JP2009138609A - Fuel supply device and internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress knocking when knocking resistance performance of fuel supplied to an internal combustion engine is low. <P>SOLUTION: A fuel supply device 10 supplying fuel to the internal combustion engine 1 includes a fuel tank 13 storing fuel F, a property improved fuel vessel 11 storing property improved fuel FI mixing knocking resistance improving agent IL into the fuel F, and a selector valve 18. The fuel F is transferred to the property improved fuel vessel 11 from the fuel tank, and knocking resistance improving agent IL stored in an additive vessel 12 is transferred to the property improved fuel vessel 11 when knocking resistance performance of the fuel F is low. The property improved fuel FI in the property improved fuel vessel 11 is supplied to the internal combustion engine 1 in operation conditions where knocking of the internal combustion engine 1 easily occurs. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関への燃料供給に関する。   The present invention relates to fuel supply to an internal combustion engine.

ガソリン機関やディーゼル機関等の内燃機関においては、機関内部の燃焼空間で燃料を燃焼させる。内燃機関では、燃料の性状によってノッキングが発生したり、着火性が悪かったりすることによって、出力低下や燃料消費の増加、あるいは騒音の増加といった問題が発生することがある。特許文献1には、内燃機関のノッキングを検知した場合、内燃機関の温度が所定値以上である場合には、混合気中にアンチノック剤を注入する制御を実行する技術が開示されている。   In an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, fuel is burned in a combustion space inside the engine. In an internal combustion engine, problems such as a decrease in output, an increase in fuel consumption, or an increase in noise may occur due to occurrence of knocking or poor ignitability depending on the properties of the fuel. Patent Document 1 discloses a technique for executing control for injecting an anti-knock agent into an air-fuel mixture when knocking of an internal combustion engine is detected and the temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value.

実開昭62−148752号公報(3ページ)Japanese Utility Model Publication No. 62-148752 (page 3)

特許文献1に開示された技術のように、混合気中にアンチノック剤のような燃料の性状を変化させる添加剤を注入すると、前記添加剤と混合気との混合比率の制御が困難になり、過剰に前記添加剤を消費したり、前記添加剤の不足が発生したりする。   If an additive that changes the properties of the fuel, such as an anti-knock agent, is injected into the mixture as in the technique disclosed in Patent Document 1, it becomes difficult to control the mixing ratio between the additive and the mixture. The additive is consumed excessively, or the additive is insufficient.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関へ供給される燃料の性状を改善するにあたって、燃料の性状を変化させる添加剤の消費量の増加を抑制しつつ、確実に燃料の性状を改善することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in improving the properties of the fuel supplied to the internal combustion engine, the fuel consumption is reliably suppressed while suppressing an increase in the consumption of the additive that changes the properties of the fuel. The purpose is to improve the properties.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関に供給され、前記内燃機関の燃焼空間で燃焼用の空気とともに燃焼する燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料に、前記燃料の性状を変化させる添加剤が混合された性状改善燃料が貯留される性状改善燃料容器と、を備え、前記内燃機関へ供給する燃料が、前記燃料タンク内の前記燃料又は前記性状改善燃料容器内の前記性状改善燃料に切り替え可能であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a fuel supply apparatus according to the present invention includes a fuel tank that stores fuel that is supplied to an internal combustion engine and combusts with combustion air in a combustion space of the internal combustion engine. A property-improving fuel container in which a property-improving fuel in which an additive that changes the property of the fuel is mixed is stored in the fuel, and the fuel supplied to the internal combustion engine is the fuel in the fuel tank. Or it can switch to the said property improvement fuel in the said property improvement fuel container.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関へ供給する燃料を、前記燃料タンク内の前記燃料又は前記性状改善燃料容器内の前記性状改善燃料に切り替える供給燃料切換手段を備えることを特徴とすることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, the fuel supply device includes a supply fuel switching means for switching the fuel supplied to the internal combustion engine to the fuel in the fuel tank or the property improving fuel in the property improving fuel container. It is desirable to be characterized.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記燃料タンク内の前記燃料を前記内燃機関へ供給する第1の燃料供給手段と、前記性状改善燃料容器内の前記性状改善燃料を前記内燃機関へ供給する第2の燃料供給手段と、を備えることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fuel supply device, a first fuel supply means for supplying the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine, and the property improving fuel in the property improving fuel container are used as the internal combustion engine. And a second fuel supply means for supplying the engine.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記燃料の性状に基づいて、前記燃料に対する前記添加剤の投入量を決定することが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fuel supply device, it is desirable to determine the amount of the additive to be added to the fuel based on the property of the fuel.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記添加剤は、前記燃料の耐ノッキング性能を向上させる耐ノック性向上剤であることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fuel supply apparatus, it is desirable that the additive is a knock resistance improving agent that improves a knock resistance performance of the fuel.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記燃料の耐ノッキング性能に基づいて、前記燃料に対する前記耐ノック性向上剤の投入量を決定することが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fuel supply device, it is desirable to determine an input amount of the knock resistance improving agent to the fuel based on a knock resistance performance of the fuel.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記添加剤は、前記燃料の着火性を向上させる着火性向上剤であることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fuel supply apparatus, the additive is preferably an ignitability improver that improves the ignitability of the fuel.

本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記燃料の着火性に基づいて、前記燃料に対する前記着火性向上剤の投入量を決定することが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fuel supply device, it is desirable to determine an input amount of the ignitability improver for the fuel based on the ignitability of the fuel.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、前記燃料供給装置によって燃料が供給されることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that fuel is supplied by the fuel supply device.

本発明は、内燃機関へ供給される燃料の性状を改善するにあたって、燃料の性状を変化させる添加剤の消費量の増加を抑制しつつ、確実に燃料の性状を改善できる。   According to the present invention, when improving the properties of the fuel supplied to the internal combustion engine, it is possible to reliably improve the properties of the fuel while suppressing an increase in the consumption of the additive that changes the properties of the fuel.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, or those that are substantially the same, so-called equivalent ranges.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。本実施形態は、内燃機関1の燃料Fを貯留する燃料タンク13と、燃料タンク13とは別個に用意されて、燃料Fに、燃料Fの性状を変化させる添加剤が混合された性状改善燃料FIが貯留される性状改善燃料容器11とを備える。そして、内燃機関1へ供給される燃料が、燃料タンク13内の燃料F又は性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIに切り替え可能である点に特徴がある。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply apparatus according to a first embodiment. In this embodiment, the fuel tank 13 for storing the fuel F of the internal combustion engine 1 and the fuel tank 13 are prepared separately, and the property improving fuel in which the fuel F is mixed with an additive that changes the property of the fuel F. And a property-improving fuel container 11 in which FI is stored. The fuel supplied to the internal combustion engine 1 can be switched to the fuel F in the fuel tank 13 or the property improving fuel FI in the property improving fuel container 11.

燃料Fの性状を変化させるとは、燃料Fの燃焼性、すなわち耐ノッキング性能や着火性を変化させることをいう。本実施形態では、内燃機関1のノッキングを抑制することを目的とし、燃料Fの性状を変化させる添加剤として、イソプロピルアルコールのようなノッキングに対する耐性を向上させる耐ノック性向上剤を用いる。   Changing the property of the fuel F means changing the combustibility of the fuel F, that is, the knocking resistance and the ignitability. In the present embodiment, for the purpose of suppressing knocking of the internal combustion engine 1, a knocking resistance improver that improves resistance to knocking such as isopropyl alcohol is used as an additive that changes the properties of the fuel F.

内燃機関1は、ピストン5がシリンダ3の内部を往復運動する、いわゆるレシプロ式の内燃機関である。内燃機関1のシリンダ3は、一端部がシリンダヘッド2に取り付けられ、他端部がクランクケース4に取り付けられる。シリンダ3の内面と、ピストン5の頂面と、シリンダヘッド2の内面とで囲まれる空間3Bが、内燃機関1へ供給される燃料Fの燃焼する空間となる。この空間3Bを、燃焼空間3Bという。また、以下において、燃料タンク13内の燃料F、すなわち、性状改善燃料容器11において、燃料Fの性状を変化させる添加剤が混合される前の燃料を主燃料Fという。   The internal combustion engine 1 is a so-called reciprocating internal combustion engine in which a piston 5 reciprocates in a cylinder 3. The cylinder 3 of the internal combustion engine 1 has one end attached to the cylinder head 2 and the other end attached to the crankcase 4. A space 3B surrounded by the inner surface of the cylinder 3, the top surface of the piston 5, and the inner surface of the cylinder head 2 is a space in which the fuel F supplied to the internal combustion engine 1 burns. This space 3B is referred to as a combustion space 3B. Hereinafter, the fuel F in the fuel tank 13, that is, the fuel before the additive that changes the property of the fuel F in the property improving fuel container 11 is mixed is referred to as the main fuel F.

内燃機関1へ供給される主燃料Fは、炭化水素を含む燃料であり、内燃機関1が火花点火式の機関である場合には、例えばガソリンが用いられ、内燃機関1がディーゼル機関である場合には、例えば軽油が用いられる。また、内燃機関1が多種類の燃料に対応できる機関である場合には、アルコール等の含酸素燃料やガソリンやLPG(Liquefied petroleum gas:液化石油ガス)等が用いられる。   The main fuel F supplied to the internal combustion engine 1 is a fuel containing hydrocarbons. When the internal combustion engine 1 is a spark ignition engine, for example, gasoline is used, and the internal combustion engine 1 is a diesel engine. For example, light oil is used. Further, when the internal combustion engine 1 is an engine that can handle various types of fuel, oxygen-containing fuel such as alcohol, gasoline, LPG (Liquefied petroleum gas), or the like is used.

シリンダヘッド2には、燃料の燃焼に供する空気(燃焼用空気)Aを燃焼空間3Bへ導入するための吸気通路である吸気ポート8i、及び燃焼空間3Bで燃料が燃焼した後の燃焼ガス(排ガス)Exを燃焼空間3Bの外部へ排出する排気通路である排気ポート8eが形成される。   The cylinder head 2 includes an intake port 8i that is an intake passage for introducing air (combustion air) A for combustion into the combustion space 3B, and a combustion gas (exhaust gas) after the fuel is burned in the combustion space 3B. ) An exhaust port 8e which is an exhaust passage for discharging Ex to the outside of the combustion space 3B is formed.

