十六烷值推断装置及方法

摘要

一种十六烷值推断装置(1)，其具有：多个气缸，设置在能够将废气的一部分自排气系统回流至进气系统的内燃机中；喷射单元(30)，向气缸内喷射燃料；测定单元(40)，测定气缸内的点火正时；推断单元(20)，其根据对应于一气缸处于进气行程时，处于排气行程的另一气缸排放非燃烧气体的情况下的点火正时与十六烷值的第一相关关系；以及对应于一气缸处于进气行程时，另一气缸排放燃烧气体的情况下的点火正时与十六烷值的第二相关关系中的任意一种相关关系，并根据测定出的点火正时来推断燃料的十六烷值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在例如柴油发动机等内燃机中，对燃料的十六烷值进行推断的十六烷值推断装置以及方法。

背景技术

作为对于这种装置的十六烷值的检测方法，在专利文件1等中，提出了利用燃料的点火正时的方法。具体而言，在专利文件1等中所提出的方法为，在内燃机处于燃料切断(以下称为F/C)的状态之后，经过规定时间，然后将十六烷值检测用的燃料以特定的喷射模式进行喷射。并且，根据在经过了该规定时间后，测定出的点火正时来检测十六烷值。

专利文件1：日本特开2005-344557号公报

专利文件2：日本特开2006-226188号公报

专利文件3：日本特开2006-16994号公报

专利文件4：日本特开2005-320872号公报

专利文件5：日本特开2006-183581号公报

专利文件6：日本特开平11-107771号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上文所述的专利文件1等所提出的方法中，如AT车(AutomaticTransmission Vehicle：自动变速车)在减速时的F/C时间与一般的车辆相比被设定得极短的情况下，如果自刚进入F/C状态起至经过规定时间为止没有实施十六烷值的检测，则会返回至燃料的通常喷射控制。因此，在上文所述的专利文件1等所提出的方法中，会产生如下的技术问题，即，将会频繁发生失去检测十六烷值的机会，从而导致检测十六烷值的频率减少。

因此，本发明是鉴于例如上述的问题点而实施的，其课题在于，提供一种能够对燃料的十六烷值进行准确推断的十六烷值推断装置。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明所涉及的十六烷值推断装置具有：多个气缸，其设置在能将废气的一部分自排气系统回流至进气系统的内燃机中；喷射单元，其向所述气缸内喷射燃料；测定单元，其根据所述气缸内的压力变化，来测定所述气缸内的点火正时；推断单元，其根据对应于一气缸处于进气行程时，处于排气行程的另一气缸排放因所述燃料未燃烧而形成的非燃烧气体的情况下的点火正时与十六烷值的第一相关关系，以及对应于所述一气缸处于进气行程时，所述另一气缸排放因所述燃料燃烧而形成的燃烧气体的情况下的点火正时与十六烷值的第二相关关系中的任意一种相关关系，并根据所述测定出的点火正时来推断所述被喷射的燃料的十六烷值。

本发明的“内燃机”的概念包括如下结构的内燃机，即，具有一个或多个气缸，可将含有例如轻油等至少十六烷值能够被规定的各种燃料的混合气体在该各个燃烧室中燃烧时所产生的爆发力，适当经过例如活塞、连杆以及曲轴等，从而作为动力来输出，所述内燃机是指，例如二冲程或四冲程型的柴油发动机等。在本发明的内燃机中，具有用于贮存这种燃料的例如燃料箱等的贮存单元。并且，为了使排气排放良好，内燃机还可以具有EGR(ExhaustGas Re-circulation：废气再循环)通道，其从该内燃机的排气系统向进气系统连通，从而使从多个气缸排放的废气的一部分，自排气系统回流至进气系统。并且，喷射单元可以具有多个喷射器，这些多个喷射器在多个气缸分别处于压缩行程时，分别向多个气缸内喷射燃料。在此，本发明所涉及“燃料已燃烧”或者“燃料未燃烧”的判断，至少可以对燃料是否已完全燃烧的双值状态进行判断，或者可以对例如燃料是否在规定状态下已燃烧的燃料被燃烧的程度或状况进行判断。

在本发明的十六烷值推断装置中，对于导致测定出的点火正时出现误差的原因的运行状态中的气缸内的氧气，进行定量或定性地掌握，并且随之改变表示用于推断十六烷值的点火正时与十六烷值之间的相关关系的设定表。此处所述的本发明的“运行状态”的概念包括，内燃机的驱动状态以及行驶状态。作为该运行状态的具体示例，可以例举如内燃机的转数、内燃机的温度(例如发动机水温)、气缸内的压力(增压)、燃料的温度、喷射燃料时的喷射压力、空燃比(或氧气的量)等。特别是，由于气缸内的压力、内燃机的温度、空燃比(或氧气的量)对于燃料的点火正时所带来的影响较大，因此优选在运行状态中包括这些项目。此外，本发明中的“推断”是指，典型的含义是对表示十六烷值的某些物理量或参数的规定范围直接进行“推断”、“特定”等。并且，还可以包括，对表示十六烷值的某些物理量或参数间接地进行“检测”、“测定”、“计测”等。

其结果为，在例如刚刚进行了F/C之后的各种行程(或各种循环)中，在考虑到内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。特别是，如AT车(Automatic Transmission Vehicle：自动变速车)在减速时的F/C的时间，与一般的车辆相比被设定得极短的情况下，在考虑到内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。特别是，从高精度且简便地规定第一相关关系以及第二相关关系的观点出发，优选为，一气缸是在十六烷值的推断开始之前燃料就已燃烧的气缸。

