JP2008151004A - Fuel moisture content detecting method and heater current-carrying starting timing setting method using this method - Google Patents

Fuel moisture content detecting method and heater current-carrying starting timing setting method using this method Download PDF

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Hiromichi Yasuda
宏通 安田
Yoichiro Goya
陽一郎 合屋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of increasing cost, since a sensor is conventionally incorporated only for detecting the alcohol concentration in fuel, when detecting the fuel moisture content. <P>SOLUTION: This fuel moisture content detecting device has a cylinder internal pressure sensor 20 detecting pressure P in a combustion chamber 14, a fuel injection quantity setting part 39 setting a supply quantity of the fuel to the combustion chamber 14, a crank angle sensor 37 detecting a crank angle phase, a combustion chamber volume calculating part 41 calculating the volume V of the combustion chamber 14 when detecting the pressure P in the combustion chamber 14 by the cylinder internal pressure sensor 20, a low calorific value index calculating part 43 calculating a control parameter on a calorific value of the fuel from the supply quantity of the fuel, the pressure P and the volume V of the combustion chamber 14, and a fuel moisture content calculating part 44 calculating the moisture content W of use fuel from a rate of a value of the calculated control parameter to a value of a control parameter in the preset predetermined moisture content. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンに供給される燃料の含水率を検出する方法およびエンジンの排気通路に配されたセンサを加熱するためのヒータに対する通電開始時期の設定方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting the moisture content of fuel supplied to an engine, and a method for setting an energization start timing for a heater for heating a sensor disposed in an exhaust passage of the engine.

近年、資源枯渇および環境への懸念からエタノール燃料が注目されている。このエタノール燃料は、セルロース,トウモロコシ,天然ガスなどから比較的容易に生産できる安価で現実的な環境保全燃料であり、このような燃料に対応したFFV(Flex Fuel Vehicle:フレキシブル燃料自動車)の開発が急がれている。   In recent years, ethanol fuel has attracted attention due to resource depletion and environmental concerns. This ethanol fuel is an inexpensive and realistic environmental conservation fuel that can be produced relatively easily from cellulose, corn, natural gas, etc., and the development of FFV (Flex Fuel Vehicle) corresponding to such fuel has been developed. I'm in a hurry.

一方、エタノールは周知のような吸湿性を有しているため、生産地や製造工場によって品質が変動しやすく、E100(エタノール100%)の燃料であっても、その生成過程における水分の混入によるある程度の含水率を有することを免れない。通常、燃料中の含水率が高くなるほど排気ガスに含まれる水分量が多くなるため、熱衝撃に弱いジルコニアなどのセラミックスを用いたOセンサやA/Fセンサにおいては、その使用時に被水割れなどの事故に対する注意が必要となる。すなわち、これらセンサの検出素子が活性化する温度は600℃以上であることから、エンジンの始動時にセンサも早く活性化させる必要上、検出素子を加熱するためのヒータがこれらのセンサに組み込まれている。エンジンの冷態始動時に、特に寒冷地においては排気管の内壁に凝縮した水滴がヒータにより加熱中のセンサの検出素子に触れると、熱衝撃によって検出素子にクラックが発生する、いわゆる被水割れを起こす可能性がある。 On the other hand, since ethanol has a hygroscopic property as well known, the quality is likely to vary depending on the production area and manufacturing factory, and even if it is a fuel of E100 (ethanol 100%), it is caused by the mixing of moisture in the production process. It is inevitable to have a certain moisture content. Normally, the higher the moisture content in the fuel, the greater the amount of moisture contained in the exhaust gas. Therefore, in O 2 sensors and A / F sensors using ceramics such as zirconia that are vulnerable to thermal shock, It is necessary to pay attention to such accidents. That is, since the temperature at which the detection elements of these sensors are activated is 600 ° C. or higher, a heater for heating the detection elements is incorporated in these sensors in order to activate the sensors quickly when the engine is started. Yes. When the engine starts cold, especially in cold regions, when water droplets condensed on the inner wall of the exhaust pipe touch the detection element of the sensor being heated by the heater, a crack is generated in the detection element due to thermal shock. There is a possibility of waking up.

特許文献1には、燃料供給経路の途中にアルコール濃度センサを組み込んで燃料中のアルコール濃度を検出し、これに基づいて排気ガス中に含まれる水分量を推定し、排気通路に配されたセンサのヒータに対する通電開始時期を制御する技術が開示されている。これによると、水分量が多いほど通電開始時期を遅らせて排気通路内の水滴をより確実に蒸発させ、検出素子が被水割れすることによるセンサの破損事故を抑制することができる。   In Patent Document 1, an alcohol concentration sensor is incorporated in the middle of the fuel supply path to detect the alcohol concentration in the fuel, and based on this, the amount of water contained in the exhaust gas is estimated, and a sensor disposed in the exhaust passage A technique for controlling the start of energization of the heater is disclosed. According to this, as the amount of moisture increases, the energization start time is delayed to more reliably evaporate water droplets in the exhaust passage, and it is possible to suppress a sensor damage accident caused by water-cracking of the detection element.

特開2005−344550号公報JP 2005-344550 A

特許文献1では、燃料中のアルコール濃度を検出するだけのためのセンサを組み込んでいるため、そのためのコストアップを避けることができない。   In patent document 1, since the sensor only for detecting the alcohol concentration in fuel is built in, the cost increase for that cannot be avoided.

本発明の主たる目的は、燃料の性状を検出するための専用のセンサを用いることなく、燃料の含水率を検出し得る方法を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a method capable of detecting the moisture content of a fuel without using a dedicated sensor for detecting the properties of the fuel.

本発明の他の目的は、エンジンの排気通路に配され、ヒータを用いて加熱することにより活性化するセンサに対し、エンジンの始動後におけるヒータへの通電開始時期を先の燃料含水率検出方法を利用して設定し得る方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for detecting the fuel moisture content in advance of the energization start timing of the heater after the engine is started with respect to a sensor that is arranged in the exhaust passage of the engine and is activated by heating with a heater. It is to provide a method that can be set by using.

エンジンの燃焼の1サイクルにおける熱発生量は、エンジンに供給された燃料の燃焼成分(CnHmO)における炭素と水素との分率に完全に比例する。従って、例えば水を5%含むE95のアルコール燃料の熱発生量は、他の不純物を考慮しない場合、E100のアルコール燃料を使用した場合の熱発生量よりも5%低い値となる。つまり、E100のアルコール燃料における熱発生量が予め判っている場合、エンジンに供給された燃料の熱発生量を求めることによって、その含水率を推定することが可能となる。   The amount of heat generated in one cycle of engine combustion is completely proportional to the fraction of carbon and hydrogen in the combustion component (CnHmO) of the fuel supplied to the engine. Therefore, for example, the heat generation amount of E95 alcohol fuel containing 5% of water is 5% lower than the heat generation amount when using E100 alcohol fuel when other impurities are not taken into consideration. That is, when the amount of heat generated in the alcohol fuel of E100 is known in advance, the moisture content can be estimated by obtaining the amount of heat generated in the fuel supplied to the engine.

本発明はかかる知見に鑑みてなされたものであり、その第1の形態は、エンジンの燃焼室内の圧力を検出するステップと、検出された燃焼室内の圧力に基づいてエンジンに供給された燃料の含水率を推定するステップとを具えたことを特徴とする燃料含水率検出方法にある。   The present invention has been made in view of such knowledge, and a first mode thereof is a step of detecting the pressure in the combustion chamber of the engine, and the fuel supplied to the engine based on the detected pressure in the combustion chamber. A fuel moisture content detection method comprising the step of estimating a moisture content.

本発明の第1の形態による燃料含水率検出方法において、燃料の含水率を推定するステップが、検出された燃焼室の圧力とこの時の燃焼室の容積とから燃料の熱発生量に関する制御パラメータを算出するステップと、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、算出された制御パラメータの値の割合を算出するステップとを含むものであってよい。この場合、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、ここでエンジンの運転状態が定常状態にあると判断した場合に燃料の含水率を推定するステップを実行することが好ましい。   In the fuel moisture content detection method according to the first aspect of the present invention, the step of estimating the moisture content of the fuel includes the step of estimating the moisture content of the fuel from the detected pressure of the combustion chamber and the volume of the combustion chamber at this time. And a step of calculating a ratio of the calculated value of the control parameter to the value of the control parameter at a predetermined moisture content set in advance. In this case, the method further includes the step of determining whether or not the operating state of the engine is in a steady state, and executing the step of estimating the moisture content of the fuel when it is determined that the operating state of the engine is in the steady state. It is preferable.

燃料の含水率を推定するステップは、検出された燃焼室の圧力,この時の燃焼室の容積および燃焼室に対して設定された燃料の供給量から燃料の発熱量に関する制御パラメータを算出するステップと、予め設定された所定含水率の場合における制御パラメータの値に対し、算出された制御パラメータの値の割合を算出するステップとを含むものであってよい。   The step of estimating the moisture content of the fuel is a step of calculating a control parameter relating to the heat generation amount of the fuel from the detected pressure of the combustion chamber, the volume of the combustion chamber at this time, and the amount of fuel supplied to the combustion chamber. And a step of calculating a ratio of the value of the calculated control parameter to the value of the control parameter in the case of a predetermined moisture content set in advance.

燃焼室内の圧力を検出するステップが燃焼室内の最大圧力を複数回の燃焼サイクルにおける平均値として算出するステップを含み、含水率を推定するステップは、予め設定された所定含水率における燃焼室内の最大圧力に対し、算出された燃焼室内の平均最大圧力の割合を算出するステップを含むものであってよい。この場合、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、ここでエンジンの運転状態が定常状態にあると判断した場合に燃焼室内の最大圧力を検出するステップを実行することが好ましい。   The step of detecting the pressure in the combustion chamber includes the step of calculating the maximum pressure in the combustion chamber as an average value in a plurality of combustion cycles, and the step of estimating the moisture content is a maximum in the combustion chamber at a preset predetermined moisture content. The method may include a step of calculating a ratio of the calculated average maximum pressure in the combustion chamber to the pressure. In this case, the method further includes a step of determining whether or not the engine operating state is in a steady state. Here, the step of detecting the maximum pressure in the combustion chamber when the engine operating state is determined to be in a steady state is executed. It is preferable to do.