吸気ポート8i及び排気ポート8eは、それぞれ燃焼空間3Bに開口し、シリンダヘッド2にそれぞれの開口部が形成される。そして、吸気ポート8iの開口部には吸気弁9iが配置され、排気ポート8eの開口部には排気弁9eが配置される。吸気弁9iは吸気ポート8iの開口部を開閉し、排気弁9eは排気ポート8eの開口部を開閉する。   The intake port 8i and the exhaust port 8e each open to the combustion space 3B, and the respective openings are formed in the cylinder head 2. An intake valve 9i is disposed at the opening of the intake port 8i, and an exhaust valve 9e is disposed at the opening of the exhaust port 8e. The intake valve 9i opens and closes the opening of the intake port 8i, and the exhaust valve 9e opens and closes the opening of the exhaust port 8e.

内燃機関1は、燃焼空間3B内の燃焼用空気Aへ燃料を噴射する燃料供給手段として、燃料噴射弁(以下筒内噴射弁という)31をシリンダヘッド2に備える。また、内燃機関1には、シリンダヘッド2に燃焼空間3Bに形成される、燃料と燃焼用空気Aとの混合気に点火する点火手段として、点火プラグ30が取り付けられる。燃焼空間3B内の前記混合気は、点火プラグ30からの放電によって点火され、燃焼する。このように、内燃機関1は、筒内噴射弁31によって燃焼空間3Bへ直接燃料を噴射する、いわゆる直噴の火花点火式の内燃機関である。   The internal combustion engine 1 includes a fuel injection valve (hereinafter referred to as an in-cylinder injection valve) 31 in the cylinder head 2 as fuel supply means for injecting fuel into the combustion air A in the combustion space 3B. An ignition plug 30 is attached to the internal combustion engine 1 as ignition means for igniting an air-fuel mixture of fuel and combustion air A formed in the combustion space 3B in the cylinder head 2. The air-fuel mixture in the combustion space 3B is ignited by the discharge from the spark plug 30 and burns. Thus, the internal combustion engine 1 is a so-called direct injection spark ignition type internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion space 3B by the in-cylinder injection valve 31.

吸気弁9iが開き、ピストン5が下死点へ向かうと、吸気ポート8iの開口部から燃焼空間3Bへ燃焼用空気Aが流入する(吸気行程)。均質燃焼を行う場合、筒内噴射弁31は、吸気行程で燃焼空間3Bへ燃料を噴射する。ピストン5が下死点を通過し、吸気弁9i及び排気弁9eが閉じた状態でピストン5が上死点(すなわちシリンダヘッド2の方向)へ向かうと、燃焼空間3B内に形成される燃料と燃焼用空気Aとの混合気が圧縮されて昇温する(圧縮行程)。成層燃焼を行う場合には、筒内噴射弁31は、圧縮行程で燃焼空間3Bへ燃料を噴射する。   When the intake valve 9i is opened and the piston 5 moves to the bottom dead center, the combustion air A flows into the combustion space 3B from the opening of the intake port 8i (intake stroke). When performing homogeneous combustion, the in-cylinder injection valve 31 injects fuel into the combustion space 3B in the intake stroke. When the piston 5 passes through the bottom dead center and the piston 5 heads to the top dead center (that is, toward the cylinder head 2) with the intake valve 9i and the exhaust valve 9e closed, the fuel formed in the combustion space 3B The air-fuel mixture with the combustion air A is compressed and heated up (compression stroke). When stratified combustion is performed, the in-cylinder injection valve 31 injects fuel into the combustion space 3B in the compression stroke.

ピストン5が上死点に到達する前に、点火プラグ30が放電して圧縮された前記混合気へ点火する。これによって、燃焼空間3B内の前記混合気が燃焼する。ここで、筒内噴射弁31及び点火プラグ30は、機関ECU(Electronic Control Unit)50によって制御される。   Before the piston 5 reaches top dead center, the spark plug 30 discharges and ignites the compressed air-fuel mixture. Thereby, the air-fuel mixture in the combustion space 3B burns. Here, the in-cylinder injection valve 31 and the spark plug 30 are controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) 50.

前記混合気が燃焼したときの燃焼圧力によりピストン5が下死点へ向かって移動する(膨張行程)。下死点を通過したピストン5は、再び上死点へ向かって移動するが、このとき排気弁9eが開いて燃焼空間3B内の燃焼ガス(排ガスEx)が排気ポート8eへ排出される(排気行程)。これによって、内燃機関の1サイクルが終了する。   The piston 5 moves toward the bottom dead center by the combustion pressure when the air-fuel mixture burns (expansion stroke). The piston 5 that has passed through the bottom dead center moves again toward the top dead center. At this time, the exhaust valve 9e is opened, and the combustion gas (exhaust gas Ex) in the combustion space 3B is discharged to the exhaust port 8e (exhaust gas). Process). This completes one cycle of the internal combustion engine.

ピストン5が上死点の近傍にくると、吸気弁9iが開き、排気弁9eは閉じて、内燃機関1の次のサイクルが開始する。このように、内燃機関1は、ピストン5がシリンダ3内を2往復する間に1サイクルが終了する、4ストローク1サイクルの内燃機関である。ピストン5の往復運動は、コネクティングロッド6を介してクランクケース4内のクランクシャフト7へ伝達され、回転運動へ変換される。次に、内燃機関1へ燃料を供給する燃料供給装置10を説明する。   When the piston 5 comes close to top dead center, the intake valve 9i is opened, the exhaust valve 9e is closed, and the next cycle of the internal combustion engine 1 is started. Thus, the internal combustion engine 1 is a four-stroke one-cycle internal combustion engine in which one cycle is completed while the piston 5 reciprocates twice within the cylinder 3. The reciprocating motion of the piston 5 is transmitted to the crankshaft 7 in the crankcase 4 via the connecting rod 6 and converted into rotational motion. Next, the fuel supply device 10 that supplies fuel to the internal combustion engine 1 will be described.

燃料供給装置10は、内燃機関1へ供給する主燃料Fを貯留する燃料タンク13と、主燃料Fと主燃料Fの耐ノッキング性能を向上させる耐ノック性向上剤ILとを混合して生成される性状改善燃料FIが貯留される性状改善燃料容器11と、を有する。内燃機関1へ供給される燃料は、燃料タンク13内の主燃料F、又は性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIの一方である。   The fuel supply device 10 is generated by mixing a fuel tank 13 that stores the main fuel F supplied to the internal combustion engine 1 and a knock resistance improving agent IL that improves the knock resistance of the main fuel F and the main fuel F. A property improving fuel container 11 in which the property improving fuel FI is stored. The fuel supplied to the internal combustion engine 1 is one of the main fuel F in the fuel tank 13 or the property improving fuel FI in the property improving fuel container 11.

内燃機関1へ供給される燃料は、高圧ポンプ60へ送られて、高圧ポンプ60で圧力(燃料圧力)をさらに高められた後、燃料分配管61へ送られる。燃料分配管61には、筒内噴射弁31が接続されており、所定の圧力に加圧された燃料分配管61内の燃料が筒内噴射弁31へ供給される。ここで、内燃機関1が複数のシリンダ3、ピストン5及び筒内噴射弁31を備える場合、燃料分配管61にはそれぞれの筒内噴射弁31が接続され、それぞれのシリンダ3内の燃焼空間3Bへ燃料が供給される。   The fuel supplied to the internal combustion engine 1 is sent to the high-pressure pump 60, and after the pressure (fuel pressure) is further increased by the high-pressure pump 60, the fuel is sent to the fuel distribution pipe 61. The in-cylinder injection valve 31 is connected to the fuel distribution pipe 61, and the fuel in the fuel distribution pipe 61 pressurized to a predetermined pressure is supplied to the in-cylinder injection valve 31. Here, when the internal combustion engine 1 includes a plurality of cylinders 3, pistons 5 and in-cylinder injection valves 31, the in-cylinder injection valves 31 are connected to the fuel distribution pipes 61, and the combustion spaces 3 </ b> B in the respective cylinders 3. Is supplied with fuel.

燃料分配管61には、燃料分配管61内の燃料の圧力を調整する手段として、燃料圧力調整弁62が取り付けられる。燃料圧力調整弁62は、燃料分配管61内の燃料の圧力が予め設定した圧力を超えると開弁して、燃料リリーフ通路24を介して燃料分配管61内の燃料を高圧ポンプ60の入口側へ戻す。これによって、燃料圧力調整弁62は、燃料分配管61内の燃料圧力を予め設定した値に保持する。燃料圧力調整弁62は、機関ECU50によって、設定した圧力を変更できる機能を有していてもよいし、機関ECU50によって開弁及び閉弁が制御できるものであってもよい。   A fuel pressure adjustment valve 62 is attached to the fuel distribution pipe 61 as means for adjusting the fuel pressure in the fuel distribution pipe 61. The fuel pressure adjusting valve 62 is opened when the fuel pressure in the fuel distribution pipe 61 exceeds a preset pressure, and the fuel in the fuel distribution pipe 61 is supplied to the inlet side of the high-pressure pump 60 via the fuel relief passage 24. Return to. Thus, the fuel pressure adjustment valve 62 holds the fuel pressure in the fuel distribution pipe 61 at a preset value. The fuel pressure adjusting valve 62 may have a function of changing the set pressure by the engine ECU 50, or may be a valve that can be controlled to be opened and closed by the engine ECU 50.

燃料タンク13には、主燃料Fを内燃機関1へ供給するための主燃料通路21が設けられている。また、性状改善燃料容器11内には、性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給するための性状改善燃料通路22が設けられている。また、性状改善燃料容器11には、燃料タンク13内の主燃料Fと、燃料Fの耐ノッキング性能を向上させる耐ノック性向上剤ILとが供給される。これによって、性状改善燃料容器11には、主燃料Fに耐ノック性向上剤ILが添加されて混合された性状改善燃料FIが貯留される。   The fuel tank 13 is provided with a main fuel passage 21 for supplying the main fuel F to the internal combustion engine 1. Further, a property improving fuel passage 22 for supplying the property improving fuel FI to the internal combustion engine 1 is provided in the property improving fuel container 11. The property improving fuel container 11 is supplied with the main fuel F in the fuel tank 13 and a knock resistance improving agent IL for improving the knock resistance performance of the fuel F. As a result, the property improving fuel container 11 stores the property improving fuel FI mixed with the main fuel F added with the knock resistance improving agent IL.