此外，特别是，推断单元可以在规定的燃料切断的状态下，对十六烷值进行推断。具体为，通过喷射单元来喷射十六烷值推断用的燃料。具体而言，也可以自通常的运行状态起，在例如加速器开度下降的规定的燃料切断的状态下，将与通常的喷射量相比很微量的用于推断十六烷值的燃料于规定的正时喷射。在此，本发明所涉及的“规定的燃料切断状态”的概念中包括，在车辆处于行驶状态下并且停止喷射了用于供内燃机中产生动力的燃料的状态，作为一个典型的示例是指车辆处于减速期间的状态。因此，能够使气缸内的压力变化处于比通常运行时更小程度的变化，并且能够使例如表示内燃机温度的发动机水温等运行状态的变化处于比通常运行时更小程度的变化。其结果为，能够高精度且简便地规定第一相关关系以及第二相关关系。

在这种燃料切断的状态下执行十六烷值的推断处理是包括，依照基于事先的实验、经验、理论以及模拟等，并按照被确定为至少能够以实践中不产生错误的精度来推断十六烷值的程序、算法或运算式等，而进行物理的、机械的、电子的或化学的控制或理论运算及数值运算的概念，尤其包括，伴随着可应用于十六烷值推断的燃料喷射、优选为微量的燃料喷射而进行的处理。例如，作为一种优选的形态，十六烷值的推断单元执行一种包括点火延迟期间的测定等各种程序的十六烷值的推断处理，该点火延迟期间依据了在燃料切断状态下微量的燃料喷射、以及内燃机转数的变动或燃烧压的变动等，并可显著呈现该被喷射的燃料中的十六烷值的差，该十六烷值的推断单元例如根据该点火延迟期间或点火正时来推断十六烷值。

因此，十六烷值的推断单元可以规定为，适当地包括例如燃烧喷射装置、可用于测定点火延迟或点火正时的燃烧压传感器、可用于确定内燃机转数的内燃机转数传感器或曲柄位置传感器、以及对它们可按照适当的算法及动作程序而进行物理的、机械的或电子的控制的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)中的各种处理单元、各种控制器或微型电子计算机装置等各种计算机系统等的系统整体，也可以仅仅规定为，按照适当的控制程序对并非特定于十六烷值的推断而设置的这些喷射装置等现有的单元进行电子控制的ECU及各种控制器。

在本发明的十六烷值推断装置的一种形态中，所述第一相关关系对一个十六烷值规定相对较早的点火正时；所述第二相关关系对所述一个十六烷值规定相对较晚的点火正时。

根据这种形态，在另一气缸排放非燃烧气体的情况下，将规定了第一相关关系的设定表用于推断十六烷值，该第一相关关系为，对于一个十六烷值的燃料其点火正时相对较早。这是由于，当一气缸处于进气行程时，在处于排气行程的另一气缸中，作为即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态的气缸内的氧气量，因非燃烧气体而导致相对增多，从而使点火正时相对较早。

另一方面，在另一气缸排放燃烧气体的情况下，将规定了第二相关关系的设定表用于推断十六烷值，该第二相关关系为，对于上述的一个十六烷值的燃料其点火正时相对推迟。这是由于，当一气缸处于进气行程时，在处于排气行程的另一气缸中，作为即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态的气缸内的氧气量，因燃烧气体而导致相对减少，从而使点火正时相对推迟。

在本发明的十六烷值推断装置的另一种形态中，当在第一期间内执行燃料切断时，所述推断单元根据所述第一相关关系来推断所述十六烷值，所述第一期间为，自所述一气缸中的第一压缩行程的正时起，到继所述一气缸之后进行第二压缩行程的所述另一气缸中的所述第二压缩行程的正时为止的时间间隔。

通过这种形态，能够根据是否在第一期间内执行燃料切断，从而简便地在第一相关关系以及第二相关关系之中选择第一相关关系，并根据所选择的第一相关关系来推断十六烷值。

在本发明的十六烷值推断装置的另一种形态中，当在第二期间内执行燃料切断时，所述推断单元根据所述第二相关关系来推断所述十六烷值，所述第二期间为，自继所述一气缸中的第一压缩行程之后进行第二压缩行程的所述另一气缸中的所述第二压缩行程的正时起，到所述一气缸中于所述第一压缩行程之后进行的第三压缩行程为止的时间间隔。

通过这种形态，能够根据是否在第二期间内执行燃料切断，从而简便地在第一相关关系以及第二相关关系之中选择第二相关关系，并根据所选择的第二相关关系来推断十六烷值。

在本发明的十六烷值推断装置的另一种形态中，所述推断单元，还根据在所述多个气缸中的因所述燃料未燃烧而形成的非燃烧气体的排放频率、点火正时、十六烷值之间的第三相关关系来推断所述十六烷值。

通过这种形态，根据规定了非燃烧气体的排放频率(即，非燃烧循环的频率)、十六烷值、点火正时之间的第三相关关系的设定表，能够高精度地推断十六烷值。其原因在于，由于在推断十六烷值时，能够关注例如气缸盖等内燃机受热的受热量，因而能够对于导致测定出的点火正时出现误差的重要因素的、运行状态中的内燃机受热的热能，进行定量或定性地掌握。

在上述第三相关关系所涉及的形态中，所述第三相关关系可以规定为，随着所述非燃烧气体的排放频率的增多，点火正时越推迟。

通过这种结构，根据高精度地规定为随着非燃烧气体的排放频率的增多、换句话说随着燃烧气体的排放频率的降低，点火正时越推迟的第三相关关系，从而能够更高精度地推断十六烷值。以这种方式规定第三相关关系的理由在于，随着非燃烧气体的排放频率的增多，换句话说随着燃烧气体的排放频率的减少，即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态中的、例如气缸盖等受热的受热量，由于相对较少频率的燃烧气体的排放而导致减少，因此使点火正时推迟。