何れの場合においても、予め設定された所定含水率の燃料は、エンジンに供給されるべき公称含水率の燃料であることが有効であり、特に吸湿性の高いアルコール燃料において好適であると言える。   In any case, it is effective that the fuel having a predetermined moisture content set in advance is a fuel having a nominal moisture content to be supplied to the engine, and it can be said that it is particularly suitable for alcohol fuel having a high hygroscopic property.

本発明の第2の形態は、エンジンの燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサと、この筒内圧センサによって検出された燃焼室内の圧力に基づいてエンジンに供給された燃料の含水率を推定する含水率推定手段とを具えたことを特徴とする燃料含水率検出装置にある。   The second aspect of the present invention estimates the moisture content of the fuel supplied to the engine based on the in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber of the engine and the pressure in the combustion chamber detected by the in-cylinder pressure sensor. A fuel moisture content detection device comprising a moisture content estimation means.

本発明の第2の形態による燃料含水率検出装置において、エンジンのクランク角位相を検出するクランク角センサをさらに具え、含水率推定手段が、このクランク角センサからの検出信号に基づき、筒内圧センサによって燃焼室内の圧力が検出された時点における燃焼室の容積を算出する燃焼室容積算出手段と、この燃焼室容積算出手段によって算出された燃焼室の容積および筒内圧センサによって検出された燃焼室内の圧力から燃料の熱発生量に関する制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、パラメータ算出手段にて算出された制御パラメータの値の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段とを有するものであってよい。この場合、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、この運転状態判定手段にてエンジンの運転状態が定常状態にあると判断された場合、含水率算出手段により燃料含水率を算出することが好ましい。   The fuel moisture content detection device according to the second aspect of the present invention further includes a crank angle sensor for detecting the crank angle phase of the engine, and the moisture content estimation means is based on the detection signal from the crank angle sensor and is used as the in-cylinder pressure sensor. Combustion chamber volume calculating means for calculating the volume of the combustion chamber at the time when the pressure in the combustion chamber is detected by means of, and the combustion chamber volume calculated by the combustion chamber volume calculating means and the combustion chamber volume detected by the in-cylinder pressure sensor. A parameter calculation means for calculating a control parameter relating to the heat generation amount of the fuel from the pressure, and a fuel used from a ratio of the control parameter value calculated by the parameter calculation means to a control parameter value at a predetermined predetermined moisture content It may have a moisture content calculating means for calculating the moisture content. In this case, the engine further includes an operation state determination unit that determines whether or not the engine operation state is in a steady state. When the operation state determination unit determines that the engine operation state is in a steady state, the moisture content It is preferable to calculate the fuel moisture content by the calculating means.

運転状態判定手段は、吸気通路の途中に配されたスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサまたは吸気通路内の吸気の流量を検出するエアフローセンサを含み、このスロットル開度センサ/エアフローセンサからの検出情報と、前記クランク角センサからの検出情報とに基づいてエンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定するものであってよい。   The operating state determination means includes a throttle opening sensor that detects the opening of a throttle valve disposed in the middle of the intake passage or an air flow sensor that detects the flow rate of intake air in the intake passage, and this throttle opening sensor / air flow sensor It may be determined whether the engine operating state is in a steady state based on the detection information from the engine and the detection information from the crank angle sensor.

燃焼室への燃料の供給量を設定する燃料供給量設定手段と、エンジンのクランク角位相を検出するクランク角センサとをさらに具え、含水率推定手段が、クランク角センサからの検出信号に基づき、筒内圧センサによって燃焼室内の圧力が検出された時点における燃焼室の容積を算出する燃焼室容積算出手段と、燃料供給量設定手段にて設定された燃料の供給量,筒内圧センサによって検出された燃焼室の圧力および燃焼室容積算出手段によって算出された燃焼室の容積から燃料の発熱量に関する制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、パラメータ算出手段にて算出された制御パラメータの値の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段とを有するものであってよい。   The fuel supply amount setting means for setting the fuel supply amount to the combustion chamber and a crank angle sensor for detecting the crank angle phase of the engine are further provided, and the moisture content estimation means is based on the detection signal from the crank angle sensor, Combustion chamber volume calculating means for calculating the volume of the combustion chamber when the pressure in the combustion chamber is detected by the in-cylinder pressure sensor, and the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means, and detected by the in-cylinder pressure sensor Parameter calculation means for calculating a control parameter related to the heat generation amount of the fuel from the pressure of the combustion chamber and the volume of the combustion chamber calculated by the combustion chamber volume calculation means, and a parameter for the value of the control parameter at a preset predetermined moisture content A moisture content calculating means for calculating the moisture content of the fuel used from the ratio of the value of the control parameter calculated by the calculating means. Good me.

パラメータ算出手段が燃焼室内の最大圧力を複数回の燃焼サイクルにおける平均値として算出する平均化手段を含み、含水率推定手段は、予め設定された所定含水率における燃焼室内の最大圧力に対し、平均化手段にて算出された燃焼室内の平均最大圧力の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段を含むことができる。この場合、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、この運転状態判定手段判定手段にてエンジンの運転状態が定常状態にあると判断された場合、含水率算出手段により燃料含水率を算出することが好ましい。   The parameter calculation means includes averaging means for calculating the maximum pressure in the combustion chamber as an average value in a plurality of combustion cycles, and the moisture content estimation means is an average for the maximum pressure in the combustion chamber at a preset predetermined moisture content. The moisture content calculating means for calculating the moisture content of the used fuel from the ratio of the average maximum pressure in the combustion chamber calculated by the converting means can be included. In this case, further comprising an operation state determination means for determining whether or not the engine operation state is in a steady state, and when the operation state determination means determination means determines that the engine operation state is in a steady state, It is preferable to calculate the fuel moisture content by the moisture content calculating means.

何れの場合においても、予め設定された所定含水率の燃料は、エンジンに供給されるべき公称含水率の燃料であることが有効であり、特に吸湿性の高いアルコール燃料において好適である。   In any case, it is effective that the fuel having a predetermined moisture content set in advance is a fuel having a nominal moisture content to be supplied to the engine, and is particularly suitable for alcohol fuel having a high hygroscopic property.

本発明の第3の形態は、排気通路に臨むように配されたセンサに組み込まれたヒータに対する通電開始時期をエンジンの再始動後に制御するための方法であって、本発明による燃料含水率検出方法によって燃料中に含まれる含水率を推定するステップと、推定された燃料含水率に基づき、エンジンの再始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定するステップとを具えたことを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for controlling the energization start timing for a heater incorporated in a sensor arranged so as to face an exhaust passage after the engine has been restarted. The method comprises the steps of: estimating the moisture content contained in the fuel by the method; and setting the energization start timing for the heater after the engine is restarted based on the estimated fuel moisture content. is there.

本発明の第3の形態によるヒータ通電開始時期設定方法において、燃料中の水分率が大きいほどヒータに対する通電開始時期が遅くなるように設定することが望ましい。   In the heater energization start timing setting method according to the third aspect of the present invention, it is desirable that the energization start timing for the heater be delayed as the moisture content in the fuel increases.

本発明の第4の形態は、排気通路に臨むように配されたセンサに組み込まれたヒータに対する通電開始時期をエンジンの再始動後に制御するための装置であって、本発明による燃料含水率検出装置と、この燃料含水率検出装置によって推定された燃料含水率に基づき、エンジンの再始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定する通電開始時期設定手段とを具えたことを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling the energization start timing for a heater incorporated in a sensor disposed so as to face an exhaust passage after the restart of the engine, the fuel moisture content detection according to the present invention. And an energization start timing setting means for setting an energization start timing for the heater after the engine is restarted based on the fuel moisture content estimated by the fuel moisture content detection apparatus. .

本発明の第1の形態の燃料含水率検出方法によると、エンジンの燃焼室内の圧力を検出し、検出された燃焼室内の圧力に基づいてエンジンに供給された燃料の含水率を推定するようにしたので、アルコール濃度センサなどの特別なセンサを使用することなく、燃料含水率を推定することができる。   According to the fuel moisture content detection method of the first aspect of the present invention, the pressure in the combustion chamber of the engine is detected, and the moisture content of the fuel supplied to the engine is estimated based on the detected pressure in the combustion chamber. Therefore, the moisture content of the fuel can be estimated without using a special sensor such as an alcohol concentration sensor.

燃料の含水率を推定するに際し、検出された燃焼室の圧力とこの時の燃焼室の容積とから燃料の熱発生量に関する制御パラメータを算出し、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、算出された制御パラメータの値の割合を算出する場合、より高精度に燃料含水率を推定することができる。特に、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定し、ここでエンジンの運転状態が定常状態にあると判断した時に燃料の含水率を推定するようにした場合、燃料含水率をさらに高精度に推定することができる。   When estimating the moisture content of the fuel, a control parameter relating to the heat generation amount of the fuel is calculated from the detected pressure of the combustion chamber and the volume of the combustion chamber at this time, and the value of the control parameter at a preset predetermined moisture content On the other hand, when the ratio of the calculated control parameter value is calculated, the fuel moisture content can be estimated with higher accuracy. In particular, when it is determined whether or not the engine operating state is in a steady state, and it is determined that the engine operating state is in a steady state, the fuel moisture content is further increased. It can be estimated with high accuracy.

燃料の含水率を推定するに際し、検出された燃焼室の圧力,この時の燃焼室の容積および燃焼室に対して設定された燃料の供給量から燃料の発熱量に関する制御パラメータを算出し、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、算出された制御パラメータの値の割合を算出するようにした場合、エンジンが加減速時などの過渡的な運転状態にあっても燃料含水率を推定することができる。   When estimating the moisture content of the fuel, control parameters relating to the heat generation amount of the fuel are calculated in advance from the detected pressure of the combustion chamber, the volume of the combustion chamber at this time, and the amount of fuel supplied to the combustion chamber. When the ratio of the calculated control parameter value to the control parameter value at the set predetermined moisture content is calculated, the fuel moisture content even if the engine is in a transient operating state such as during acceleration / deceleration Can be estimated.