耐ノック性向上剤ILは、添加剤容器12に貯留される。添加剤容器12と性状改善燃料容器11とは、添加剤投入用通路19で接続され、燃料タンク13とは燃料移送用通路20で接続される。添加剤投入用通路19には、添加剤導入手段として添加剤投入用ポンプ16が設けられる。これによって、添加剤容器12内の耐ノック性向上剤ILが性状改善燃料容器11へ供給される。また、燃料移送用通路20には、燃料導入手段として燃料移送用ポンプ17が設けられる。これによって、燃料タンク13内の主燃料Fが性状改善燃料容器11へ供給される。そして、性状改善燃料容器11内で主燃料Fと耐ノック性向上剤ILとが混合して、性状改善燃料FIが作られる。   The knock resistance improving agent IL is stored in the additive container 12. The additive container 12 and the property-improving fuel container 11 are connected by an additive charging passage 19, and the fuel tank 13 is connected by a fuel transfer passage 20. The additive charging passage 19 is provided with an additive charging pump 16 as an additive introducing means. As a result, the knock resistance improving agent IL in the additive container 12 is supplied to the property improving fuel container 11. The fuel transfer passage 20 is provided with a fuel transfer pump 17 as a fuel introduction means. As a result, the main fuel F in the fuel tank 13 is supplied to the property improving fuel container 11. Then, the main fuel F and the knock resistance improver IL are mixed in the property improving fuel container 11 to produce the property improving fuel FI.

燃料タンク13に接続される主燃料通路21には、燃料供給手段として、燃料ポンプ14が設けられる。燃料ポンプ14によって、燃料タンク13内の主燃料Fが、内燃機関1の燃焼空間3Bへ燃料を噴射する筒内噴射弁31へ送られる。性状改善燃料通路22には、性状改善燃料供給手段として、性状改善燃料用ポンプ15が設けられる。性状改善燃料ポンプ15によって、性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIが、内燃機関1の燃焼空間3Bへ燃料を噴射する筒内噴射弁31へ送られる。   A fuel pump 14 is provided in the main fuel passage 21 connected to the fuel tank 13 as fuel supply means. The fuel pump 14 sends main fuel F in the fuel tank 13 to an in-cylinder injection valve 31 that injects fuel into the combustion space 3B of the internal combustion engine 1. The property improving fuel passage 22 is provided with a property improving fuel pump 15 as a property improving fuel supply means. The property improving fuel pump 15 sends the property improving fuel FI in the property improving fuel container 11 to an in-cylinder injection valve 31 that injects fuel into the combustion space 3B of the internal combustion engine 1.

燃料タンク13及び性状改善燃料容器11と筒内噴射弁31との間には、内燃機関1へ供給する燃料を主燃料F又は性状改善燃料FIに切り替える供給燃料切換手段である切替弁18が設けられる。切替弁18は二つの入口と一つの出口とを備えている。切替弁18の入口の一方には性状改善燃料通路22が接続され、他方には主燃料通路21が接続される。また、切替弁18の出口は、燃料供給通路23が接続される。燃料供給通路23は、筒内噴射弁31へ供給する燃料を加圧する高圧ポンプ60と接続されている。   Between the fuel tank 13 and the property improving fuel container 11 and the in-cylinder injection valve 31, there is provided a switching valve 18 which is a supply fuel switching means for switching the fuel supplied to the internal combustion engine 1 to the main fuel F or the property improving fuel FI. It is done. The switching valve 18 has two inlets and one outlet. A property improving fuel passage 22 is connected to one of the inlets of the switching valve 18, and a main fuel passage 21 is connected to the other. A fuel supply passage 23 is connected to the outlet of the switching valve 18. The fuel supply passage 23 is connected to a high-pressure pump 60 that pressurizes the fuel supplied to the in-cylinder injection valve 31.

切替弁18は、出口と、二つの入口のうちいずれか一方とを連通させることにより、燃料供給通路23と、性状改善燃料通路22又は主燃料通路21のいずれか一方とを連通させる。これによって、高圧ポンプ60へは、燃料ポンプ14から吐出される主燃料F又は性状改善燃料用ポンプ15から吐出される性状改善燃料FIのいずれか一方が供給される。高圧ポンプ60は、主燃料F又は性状改善燃料FIのいずれか一方を燃料分配管61へ供給し、燃料分配管61から筒内噴射弁31へ主燃料F又は性状改善燃料FIのいずれか一方が供給される。そして、筒内噴射弁31は、主燃料F又は性状改善燃料FIのいずれか一方を燃焼空間3Bへ噴射する。   The switching valve 18 makes the fuel supply passage 23 communicate with either the property improving fuel passage 22 or the main fuel passage 21 by making the outlet communicate with either one of the two inlets. As a result, either the main fuel F discharged from the fuel pump 14 or the property improving fuel FI discharged from the property improving fuel pump 15 is supplied to the high pressure pump 60. The high-pressure pump 60 supplies either the main fuel F or the property improving fuel FI to the fuel distribution pipe 61, and either the main fuel F or the property improving fuel FI is supplied from the fuel distribution pipe 61 to the in-cylinder injection valve 31. Supplied. The in-cylinder injection valve 31 injects either the main fuel F or the property improving fuel FI into the combustion space 3B.

燃料ポンプ14、性状改善燃料用ポンプ15、添加剤投入用ポンプ16、燃料移送用ポンプ17、切替弁18は、機関ECU50が備える燃料供給制御装置51によって制御される。必要に応じて燃料供給制御装置51が添加剤投入用ポンプ16及び燃料移送用ポンプ17を駆動することにより、性状改善燃料容器11内には性状改善燃料FIが作られて貯留される。   The fuel pump 14, the property improving fuel pump 15, the additive charging pump 16, the fuel transfer pump 17, and the switching valve 18 are controlled by a fuel supply control device 51 provided in the engine ECU 50. When necessary, the fuel supply control device 51 drives the additive charging pump 16 and the fuel transfer pump 17, so that the property improving fuel FI is created and stored in the property improving fuel container 11.

燃料供給制御装置51を備える機関ECU50は、内燃機関1へ取り付けられるノックセンサ40からの入力信号や、性状改善燃料用ポンプ15、添加剤投入用ポンプ16、燃料移送用ポンプ17、切替弁18等への出力信号の入出力を行う入出力部54と、処理部50Pと、内燃機関1の制御に用いる各種マップ等を格納する記憶部53とを有する。   The engine ECU 50 including the fuel supply control device 51 includes an input signal from a knock sensor 40 attached to the internal combustion engine 1, a property improving fuel pump 15, an additive charging pump 16, a fuel transfer pump 17, a switching valve 18, and the like. An input / output unit 54 for inputting / outputting an output signal to the engine, a processing unit 50P, and a storage unit 53 for storing various maps used for controlling the internal combustion engine 1.

処理部50Pは、例えば、メモリ及びCPU(Central Processing Unit:中央演算装置)により構成されている。処理部50Pは、本実施形態に係る燃料供給制御を実行する燃料供給制御装置51及び内燃機関1を制御する機関制御部52を備える。すなわち、本実施形態において、燃料供給制御装置51は、処理部50Pの一機能として実現される。ここで、燃料供給制御装置51は、制御条件判定部51Aと、燃料性状判定部51Bと、燃料性状調整部51Cとを有しており、これらが本実施形態に係る燃料供給制御を実行する。記憶部53は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ROM(Read Only Memory)のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはRAM(Random Access Memory)のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。   The processing unit 50P includes, for example, a memory and a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 50P includes a fuel supply control device 51 that executes fuel supply control according to the present embodiment and an engine control unit 52 that controls the internal combustion engine 1. That is, in the present embodiment, the fuel supply control device 51 is realized as one function of the processing unit 50P. Here, the fuel supply control device 51 includes a control condition determination unit 51A, a fuel property determination unit 51B, and a fuel property adjustment unit 51C, which perform fuel supply control according to the present embodiment. The storage unit 53 is a nonvolatile memory such as a flash memory, a memory that can only be read such as a ROM (Read Only Memory), a memory that can be read and written such as a RAM (Random Access Memory), or a combination thereof. Can be configured.

内燃機関1がノッキングの発生しやすい運転条件で運転される場合には、燃料供給制御装置51が切替弁18を切り替えるとともに性状改善燃料用ポンプ15を駆動して、性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給する。例えば、特に耐ノッキング性能が問題となる低回転中高負荷の運転時には、性状改善燃料FIによって内燃機関1を運転する。これによって、耐ノッキング性能が問題となる運転条件でも、内燃機関1はノッキングが発生しにくくなるので、内燃機関1の燃料消費及び出力低下を抑制できる。   When the internal combustion engine 1 is operated under an operating condition in which knocking is likely to occur, the fuel supply control device 51 switches the switching valve 18 and drives the property improving fuel pump 15, so that the properties in the property improving fuel container 11 are The improved fuel FI is supplied to the internal combustion engine 1. For example, the internal combustion engine 1 is operated with the property-improving fuel FI, particularly during low-rotation, medium-high load operation where knocking resistance is a problem. As a result, the internal combustion engine 1 is less likely to cause knocking even under operating conditions where knocking resistance is a problem, and therefore, fuel consumption and output reduction of the internal combustion engine 1 can be suppressed.