为了解决上述课题，本发明的另一种十六烷值推断装置具有：多个气缸，其被设置在内燃机中；喷射单元，向所述气缸内喷射燃料；测定单元，根据所述气缸内的压力变化，测定所述气缸内的点火正时；推断单元，根据在所述多个气缸中的因所述燃料未燃烧而形成的非燃烧气体的排放频率、点火正时、十六烷值之间的第三相关关系，以及所述测定出的点火正时来推断所述被喷射的燃料的十六烷值。

通过本发明的另一种十六烷值推断装置，能够根据规定了非燃烧气体的排放频率(即，非燃烧循环的频率)、十六烷值、点火正时之间的第三相关关系的设定表，从而高精度地推断十六烷值。这是因为，在推断十六烷值时，由于能够关注例如气缸盖等内燃机受热的受热量，因此能够对于导致测定出的点火正时出现误差的重要因素的、运行状态中内燃机受热的热能，进行定量或定性地掌握。

其结果为，例如在刚刚执行了F/C之后的各种行程(或各种循环)中，在考虑到内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。特别是，例如AT车在减速时的F/C的时间与一般车辆相比被设定得极短的情况下，在考虑到内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。

为了解决上述课题，本发明的第一种十六烷值推断方法包括：喷射工序，分别向设置在能将废气的一部分自排气系统回流至进气系统的内燃机中的多个气缸内喷射燃料；测定工序，根据所述气缸内的压力变化，测定所述气缸内的点火正时；推断工序，根据对应于一气缸处于进气行程时，处于排气行程的另一气缸排放因所述燃料燃烧而形成的燃烧气体的情况下的点火正时与十六烷值的第一相关关系；以及对应于所述一气缸处于进气行程时，所述另一气缸排放因所述燃料未燃烧而形成的非燃烧气体的情况下的点火正时与十六烷值的第二相关关系中的任意一种相关关系，并根据所述测定出的点火正时来推断所述被喷射的燃料的十六烷值。

通过本发明的第一种十六烷值推断方法，能够具有上述本发明的十六烷值推断装置的实施方式所具有的各种效果。

并且，与上述本发明的十六烷值推断装置的实施方式所具有的各种形态相对应，本发明的第一种十六烷值推断方法的实施方式也可以采用各种形态。

为了解决上述课题，本发明的第二种十六烷值推断方法包括：喷射工序，分别向设置在内燃机中的多个气缸内喷射燃料；测定工序，根据所述气缸内的压力变化，测定所述气缸内的点火正时；推断工序，根据在所述多个气缸中的因所述燃料未燃烧而形成的非燃烧气体的排放频率、点火正时、十六烷值之间的第三相关关系，以及所述测定出的点火正时来推断所述被喷射的燃料的十六烷值。

通过本发明的第二种十六烷值推断方法，能够具有上述本发明的另一种十六烷值推断装置的实施方式所具有的各种效果。

并且，与上述本发明的另一种十六烷值推断装置的实施方式所具有的各种形态相对应，本发明的第二种十六烷值推断方法的实施方式也可以采用各种形态。

附图说明

图1为图示了安装有本实施方式中的内燃机排气净化装置的车辆基本结构的模式图。

图2为表示本实施方式中的十六烷值推断处理流程的流程图。

图3为表示在本实施方式中，对应于在期间T1内开始F/C状况下的十六烷值与点火正时的第一相关关系，和对应于在期间T2内开始F/C状况下的十六烷值与点火正时的第二相关关系的图。

图4为以图解方式，表示本实施方式中在期间T1内开始F/C状况下的四个气缸的行程正时的模式图。

图5为以图解方式，表示本实施方式中在期间T2内开始F/C状况下的四个气缸的行程正时的模式图。

图6为表示另一种实施方式中的十六烷值推断处理流程的流程图。

图7为规定了在另一种实施方式中的非燃烧循环的频率、十六烷值、点火正时之间的第三相关关系的设定表。

图8为以图解方式，表示在另一种实施方式中的非燃烧气体的排放频率相对较少情况下的四个气缸的行程正时的模式图(图8(a))；以及在另一种实施方式中的非燃烧气体的排放频率相对较多情况下的四个气缸的行程正时的模式图(图8(b))。

符号说明

1发动机

2电子节气门

2a AFM(Air Flow Meter：空气流量计)

#1-#4气缸

3进气通道

4排气通道

5进气过滤用的空气过滤器

6涡轮增压器

6a压缩机

6b气轮机

7进气量调节用的节流阀

7a增压传感器

8DPNR催化剂

9排气净化单元

10燃料添加阀

11EGR通道

12EGR催化剂

13EGR冷却器

14EGR阀

15排气节流阀

16消声器

20ECU

30喷射器

31共轨装置

32燃料泵

33曲轴转角传感器

40压力传感器

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

(1)车辆的基本结构

首先，参照图1对安装了本实施方式中的内燃机排气净化装置的车辆基本结构进行说明。在此，图1为，以图解方式表示安装了本实施方式中的内燃机排气净化装置的车辆基本结构的模式图。并且，对安装了本实施方式中的内燃机排气净化装置的车辆的一种形态进行了图示，即，其适用于#1气缸“1a”至#4气缸的四个气缸被排列成一列的所谓直列四气缸的往复式内燃机(所谓“柴油发动机”：以下称为“发动机1”)的形态。发动机1例如被作为汽车的行驶用驱动源使用，在发动机1中产生的驱动力，经由未图示的离合器、变速器、差速齿轮及驱动轴而被传递至车轮。