燃焼室内の圧力を検出する際に燃焼室内の最大圧力を複数回の燃焼サイクルにおける平均値として算出し、含水率を推定する際に予め設定された所定含水率における燃焼室内の最大圧力に対し、算出された燃焼室内の平均最大圧力の割合を算出する場合、燃料含水率を極めて簡便に推定することができる。特に、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定し、ここでエンジンの運転状態が定常状態にあると判断した時に燃焼室内の最大圧力を検出する場合、より高精度に燃料含水率を推定することができる。   When the pressure in the combustion chamber is detected, the maximum pressure in the combustion chamber is calculated as an average value in a plurality of combustion cycles, and when the moisture content is estimated, the maximum pressure in the combustion chamber at a predetermined moisture content set in advance is calculated. When calculating the calculated ratio of the average maximum pressure in the combustion chamber, the fuel moisture content can be estimated extremely simply. In particular, when determining whether or not the engine operating state is in a steady state, and detecting the maximum pressure in the combustion chamber when it is determined that the engine operating state is in a steady state, the fuel moisture content is more accurately detected. Can be estimated.

本発明の第2の形態の燃料含水率検出装置によると、エンジンの燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサと、この筒内圧センサによって検出された燃焼室内の圧力に基づいてエンジンに供給された燃料の含水率を推定する含水率推定手段とを具えているので、アルコール濃度センサなどの特別なセンサを使用することなく、燃料含水率を推定することができる。   According to the fuel moisture content detection device of the second aspect of the present invention, the cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber of the engine and the pressure supplied to the engine based on the pressure in the combustion chamber detected by the cylinder pressure sensor. Since the moisture content estimating means for estimating the moisture content of the fuel is provided, the moisture content of the fuel can be estimated without using a special sensor such as an alcohol concentration sensor.

エンジンのクランク角位相を検出するクランク角センサをさらに具え、含水率推定手段が、このクランク角センサからの検出信号に基づき、筒内圧センサによって燃焼室内の圧力が検出された時点における燃焼室の容積を算出する燃焼室容積算出手段と、この燃焼室容積算出手段によって算出された燃焼室の容積および筒内圧センサによって検出された燃焼室内の圧力から燃料の熱発生量に関する制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、パラメータ算出手段にて算出された制御パラメータの値の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段とを有する場合、より高精度に燃料含水率を推定することができる。特に、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、この運転状態判定手段にてエンジンの運転状態が定常状態にあると判断された時に含水率算出手段によって燃料含水率を算出する場合、燃料含水率をさらに高精度に推定することができる。   A crank angle sensor for detecting the crank angle phase of the engine is further provided, and the volume of the combustion chamber at the time when the moisture content estimation means detects the pressure in the combustion chamber by the in-cylinder pressure sensor based on the detection signal from the crank angle sensor. And a parameter calculation for calculating a control parameter relating to the heat generation amount of the fuel from the combustion chamber volume calculated by the combustion chamber volume calculation unit and the pressure in the combustion chamber detected by the in-cylinder pressure sensor. And a moisture content calculating means for calculating the moisture content of the fuel used from the ratio of the value of the control parameter calculated by the parameter calculating means with respect to the value of the control parameter at a predetermined moisture content set in advance. The fuel moisture content can be estimated with higher accuracy. In particular, it further comprises an operating state determining means for determining whether or not the operating state of the engine is in a steady state, and when the operating state determining means determines that the operating state of the engine is in a steady state, the moisture content calculating means When the fuel moisture content is calculated by this, the fuel moisture content can be estimated with higher accuracy.

燃焼室への燃料の供給量を設定する燃料供給量設定手段と、エンジンのクランク角位相を検出するクランク角センサとをさらに具え、含水率推定手段が、クランク角センサからの検出信号に基づき、筒内圧センサによって燃焼室内の圧力が検出された時点における燃焼室の容積を算出する燃焼室容積算出手段と、燃料供給量設定手段にて設定された燃料の供給量および筒内圧センサによって検出された燃焼室の圧力ならびに燃焼室容積算出手段によって算出された燃焼室の容積から燃料の発熱量に関する制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、パラメータ算出手段にて算出された制御パラメータの値の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段とを有する場合、エンジンが加減速時などの過渡的な運転状態にあっても燃料含水率を推定することができる。   The fuel supply amount setting means for setting the fuel supply amount to the combustion chamber and a crank angle sensor for detecting the crank angle phase of the engine are further provided, and the moisture content estimation means is based on the detection signal from the crank angle sensor, Combustion chamber volume calculation means for calculating the volume of the combustion chamber when the pressure in the combustion chamber is detected by the in-cylinder pressure sensor, and the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means and the in-cylinder pressure sensor Parameter calculation means for calculating a control parameter relating to the calorific value of the fuel from the pressure of the combustion chamber and the volume of the combustion chamber calculated by the combustion chamber volume calculation means, and a parameter for the value of the control parameter at a preset predetermined moisture content Moisture content calculating means for calculating the moisture content of the fuel used from the ratio of the value of the control parameter calculated by the calculating means If, even in transient operating conditions, such as during engine acceleration or deceleration can be estimated fuel moisture content.

燃焼室内の最大圧力を複数回の燃焼サイクルにおける平均値として算出する平均化手段をパラメータ算出手段が含み、予め設定された所定含水率における燃焼室内の最大圧力に対し、平均化手段にて算出された燃焼室内の平均最大圧力の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段を含水率推定手段が有する場合、燃料含水率を極めて簡便に推定することができる。特に、エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、この運転状態判定手段判定手段にてエンジンの運転状態が定常状態にあると判断された時に含水率算出手段によって燃料含水率を算出する場合、より高精度に燃料含水率を推定することができる。   The parameter calculating means includes an averaging means for calculating the maximum pressure in the combustion chamber as an average value in a plurality of combustion cycles, and is calculated by the averaging means for the maximum pressure in the combustion chamber at a preset predetermined moisture content. If the moisture content estimating means has a moisture content calculating means for calculating the moisture content of the used fuel from the ratio of the average maximum pressure in the combustion chamber, the fuel moisture content can be estimated very simply. In particular, it further comprises an operating state determining means for determining whether or not the engine operating state is in a steady state, and the moisture content is determined when the operating state determining means determining means determines that the engine operating state is in a steady state. When the fuel moisture content is calculated by the calculating means, the fuel moisture content can be estimated with higher accuracy.

本発明の第3の形態のヒータ通電開始時期設定方法によると、本発明の燃料含水率検出方法により燃料中に含まれる含水率を推定し、推定された燃料含水率に基づき、エンジンの再始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定するので、アルコール濃度センサなどの特別なセンサを使用することなく、エンジンの始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定してセンサの被水割れによる損傷事故を低減させることができる。   According to the heater energization start timing setting method of the third aspect of the present invention, the moisture content contained in the fuel is estimated by the fuel moisture content detection method of the present invention, and the engine restart is performed based on the estimated fuel moisture content. Since the start time of energizing the heater is set later, the start time of energizing the heater after starting the engine is set without using a special sensor such as an alcohol concentration sensor, thereby reducing damage caused by water cracking of the sensor. Can be made.

ヒータに対する通電開始時期を設定するに際し、燃料中の水分率が大きいほどヒータの通電開始時期が遅くなるように設定した場合、センサの被水割れによる損傷事故をより確実に低減させることができる。   When setting the energization start timing for the heater, if the heater energization start timing is set to be delayed as the moisture content in the fuel increases, the damage accident due to moisture cracking of the sensor can be reduced more reliably.

本発明の第4の形態のヒータ通電開始時期設定装置によると、本発明による燃料含水率検出装置と、この燃料含水率検出装置によって推定された燃料含水率に基づき、エンジンの再始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定する通電開始時期設定手段とを具えているので、アルコール濃度センサなどの特別なセンサを使用することなく、エンジンの始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定してセンサの被水割れによる損傷事故を低減させることができる。   According to the heater energization start timing setting device of the fourth aspect of the present invention, the heater after the engine is restarted based on the fuel moisture content detection device according to the present invention and the fuel moisture content estimated by the fuel moisture content detection device. Energization start time setting means for setting the energization start time for the heater, and without using a special sensor such as an alcohol concentration sensor, the energization start time for the heater after the engine is started is set and the sensor cover is set. Damage accidents due to water cracking can be reduced.

本発明を排気通路内にA/Fセンサが組み込まれた火花点火式内燃機関に対して応用した実施形態について、図1〜図9を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこのような実施形態のみに限らず、必要に応じてこれらの実施形態の一部を相互に組み合わせたり、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。   An embodiment in which the present invention is applied to a spark ignition type internal combustion engine in which an A / F sensor is incorporated in an exhaust passage will be described in detail with reference to FIGS. It should be noted that the present invention is not limited to such an embodiment, and may be applied to other arbitrary techniques belonging to the spirit of the present invention, as necessary, by combining some of these embodiments with each other. it can.

本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図1に示し、その制御ブロックを図2に示す。本実施形態におけるエンジン10は、燃料であるE100のアルコール燃料(無水エタノール)を燃料噴射弁11から吸気ポート12内に噴射し、点火プラグ13によって着火させる型式のものである。   The concept of the engine system in this embodiment is shown in FIG. 1, and its control block is shown in FIG. The engine 10 in this embodiment is of a type in which an alcohol fuel (anhydrous ethanol) of E100 as fuel is injected into the intake port 12 from the fuel injection valve 11 and ignited by the spark plug 13.