本実施形態では、性状改善燃料容器11内に予め性状改善燃料FIを作って貯留しておく。これによって、内燃機関1のノッキングを抑制したいときには直ちに性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給できる。また、性状改善燃料容器11の体積は、燃料タンクの体積よりも小さいので、燃料タンク13内の主燃料Fへ耐ノック性向上剤ILを直接投入する場合と比較して、少量の耐ノック性向上剤ILで、必要な耐ノッキング性能を備える性状改善燃料FIを得ることができる。これによって、耐ノック性向上剤ILの消費量を抑制できる。また、燃料タンク13よりも体積の小さい性状改善燃料容器11内で主燃料Fと耐ノック性向上剤ILとを混合させるので、両者の混合が迅速に進行する。   In the present embodiment, the property improving fuel FI is made in advance and stored in the property improving fuel container 11. Accordingly, when it is desired to suppress knocking of the internal combustion engine 1, the property improving fuel FI can be immediately supplied to the internal combustion engine 1. Further, since the volume of the property-improving fuel container 11 is smaller than the volume of the fuel tank, a small amount of knock resistance is obtained as compared with the case where the knock resistance improver IL is directly fed into the main fuel F in the fuel tank 13. With the improver IL, a property-improving fuel FI having the necessary anti-knocking performance can be obtained. Thereby, the consumption of the knock resistance improving agent IL can be suppressed. Further, since the main fuel F and the knock resistance improving agent IL are mixed in the property improving fuel container 11 having a volume smaller than that of the fuel tank 13, the mixing of both proceeds rapidly.

図2は、実施形態1の第1変形例に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。本変形例は、実施形態1と略同様であるが、図1に示す筒内噴射弁31の代わりに吸気ポート8i内へ燃料を噴射するポート噴射弁32を燃料供給手段として備える点が異なる。本変形例の他の構成は実施形態1と同一なので、同一の構成には同一の符合を付すとともに、説明を省略する。   FIG. 2 is an apparatus configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply apparatus according to a first modification of the first embodiment. This modification is substantially the same as that of the first embodiment, except that a port injection valve 32 for injecting fuel into the intake port 8i is provided as fuel supply means instead of the in-cylinder injection valve 31 shown in FIG. Since the other configuration of the present modification is the same as that of the first embodiment, the same reference numeral is given to the same configuration, and description thereof is omitted.

燃料供給装置10aが備えるポート噴射弁32は、ポート噴射弁用燃料分配管63に取り付けられており、機関ECU50によって動作が制御される。そして、ポート噴射弁32は、ポート噴射弁用燃料分配管63から燃料が供給されて、内燃機関1aの吸気ポート8i内の燃焼用空気Aへ燃料を噴射する。これによって、燃料と燃焼用空気Aとを十分に混合させた混合気を形成することができる。   The port injection valve 32 provided in the fuel supply device 10a is attached to the port injection valve fuel distribution pipe 63, and the operation is controlled by the engine ECU 50. The port injection valve 32 is supplied with fuel from the port injection valve fuel distribution pipe 63 and injects the fuel into the combustion air A in the intake port 8i of the internal combustion engine 1a. Thereby, an air-fuel mixture in which the fuel and the combustion air A are sufficiently mixed can be formed.

切替弁18の入口の一方には性状改善燃料通路22が接続され、他方には主燃料通路21が接続される。また、切替弁18の出口は、燃料供給通路23が接続される。燃料供給通路23は、ポート噴射弁用燃料分配管63に接続されており、燃料ポンプ14から吐出される主燃料F又は性状改善燃料用ポンプ15から吐出される性状改善燃料FIのいずれか一方をポート噴射弁用燃料分配管63へ供給する。   A property improving fuel passage 22 is connected to one of the inlets of the switching valve 18, and a main fuel passage 21 is connected to the other. A fuel supply passage 23 is connected to the outlet of the switching valve 18. The fuel supply passage 23 is connected to the fuel distribution pipe 63 for the port injection valve, and either the main fuel F discharged from the fuel pump 14 or the property improving fuel FI discharged from the property improving fuel pump 15 is supplied. The fuel is supplied to the port injector fuel distribution pipe 63.

このような構成により、内燃機関1aがノッキングの発生しやすい運転条件で運転される場合には、燃料供給制御装置51が切替弁18を切り替えるとともに性状改善燃料用ポンプ15を駆動して、性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIをポート噴射弁用燃料分配管63へ供給する。これによって、ポート噴射弁32は、内燃機関1がノッキングの発生しやすい運転条件で運転される場合には、性状改善燃料FIを内燃機関1aへ供給する。その結果、本変形例でも、上記実施形態1と同様に、耐ノッキング性能が問題となる運転条件でも、内燃機関1aはノッキングが発生しにくくなるので、内燃機関1aの燃料消費及び出力低下を抑制できる。   With such a configuration, when the internal combustion engine 1a is operated under operating conditions where knocking is likely to occur, the fuel supply control device 51 switches the switching valve 18 and drives the property improving fuel pump 15 to improve the property. The property improving fuel FI in the fuel container 11 is supplied to the port injector fuel distribution pipe 63. Accordingly, the port injection valve 32 supplies the property improving fuel FI to the internal combustion engine 1a when the internal combustion engine 1 is operated under an operation condition in which knocking is likely to occur. As a result, in this modified example as well as in the first embodiment, the internal combustion engine 1a is less likely to be knocked even under operating conditions where knocking resistance is a problem, so that fuel consumption and output reduction of the internal combustion engine 1a are suppressed. it can.

図3は、実施形態1の第2変形例に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。本変形例は、実施形態1及び第2変形例と略同様であるが、図1に示す筒内噴射弁31と図2に示すポート噴射弁32とを燃料供給手段として備えるとともに、第1の燃料供給手段である筒内噴射弁31から主燃料Fを噴射し、第2の燃料供給手段であるポート噴射弁32から性状改善燃料FIを噴射することにより、切替弁18を省略した点が異なる。本変形例の他の構成は実施形態1及び第1変形例と同一なので、同一の構成には同一の符合を付すとともに、説明を省略する。   FIG. 3 is an apparatus configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply apparatus according to a second modification of the first embodiment. The present modification is substantially the same as the first and second modifications, but includes the in-cylinder injection valve 31 shown in FIG. 1 and the port injection valve 32 shown in FIG. The difference is that the switching valve 18 is omitted by injecting the main fuel F from the in-cylinder injection valve 31 as the fuel supply means and injecting the property improving fuel FI from the port injection valve 32 as the second fuel supply means. . Since other configurations of the present modification are the same as those of the first embodiment and the first modification, the same reference numerals are given to the same configurations, and descriptions thereof are omitted.

燃料供給装置10bは、燃料タンク13からの主燃料Fを筒内噴射弁31へ供給する主燃料供給系統と、性状改善燃料容器11からの性状改善燃料FIをポート噴射弁32へ供給する性状改善燃料供給系統との2系統で内燃機関1bへ燃料を供給する。主燃料供給系統では、燃料ポンプ14から吐出される主燃料Fが高圧ポンプ60に供給され、ここで昇圧されて筒内噴射弁31へ供給される。性状改善燃料供給系統では、性状改善燃料用ポンプ15から吐出される性状改善燃料FIが、性状改善燃料通路22を通ってポート噴射弁用燃料分配管63へ送られて、ここからポート噴射弁32へ供給される。   The fuel supply device 10b improves the property of supplying the main fuel F from the fuel tank 13 to the in-cylinder injection valve 31 and the property improving fuel FI from the property improving fuel container 11 to the port injection valve 32. Fuel is supplied to the internal combustion engine 1b by two systems including a fuel supply system. In the main fuel supply system, main fuel F discharged from the fuel pump 14 is supplied to the high-pressure pump 60, where the pressure is increased and supplied to the in-cylinder injection valve 31. In the property improving fuel supply system, the property improving fuel FI discharged from the property improving fuel pump 15 is sent to the port injector fuel distribution pipe 63 through the property improving fuel passage 22, and from here the port injector 32. Supplied to.

燃料ポンプ14と性状改善燃料用ポンプ15とは、機関ECU50が備える燃料供給制御装置51によって制御される。このような構成により、内燃機関1bがノッキングの発生しやすい運転条件で運転される場合には、燃料供給制御装置51が性状改善燃料用ポンプ15を駆動して、性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIをポート噴射弁用燃料分配管63へ供給する。これによって、ポート噴射弁32は、内燃機関1がノッキングの発生しやすい運転条件で運転される場合には、性状改善燃料FIを内燃機関1bへ供給する。   The fuel pump 14 and the property improving fuel pump 15 are controlled by a fuel supply control device 51 provided in the engine ECU 50. With such a configuration, when the internal combustion engine 1b is operated under an operation condition in which knocking is likely to occur, the fuel supply control device 51 drives the property improving fuel pump 15 and the property in the property improving fuel container 11 is increased. The improved fuel FI is supplied to the fuel distribution pipe 63 for the port injection valve. Accordingly, the port injection valve 32 supplies the property improving fuel FI to the internal combustion engine 1b when the internal combustion engine 1 is operated under an operation condition in which knocking is likely to occur.

その結果、本変形例でも、上記実施形態1及び第1変形例と同様に、耐ノッキング性能が問題となる運転条件でも、内燃機関1bはノッキングが発生しにくくなるので、内燃機関1bの燃料消費及び出力低下を抑制できる。また、燃料と燃焼用空気Aとの混合を促進しやすいポート噴射弁32によって性状改善燃料FIを内燃機関1bへ供給するので、性状改善燃料FIの均質化が促進されてよりノッキングの発生を抑制できる。次に、本実施形態に係る燃料供給制御を説明する。   As a result, in this modified example as well, as in the first and first modified examples, the internal combustion engine 1b is less likely to be knocked even under operating conditions in which anti-knocking performance is a problem. And output reduction can be suppressed. Further, since the property improving fuel FI is supplied to the internal combustion engine 1b by the port injection valve 32 that facilitates the mixing of the fuel and the combustion air A, the homogenization of the property improving fuel FI is promoted and the occurrence of knocking is further suppressed. it can. Next, fuel supply control according to the present embodiment will be described.