如图1所示，发动机1的结构包括：电子节气门2、AFM(Air Flow Meter：空气流量计)2a、气缸#1至#4、进气通道3、排气通道4、进气过滤用的空气过滤器5、涡轮增压器6、压缩机6a、气轮机6b、进气量调节用的节流阀7、用于测定进气系统增压的增压传感器7a、DPNR(Diesel Particulate-NOxactive Reduction system：柴油机微粒-NOx活性降低系统)催化剂8、排气净化单元9、燃料添加阀10、EGR通道11、EGR催化剂12、EGR冷却器13、EGR阀14、排气节流阀15、消声器16、ECU20、喷射器30、共轨装置31、燃料泵32、用于测定内燃机转数的曲轴转角传感器33以及压力传感器40。并且，由ECU20构成了本发明中的“推断单元”的一个具体示例。特别是，在ECU20所具有的存储部中，可存储被检测出的十六烷值等各种输入数据的同时，还存储有ECU20被作为推断单元而发挥功能时使用的、规定的程序及规定的设定表。

此外，由测定气缸内压力的压力传感器40构成了本发明中的“测定单元”的一个具体示例。此外，喷射器30构成了本发明中的“喷射单元”的一个具体示例。

如图1所示，发动机1是作为行驶动力源而被安装于车辆上的部件，发动机1的回流系统，即所谓EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)系统的结构为，在其气缸#1至#4中，连接有进气通道3以及排气通道4，在进气通道3中分别设有进气过滤用的空气过滤器5、涡轮增压器6的压缩机6a、及用于调节进气量的节流阀7，在排气通道4中设有涡轮增压器6的气轮机6b。在排气通道4中比气轮机6b更靠下游的一侧设有包括DPNP催化剂8的排气净化单元9，以及作为燃料添加单元的燃料添加阀10，该DPNP催化剂8是作为排气净化单元的NOx储存还原催化剂的一种示例，该燃料添加单元用于向该DPNP催化剂8的上游添加作为还原剂的燃料。排气通道4与进气通道3通过EGR通道11连接，在EGR通道11中，以回流气体的流动方向为基准，自上游侧向下游侧设有EGR催化剂12、EGR冷却器13以及EGR阀14。

涡轮增压器6为分别具备可变喷嘴6n的可变喷嘴型涡轮增压器，其通过改变被分别设置的可变喷嘴6n的开度，从而能够改变气轮机6b的入口部分的流道截面积。

此外，发动机1的进气系统的结构为，气体自未图示的用于吸入外部气体的空气导管起，流向AFM(Air Flow Meter：空气流量计)2a、电子节气门2、进气流道3，并且经由进气门而被吸入到气缸#1至#4内的燃烧室中。在进气门中，设有用于开闭进气门的进气阀。另一方面，发动机1的排气系统的结构为，废气自气缸#1至#4内的燃烧室，经由排气门、未图示的排气通道4、DPNR催化剂8以及消声器16而被排放到大气中。

燃料添加阀10被设置为，用于向DPNR8的上游添加燃料，从而生成用于被DPNR8吸收的NOx释放以及DPNR8的S再生所需的还原环境。燃料添加阀10的燃料添加动作由发动机控制单元(ECU)20控制。ECU20为公知的计算机单元，其操作用于将燃料喷射到气缸#1至#4的喷射器30、以及积蓄自燃料泵32向喷射器30供给的燃料压力的共轨装置31的压力调节阀等各种装置，从而控制发动机1的运行状态。ECU20控制喷射器30的燃料喷射动作，以使空燃比被控制为处于理论空燃比的过稀一侧，该空燃比是被吸入发动机1的空气与由喷射器30添加的燃料的质量比。

DPNR催化剂8具有如下性质，即，在排气空燃比要比理论空燃比更稀时，储存氮氧化物(NOx)，而在排气空燃比为理论空燃比或比理论空燃比更浓时，将储存的NOx释放并还原成氮气(N₂)。由于DPNR催化剂8能够储存的NOx量具有上限，因此，按照规定的间隔实施从催化剂14中释放NOx并还原为N₂的NOx还原，以避免被储存的NOx量到达该上限，从而将DPNR催化剂8的排气净化性能维持在较高的状态。此外，DPNR催化剂8会由于排气中所含的硫氧化物(SOx)而中毒。因此，以规定的间隔执行S再生，该S再生为，在将DPNR催化剂8升温至从NOx催化剂中释放硫(S)的温度区域的同时，使排气空燃比处于理论空燃比或浓于理论空燃比，从而解除硫中毒以使DPNR催化剂8的功能再生。在后文中，将NOx还原以及S再生总称为功能再生处理。该功能再生处理通过自燃料添加阀10向DPNP催化剂8上游的排气通道4内添加燃料而执行。

另外，在本发明中的NOx储存还原催化剂，只需能够在催化剂中保持NOx的催化剂即可，NOx是以吸收或者吸附的何种形态而被保持的并不受储存的用语所限制。此外，对于SOx的中毒也不限定其形态。并且，对于NOx以及SOx的释放也不限定其形态。

各种执行器的工作，通过发动机控制单元(ECU)20来进行控制。ECU20被构成为，包括了微处理器及其工作所必需的RAM、ROM等外围设备的计算机，其为公知的计算机单元，根据从各种传感器输入的信号来操作可变喷嘴6n等各种装置，以控制发动机1的运行状态。在ECU20中连接有，例如输出与发动机1的曲轴角度相对应的信号的曲轴转角传感器33、输出与经过了排气净化单元9的排气温度相对应的信号的排气温度传感器、以及AFM2a等，ECU20参照这些输出信号来控制发动机1的运行状态。此外，ECU通过执行图2以及图6所示的程序从而作为本发明的控制单元发挥功能。并且，关于这些程序的详细说明在后文中叙述。由ECU20控制的控制对象除此之外还存在很多种，在此省略了图示。