燃焼室14にそれぞれ臨む吸気ポート12および排気ポート15が形成されたシリンダヘッド16には、吸気ポート12を開閉する吸気弁17および排気ポート15を開閉する排気弁18を含む動弁機構が組み込まれている。先の燃料噴射弁11や、燃焼室14内の混合気を着火させる点火プラグ13およびこの点火プラグ13に火花を発生させるイグニッションコイル19の他に、燃焼室14内の圧力を検出するための筒内圧センサ20もシリンダヘッド16に搭載されている。筒内圧センサ20によって検出された信号は、ECU21に出力される。   A valve operating mechanism including an intake valve 17 that opens and closes the intake port 12 and an exhaust valve 18 that opens and closes the exhaust port 15 is incorporated in the cylinder head 16 in which the intake port 12 and the exhaust port 15 facing the combustion chamber 14 are formed. ing. In addition to the previous fuel injection valve 11, the ignition plug 13 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 14, and the ignition coil 19 that generates a spark in the ignition plug 13, a cylinder for detecting the pressure in the combustion chamber 14 The internal pressure sensor 20 is also mounted on the cylinder head 16. A signal detected by the in-cylinder pressure sensor 20 is output to the ECU 21.

吸気ポート12に連通するようにシリンダヘッド16に連結されて吸気ポート12と共に吸気通路22を画成する吸気管23の上流端側には、大気中に含まれる塵埃などを除去して吸気通路22に導くためのエアクリーナ24が設けられている。このエアクリーナ24よりも下流側に位置する吸気管23の部分には、運転者によって操作される図示しないアクセルペダルの踏み込み量に基づき、吸気通路22の開度が調整されるスロットル弁25が組み込まれている。また、このスロットル弁25にはその開度を検出するためのスロットル開度センサ26が付設され、その検出情報がECU21に出力されるようになっている。本実施形態では、アクセルペダルとスロットル弁25とを機械的に連結しているが、アクセルペダルの踏み込み動作と、スロットル弁25の開閉動作とを切り離し、アクチュエータを用いてスロットル弁25の開閉動作を電気的に制御できるようにしたものであってもよい。   At the upstream end side of the intake pipe 23 connected to the cylinder head 16 so as to communicate with the intake port 12 and defining the intake passage 22 together with the intake port 12, dust and the like contained in the atmosphere are removed to remove the intake passage 22. An air cleaner 24 is provided for guiding the air. A throttle valve 25 that adjusts the opening degree of the intake passage 22 based on the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) that is operated by the driver is incorporated in the portion of the intake pipe 23 that is located downstream of the air cleaner 24. ing. The throttle valve 25 is provided with a throttle opening degree sensor 26 for detecting the opening degree, and the detection information is output to the ECU 21. In this embodiment, the accelerator pedal and the throttle valve 25 are mechanically connected. However, the depression operation of the accelerator pedal and the opening / closing operation of the throttle valve 25 are separated, and the opening / closing operation of the throttle valve 25 is performed using an actuator. It may be one that can be electrically controlled.

スロットル弁25とエアクリーナ24との間の吸気管23の途中には、サージタンク27が形成され、このサージタンク27とエアクリーナ24との間の吸気管23の途中には、吸気通路22内を流れる吸気流量を検出してこれをECU21に出力するエアフローメータ28が取り付けられている。吸気管23におけるエアフローメータ28の取り付け位置は、スロットル弁25の取り付け位置よりも上流側であればよく、図1の如き位置に限定されるものではない。   A surge tank 27 is formed in the middle of the intake pipe 23 between the throttle valve 25 and the air cleaner 24, and flows in the intake passage 22 in the middle of the intake pipe 23 between the surge tank 27 and the air cleaner 24. An air flow meter 28 that detects the intake air flow rate and outputs it to the ECU 21 is attached. The attachment position of the air flow meter 28 in the intake pipe 23 may be upstream from the attachment position of the throttle valve 25, and is not limited to the position shown in FIG.

排気ポート15に連通するようにシリンダヘッド16に連結されて排気ポート15と共に排気通路29を画成する排気管30の途中には、燃焼室14内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための三元触媒31が組み込まれている。なお、この三元触媒31を排気通路29に沿って直列に複数個組み込むことも有効である。三元触媒31と排気ポート15との間の排気管30の途中には、排気通路29内を流れる排気ガス中の空燃比を検出してECU21に出力するA/Fセンサ32が設けられている。本実施形態におけるA/Fセンサ32は、ジルコニアを検出素子として用いているため、その活性化を促進させるヒータ32aがA/Fセンサ32に組み込まれている。ヒータ32aは、ECU21から電力を受けて検出素子をその活性化温度まで迅速に上昇させる。   In the middle of the exhaust pipe 30 connected to the cylinder head 16 so as to communicate with the exhaust port 15 and defining the exhaust passage 29 together with the exhaust port 15, harmful substances generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 are present. A three-way catalyst 31 for detoxification is incorporated. It is also effective to incorporate a plurality of three-way catalysts 31 in series along the exhaust passage 29. In the middle of the exhaust pipe 30 between the three-way catalyst 31 and the exhaust port 15, an A / F sensor 32 that detects the air-fuel ratio in the exhaust gas flowing in the exhaust passage 29 and outputs it to the ECU 21 is provided. . Since the A / F sensor 32 in this embodiment uses zirconia as a detection element, a heater 32a that promotes activation thereof is incorporated in the A / F sensor 32. The heater 32a receives electric power from the ECU 21 and quickly raises the detection element to its activation temperature.

従って、エアクリーナ24を通って吸気管23から燃焼室14内に供給される吸気は、燃料噴射弁11から吸気ポート12内に噴射される燃料と混合気を形成し、点火プラグ13の火花により着火して燃焼し、これによって生成する排気ガスが三元触媒31を通って排気管30から大気中に排出される。   Therefore, the intake air supplied from the intake pipe 23 into the combustion chamber 14 through the air cleaner 24 forms an air-fuel mixture with the fuel injected from the fuel injection valve 11 into the intake port 12 and is ignited by the spark of the spark plug 13. The exhaust gas thus generated is exhausted through the three-way catalyst 31 from the exhaust pipe 30 to the atmosphere.

ピストン33が往復動するシリンダブロック34には、連接棒35を介してピストン33が連結されるクランク軸36の回転位相、つまりクランク角を検出してこれをECU21に出力するクランク角センサ37が取り付けられている。   A crank angle sensor 37 that detects the rotational phase of the crankshaft 36 to which the piston 33 is coupled via the connecting rod 35, that is, the crank angle, and outputs the detected crank angle to the ECU 21 is attached to the cylinder block 34 in which the piston 33 reciprocates. It has been.

ECU21は、イグニッションキースイッチ38からの信号や、上述したセンサ20,26,32,37およびエアフローメータ28からの検出情報などに基づき、予め設定されたプログラムに従って円滑なエンジン10の運転がなされるように、燃料噴射弁11,イグニッションコイル19,A/Fセンサ32のヒータ32aなどの作動を制御するようになっている。また、燃料噴射弁11からの燃料の噴射量は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量などに基づき、スロットル弁25の開度に応じた吸気量に対して所定の割合となるように、ECU21内に組み込まれた本発明における燃料供給量設定手段としての燃料噴射量設定部39にて設定される。さらに、イグニッションコイル19に対する通電時期は、スロットル開度センサ26およびクランク角センサ37などからの情報に基づいてECU21の点火時期設定部40にて設定される。   The ECU 21 operates the engine 10 smoothly according to a preset program based on the signal from the ignition key switch 38 and the detection information from the sensors 20, 26, 32, 37 and the air flow meter 28 described above. Further, the operation of the fuel injection valve 11, the ignition coil 19, the heater 32a of the A / F sensor 32, and the like are controlled. Further, the fuel injection amount from the fuel injection valve 11 is set in the ECU 21 so as to be a predetermined ratio with respect to the intake amount corresponding to the opening degree of the throttle valve 25 based on the depression amount of an accelerator pedal (not shown). It is set by the fuel injection amount setting unit 39 as the fuel supply amount setting means incorporated in the present invention. Further, the energization timing for the ignition coil 19 is set by the ignition timing setting unit 40 of the ECU 21 based on information from the throttle opening sensor 26, the crank angle sensor 37, and the like.

本実施形態におけるECU21は、燃料中の含水率を推定し、これに基づいてヒータ32aに対する通電開始時期を設定する機能も具えている。このため、先の燃料噴射量設定部39の他に、燃焼室容積算出部41と、熱発生量指標算出部42と、本発明におけるパラメータ算出手段としての低位発熱量指標算出部43と、燃料含水率算出部44と、比較部45と、通電開始時期算出部46と、記憶部47とを有する。   The ECU 21 in the present embodiment also has a function of estimating the moisture content in the fuel and setting the energization start timing for the heater 32a based on this. Therefore, in addition to the previous fuel injection amount setting unit 39, the combustion chamber volume calculation unit 41, the heat generation amount index calculation unit 42, the lower heating value index calculation unit 43 as the parameter calculation means in the present invention, the fuel It has a moisture content calculation unit 44, a comparison unit 45, an energization start time calculation unit 46, and a storage unit 47.

燃焼室容積算出部41は、筒内圧センサ20によって燃焼室14内の圧力が検出された時点における燃焼室14の容積Vをクランク角センサ37からの情報に基づいて算出し、これを熱発生量指標算出部42に出力する。燃焼室14内の圧力Pが検出された時点における燃焼室14の容積Vは、クランク角センサ37によって検出されるクランク角位相から自ずと求めることができ、本実施形態における燃焼室容積算出部41は、マップ化したデータとしてこれを有している。   The combustion chamber volume calculation unit 41 calculates the volume V of the combustion chamber 14 at the time when the pressure in the combustion chamber 14 is detected by the in-cylinder pressure sensor 20 based on information from the crank angle sensor 37, and this is the heat generation amount. The data is output to the index calculation unit 42. The volume V of the combustion chamber 14 at the time when the pressure P in the combustion chamber 14 is detected can be naturally obtained from the crank angle phase detected by the crank angle sensor 37, and the combustion chamber volume calculation unit 41 in the present embodiment is It has this as mapped data.