図4は、実施形態1に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。次の説明では、原則として図1に示す燃料供給装置10及び内燃機関1を例とするが、必要に応じて図2、図3に示す燃料供給装置10a、10bや内燃機関1a、1bも例として用いる。本実施形態に係る燃料供給制御を実行するにあたり、ステップS101において、燃料供給制御装置51の制御条件判定部51Aは、燃料タンク13へ内燃機関1の主燃料Fを給油した後、所定時間が経過したか否かを判定する。これによって、燃料タンク13へ給油された主燃料Fが、主燃料通路21や燃料供給通路23へ行き渡ったか否かを判定する。   FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of fuel supply control according to the first embodiment. In the following description, the fuel supply device 10 and the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 are taken as an example in principle. However, the fuel supply devices 10a and 10b and the internal combustion engines 1a and 1b shown in FIGS. Used as In executing the fuel supply control according to the present embodiment, in step S101, the control condition determination unit 51A of the fuel supply control device 51 passes a predetermined time after supplying the main fuel F of the internal combustion engine 1 to the fuel tank 13. Determine whether or not. Thereby, it is determined whether or not the main fuel F supplied to the fuel tank 13 has spread to the main fuel passage 21 and the fuel supply passage 23.

また、主燃料Fを給油した場合、燃料タンク13に残留している主燃料Fと新たに給油した主燃料Fとが混ざり合い、性状が安定するまでにある程度の時間を要するので、給油直後は燃料性状(本実施形態では耐ノッキング性能)の判定精度が低下するおそれがある。このため、ステップS101で給油後所定時間経過したか否かを判定し、所定時間が経過していない場合には本実施形態に係る燃料供給制御を実行しないことにより、耐ノック性向上剤ILの過剰な消費を回避するともに、主燃料Fの耐ノッキング性能を確実に改善できるようにする。   Further, when the main fuel F is refueled, the main fuel F remaining in the fuel tank 13 and the newly refueled main fuel F are mixed, and it takes a certain amount of time for the properties to become stable. The determination accuracy of the fuel property (anti-knocking performance in the present embodiment) may be reduced. For this reason, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after refueling in step S101, and when the predetermined time has not elapsed, the fuel supply control according to the present embodiment is not executed, so that the knock resistance improving agent IL is reduced. While avoiding excessive consumption, the knocking resistance performance of the main fuel F can be reliably improved.

ステップS101でNoと判定された場合、すなわち制御条件判定部51Aが給油後所定時間経過していないと判定した場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ここで、給油後の経過時間は、機関ECU50に備えたカウンタ機能を制御条件判定部51Aが利用することにより計数できる。例えば、制御条件判定部51Aは、燃料供給装置10が搭載される車両の給油計が現時点よりも増加した場合に給油があったと判定し、その時間を基準として給油後の経過時間を計数する。本実施形態に係る燃料供給制御を実行するか否かの判定に用いる給油後の所定時間は、実験等により予め決定しておく。   When it is determined No in step S101, that is, when the control condition determination unit 51A determines that a predetermined time has not elapsed after refueling, the fuel supply control according to the present embodiment is terminated. Here, the elapsed time after refueling can be counted by the control condition determination unit 51A using a counter function provided in the engine ECU 50. For example, the control condition determination unit 51A determines that there has been refueling when the fuel meter of the vehicle on which the fuel supply device 10 is mounted has increased from the current time, and counts the elapsed time after refueling based on that time. The predetermined time after refueling used for determining whether or not to execute the fuel supply control according to the present embodiment is determined in advance by an experiment or the like.

ステップS101でYesと判定された場合、すなわち制御条件判定部51Aが給油後所定時間経過していると判定した場合、ステップS102へ進む。ステップS102において、制御条件判定部51Aは、性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIの量(性状改善燃料量)Qiと性状改善燃料量閾値Qicとを比較する。これは、性状改善燃料容器11内に残っている性状改善燃料FIの量を判定し、ある程度の量の性状改善燃料FIが性状改善燃料容器11内に残っている場合には、これを利用するためである。このようにすることで、耐ノック性向上剤ILの過剰な消費を抑制する。性状改善燃料量閾値Qicは実験等により予め決定しておく。   When it is determined Yes in step S101, that is, when the control condition determining unit 51A determines that a predetermined time has elapsed after refueling, the process proceeds to step S102. In step S102, the control condition determination unit 51A compares the amount of property improving fuel FI (properties improving fuel amount) Qi in the property improving fuel container 11 with the property improving fuel amount threshold Qic. This is to determine the amount of the property improving fuel FI remaining in the property improving fuel container 11, and when a certain amount of the property improving fuel FI remains in the property improving fuel container 11, this is used. Because. In this way, excessive consumption of the knock resistance improving agent IL is suppressed. The property improving fuel amount threshold value Qic is determined in advance by an experiment or the like.

ステップS102でNoと判定された場合、すなわち、制御条件判定部51AがQi≧Qicであると判定した場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ステップS102でYesと判定された場合、すなわち制御条件判定部51Aが、Qi<Qicであると判定した場合、ステップS103へ進む。   When it is determined No in step S102, that is, when the control condition determination unit 51A determines that Qi ≧ Qic, the fuel supply control according to the present embodiment is terminated. If it is determined Yes in step S102, that is, if the control condition determination unit 51A determines that Qi <Qic, the process proceeds to step S103.

ステップS103では、燃料供給制御装置51の燃料性状判定部51Bが耐ノック性指標Cnを求める。耐ノック性指標閾値Cnoは、内燃機関1へ供給される燃料タンク13内の主燃料Fの耐ノッキング性能を示す指標であり、耐ノック性指標Cnが小さいほど、主燃料Fの耐ノッキング性能は低くなる。内燃機関1にノッキングが発生した場合、内燃機関1の点火時期は遅角する。したがって、内燃機関1のノッキングを検出したときにおける点火時期CAPnが、本来の点火時期CAPに対してどの程度遅角しているかによって、そのときに使用している主燃料Fの耐ノッキング性能を知ることができる。このように、例えば、ノッキング発生時における内燃機関1の点火時期の遅角度合いを耐ノック性指標Cnとすることができる。内燃機関1にノッキングが発生したか否かは、ノックセンサ40によって検出することができる。   In step S103, the fuel property determination unit 51B of the fuel supply control device 51 obtains a knock resistance index Cn. The knock resistance index threshold value Cno is an index indicating the knock resistance performance of the main fuel F in the fuel tank 13 supplied to the internal combustion engine 1. The smaller the knock resistance index Cn, the more the knock resistance performance of the main fuel F is. Lower. When knocking occurs in the internal combustion engine 1, the ignition timing of the internal combustion engine 1 is retarded. Therefore, the anti-knocking performance of the main fuel F used at that time is known depending on how much the ignition timing CAPn when the knocking of the internal combustion engine 1 is detected is retarded with respect to the original ignition timing CAP. be able to. Thus, for example, the retarded degree of the ignition timing of the internal combustion engine 1 when knocking occurs can be used as the knock resistance index Cn. Whether knocking has occurred in the internal combustion engine 1 can be detected by the knock sensor 40.

ステップS103で耐ノック性指標Cnが求められたらステップS104へ進む。ステップS104で、燃料性状判定部51Bは、ステップS103で求められた耐ノック性指標Cnと、予め定めた耐ノック性指標閾値Cnoとを比較する。耐ノック性指標閾値Cnoは、主燃料Fの耐ノッキング性能が許容できる程度の値に設定される。耐ノック性指標閾値Cnoは、実験等によって予め決定される。   If the knock resistance index Cn is obtained in step S103, the process proceeds to step S104. In step S104, the fuel property determination unit 51B compares the knock resistance index Cn obtained in step S103 with a predetermined knock resistance index threshold Cno. The knock resistance index threshold Cno is set to a value that allows the knock resistance of the main fuel F to be tolerated. Knock resistance index threshold Cno is determined in advance by experiments or the like.

ステップS104でNoと判定された場合、すなわち、燃料性状判定部51BがCn≧Cnoであると判定した場合、主燃料Fの耐ノッキング性能は許容できると判断できる。この場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ステップS104でYesと判定された場合、すなわち、燃料性状判定部51BがCn<Cnoであると判定した場合、主燃料Fの耐ノッキング性能は許容できない程度であると判断できる。この場合、耐ノック性向上剤ILを主燃料Fに添加して、主燃料Fの耐ノッキング性能を向上させた性状改善燃料FIを作り、性状改善燃料容器11内に貯留する。   When it is determined No in step S104, that is, when the fuel property determination unit 51B determines that Cn ≧ Cno, it can be determined that the knocking resistance performance of the main fuel F is acceptable. In this case, the fuel supply control according to the present embodiment is terminated. When it is determined Yes in step S104, that is, when the fuel property determination unit 51B determines that Cn <Cno, it can be determined that the anti-knocking performance of the main fuel F is unacceptable. In this case, the knock resistance improver IL is added to the main fuel F to create a property improving fuel FI with improved knock resistance performance of the main fuel F, and stored in the property improving fuel container 11.

ステップS105において、燃料供給制御装置51の燃料性状調整部51Cは、燃料移送用ポンプ17を駆動して、燃料タンク13内の主燃料Fを、性状改善燃料容器11内へ移送する。次にステップS106に進み、燃料性状調整部51Cは、性状改善燃料容器11内の主燃料Fへ投入する耐ノック性向上剤ILの量(添加剤投入量)Xnを計算する。   In step S <b> 105, the fuel property adjusting unit 51 </ b> C of the fuel supply control device 51 drives the fuel transfer pump 17 to transfer the main fuel F in the fuel tank 13 into the property improving fuel container 11. Next, in step S106, the fuel property adjusting unit 51C calculates the amount (additive additive amount) Xn of the knock resistance improving agent IL to be introduced into the main fuel F in the property improving fuel container 11.

添加剤投入量Xnは、例えば、耐ノック性指標Cnに基づいて得られる耐ノック性向上剤ILの必要濃度Dと、性状改善燃料容器11内へ移送した主燃料Fの量(燃料移送量)V2との積(D×V2)で求めることができる。燃料移送量V2は、燃料移送用ポンプ17が吐出した主燃料Fの量から求めることができる。通常、燃料移送用ポンプ17の単位時間あたりの吐出量は一定なので、前記単位時間あたりの吐出量に燃料移送用ポンプ17の駆動時間を乗ずることで、燃料移送量V2を求めることができる。   The additive input amount Xn is, for example, the required concentration D of the knock resistance improving agent IL obtained based on the knock resistance index Cn, and the amount of the main fuel F transferred into the property improving fuel container 11 (fuel transfer amount). It can be obtained by the product (D × V2) with V2. The fuel transfer amount V2 can be obtained from the amount of main fuel F discharged by the fuel transfer pump 17. Usually, since the discharge amount per unit time of the fuel transfer pump 17 is constant, the fuel transfer amount V2 can be obtained by multiplying the discharge amount per unit time by the drive time of the fuel transfer pump 17.