(2)燃料的十六烷值的推断处理

接下来，参照图2及图3，对本实施方式中的十六烷值的推断处理进行说明。在此，图2为表示本实施方式中的十六烷值推断处理流程的流程图。此外，该十六烷值的推断处理是由ECU20，例如以几十毫秒或几毫秒等规定周期而被反复执行的。图3为表示在本实施方式中，对应于在期间T1内开始F/C状况下的十六烷值与点火正时的第一相关关系，和对应于在期间T2内开始F/C状况下的十六烷值与点火正时的第二相关关系的图。

如图2所示，首先，在ECU20的控制下，例如通过曲轴转角传感器33来检测出内燃机的转数等，对表示内燃机运行状态的各种变量及参数进行检测(步骤S10)。

接着，在ECU20的控制下，对是否要求燃料切断(F/C)进行判断(步骤S101)。在此，当判断为要求燃料切断时(步骤S101：是(Yes))，则在ECU20的控制下，对十六烷值的推断是否为未实施进行判断，换句话说，对十六烷值的推断是否还未被实施而需要实施进行判断(步骤S102)。在此，当十六烷值的推断为未实施时，换句话说十六烷值的推断还未被实施且需要实施时(步骤S102：是(Yes))，则进一步对F/C的开始时间是否包含在期间T1内进行判断(步骤S103)。在此，本实施方式中的期间T1是指，从对应于所关注气缸的第一气缸的压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_1a之后起，到在第一气缸之后进行压缩行程的第二气缸的该压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_2a之前为止的期间。此外，在此，本实施方式中的关注气缸是指，具有压力传感器40并且实施十六烷值的推断处理的气缸。

当步骤S103的判断结果为，F/C的开始时间包含在期间T1内时(步骤S103：是(Yes))，则在ECU20的控制下，“开启(ON)”被输入至标记变量xT1中(步骤S104)。另一方面，当步骤S103的判断结果为，F/C的开始时间不包含在期间T1内时(步骤S103：否(No))，则在ECU20的控制下，“关闭(OFF)”被输入至标记变量xT1中(步骤S105)。接下来，在ECU20的控制下，通过喷射器30喷射十六烷值推断用的燃料(步骤S106)。

然后，在ECU20的控制下，通过压力传感器40对燃料的点火正时进行实际测定，并将该测定值代入变量IGT(步骤S107)。

接着，在ECU20的控制下，对标记变量xT1是否为“开启(ON)”进行判断(步骤S108)。在此，当判断为标记变量xT1为“开启(ON)”时(步骤S108：是(Yes))，则在ECU20的控制下，根据与F/C在期间T1内开始的状况相对应的，规定了十六烷值与点火正时的第一相关关系的设定表map_a(IGT)，来推断十六烷值(步骤S109)。

具体而言，当F/C在期间T1内开始时，如所述图3中的曲线(a)所示，为了推断十六烷值而使用规定了第一相关关系的设定表，该第一相关关系为，对于相同的十六烷值CN1的燃料，点火正时IGT1相对较早。这是由于，当F/C在期间T1内开始时，作为即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态下的气缸内的氧气量，因非燃烧气体而导致相对增多，从而使点火正时相对较早。

另一方面，当步骤S108的判断结果为，标记变量xT1不为“开启(ON)”时(步骤S108：否(No))，则在ECU20的控制下，根据与F/C在期间T2内开始的状况相对应的，规定了十六烷值与点火正时的第二相关关系的设定表map_b(IGT)，来推断十六烷值(步骤S110)。

具体而言，当F/C在期间T2内开始时，如所述图3中的曲线(b)所示，为了推断十六烷值而使用规定了第二相关关系的设定表，该第二相关关系为，对于相同的十六烷值CN1的燃料，其点火正时IGT2相对较晚。这是由于，如上文所述，当F/C在期间T2内开始时，作为即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态下的气缸内的氧气量，因非燃烧气体而导致相对减少，从而使点火正时相对推迟。

如此，在本实施方式中的着眼于氧气量的十六烷值的推断方法中，对于导致测定出的点火正时出现误差的重要因素的、作为运行状态的气缸内的氧气，进行定量或定性地掌握，并且随之，使表示用于推断十六烷值的点火正时与十六烷值的相关关系的设定表发生变化。

其结果为，在刚刚进行了F/C之后的各种行程(或各种循环)中，在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。特别是，如AT车(Automatic Transmission Vehicle：自动变速车)在减速时的F/C时间与一般车辆相比被设定得极短的情况下，在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。

另一方面，当步骤S101的判断结果为，未判断为要求燃料切断时(步骤S101：否(No))，则在ECU20的控制下，执行通常的燃料喷射控制(步骤S111)。或者，另一方面，当步骤S102的判断结果为，十六烷值的推断不是未实施时，换句话说十六烷值的推断已经结束而不需要实施时(步骤S102：否(No))，为了抑制燃料的消耗，而执行不需要推断十六烷值的通常的F/C(步骤S112)。