熱発生量指標算出部42は、燃焼室14内の圧力、つまり筒内圧Pと、この筒内圧Pの検出時における燃焼室14の容積Vを所定の指数κで累乗した値との積PVκを筒内圧Pの検出時における瞬時熱発生量hに関する制御パラメータ、つまり熱発生量指標として算出する。筒内圧Pおよびこの筒内圧Pの検出時における燃焼室14の容積Vを指数κで累乗した値Vκの積(以下、これを熱発生量パラメータと呼称する)PVκと、瞬時熱発生量hとが相関を有する、つまりh∽PVκとなることは、特開2005−36754号公報などで詳述されており、周知である。この熱発生量指標算出部42にて算出された熱発生量パラメータPVκは、低位発熱量指標算出部43に出力される。 The heat generation amount index calculating unit 42 is a product PV κ of the pressure in the combustion chamber 14, that is, the cylinder pressure P and the value obtained by raising the volume V of the combustion chamber 14 at the time of detection of the cylinder pressure P by a predetermined index κ. Is calculated as a control parameter related to the instantaneous heat generation amount h when the in-cylinder pressure P is detected, that is, as a heat generation amount index. The product of the in-cylinder pressure P and the value V κ obtained by raising the volume V of the combustion chamber 14 to the exponent κ at the time of detection of the in-cylinder pressure P (hereinafter referred to as a heat generation amount parameter) PV κ and the instantaneous heat generation amount The fact that h has a correlation, that is, h∽PV κ has been described in detail in JP-A-2005-36754 and is well known. The heat generation amount parameter PV κ calculated by the heat generation amount index calculation unit 42 is output to the lower heating value index calculation unit 43.

低位発熱量指標算出部43は、熱発生量パラメータPVκを燃料噴射量設定部39にて設定された1つの気筒への1サイクル当たりの燃料の供給量(以下、これを設定噴射量と呼称する)τで除算した値を、燃料中に含まれた水の潜熱を考慮しない真の燃料の発熱量である低位発熱量Qに関する制御パラメータ、つまり低位発熱量指標h/τとして算出する。低位発熱量Qは、瞬時熱発生量hを設定噴射量τで除算したものであるが、上述したh∽PVκの関係から、Q∽PVκ/τとして表すことができる。 The lower heating value index calculation unit 43 supplies the amount of fuel per cycle to one cylinder in which the heat generation amount parameter PV κ is set by the fuel injection amount setting unit 39 (hereinafter referred to as a set injection amount). The value divided by τ is calculated as a control parameter related to the lower heating value Q that is the heating value of the true fuel without considering the latent heat of water contained in the fuel, that is, the lower heating value index h / τ. The lower heating value Q is obtained by dividing the instantaneous heat generation amount h by the set injection amount τ, and can be expressed as Q∽PV κ / τ from the relationship of h∽PV κ described above.

低位発熱量Qは、燃料含水率Wが高くなるほど少なくなる傾向があり、図3に示すような右下がりのグラフとなる。なお、燃料含水率Wが所定値WRH以上となる領域は、実際にあり得ない領域であり、燃料含水率Wが0〜WRH%の範囲において、燃料含水率Wと低位発熱量Qとが比例関係にあることが理解されよう。従って、予め燃料含水率Wが0%、つまりE100の燃料における低位発熱量QE100を求めておくことにより、低位発熱量指標算出部43にて算出された低位発熱量指標h/τの値から、比例関係を利用して対応する燃料含水率WをQ=αW+QE100(ただし、α<0)の関係を利用してW=(Q−QE100)/αから求めることができる。燃料含水率算出部44は、図3に示すグラフをマップとして記憶しており、低位発熱量指標算出部43にて算出された低位発熱量指標h/τから燃料含水率Wを推定し、これを比較部45に出力する。 The lower heating value Q tends to decrease as the fuel moisture content W increases, resulting in a downward-sloping graph as shown in FIG. The region where the fuel water content W is RH or more predetermined value W is impossible in practice area, in a range fuel moisture content W of 0 to w RH%, the fuel moisture content W and the lower heating value Q Will be understood to be proportional. Therefore, by obtaining the low heat value Q E100 in the fuel water content W of 0%, that is, the fuel of E100 in advance, the value of the low heat value index h / τ calculated by the low heat value index calculation unit 43 is obtained. The corresponding fuel moisture content W can be obtained from W = (Q−Q E100 ) / α using the relationship of Q = αW + Q E100 (where α <0) using the proportional relationship. The fuel moisture content calculation unit 44 stores the graph shown in FIG. 3 as a map, and estimates the fuel moisture content W from the lower heating value index h / τ calculated by the lower heating value index calculation unit 43. Is output to the comparison unit 45.

なお、エンジン10の運転状態が定常状態、すなわちエンジン回転数およびスロットル弁開度がほぼ一定の範囲に収まっている場合、上述した低位発熱量指標h/τを算出せずとも熱発生量指標PVκから燃料含水率Wを推定することも可能である。具体的には、エンジン10の運転状態が定常状態の場合における熱発生量指標PVκを複数回算出してその平均値PVκ を制御パラメータとして求め、予め算出しておいたE100の燃料における熱発生量HE100に対する熱発生量指標PVκの平均値PVκ の割合から、対応する燃料含水率WをW=1−(PVκ /HE100)により算出することができる。 When the operating state of the engine 10 is in a steady state, that is, when the engine speed and the throttle valve opening are within a substantially constant range, the heat generation amount index PV is calculated without calculating the lower heating value index h / τ described above. It is also possible to estimate the fuel moisture content W from κ . Specifically, the heat generation amount index PV κ when the operating state of the engine 10 is in a steady state is calculated a plurality of times, and the average value PV κ m is obtained as a control parameter. From the ratio of the average value PV κ m of the heat generation amount index PV κ to the heat generation amount H E100 , the corresponding fuel moisture content W can be calculated by W = 1− (PV κ m / H E100 ).

しかしながら、本実施形態のように熱発生量指標PVκと設定燃料噴射量τとに基づいて低位発熱量指標h/τを算出することにより、エンジン10の運転状態が定常状態ではなく、加減速時などの過渡状態であっても、燃料含水率Wを正確に算出することができる利点を有する。 However, by calculating the lower heating value index h / τ based on the heat generation amount index PV κ and the set fuel injection amount τ as in the present embodiment, the operating state of the engine 10 is not a steady state but is accelerated / decelerated. Even in a transient state such as time, there is an advantage that the fuel moisture content W can be accurately calculated.

比較部45は、燃料含水率算出部44にて算出された燃料含水率Wが予め設定された所定値WRH未満であるか否かを判定し、所定値WRH未満であると判断した場合、燃料含水率算出部44にて算出された燃料含水率Wを通電開始時期算出部46に出力する。しかしながら、燃料含水率Wが所定値WRH以上の場合、燃料含水率算出部44にて算出された燃料含水率Wはあり得ない値であるので、この値をキャンセルして通電開始時期算出部46へは出力しない。 The comparison unit 45 determines whether or not the fuel moisture content W calculated by the fuel moisture content calculation unit 44 is less than a predetermined value WRH set in advance, and determines that the fuel moisture content W is less than the predetermined value WRH Then, the fuel moisture content W calculated by the fuel moisture content calculator 44 is output to the energization start timing calculator 46. However, when the fuel moisture content W is RH or more predetermined value W, since the fuel moisture content W calculated by the fuel moisture content calculator 44 is impossible value, the energization start timing calculation unit to cancel this value No output to 46.

通電開始時期算出部46は、比較部45から出力された燃料含水率Wに基づき、エンジン10を再始動した後のA/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電開始時期Tを算出し、これを記憶部47に出力する。通電開始時期Tは燃料含水率Wが高いほど遅くなる傾向があり、図4に示すような関係を持つ。通電開始時期算出部46は図4に示すグラフをマップとして記憶しており、このようなマップは実験などから経験的に求められる。なお、燃料含水率Wが予め設定された所定値WRL以下となる領域は、A/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電開始時期Tをエンジン10の始動時から遅延させる効果を認められない領域である。つまり、A/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電をエンジン10の始動と同時に行っても、被水割れの事故発生確率が変化しないので、燃料含水率Wが所定値WRL以下の場合には、エンジン10の始動と同時にA/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電を行い、燃焼のフィードバック制御を直ちに行うようにすることが有効である。 The energization start timing calculation unit 46 calculates the energization start timing T for the heater 32a of the A / F sensor 32 after restarting the engine 10 based on the fuel moisture content W output from the comparison unit 45, and stores this. To the unit 47. The energization start time T tends to be delayed as the fuel moisture content W increases, and has a relationship as shown in FIG. The energization start time calculation unit 46 stores the graph shown in FIG. 4 as a map, and such a map is empirically obtained through experiments and the like. The region where the fuel moisture content W is less than or equal to the predetermined value WRL set in advance is a region where the effect of delaying the energization start timing T for the heater 32a of the A / F sensor 32 from the time when the engine 10 is started is not recognized. is there. In other words, even if energization of the heater 32a of the A / F sensor 32 is performed simultaneously with the start of the engine 10, the accident occurrence probability of water cracking does not change, so when the fuel moisture content W is equal to or less than the predetermined value WRL , It is effective to immediately conduct the combustion feedback control by energizing the heater 32a of the A / F sensor 32 simultaneously with the start of the engine 10.

記憶部47は、エンジン10の停止直前に通電開始時期算出部46にて算出された通電開始時期Tを記憶するものであり、エンジン10の再始動時におけるA/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電開始時期をここで記憶された通電開始時期Tに設定する。   The storage unit 47 stores the energization start timing T calculated by the energization start timing calculation unit 46 immediately before the engine 10 is stopped, and energizes the heater 32a of the A / F sensor 32 when the engine 10 is restarted. The start time is set to the energization start time T stored here.

なお、ECU21におけるエンジン10の停止判定は、イグニッションキースイッチ38がオフとなっているか、あるいはエンジン回転数がアイドル回転数よりも低い所定値以下の状態が所定時間継続した場合、エンジン10が停止したと判断される。また、エンジン10の始動判定は、イグニッションキースイッチ38がオン状態にてエンジン回転数がアイドル回転数以上の状態が所定時間継続した場合、エンジン10が始動したと判断される。   Note that the ECU 21 determines whether the engine 10 is stopped when the ignition key switch 38 is off or the engine 10 is stopped if the engine speed is lower than a predetermined value lower than the idle speed for a predetermined time. It is judged. The engine 10 is determined to be started when the ignition key switch 38 is on and the engine speed is equal to or higher than the idle speed for a predetermined time.

