段を備える内燃機関の制御装置において、
   前記機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記燃焼状態を示す燃焼状態パラメータを算出する燃焼状態パラメータ算出手段とを備え、
   前記燃料性状推定手段は、前記燃焼状態パラメータを前記燃料性状を示す燃料性状パラメータに変換する変換手段を有し、
   該変換手段は、検出される機関運転状態に応じて変換特性を設定し、該設定した変換特性を用いて前記変換を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記変換手段は、前記機関運転状態に応じて第１及び第２の変換特性を設定し、適用する変換特性を切り換えるときは、変換特性が徐々に変化するように過渡制御を行う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. 前記変換手段は、前記燃焼状態パラメータが前記機関運転状態に応じて設定される閾値以下のときに前記第１の変換特性を適用し、前記燃焼状態パラメータが前記閾値を超えるときに前記第２の変換特性を適用し、前記第１の変換特性から前記第２の変換特性へ切り換えるときは前記過渡制御を実行し、前記第２の変換特性から前記第１の変換特性へ切り換えるときは直ちに切換を実行することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記変換手段は、前記燃料性状の推定開始時は、前記第１の変換特性を適用することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。

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