(3)本实施方式的作用与效果的探讨

接下来，适当参照图4、图5以及上述的图3，对本实施方式中的十六烷值推断处理的作用及效果进行探讨。

(3-1)一般的问题点

在一般的柴油发动机等内燃机中，例如轻油等燃料的点火正时，根据燃料被喷射的正时及时期、燃料的喷射量等燃料的喷射模式而发生变化。即使在固定了这种燃料的喷射模式的情况下，由于例如内燃机的转数、内燃机的温度(所谓发动机水温)、气缸内的压力(所谓增压)、燃料的温度以及喷射燃料时的喷射压力等内燃机运行状态的影响，燃料的点火正时也会发生变化。

特别是，当通过驾驶员的加速操作，即所谓加速器开度的调节，使内燃机的运行状态自进行通常燃烧的状态被切换到燃料切断(F/C)的状态时，例如内燃机的转数、空燃比、气缸内的温度等多种表示运行状态的状态量将会急剧地变化。因此，当为了推断十六烷值而以规定的喷射模式进行了燃料喷射时，换句话说，在将燃料的喷射量设为规定的喷射量，或将燃料的喷射正时设为规定的喷射正时的情况下，所测定出的点火正时也会发生误差。因此，根据测定出的点火正时，在技术上难以单纯地特定十六烷值。

因此，在比较例的十六烷值检测方法中，从F/C刚刚开始之后到经过规定时间为止，不实施十六烷值的检测。但是，如AT车(Automatic TransmissionVehicle：自动变速车)在减速时的F/C时间与一般车辆相比被设定得极短的情况下，如果从F/C刚刚开始之后到经过规定时间为止不实施十六烷值的检测，则会产生如下的技术问题，即，将会返回到燃料的通常喷射控制，从而频繁发生失去检测十六烷值的机会，导致检测十六烷值的频率减少。

(3-2)着眼于氧气量的十六烷值的推断方法

接下来，适当参照图4、图5以及上述的图3，对本实施方式中的着眼于氧气量的十六烷值的推断方法进行说明。在此，图4为以图解方式，表示本实施方式中在期间T1内开始F/C状况下的四个气缸的行程正时的模式图。图5为以图解方式，表示本实施方式中在期间T2内开始F/C状况下的四个气缸的行程正时的模式图。

本实施方式中的着眼于氧气量的十六烷值的推断方法，换句话说是一种依据氧气量来推断十六烷值的方法，该氧气量是根据在所关注的一气缸处于进气行程时，执行排气行程的另一气缸是排放因燃料已燃烧而形成的燃烧气体、或者是排放因燃料未燃烧而形成的非燃烧气体，从而被定性或定量地确定的。

以下进行具体说明。一般来说，例如在假设具备四个气缸的四循环内燃机的情况下，如图4及图5所示，四个气缸按照气缸#1、气缸#3、气缸#4、气缸#2的顺序，以分别偏移180度的曲轴转角，进行进气行程、压缩行程、燃烧行程、排气行程这四种行程。关于通常的燃料喷射，在图4以及图5中表示，在用涂黑的星形标记表示的正时，设定(调节)下次燃料喷射的喷射模式，而在用白色的星形标记所示的正时，执行按照该喷射模式的燃料喷射。另一方面，关于用于推断十六烷值的燃料的一般喷射控制，当F/C在图4以及图5中的期间T0所示的时间间隔内开始时，在最快的情况下，在SET_1b的正时设定十六烷值检测用的规定喷射模式，并在INJ_1b的正时实施十六烷值检测用的喷射模式。在此，期间T0是指，从对应于所关注气缸的第一气缸的、某个循环的压缩行程中，燃料的喷射模式被设定(调节)的正时SET_1a之后起，到相同气缸中的下一个循环的压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_1b之前为止的期间。

相对于此，本实施方式中的着眼于氧气量的十六烷值的推断方法为，将期间T0分割为期间T1和期间T2两个期间，并根据F/C在哪个期间内开始，而采用不同的十六烷值的推断方法。在此，本实施方式中的期间T1是指，从对应于所关注气缸的第一气缸的某个循环的压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_1a之后起，到在第一气缸之后进行压缩行程的第二气缸的该压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_2a之前为止的期间。此外，在此，本实施方式中的所关注气缸是指，具有压力传感器40并且实施十六烷值的推断处理的气缸。另外，本实施方式中的期间T2是指，从对应于所关注气缸的第一气缸之后进行压缩行程的第二气缸的该压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_2a之后起，到第一气缸的下一个循环的压缩行程中，燃料的喷射模式被设定的正时SET_1b之前为止的期间。

(3-3)F/C在期间T1内开始时的十六烷值的推断原理

在此，参照图4对F/C在期间T1内开始时的十六烷值的推断原理进行说明。

在通常情况下，如果F/C开始，则在其后直到恢复了通常喷射要求为止的期间内，只要不设定十六烷值推断用的特别喷射，就不会设定喷射模式。即，在图4的示例中，F/C在期间T1内开始时，用于第二气缸的SET_2a的正时由于在F/C开始之后，因此不设定喷射。

因此，在第二气缸中的用(B)表示的排气行程中，在期间T1内F/C刚刚开始之后，第一次进行因燃料未燃烧而形成的非燃烧气体的排放。该(B)所示的排气行程中的非燃烧气体的排放，由于与第一气缸中的用(A)所示的进气行程大致同时被执行，因此经由EGR通道(EGR管道)，大部分被第一气缸吸收。

其结果可以明确，当F/C在期间T1内开始时，与后文叙述的F/C在期间T2内开始的情况相比，由于即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态中的气缸内的氧气量，因非燃烧气体而导致相对增多，所以使点火正时相对较早。