このような本実施形態によるA/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電開始時期Tの設定手順について図5を参照しつつ説明する。まず、S11のステップにて熱発生量指標PVκを熱発生量指標算出部42にて算出し、S12のステップにて低位発熱量指標h/τを低位発熱量指標算出部43にて算出し、S13のステップにて燃料含水率Wを燃料含水率算出部44にて算出する。次に、S14のステップにて算出された燃料含水率Wがあり得ない設定値WRHよりも小さいか否かを比較部45にて判定する。 A procedure for setting the energization start timing T for the heater 32a of the A / F sensor 32 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, in step S11, the heat generation amount index PV κ is calculated by the heat generation amount index calculation unit 42, and in step S12, the lower heating value index h / τ is calculated by the lower heating value index calculation unit 43. In step S13, the fuel moisture content W is calculated by the fuel moisture content calculator 44. Next, it is determined at comparator unit 45 or less or not than the set value W RH improbable fuel moisture content W calculated in step S14.

S14のステップにて燃料含水率Wが設定値WRH以上である、つまり算出された燃料含水率Wが実際にあり得ない値であると判断した場合には、何らかのエラーが考えられるので、S11のステップに戻り、再び燃料含水率Wを算出し直す。一方、S14のステップにて燃料含水率Wが設定値WRH未満であると比較部45が判断した場合には、S15のステップに移行して通電開始時期Tを通電開始時期算出部46にて算出した後、S16のステップにてエンジン10が停止しているか否かを判定する。 If it is determined in step S14 that the fuel moisture content W is equal to or greater than the set value WRH , that is, the calculated fuel moisture content W is a value that is not actually possible, an error may be considered. Returning to the step, the fuel moisture content W is calculated again. On the other hand, when the comparison unit 45 determines in step S14 that the fuel moisture content W is less than the set value WRH , the process proceeds to step S15 and the energization start timing T is calculated by the energization start timing calculation unit 46. After the calculation, it is determined in step S16 whether or not the engine 10 is stopped.

ここで、エンジン10が停止していないと判断した場合には、S11のステップに戻って再度通電開始時期Tを算出する。また、S16のステップにてエンジン10が停止しているとECU21が判断した場合には、S17のステップに移行してS15のステップにて算出された最新の通電開始時期Tを記憶部47に記憶する。   Here, when it is determined that the engine 10 is not stopped, the process returns to the step of S11 and the energization start time T is calculated again. If the ECU 21 determines that the engine 10 is stopped in step S16, the process proceeds to step S17 and the latest energization start time T calculated in step S15 is stored in the storage unit 47. To do.

このように、エンジン10が停止するまでは常に通電開始時期Tの算出を繰り返し、最新の通電開始時期Tが記憶部47に記憶更新される。   Thus, the calculation of the energization start time T is always repeated until the engine 10 is stopped, and the latest energization start time T is stored and updated in the storage unit 47.

エンジン10の始動後におけるA/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電は、図6に示した手順に従って行われる。すなわち、S21のステップにてエンジン10が始動しているか否かを判定し、エンジン10が始動していない場合には何もせずに終了する。また、このS21のステップにてエンジン10が始動しているとECU21が判断した場合には、S22のステップにてタイマのカウントアップを開始し、S23のステップにて記憶部47に記憶されている通電開始時期Tを読み出す。さらに、S24のステップにてタイマのカウント値TCが読み出された通電開始時期T以上であるか否かを判定し、タイマのカウント値TCが通電開始時期T以上となるまでタイマのカウントアップを続ける。そして、タイマのカウント値TCが通電開始時期T以上となった時点で、S25のステップに移行し、A/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電を行う。   Energization of the heater 32a of the A / F sensor 32 after the engine 10 is started is performed according to the procedure shown in FIG. That is, it is determined in step S21 whether or not the engine 10 has been started. If the engine 10 has not been started, the process ends without doing anything. If the ECU 21 determines that the engine 10 has been started in step S21, the timer starts counting up in step S22 and is stored in the storage unit 47 in step S23. The energization start time T is read. In step S24, it is determined whether or not the timer count value TC is equal to or greater than the read energization start time T, and the timer counts up until the timer count value TC is equal to or greater than the energization start timing T. to continue. Then, when the count value TC of the timer becomes equal to or greater than the energization start timing T, the process proceeds to step S25, and energization of the heater 32a of the A / F sensor 32 is performed.

このように、タイマのカウントアップを行っている間に、排気通路29内に凝結した水滴を高温の排気ガスの流動に伴って気化させ、A/Fセンサ32の素子に水滴が付着したとしてもこれを確実に気化させる。このため、ヒータ32aに対する通電を開始して素子を活性化温度に上昇させたとしても、被水割れなどの事故をより確実に防止することができる。また、エンジン10の始動後にA/Fセンサ32を用いたフィードバック制御をいたずらに遅らせることなく、これを開始させることができる。   As described above, even if the water droplets condensed in the exhaust passage 29 are vaporized as the high-temperature exhaust gas flows and the water droplets adhere to the element of the A / F sensor 32 while the timer is counting up. This is surely vaporized. For this reason, even if energization to the heater 32a is started and the element is raised to the activation temperature, accidents such as water cracking can be prevented more reliably. Further, it is possible to start the feedback control using the A / F sensor 32 after the engine 10 is started without unnecessarily delaying the feedback control.

ところで、筒内圧の最大値Pは、燃料の性状によって相違するので、筒内圧の最大値Pから燃料の含水率Wを予測することも可能である。図7は、E100(実線)およびE95(破線)の燃料を使用した場合のクランク角位相に応じた筒内圧Pの変化を示しており、燃料含水率Wが高いほど筒内圧の最大値Pが低下することを認識されよう。このような原理に基づく本発明の別な実施形態の制御ブロックを図8に示し、その制御の手順を図9に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。 Incidentally, the maximum value P X of cylinder pressure, since the difference by property of the fuel, it is possible to predict the water content W of the fuel from the maximum value P X of the cylinder pressure. 7, E100 (solid line) and E95 shows the change of the in-cylinder pressure P corresponding to the crank angle phase in the case of using the fuel (dashed line), maximum value P X of the higher fuel moisture content W cylinder pressure Will be recognized as a drop. FIG. 8 shows a control block of another embodiment of the present invention based on such a principle, and FIG. 9 shows the control procedure. Elements having the same functions as those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals. Therefore, duplicate explanations are omitted.

本実施形態におけるECU21は、先の燃料噴射量設定部39,燃料含水率算出部44,比較部45,通電開始時期算出部46,記憶部47の他に、定常状態判定部48と、最大圧力検出部49と、平均最大圧力算出部50と、カウンタ51とを有する。   In this embodiment, the ECU 21 includes a steady state determination unit 48, a maximum pressure, in addition to the fuel injection amount setting unit 39, the fuel moisture content calculation unit 44, the comparison unit 45, the energization start timing calculation unit 46, and the storage unit 47. A detection unit 49, an average maximum pressure calculation unit 50, and a counter 51 are included.

定常状態判定部48は、エンジン10の運転状態が定常状態にあるか否かをスロットル弁開度センサ26およびクランク角センサ37からの検出信号に基づいて判定する。具体的には、スロットル弁開度の変化率およびエンジン回転数の変化率が所定期間に亙ってそれぞれ所定範囲内にある場合、エンジン10の運転状態が定常状態にあると判断する。この判定結果は、最大圧力検出部49およびカウンタ51に出力される。   The steady state determination unit 48 determines whether or not the operating state of the engine 10 is in a steady state based on detection signals from the throttle valve opening sensor 26 and the crank angle sensor 37. Specifically, if the change rate of the throttle valve opening and the change rate of the engine speed are within a predetermined range over a predetermined period, it is determined that the operating state of the engine 10 is in a steady state. The determination result is output to the maximum pressure detection unit 49 and the counter 51.

最大圧力検出部49は、筒内圧センサ20からの検出信号に基づき、1サイクル毎の最大圧力Pを算出してこれを平均最大圧力算出部50に算出する。 Maximum pressure detecting unit 49 based on the detection signal from the cylinder pressure sensor 20, is calculated this by calculating the maximum pressure P X for every one cycle of the average maximum pressure calculating unit 50.

上述した最大圧力検出部49と共に本発明におけるパラメータ算出手段として機能する平均最大圧力算出部50は、最大圧力検出部49から出力されるnサイクル分の筒内圧の最大圧力Pの平均値PXmを算出し、これを燃料含水率算出部44に出力する。 The average maximum pressure calculation unit 50 functioning as a parameter calculation unit in the present invention together with the above-described maximum pressure detection unit 49 is an average value P Xm of the maximum pressure P X of the in-cylinder pressure for n cycles output from the maximum pressure detection unit 49. Is output to the fuel moisture content calculation unit 44.

カウンタ51は、最大圧力検出部49での筒内圧の最大圧力Pの検出回数をカウントする。 Counter 51 counts the maximum number of times of detecting the pressure P X of the in-cylinder pressure at the maximum pressure detecting unit 49.

本発明における含水率推定手段としての燃料含水率算出部44は、予め設定された含水率0%の燃料を使用した場合における燃焼室14内の最大圧力PXE100に対し、平均最大圧力算出部50にて算出された燃焼室14内の平均最大圧力PXmの割合に基づき、使用燃料の含水率WをW=1−(PXm/PE100)から算出する。 The fuel moisture content calculation unit 44 as the moisture content estimation means in the present invention is an average maximum pressure calculation unit 50 for the maximum pressure P XE100 in the combustion chamber 14 when a fuel having a preset moisture content of 0% is used. Based on the ratio of the average maximum pressure P Xm in the combustion chamber 14 calculated in step 1, the water content W of the fuel used is calculated from W = 1− (P Xm / P E100 ).