Cn<Cnoである場合には、少なくともCnoとCnとの差ΔCn(=Cno−Cn)に相当する分、主燃料Fの耐ノッキング性能を向上させればよい。耐ノック性向上剤ILの必要濃度Dは、ΔCnに相当する分、主燃料Fの耐ノッキング性能を向上させるために必要な、単位体積あたりの主燃料Fに投入する耐ノック性向上剤ILの量である。   When Cn <Cno, the anti-knocking performance of the main fuel F may be improved by an amount corresponding to at least the difference ΔCn (= Cno−Cn) between Cno and Cn. The required concentration D of the knock resistance improving agent IL is equivalent to ΔCn, and is required for improving the knocking resistance performance of the main fuel F by the amount corresponding to ΔCn. Amount.

ΔCn(=Cno−Cn)に対する耐ノック性向上剤ILの必要濃度Dは、実験や解析等によって予め求めてマップ化しておき、機関ECU50の記憶部53に格納しておく。なお、耐ノック性指標閾値Cnoが定数である場合、前記マップは、耐ノック性指標Cnと耐ノック性向上剤ILの必要濃度Dとの関係で記述される。燃料性状調整部51Cは、記憶部53から前記マップを読み出し、現時点における耐ノック性指標Cnを前記マップに与え、対応する耐ノック性向上剤ILの必要濃度Dを取得する。そして、取得した耐ノック性向上剤ILの必要濃度Dと、燃料移送量V2との積(D×V2)で、添加剤投入量Xnを求める。   The required concentration D of the knock resistance improving agent IL with respect to ΔCn (= Cno−Cn) is obtained and mapped in advance by experiment, analysis, etc., and stored in the storage unit 53 of the engine ECU 50. When the knock resistance index threshold Cno is a constant, the map is described in relation to the knock resistance index Cn and the required concentration D of the knock resistance improver IL. The fuel property adjusting unit 51C reads the map from the storage unit 53, gives the current knock resistance index Cn to the map, and obtains the necessary concentration D of the corresponding knock resistance improving agent IL. Then, the additive input amount Xn is obtained by the product (D × V2) of the necessary concentration D of the obtained knock resistance improving agent IL and the fuel transfer amount V2.

このように、本実施形態では、主燃料Fの性状、すなわち内燃機関1の運転中において内燃機関1で燃焼する燃料の燃焼状態に基づいて、添加剤投入量Xnを求めるので、主燃料Fのノッキング性能を向上させるために必要十分な耐ノック性向上剤ILを主燃料Fに投入できる。これによって、耐ノック性向上剤ILの過剰な消費を抑制しつつ、内燃機関1のノッキングを確実に抑制できる。すなわち、燃料へ投入する耐ノック性向上剤ILの過不足を抑制できる。   Thus, in the present embodiment, the additive input amount Xn is obtained based on the properties of the main fuel F, that is, the combustion state of the fuel combusted in the internal combustion engine 1 during operation of the internal combustion engine 1. Necessary and sufficient knock resistance improving agent IL for improving the knocking performance can be introduced into the main fuel F. Thus, knocking of the internal combustion engine 1 can be reliably suppressed while suppressing excessive consumption of the knock resistance improving agent IL. That is, it is possible to suppress the excess or deficiency of the knock resistance improving agent IL to be introduced into the fuel.

ステップS106で添加剤投入量Xnが得られたら、ステップS107へ進む。ステップS107において、燃料性状調整部51Cは、添加剤投入用ポンプ16を駆動し、ステップS106で求めた添加剤投入量Xn分だけ、添加剤容器12内の耐ノック性向上剤ILを性状改善燃料容器11内の主燃料Fへ投入する。これによって、性状改善燃料容器11内の主燃料Fの耐ノッキング性能が向上するので、内燃機関1のノッキングが抑制される。その結果、ノッキングに起因する内燃機関1の出力低下や燃料消費量の増加を抑制できる。   When the additive input amount Xn is obtained in step S106, the process proceeds to step S107. In step S107, the fuel property adjusting unit 51C drives the additive charging pump 16, and converts the knock resistance improving agent IL in the additive container 12 into the property improving fuel by the amount Xn of the additive charging obtained in step S106. The main fuel F in the container 11 is charged. As a result, the anti-knocking performance of the main fuel F in the property improving fuel container 11 is improved, so that knocking of the internal combustion engine 1 is suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in output of the internal combustion engine 1 and an increase in fuel consumption due to knocking.

性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給するにあたっては、まず、制御条件判定部51Aが内燃機関1の運転条件を判定する。そして、内燃機関1がノッキングの発生しやすい運転条件、例えば、内燃機関1が低回転中高負荷で運転される場合に、燃料性状調整部51Cが切替弁18を動作させて、性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給する。このようにすることで、ノッキングの発生しやすい運転条件で確実にノッキングを抑制できるとともに、性状改善燃料FIの消費、すなわち耐ノック性向上剤ILの消費を抑制できる。   In supplying the property improving fuel FI in the property improving fuel container 11 to the internal combustion engine 1, first, the control condition determining unit 51 </ b> A determines the operating condition of the internal combustion engine 1. When the internal combustion engine 1 is likely to be knocked, for example, when the internal combustion engine 1 is operated at a high load during low rotation, the fuel property adjusting unit 51C operates the switching valve 18 to generate the property improving fuel FI. Supply to the internal combustion engine 1. By doing in this way, while being able to suppress knocking reliably on the driving | running condition which is easy to generate | occur | produce knocking, consumption of property improvement fuel FI, ie, consumption of knock resistance improving agent IL, can be suppressed.

以上、本実施形態では、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、この燃料タンクとは別個に用意されて、燃料と燃料の性状を変化させる添加剤とを混合した性状改善燃料が貯留される性状改善燃料容器とを備える。これによって、性状改善燃料容器に、予め決定した添加剤と燃料との混合比率で性状改善燃料を作ることができるので、燃料へ投入する添加剤の過不足を抑制できる。その結果、燃料の性状を変化させる添加剤の消費量の増加を抑制しつつ、確実に燃料の性状を改善できる。また、燃料の性状、すなわち、内燃機関の運転中における燃料の燃焼状態に基づいて添加剤の投入量を決定するので、燃料へ投入する添加剤の過不足をより確実に回避して、燃料の性状を変化させる添加剤の消費量の増加を抑制しつつ、確実に燃料の性状を改善できる。   As described above, in the present embodiment, a fuel tank that stores fuel for an internal combustion engine and a fuel that is prepared separately from the fuel tank and that mixes fuel and an additive that changes the properties of the fuel are stored. And a property improving fuel container. Thus, the property improving fuel can be produced in the property improving fuel container at a predetermined mixing ratio of the additive and the fuel, so that excess or deficiency of the additive to be added to the fuel can be suppressed. As a result, it is possible to reliably improve the properties of the fuel while suppressing an increase in the consumption of the additive that changes the properties of the fuel. In addition, since the amount of additive to be added is determined based on the properties of the fuel, that is, the combustion state of the fuel during operation of the internal combustion engine, the excess or deficiency of the additive to be added to the fuel can be more reliably avoided, The property of the fuel can be improved reliably while suppressing an increase in the consumption of the additive that changes the property.

(実施形態2)
図5は、実施形態2に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。本実施形態は、実施形態1と略同様の構成であるが、内燃機関1cがディーゼル機関であり、主燃料Fの着火性を改善する着火性向上剤を添加剤として用いる点が異なる。他の構成は実施形態1と同様なので、同様の構成には同一の符合を付すとともに、説明を省略する。本実施形態では、内燃機関1cに供給される主燃料Fの着火性を改善するため、添加剤により主燃料Fの燃焼性、すなわち着火性を変化させる。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is an apparatus configuration diagram showing the internal combustion engine and the fuel supply apparatus according to the second embodiment. This embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, except that the internal combustion engine 1c is a diesel engine, and an ignitability improver that improves the ignitability of the main fuel F is used as an additive. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numeral is given to the same configuration, and the description is omitted. In the present embodiment, in order to improve the ignitability of the main fuel F supplied to the internal combustion engine 1c, the combustibility of the main fuel F, that is, the ignitability is changed by the additive.

図5に示す内燃機関1cはディーゼル式の内燃機関であり、主燃料Fには、例えば軽油を用いる。内燃機関1cは、シリンダヘッド2に燃焼空間3B内の燃焼用空気Aへ燃料を噴射する燃料供給手段として、燃料噴射弁33を備える。吸気弁9iが開き、ピストン5が下死点へ向かうと、吸気ポート8iの開口部から燃焼空間3Bへ燃焼用空気Aが流入する(吸気行程)。   An internal combustion engine 1c shown in FIG. 5 is a diesel internal combustion engine, and for example, light oil is used as the main fuel F. The internal combustion engine 1c includes a fuel injection valve 33 as fuel supply means for injecting fuel into the cylinder head 2 to the combustion air A in the combustion space 3B. When the intake valve 9i is opened and the piston 5 moves to the bottom dead center, the combustion air A flows into the combustion space 3B from the opening of the intake port 8i (intake stroke).

ピストン5が下死点を通過し、吸気弁9i及び排気弁9eが閉じた状態でピストン5が上死点(すなわちシリンダヘッド2の方向)へ向かうと、燃焼空間3B内の燃焼用空気Aが圧縮されて昇温する(圧縮行程)。燃料噴射弁33が、圧縮され、昇温した燃焼空間3B内の燃焼用空気Aへ燃料を噴射すると、燃料は自然着火する。ここで、燃料噴射弁33は、機関ECU(Electronic Control Unit)50によって制御される。   When the piston 5 passes through the bottom dead center and the piston 5 moves toward the top dead center (that is, in the direction of the cylinder head 2) with the intake valve 9i and the exhaust valve 9e closed, the combustion air A in the combustion space 3B is The temperature is increased by compression (compression process). When the fuel injection valve 33 injects fuel into the combustion air A in the combustion space 3B that has been compressed and heated, the fuel spontaneously ignites. Here, the fuel injection valve 33 is controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) 50.