(3-4)F/C在期间T2内开始时的十六烷值的推断原理

接下来，参照图5对F/C在期间T2内开始时的十六烷值的推断原理进行说明。

一般情况下，即使在F/C的要求过程中，在该F/C的要求开始之前被设定的通常喷射，也照常实施燃料喷射。即，在图5的示例中，虽然F/C在期间T2内开始，但是在之前的SET_2a的正时被设定的第二气缸的通常喷射仍在INJ_2a的正时实施。

因此，在第二气缸中的用(B)表示的排气行程中，将会排放因燃料已燃烧而形成的燃烧气体。由于该(B)所示的排气行程中的燃烧气体的排放，与第一气缸中用(A)所示的进气行程大致同时被执行，因此经由EGR通道(EGR管道)，大部分被第一气缸吸收。换句话说，在第一气缸中的用(A)所示的进气行程中，几乎或完全不会发生非燃烧气体经由EGR通道(EGR管道)而被吸收的状况。

其结果可以明确，当F/C在期间T2内开始时，与上文所述的F/C在期间T1内开始的情况相比，由于开始十六烷值推断处理之前的运行状态的气缸内的氧气量，因燃烧气体而导致相对减少，所以使点火正时相对推迟。

(3-5)根据F/C开始的期间而进行的推断处理

在本实施方式中的着眼于氧气量的十六烷值的推断方法中，根据F/C是在期间T1和期间T2的哪个期间内开始的，来改变表示了用于推断十六烷值的点火正时与十六烷值之间的相关关系的设定表。

具体而言，当F/C在期间T1内开始时，如所述图3中的曲线(a)所示，为了推断十六烷值，而使用规定了第一相关关系的设定表，该第一相关关系为，对于相同的十六烷值CN1的燃料，点火正时IGT1相对较早。这是由于如上文所述，当F/C在期间T1内开始时，处于即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态的气缸内的氧气量，因非燃烧气体而导致相对增多，从而使点火正时相对较早。

另一方面，当F/C在期间T2内开始时，如所述图3中的曲线(b)所示，为了推断十六烷值而使用规定了第二相关关系的设定表，该第二相关关系为，对于相同的十六烷值CN1的燃料，其点火正时IGT2相对较晚。这是由于如上文所述，当F/C在期间T2内开始时，处于即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态下的气缸内的氧气量，因燃烧气体而导致相对减少，从而使点火正时相对推迟。

如此，在本实施方式中的着眼于氧气量的十六烷值的推断方法中，对于导致测定出的点火正时出现误差的重要因素的、处于运行状态的气缸内的氧气，进行定量或定性地掌握，并且随之改变表示用于推断十六烷值的点火正时与十六烷值的相关关系的设定表。

其结果为，在F/C刚刚开始之后的各种行程(或各种循环)中，在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。特别是，如AT车(Automatic Transmission Vehicle：自动变速车)在减速时的F/C时间与一般车辆相比被设定得极短的情况下，在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。

(4)另一种实施方式

接下来，对另一种实施方式中的十六烷值推断处理进行说明。并且，在另一种实施方式的构成元件中，对于与上述实施方式大致相同的构成元件，标以相同的符号，并适当省略对这些元件的说明。

(4-1)燃料的十六烷值的推断处理

然后参照图6，对另一种实施方式中的十六烷值推断处理进行说明。在此，图6为表示另一种实施方式中的十六烷值推断处理流程的流程图。并且，该十六烷值的推断处理是通过ECU20，例如以几十毫秒或几毫秒等规定周期而被反复执行的。并且，在另一种实施方式的推断处理中，对于与上述实施方式大致相同的动作及处理，标以相同的符号，并适当省略对它们的说明。

如图6所示，在经过了上述的步骤S101以及S102，且十六烷值的推断为未实施的情况下，换句话说，十六烷值的推断还未被实施且需要实施的情况下(步骤S102：是(Yes))，则进一步在ECU20的控制下，对作为当前对象的气缸是否为所关注气缸进行判断(步骤S201)。另一种实施方式中的关注气缸是指，如上文所述的具有压力传感器40，并且实施十六烷值的推断处理的气缸。

当步骤S201的判断结果为，作为当前对象的气缸是关注气缸时(步骤S201：是(Yes))，则在ECU20的控制下，通过喷射器30来喷射十六烷值推断用的燃料(步骤S202)。

接下来，在ECU20的控制下，通过压力传感器40对燃料的点火正时进行实际测定，并将该测定值代入变量IGT(步骤S203)。

接着，在ECU20的控制下，根据规定了第三相关关系的设定表map_(IGT、count)来推断十六烷值(步骤S204)，该第三相关关系为，随着与非燃烧气体的排放频率相对应的计数count的增多，其点火正时IGT3将会推迟。并且，关于该用于推断十六烷值的设定表map_(IGT、count)的具体说明，在后文中进行叙述。

另一方面，当步骤S201的判断结果为，作为当前对象的气缸不是所关注的气缸时(步骤S201：否(No))，则在ECU20的控制下，使计数变量增加“1”(步骤S205)。

接下来，在ECU20的控制下，为了抑制燃料的消耗，执行不需要推断十六烷值的通常的F/C(步骤S206)。

(4-2)着眼于受热量的十六烷值的推断处理

下面，参照图7以及图8，对用于另一种实施方式中的着眼于受热量的十六烷值推断的设定表进行说明。在此，图7为规定了另一种实施方式中的非燃烧循环的频率、十六烷值、点火正时之间的第三相关关系的设定表。图8为以图解方式，表示在另一种实施方式中的非燃烧气体的排放频率相对较少情况下的四个气缸的行程正时的模式图(图8(a))；以及在另一种实施方式中的非燃烧气体的排放频率相对较多情况下的四个气缸的行程正时的模式图(图8(b))。