このような本実施形態によるA/Fセンサ32のヒータ32aに対する通電開始時期Tの設定手順について図9を参照しつつ説明する。まず、S31のステップにてエンジン10の運転状態が定常状態にあるか否かを定常状態判定部48にて判定し、エンジン10が定常状態にない、すなわち加減速などの過渡状態にあると判断した場合には、正確な燃料含水率Wを算出できないので、S32のステップに移行してカウンタ51のカウント値Cを0にリセットし、このフローを終了する。 The procedure for setting the energization start timing T for the heater 32a of the A / F sensor 32 according to this embodiment will be described with reference to FIG. First, in step S31, the steady state determination unit 48 determines whether the operating state of the engine 10 is in a steady state, and determines that the engine 10 is not in a steady state, that is, is in a transient state such as acceleration / deceleration. when the can not calculate an accurate fuel moisture content W, and resets the count value C n of the transition to the counter 51 to step S32 to 0 to end the flow.

一方、エンジン10の運転状態が定常状態にあると判断した場合には、S33のステップに移行してカウンタ51のカウントアップを行い、S34のステップにて最大圧力検出部49が筒内圧センサ20からの情報に基づいて最大圧力Pを検出し、これを平均最大圧力算出部50に出力する。そして、S35のステップにてカウンタ51のカウント値Cが所定値CRに達しているか否かを判断するが、最初は所定値CRよりも小さいのでS31のステップに戻り、最大圧力Pの検出データを平均最大圧力算出部50に蓄積させる。このようにして、S35のステップにてカウンタ51のカウント値Cが所定値CRに達したと判断した場合には、S36のステップに移行して平均最大圧力算出部50にて平均最大圧力PXmを算出し、これを燃料含水率算出部44に出力する。そして、S37のステップにてカウンタ51のカウント値Cを0にリセットし、さらにS38のステップにて燃料含水率算出部44にて燃料含水率Wを算出する。 On the other hand, when it is determined that the operating state of the engine 10 is in a steady state, the process proceeds to step S33 and the counter 51 is counted up. In step S34, the maximum pressure detection unit 49 is detected from the in-cylinder pressure sensor 20. detecting a maximum pressure P X based on the information, and outputs it to the average maximum pressure calculating unit 50. Then, although the count value C n of the counter 51 at S35 in step determines whether has reached a predetermined value CR, initially returns to small since S31 in step than a predetermined value CR, the detection of maximum pressure P X Data is accumulated in the average maximum pressure calculation unit 50. Thus, if the count value C n of the counter 51 at S35 in step is determined to have reached the predetermined value CR, the average maximum pressure P at an average maximum pressure calculation unit 50 proceeds to S36 in step Xm is calculated and output to the fuel moisture content calculation unit 44. Then, reset the count value C n of the counter 51 to zero at step S37, it calculates the fuel water content W in the fuel moisture content calculator 44 in addition S38 in step.

しかる後、算出された燃料含水率Wが所定値WRLよりも大きいか否かをS39のステップにて判定し、燃料含水率Wが所定値WRL以下である、つまり算出された燃料含水率Wが通電開始時期Tの遅延による影響を与えない領域にあると比較部45が判断した場合には、S40のステップにて通電開始時期Tを0に設定し、さらにS41のステップに移行してエンジン10が停止しているか否かを判定する。また、S39のステップにて燃料含水率Wが所定値WRLよりも大きいと比較部45が判断した場合には、S42のステップに移行して通電開始時期算出部46が通電開始時期Tを算出した後、先のS41のステップに移行してエンジン10が停止しているか否かをECU21が判定する。 Thereafter, the calculated fuel moisture content W is determined in step S39 whether or not larger than a predetermined value W RL, fuel moisture content W is equal to or less than the predetermined value W RL, fuel moisture content that is calculated When the comparison unit 45 determines that W is in an area that is not affected by the delay of the energization start timing T, the energization start timing T is set to 0 in step S40, and the process proceeds to step S41. It is determined whether or not the engine 10 is stopped. Further, when the fuel moisture content W determines the comparison unit 45 is greater than the predetermined value W RL at S39 in step calculates the migrated energization start timing calculating section 46 is the energization start timing is T in step S42 After that, the ECU 21 determines whether or not the engine 10 is stopped by moving to the previous step of S41.

このS41のステップにてエンジン10が停止していないと判断した場合には、S31のステップに戻ってエンジン10が停止していると判断するまで通電開始時期Tを算出し直す。また、S41のステップにてエンジン10が停止していると判断した場合にはS43のステップに移行し、通電開始時期算出部46にて算出された最新の通電開始時期Tを記憶部47に記憶させる。   If it is determined in step S41 that the engine 10 is not stopped, the process returns to step S31 and the energization start timing T is recalculated until it is determined that the engine 10 is stopped. If it is determined in step S41 that the engine 10 is stopped, the process proceeds to step S43, and the latest energization start timing T calculated by the energization start timing calculation unit 46 is stored in the storage unit 47. Let

このように、エンジン10が停止するまでは常に通電開始時期Tの算出を繰り返し、最新の通電開始時期Tを記憶部47に記憶させる。   In this way, the calculation of the energization start time T is always repeated until the engine 10 is stopped, and the latest energization start time T is stored in the storage unit 47.

上述した実施形態においては、E100のアルコール燃料を使用する場合の燃料含水率Wを算出するようにしている。しかしながら、ガソリンとアルコールとの混合燃料などを使用した場合においても、予めガソリンに対するアルコールの基準となる混合割合が判っている限り、その制御パラメータ値を比較部45に予め読み込んでおくことによって本発明を適用させることが可能である。また、上述したA/Fセンサ32の他に、ヒータ32aに対する通電によって被水割れによる事故を起こす可能性があるOセンサやNOセンサなどを排気通路29に組み込んだエンジンシステムにおいても本願発明は適用可能であり、圧縮点火式内燃機関に対しても同様に適用できることは言うまでもない。 In the embodiment described above, the fuel moisture content W when the alcohol fuel of E100 is used is calculated. However, even when a mixed fuel of gasoline and alcohol is used, the control parameter value is read in the comparison unit 45 in advance as long as the mixing ratio serving as a reference of alcohol to gasoline is known in advance. Can be applied. In addition to the A / F sensor 32 described above, the present invention also applies to an engine system in which an O 2 sensor or NO X sensor that may cause an accident due to water cracking due to energization of the heater 32a is incorporated in the exhaust passage 29. Needless to say, can be applied to a compression ignition internal combustion engine as well.

このように、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。   As described above, the present invention should be construed only from the matters described in the scope of the claims, and in the above-described embodiments, the matters described in all the changes and modifications included in the concept of the present invention are described. Other than possible. That is, all matters in the above-described embodiment are not intended to limit the present invention, and include any configuration not directly related to the present invention. To get.

本発明を火花点火式内燃機関に適用した一実施形態の概念図である。1 is a conceptual diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a spark ignition internal combustion engine. 図1に示した実施形態における制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram in the embodiment shown in FIG. 1. 燃料含水率と低位発熱量指標との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between a fuel moisture content and a low calorific value index. 燃料含水率とヒータに対する通電開始時期との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between a fuel moisture content and the energization start time with respect to a heater. 図1に示した実施形態におけるヒータに対する通電開始時期の設定手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the setting procedure of the energization start time with respect to the heater in embodiment shown in FIG. ヒータに対する通電操作の手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the procedure of electricity supply operation with respect to a heater. エンジンのクランク角位相と筒内圧との関係を模式的に表すグラフである。4 is a graph schematically showing a relationship between an engine crank angle phase and an in-cylinder pressure. 本発明の他の実施形態における制御ブロック図である。It is a control block diagram in other embodiments of the present invention. 図8に示した実施形態におけるヒータに対する通電開始時期の設定手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the setting procedure of the energization start time with respect to the heater in embodiment shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
11 燃料噴射弁
12 吸気ポート
13 点火プラグ
14 燃焼室
15 排気ポート
16 シリンダヘッド
17 吸気弁
18 排気弁
19 イグニッションコイル
20 筒内圧センサ
21 ECU
22 吸気通路
23 吸気管
24 エアクリーナ
25 スロットル弁
26 スロットル開度センサ
27 サージタンク
28 エアフローメータ
29 排気通路
30 排気管
31 三元触媒
32 A/Fセンサ
32a ヒータ
33 ピストン
34 シリンダブロック
35 連接棒
36 クランク軸
37 クランク角センサ
38 イグニッションキースイッチ
39 燃料噴射量設定部
40 点火時期設定部
41 燃焼室容積算出部
42 熱発生量指標算出部
43 低位発熱量指標算出部
44 燃料含水率算出部
45 比較部
46 通電開始時期算出部
47 記憶部
48 定常状態判定部
49 最大圧力検出部
50 平均最大圧力算出部
51 カウンタ
P 燃焼室内の圧力(筒内圧)
最大筒内圧
Xm 平均最大筒内圧
V 筒内圧の検出時における燃焼室の容積
h 筒内圧の検出時における瞬時熱発生量
Q 燃料の低位発熱量
W 燃料含水率
T ヒータに対する通電開始時期
κ 指数
τ 設定噴射量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Fuel injection valve 12 Intake port 13 Spark plug 14 Combustion chamber 15 Exhaust port 16 Cylinder head 17 Intake valve 18 Exhaust valve 19 Ignition coil 20 In-cylinder pressure sensor 21 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Intake passage 23 Intake pipe 24 Air cleaner 25 Throttle valve 26 Throttle opening sensor 27 Surge tank 28 Air flow meter 29 Exhaust passage 30 Exhaust pipe 31 Three-way catalyst 32 A / F sensor 32a Heater 33 Piston 34 Cylinder block 35 Connecting rod 36 Crankshaft 37 Crank angle sensor 38 Ignition key switch 39 Fuel injection amount setting unit 40 Ignition timing setting unit 41 Combustion chamber volume calculation unit 42 Heat generation amount index calculation unit 43 Low heating value index calculation unit 44 Fuel moisture content calculation unit 45 Comparison unit 46 Energization Start time calculation unit 47 Storage unit 48 Steady state determination unit 49 Maximum pressure detection unit 50 Average maximum pressure calculation unit 51 Counter P Pressure in combustion chamber (in-cylinder pressure)
P X Maximum in-cylinder pressure P Xm Average maximum in-cylinder pressure V Volume of combustion chamber at detection of in-cylinder pressure h Instantaneous heat generation amount at detection of in-cylinder pressure Q Low heating value of fuel W Fuel moisture content T Heating start timing to heater κ Exponent τ Set injection amount