燃料が燃焼したときの燃焼圧力によりピストン5が下死点へ向かって移動する(膨張行程)。下死点を通過したピストン5は、再び上死点へ向かって移動するが、このとき排気弁9eが開いて燃焼空間3B内の燃焼ガス(排ガスEx)が排気ポート8eへ排出される(排気行程)。これによって、内燃機関の1サイクルが終了する。   The piston 5 moves toward the bottom dead center by the combustion pressure when the fuel burns (expansion stroke). The piston 5 that has passed through the bottom dead center moves again toward the top dead center. At this time, the exhaust valve 9e is opened, and the combustion gas (exhaust gas Ex) in the combustion space 3B is discharged to the exhaust port 8e (exhaust gas). Process). This completes one cycle of the internal combustion engine.

ピストン5が上死点の近傍にくると、吸気弁9iが開き、排気弁9eは閉じて、吸気ポート8iから燃焼空間3Bへ燃焼用空気Aが流入し、内燃機関1の次のサイクルが開始する。このように、内燃機関1cは、ピストン5がシリンダ3内を2往復する間に1サイクルが終了する、4ストローク1サイクルの内燃機関である。ピストン5の往復運動は、コネクティングロッド6を介してクランクケース4内のクランクシャフト7へ伝達され、回転運動へ変換される。   When the piston 5 comes close to the top dead center, the intake valve 9i is opened, the exhaust valve 9e is closed, the combustion air A flows into the combustion space 3B from the intake port 8i, and the next cycle of the internal combustion engine 1 starts. To do. Thus, the internal combustion engine 1c is a four-stroke one-cycle internal combustion engine in which one cycle is completed while the piston 5 reciprocates twice within the cylinder 3. The reciprocating motion of the piston 5 is transmitted to the crankshaft 7 in the crankcase 4 via the connecting rod 6 and converted into rotational motion.

内燃機関1cへ燃料を供給する燃料供給装置10cの構成は、図1に示す燃料供給装置10と同様であり、添加剤容器12に貯留される添加剤が着火性向上剤IPであり、燃料タンク13に貯留される燃料が軽油等である点が異なる。ここで、着火性向上剤IPは、セタン価を向上させる添加剤であり、例えば、安定化ベータカロチン等を用いる。次に、本実施形態に係る燃料供給制御を説明する。   The structure of the fuel supply device 10c that supplies fuel to the internal combustion engine 1c is the same as that of the fuel supply device 10 shown in FIG. 1, and the additive stored in the additive container 12 is the ignitability improver IP, and the fuel tank 13 is different in that the fuel stored in 13 is light oil or the like. Here, the ignitability improver IP is an additive for improving the cetane number, and for example, stabilized beta carotene or the like is used. Next, fuel supply control according to the present embodiment will be described.

図6は、実施形態2に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。この燃料供給制御のステップS201、ステップS202は、上述した燃料供給制御のステップS101、S102と同一なので説明を省略する。ステップS203において、燃料供給制御装置51の燃料性状判定部51Bは、燃料着火性指標Ciを求める。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of fuel supply control according to the second embodiment. Steps S201 and S202 of the fuel supply control are the same as steps S101 and S102 of the fuel supply control described above, and a description thereof will be omitted. In step S203, the fuel property determination unit 51B of the fuel supply control device 51 obtains a fuel ignitability index Ci.

燃料着火性指標Ciは、内燃機関1へ供給される燃料タンク13内の主燃料Fの着火性を示す指標であり、燃料着火性指標Ciが小さいほど、主燃料Fの着火性は低くなる。すなわち主燃料Fは着火しにくくなり、内燃機関1cの騒音が大きくなったりエミッションが悪化したりする。着火性が低くなると、内燃機関1cの燃焼圧力が低下するので、例えば、内燃機関1cのシリンダヘッド2に取り付けた筒内圧センサ41によって内燃機関1cの燃焼圧力の変化によって主燃料Fの着火性を知ることができる。すなわち、内燃機関1の燃焼圧力を、燃料着火性指標Ciとすることができる。また、主燃料Fの着火性が低下すると、内燃機関1cの回転変動が発生するので、内燃機関1cのクランクシャフト7の回転変動によって主燃料Fの着火性を知ることができる。すなわち、内燃機関1の回転変動を、燃料着火性指標Ciとすることもできる。   The fuel ignitability index Ci is an index indicating the ignitability of the main fuel F in the fuel tank 13 supplied to the internal combustion engine 1. The smaller the fuel ignitability index Ci, the lower the ignitability of the main fuel F. That is, the main fuel F becomes difficult to ignite, and the noise of the internal combustion engine 1c increases or the emission deteriorates. When the ignitability is lowered, the combustion pressure of the internal combustion engine 1c is reduced. For example, the ignitability of the main fuel F is changed by the change in the combustion pressure of the internal combustion engine 1c by the in-cylinder pressure sensor 41 attached to the cylinder head 2 of the internal combustion engine 1c. I can know. That is, the combustion pressure of the internal combustion engine 1 can be used as the fuel ignitability index Ci. Further, when the ignitability of the main fuel F decreases, the rotation fluctuation of the internal combustion engine 1c occurs, so that the ignitability of the main fuel F can be known from the rotation fluctuation of the crankshaft 7 of the internal combustion engine 1c. That is, the rotational fluctuation of the internal combustion engine 1 can be used as the fuel ignitability index Ci.

ステップS203で燃料着火性指標Ciが求められたらステップS204へ進む。ステップS204で、燃料性状判定部51Bは、ステップS203で求められた燃料着火性指標Ciと、予め定めた燃料着火性指標閾値Cioとを比較する。燃料着火性指標閾値Cioは、内燃機関1cの騒音やエミッションが許容できる程度の値に設定される。燃料着火性指標閾値Cioは、実験等によって予め決定される。   If the fuel ignitability index Ci is obtained in step S203, the process proceeds to step S204. In step S204, the fuel property determination unit 51B compares the fuel ignitability index Ci obtained in step S203 with a predetermined fuel ignitability index threshold Cio. The fuel ignitability index threshold Cio is set to a value that allows the noise and emission of the internal combustion engine 1c. The fuel ignitability index threshold Cio is determined in advance by experiments or the like.

ステップS204でNoと判定された場合、すなわち、燃料性状判定部51BがCi≧Cioであると判定した場合、主燃料Fの着火性は許容できると判断できる。この場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ステップS204でYesと判定された場合、すなわち、燃料性状判定部51BがCi<Cioであると判定した場合、主燃料Fの着火性は許容できない程度であると判断できる。この場合、着火性向上剤IPを主燃料Fに添加して、主燃料Fの着火性を向上させた性状改善燃料FIを作り、性状改善燃料容器11内に貯留する。   If it is determined No in step S204, that is, if the fuel property determination unit 51B determines that Ci ≧ Cio, it can be determined that the ignitability of the main fuel F is acceptable. In this case, the fuel supply control according to the present embodiment is terminated. When it is determined Yes in step S204, that is, when the fuel property determination unit 51B determines that Ci <Cio, it can be determined that the ignitability of the main fuel F is unacceptable. In this case, the ignitability improver IP is added to the main fuel F to produce a property improving fuel FI in which the ignitability of the main fuel F is improved and stored in the property improving fuel container 11.

ステップS205において、燃料供給制御装置51の燃料性状調整部51Cは、燃料移送用ポンプ17を駆動して、燃料タンク13内の主燃料Fを、性状改善燃料容器11内へ移送する。次にステップS206に進み、燃料性状調整部51Cは、性状改善燃料容器11内の主燃料Fへ投入する着火性向上剤IPの量(添加剤投入量)Xnを計算する。   In step S <b> 205, the fuel property adjusting unit 51 </ b> C of the fuel supply control device 51 drives the fuel transfer pump 17 to transfer the main fuel F in the fuel tank 13 into the property improving fuel container 11. Next, in step S206, the fuel property adjusting unit 51C calculates the amount (additive additive amount) Xn of the ignitability improver IP to be injected into the main fuel F in the property improving fuel container 11.

添加剤投入量Xnは、例えば、燃料着火性指標Ciに基づいて得られる着火性向上剤IPの必要濃度Dと、性状改善燃料容器11内へ移送した主燃料Fの量(燃料移送量)V2との積(D×V2)で求めることができる。燃料移送量V2は、燃料移送用ポンプ17が吐出した主燃料Fの量から求めることができる。通常、燃料移送用ポンプ17の単位時間あたりの吐出量は一定なので、前記単位時間あたりの吐出量に燃料移送用ポンプ17の駆動時間を乗ずることで、燃料移送量V2を求めることができる。   The additive input amount Xn is, for example, the required concentration D of the ignitability improver IP obtained based on the fuel ignitability index Ci, and the amount of main fuel F transferred into the property improving fuel container 11 (fuel transfer amount) V2. (D × V2). The fuel transfer amount V2 can be obtained from the amount of main fuel F discharged by the fuel transfer pump 17. Usually, since the discharge amount per unit time of the fuel transfer pump 17 is constant, the fuel transfer amount V2 can be obtained by multiplying the discharge amount per unit time by the drive time of the fuel transfer pump 17.

Ci<Cioである場合には、少なくともCioとCiとの差ΔCi(=Cio−Ci)に相当する分、主燃料Fの着火性を向上させればよい。着火性向上剤IPの必要濃度Dは、ΔCiに相当する分、主燃料Fの着火性を向上させるために必要な、単位体積あたりの主燃料Fに投入する着火性向上剤IPの量である。   In the case of Ci <Cio, the ignitability of the main fuel F may be improved by an amount corresponding to at least the difference ΔCi (= Cio−Ci) between Cio and Ci. The required concentration D of the ignitability improver IP is the amount of the ignitability improver IP that is required to improve the ignitability of the main fuel F by an amount corresponding to ΔCi and that is supplied to the main fuel F per unit volume. .