另一种实施方式中的、着眼于例如汽缸盖等内燃机受热的受热量的十六烷值的推断方法，换句话说，是一种根据在十六烷值推断用的燃料被以规定的喷射模式进行喷射之前的期间内，在全部气缸中的未执行燃烧的非燃烧循环(即，非燃烧行程)的频率多少来推断十六烷值的方法。即，根据规定了第三相关关系的设定表，来推断十六烷值，该第三相关关系为，在十六烷值推断用的燃料被以规定的喷射模式进行喷射之前的期间内，在全部气缸中的未执行燃烧的非燃烧循环(即，非燃烧行程)的频率、十六烷值以及点火正时之间的相关关系。

具体而言，规定了该第三相关关系的设定表，如图7所示，表示了如下的相关关系，即随着非燃烧循环(即，非燃烧行程)的频率的减少(即，随着非燃烧气体的排放频率的减少)，并且随着十六烷值增大，而点火正时将会提前。并且，图7中的圆的尺寸，表示了点火正时的程度，圆的尺寸越大，点火正时的延迟时间就越大，即表示点火正时比较晚。另一方面，图7中的圆的尺寸越小，点火正时的延迟时间就越小，即表示点火正时提前。这是由于如上文所述，随着非燃烧气体的排放频率的减少，换句话说，随着燃烧气体的排放频率的增多，即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态中的例如气缸盖等受热的受热量，将会因相对较多频率的燃烧气体的排放而导致增多，因此使点火正时较早。

更具体而言，如图8(a)所示，当F/C在期间T3内开始时，在用SET_1b的正时设定第一气缸中十六烷值推断用的喷射模式之前排放非燃烧气体为一个循环，非燃烧气体的排放频率相对较少。在此，期间T3是指，在将所关注气缸设为第一气缸，并且以下按照执行压缩行程的顺序来设定第二、第三、第四气缸时，自第三气缸的喷射设定正时SET_3a起到第四气缸的喷射设定正时SET_4a为止的期间。换句话说，可以预料到，由于燃烧气体的排放频率相对增多，因此例如气缸盖等受热的受热量，将会因相对较多频率的燃烧气体的排放而增多，从而使点火正时提前。因此，使用上述规定了对应于非燃烧气体的排放频率相对较少情况下的十六烷值与点火正时的第三相关关系的设定表，来推断十六烷值。

换句话说，规定了该第三相关关系的设定表，如图7所示，表示了如下的相关关系，随着非燃烧循环(即，非燃烧行程)的频率的增多(即，随着非燃烧气体的排放频率的增多)，并且随着十六烷值减小，而点火正时将会推迟。这是由于如上文所述，随着非燃烧气体的排放频率的增多，换句话说，随着燃烧气体的排放频率的减少，作为即将开始十六烷值推断处理之前的运行状态的例如气缸盖等受热的受热量，将会因相对较少频率的燃烧气体的排放而导致减少，因此使点火正时推迟。

更具体而言，如图8(b)所示，当F/C在期间T1内开始时，在用SET_1b的正时设定第一气缸中十六烷值推断用的喷射模式之前排放非燃烧气体为三个循环，非燃烧气体的排放频率相对较多。在此，期间T1是指，在将所关注气缸设为第一气缸，并且以下按照执行压缩行程的顺序来设定第二、第三、第四气缸时，自第一气缸的喷射设定正时SET_1a起到第二气缸的喷射设定正时SET_2a为止的期间。换句话说，可以预料到，由于燃烧气体的排放频率减少，因此例如气缸盖等受热的受热量，将会因相对较少频率的燃烧气体的排放而导致减少，从而使点火正时推迟。因此，使用上述的、规定了对应于非燃烧气体的排放频率相对较多情况下的十六烷值与点火正时的第三相关关系的设定表的另一部分，来推断十六烷值。

如此，在另一种实施方式中的、着眼于例如气缸盖等内燃机受热的受热量的十六烷值的推断方法中，为了对导致测定出的点火正时出现误差的重要因素的运行状态中的内燃机受热热能，进行定量或定性地掌握，因而根据规定了非燃烧循环(即、非燃烧行程)的频率、十六烷值以及点火正时之间的第三相关关系的设定表，来推断十六烷值。

其结果为，在刚刚进行了F/C之后的各种行程(或各种循环)中，在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。特别是，在如AT车(Automatic Transmission Vehicle：自动变速车)在减速时的F/C时间与一般车辆相比被设定得极短的情况下，在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够高精度且迅速地对十六烷值进行推断。

并且，在另一种实施方式中的、着眼于例如气缸盖等内燃机受热的受热量的十六烷值的推断方法中，如果考虑到在上述实施方式中用于推断着眼于气缸内氧气量的十六烷值的设定表，则在考虑内燃机的运行状态变化的同时，能够更高精度地对十六烷值进行推断。

在上述的实施方式中，作为用于在考虑运行状态的同时对十六烷值进行推断的方法，对规定了对应于内燃机运行状态的十六烷值、与点火正时的相关关系的多种设定表，以及规定了非燃烧循环的频率、十六烷值、点火正时之间的相关关系的设定表进行了说明，但是，只需使用理论地、实验地、经验地、或者模拟地对运行状态进行定量或定性考虑的函数、或数学模型即可。

本发明并不仅限于上述实施方式，其能够在不违反权利要求书以及说明书中所体现的发明要旨或思想的范围内进行各种适当的改变，伴随着这种改变的十六烷值推断装置以及方法也都包括在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明的十六烷值推断装置以及方法可以应用于，例如柴油发动机等的内燃机中对燃料的十六烷值进行推断的十六烷值推断装置及方法中。