Claims (14)

エンジンの燃焼室内の圧力を検出するステップと、
検出された燃焼室内の圧力に基づいてエンジンに供給された燃料の含水率を推定するステップと
を具えたことを特徴とする燃料含水率検出方法。
Detecting the pressure in the combustion chamber of the engine;
Estimating the moisture content of the fuel supplied to the engine based on the detected pressure in the combustion chamber.
燃料の含水率を推定するステップは、
検出された燃焼室の圧力と、この時の燃焼室の容積とから燃料の熱発生量に関する制御パラメータを算出するステップと、
予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、算出された制御パラメータの値の割合を算出するステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の燃料含水率検出方法。
The step of estimating the moisture content of the fuel is
Calculating a control parameter relating to the heat generation amount of the fuel from the detected pressure of the combustion chamber and the volume of the combustion chamber at this time;
The fuel moisture content detection method according to claim 1, further comprising: calculating a ratio of the calculated control parameter value to a control parameter value at a predetermined moisture content set in advance.
エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、ここでエンジンの運転状態が定常状態にあると判断した場合に燃料の含水率を推定するステップが実行されることを特徴とする請求項2に記載の燃料含水率検出方法。   The method further comprises the step of determining whether or not the engine operating state is in a steady state, wherein the step of estimating the moisture content of the fuel is executed when it is determined that the engine operating state is in a steady state. The fuel moisture content detection method according to claim 2, wherein: 燃料の含水率を推定するステップは、
検出された燃焼室の圧力と、この時の燃焼室の容積と、燃焼室に対して設定された燃料の供給量とから燃料の発熱量に関する制御パラメータを算出するステップと、
予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、算出された制御パラメータの値の割合を算出するステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の燃料含水率検出方法。
The step of estimating the moisture content of the fuel is
Calculating a control parameter relating to the heat generation amount of the fuel from the detected pressure of the combustion chamber, the volume of the combustion chamber at this time, and the supply amount of fuel set to the combustion chamber;
The fuel moisture content detection method according to claim 1, further comprising: calculating a ratio of the calculated control parameter value to a control parameter value at a predetermined moisture content set in advance.
燃焼室内の圧力を検出するステップは、燃焼室内の最大圧力を複数回の燃焼サイクルにおける平均値として算出するステップを含み、
含水率を推定するステップは、予め設定された所定含水率における燃焼室内の最大圧力に対し、算出された燃焼室内の平均最大圧力の割合を算出するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の燃料含水率検出方法。
Detecting the pressure in the combustion chamber includes calculating the maximum pressure in the combustion chamber as an average value in a plurality of combustion cycles;
The step of estimating the moisture content includes a step of calculating a ratio of the calculated average maximum pressure in the combustion chamber to the maximum pressure in the combustion chamber at a predetermined moisture content set in advance. The fuel moisture content detection method as described.
エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、ここでエンジンの運転状態が定常状態にあると判断した場合に燃焼室内の最大圧力を検出するステップが実行されることを特徴とする請求項5に記載の燃料含水率検出方法。   The method further includes the step of determining whether or not the operating state of the engine is in a steady state, wherein the step of detecting the maximum pressure in the combustion chamber is executed when it is determined that the operating state of the engine is in the steady state. The fuel moisture content detection method according to claim 5. エンジンの燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサと、
この筒内圧センサによって検出された燃焼室内の圧力に基づいてエンジンに供給された燃料の含水率を推定する含水率推定手段と
を具えたことを特徴とする燃料含水率検出装置。
An in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber of the engine;
A fuel moisture content detecting device comprising: a moisture content estimating means for estimating the moisture content of the fuel supplied to the engine based on the pressure in the combustion chamber detected by the in-cylinder pressure sensor.
エンジンのクランク角位相を検出するクランク角センサをさらに具え、前記含水率推定手段は、このクランク角センサからの検出信号に基づき、前記筒内圧センサによって燃焼室内の圧力が検出された時点における燃焼室の容積を算出する燃焼室容積算出手段と、
この燃焼室容積算出手段によって算出された燃焼室の容積と、前記筒内圧センサによって検出された燃焼室内の圧力とから燃料の熱発生量に関する制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、
予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、前記パラメータ算出手段にて算出された制御パラメータの値の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段とを有することを特徴とする請求項7に記載の燃料含水率検出装置。
A crank angle sensor for detecting a crank angle phase of the engine is further provided, and the moisture content estimation means is based on a detection signal from the crank angle sensor, and the combustion chamber at the time when the pressure in the combustion chamber is detected by the in-cylinder pressure sensor. Combustion chamber volume calculation means for calculating the volume of
Parameter calculation means for calculating a control parameter relating to the heat generation amount of fuel from the volume of the combustion chamber calculated by the combustion chamber volume calculation means and the pressure in the combustion chamber detected by the in-cylinder pressure sensor;
A moisture content calculating means for calculating the moisture content of the fuel used from the ratio of the value of the control parameter calculated by the parameter calculating means with respect to the value of the control parameter at a predetermined moisture content set in advance. The fuel moisture content detection device according to claim 7.
エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、この運転状態判定手段にてエンジンの運転状態が定常状態にあると判断された場合、前記含水率算出手段により燃料含水率が算出されることを特徴とする請求項8に記載の燃料含水率検出装置。   It further comprises an operating state determining means for determining whether or not the operating state of the engine is in a steady state, and when the operating state determining means determines that the operating state of the engine is in a steady state, the moisture content calculating means 9. The fuel moisture content detection device according to claim 8, wherein the fuel moisture content is calculated by the following. 燃焼室への燃料の供給量を設定する燃料供給量設定手段と、
エンジンのクランク角位相を検出するクランク角センサと
をさらに具え、前記含水率推定手段は、
前記クランク角センサからの検出信号に基づき、前記筒内圧センサによって燃焼室内の圧力が検出された時点における燃焼室の容積を算出する燃焼室容積算出手段と、
前記燃料供給量設定手段にて設定された燃料の供給量および前記筒内圧センサによって検出された燃焼室の圧力ならびに前記燃焼室容積算出手段によって算出された燃焼室の容積から燃料の発熱量に関する制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、
予め設定された所定含水率における制御パラメータの値に対し、前記パラメータ算出手段にて算出された制御パラメータの値の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段と
を有することを特徴とする請求項7に記載の燃料含水率検出装置。
Fuel supply amount setting means for setting the fuel supply amount to the combustion chamber;
A crank angle sensor for detecting a crank angle phase of the engine; and
Combustion chamber volume calculation means for calculating the volume of the combustion chamber at the time when the pressure in the combustion chamber is detected by the in-cylinder pressure sensor based on a detection signal from the crank angle sensor;
Control relating to the amount of fuel heat generated from the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means, the pressure of the combustion chamber detected by the cylinder pressure sensor, and the volume of the combustion chamber calculated by the combustion chamber volume calculation means Parameter calculating means for calculating the parameters;
A moisture content calculating means for calculating the moisture content of the fuel used from the ratio of the control parameter value calculated by the parameter calculating means with respect to the control parameter value at a predetermined moisture content set in advance. The fuel moisture content detection device according to claim 7.
前記パラメータ算出手段は、燃焼室内の最大圧力を複数回の燃焼サイクルにおける平均値として算出する平均化手段を含み、
前記含水率推定手段は、予め設定された所定含水率における燃焼室内の最大圧力に対し、前記平均化手段にて算出された燃焼室内の平均最大圧力の割合から使用燃料の含水率を算出する含水率算出手段を有することを特徴とする請求項7に記載の燃料含水率検出装置。
The parameter calculation means includes averaging means for calculating the maximum pressure in the combustion chamber as an average value in a plurality of combustion cycles,
The moisture content estimating means calculates the moisture content of the fuel used from the ratio of the average maximum pressure in the combustion chamber calculated by the averaging means to the maximum pressure in the combustion chamber at a predetermined predetermined moisture content. The fuel moisture content detection device according to claim 7, further comprising a rate calculation unit.
エンジンの運転状態が定常状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、この運転状態判定手段判定手段にてエンジンの運転状態が定常状態にあると判断された場合、前記含水率算出手段により燃料含水率が算出されることを特徴とする請求項11に記載の燃料含水率検出装置。   Further comprising an operating state determining means for determining whether or not the engine operating state is in a steady state, and when the operating state determining means determining means determines that the engine operating state is in a steady state, the moisture content 12. The fuel moisture content detection device according to claim 11, wherein the fuel moisture content is calculated by a calculation means. 排気通路に臨むように配されたセンサに組み込まれたヒータに対する通電開始時期をエンジンの再始動後に制御するための方法であって、
請求項1から請求項6の何れかに記載の燃料含水率検出方法により、燃料中に含まれる含水率を推定するステップと、
推定された燃料含水率に基づき、エンジンの再始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定するステップと
を具えたことを特徴とするヒータ通電開始時期設定方法。
A method for controlling energization start timing for a heater incorporated in a sensor arranged to face an exhaust passage after restarting an engine,
Estimating the moisture content contained in the fuel by the fuel moisture content detection method according to any one of claims 1 to 6;
A heater energization start timing setting method comprising: a step of setting an energization start timing for the heater after engine restart based on the estimated fuel moisture content.
排気通路に臨むように配されたセンサに組み込まれたヒータに対する通電開始時期をエンジンの再始動後に制御するための装置であって、
請求項7から請求項12の何れかに記載の燃料含水率検出装置と、
この燃料含水率検出装置によって推定された燃料含水率に基づき、エンジンの再始動後におけるヒータに対する通電開始時期を設定する通電開始時期設定手段と
を具えたことを特徴とするヒータ通電開始時期設定装置。
An apparatus for controlling energization start timing for a heater built in a sensor arranged to face an exhaust passage after restarting the engine,
A fuel moisture content detection device according to any one of claims 7 to 12,
A heater energization start timing setting device comprising: an energization start timing setting means for setting an energization start timing for the heater after restarting the engine based on the fuel moisture content estimated by the fuel moisture content detection device .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009235909A (en) * 2008-03-25 2009-10-15 Toyota Motor Corp Egr control device
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