ΔCi(=Cio−Ci)に対する着火性向上剤IPの必要濃度Dは、実験や解析等によって予め求めてマップ化しておき、機関ECU50の記憶部53に格納しておく。なお、燃料着火性指標閾値Cioが定数である場合、前記マップは、燃料着火性指標Ciと着火性向上剤IPの必要濃度Dとの関係で記述される。燃料性状調整部51Cは、記憶部53から前記マップを読み出し、現時点における燃料着火性指標Ciを前記マップに与え、対応する着火性向上剤IPの必要濃度Dを取得する。そして、取得した着火性向上剤IPの必要濃度Dと、燃料移送量V2との積(D×V2)で、添加剤投入量Xnを求める。   The necessary concentration D of the ignitability improver IP with respect to ΔCi (= Cio−Ci) is obtained and mapped in advance by experiment, analysis, etc., and stored in the storage unit 53 of the engine ECU 50. When the fuel ignitability index threshold Cio is a constant, the map is described in relation to the fuel ignitability index Ci and the required concentration D of the ignitability improver IP. The fuel property adjusting unit 51C reads the map from the storage unit 53, gives the current fuel ignitability index Ci to the map, and obtains the required concentration D of the corresponding ignitability improver IP. And additive addition amount Xn is calculated | required by the product (DxV2) of the required density | concentration D of the acquired ignitability improvement agent IP, and the fuel transfer amount V2.

このように、本実施形態では、主燃料Fの性状、すなわち内燃機関1の運転中において内燃機関1で燃焼する燃料の燃焼状態に基づいて、添加剤投入量Xnを求めるので、主燃料Fの着火性を向上させるために必要十分な着火性向上剤IPを主燃料Fに投入できる。これによって、着火性向上剤IPの過剰な消費を抑制しつつ、主燃料Fの着火性を確実に改善できる。すなわち、燃料へ投入する着火性向上剤IPの過不足を抑制できる。   Thus, in the present embodiment, the additive input amount Xn is obtained based on the properties of the main fuel F, that is, the combustion state of the fuel combusted in the internal combustion engine 1 during operation of the internal combustion engine 1. In order to improve the ignitability, the necessary and sufficient ignitability improver IP can be introduced into the main fuel F. Thus, the ignitability of the main fuel F can be reliably improved while suppressing excessive consumption of the ignitability improver IP. That is, it is possible to suppress the excess and deficiency of the ignitability improver IP to be introduced into the fuel.

ステップS206で添加剤投入量Xnが得られたら、ステップS207へ進む。ステップS207において、燃料性状調整部51Cは、添加剤投入用ポンプ16を駆動し、ステップS206で求めた添加剤投入量Xn分だけ、添加剤容器12内の着火性向上剤IPを性状改善燃料容器11内の主燃料Fへ投入する。これによって、性状改善燃料容器11内の主燃料Fの着火性が向上するので、主燃料Fの着火性が低いことに起因する内燃機関1の騒音やエミッションの悪化を抑制できる。   When the additive input amount Xn is obtained in step S206, the process proceeds to step S207. In step S207, the fuel property adjusting unit 51C drives the additive charging pump 16, and supplies the ignitability improving agent IP in the additive container 12 by the amount of the additive charging amount Xn obtained in step S206. 11 to the main fuel F in the tank. As a result, the ignitability of the main fuel F in the property improving fuel container 11 is improved, so that deterioration of noise and emission of the internal combustion engine 1 due to low ignitability of the main fuel F can be suppressed.

性状改善燃料容器11内の性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給するにあたっては、まず、制御条件判定部51Aが内燃機関1の運転条件を判定する。そして、着火性が問題となる内燃機関1の運転条件、例えば、内燃機関1の冷間運転時や軽負荷運転時に、燃料性状調整部51Cが切替弁18を動作させて、性状改善燃料FIを内燃機関1へ供給する。このようにすることで、着火性が問題となる運転条件で、確実に着火性を改善できるとともに、性状改善燃料FIの消費、すなわち着火性向上剤IPの消費を抑制できる。   In supplying the property improving fuel FI in the property improving fuel container 11 to the internal combustion engine 1, first, the control condition determining unit 51 </ b> A determines the operating condition of the internal combustion engine 1. Then, the fuel property adjusting unit 51C operates the switching valve 18 to operate the internal combustion engine 1 in which the ignitability is a problem, for example, during cold operation or light load operation of the internal combustion engine 1, and the property improving fuel FI is obtained. Supply to the internal combustion engine 1. In this way, the ignitability can be reliably improved under the operating conditions where the ignitability is a problem, and the consumption of the property improving fuel FI, that is, the consumption of the ignitability improver IP can be suppressed.

以上のように、本発明に係る燃料供給装置及び内燃機関は、ガソリン機関やディーゼル機関等に対する燃料の供給に有用であり、特に、耐ノッキング性能や着火性を改善することに適している。   As described above, the fuel supply device and the internal combustion engine according to the present invention are useful for supplying fuel to a gasoline engine, a diesel engine, and the like, and are particularly suitable for improving the knocking resistance and ignition performance.

実施形態1に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。1 is an apparatus configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1の第1変形例に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。FIG. 5 is a device configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply device according to a first modification of the first embodiment. 実施形態1の第2変形例に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。FIG. 6 is a device configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply device according to a second modification of the first embodiment. 実施形態1に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a procedure of fuel supply control according to the first embodiment. 実施形態2に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。FIG. 3 is a device configuration diagram illustrating an internal combustion engine and a fuel supply device according to a second embodiment. 実施形態2に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a procedure of fuel supply control according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b、1c 内燃機関
2 シリンダヘッド
3 シリンダ
3B 燃焼空間
4 クランクケース
5 ピストン
6 コネクティングロッド
7 クランクシャフト
10、10a、10b、10c 燃料供給装置
11 性状改善燃料容器
12 添加剤容器
13 燃料タンク
14 燃料ポンプ
15 性状改善燃料用ポンプ
16 添加剤投入用ポンプ
17 燃料移送用ポンプ
18 切替弁
19 添加剤投入用通路
20 燃料移送用通路
21 主燃料通路
22 性状改善燃料通路
23 燃料供給通路
24 燃料リリーフ通路
30 点火プラグ
31 筒内噴射弁
32 ポート噴射弁
33 燃料噴射弁
40 ノックセンサ
41 筒内圧センサ
50 機関ECU
50P 処理部
51 燃料供給制御装置
51A 制御条件判定部
51B 燃料性状判定部
51C 燃料性状調整部
52 機関制御部
53 記憶部
54 入出力部
60 高圧ポンプ
61 燃料分配管
62 燃料圧力調整弁
63 ポート噴射弁用燃料分配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c Internal combustion engine 2 Cylinder head 3 Cylinder 3B Combustion space 4 Crankcase 5 Piston 6 Connecting rod 7 Crankshaft 10, 10a, 10b, 10c Fuel supply device 11 Property improvement fuel container 12 Additive container 13 Fuel tank DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Fuel pump 15 Property improvement fuel pump 16 Additive injection pump 17 Fuel transfer pump 18 Switching valve 19 Additive supply passage 20 Fuel transfer passage 21 Main fuel passage 22 Property improvement fuel passage 23 Fuel supply passage 24 Fuel relief Passage 30 Spark plug 31 In-cylinder injection valve 32 Port injection valve 33 Fuel injection valve 40 Knock sensor 41 In-cylinder pressure sensor 50 Engine ECU
50P processing unit 51 fuel supply control device 51A control condition determination unit 51B fuel property determination unit 51C fuel property adjustment unit 52 engine control unit 53 storage unit 54 input / output unit 60 high pressure pump 61 fuel distribution pipe 62 fuel pressure adjustment valve 63 port injection valve Fuel distribution pipe

Claims (9)

内燃機関に供給され、前記内燃機関の燃焼空間で燃焼用の空気とともに燃焼する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料に、前記燃料の性状を変化させる添加剤が混合された性状改善燃料が貯留される性状改善燃料容器と、を備え、
前記内燃機関へ供給する燃料が、前記燃料タンク内の前記燃料又は前記性状改善燃料容器内の前記性状改善燃料に切り替え可能であることを特徴とする燃料供給装置。
A fuel tank for storing fuel supplied to the internal combustion engine and combusted with combustion air in the combustion space of the internal combustion engine;
A property improving fuel container in which a property improving fuel in which an additive that changes the property of the fuel is mixed is stored in the fuel; and
A fuel supply device characterized in that the fuel supplied to the internal combustion engine can be switched to the fuel in the fuel tank or the property improving fuel in the property improving fuel container.
前記内燃機関へ供給する燃料を、前記燃料タンク内の前記燃料又は前記性状改善燃料容器内の前記性状改善燃料に切り替える供給燃料切換手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。   2. The fuel supply device according to claim 1, further comprising a supply fuel switching unit that switches the fuel supplied to the internal combustion engine to the fuel in the fuel tank or the property improving fuel in the property improving fuel container. . 前記燃料タンク内の前記燃料を前記内燃機関へ供給する第1の燃料供給手段と、前記性状改善燃料容器内の前記性状改善燃料を前記内燃機関へ供給する第2の燃料供給手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。   First fuel supply means for supplying the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine; and second fuel supply means for supplying the property improvement fuel in the property improvement fuel container to the internal combustion engine. The fuel supply device according to claim 1. 前記燃料の性状に基づいて、前記燃料に対する前記添加剤の投入量を決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein an amount of the additive to be added to the fuel is determined based on a property of the fuel. 前記添加剤は、前記燃料の耐ノッキング性能を向上させる耐ノック性向上剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive is a knock resistance improving agent that improves a knock resistance performance of the fuel. 前記燃料の耐ノッキング性能に基づいて、前記燃料に対する前記耐ノック性向上剤の投入量を決定することを特徴とする請求項5に記載の燃料供給装置。   6. The fuel supply apparatus according to claim 5, wherein an amount of the knock resistance improving agent to be introduced to the fuel is determined based on a knock resistance performance of the fuel. 前記添加剤は、前記燃料の着火性を向上させる着火性向上剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive is an ignitability improver that improves the ignitability of the fuel. 前記燃料の着火性に基づいて、前記燃料に対する前記着火性向上剤の投入量を決定することを特徴とする請求項7に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to claim 7, wherein an input amount of the ignitability improver for the fuel is determined based on an ignitability of the fuel. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料供給装置によって前記燃料が供給されることを特徴とする内燃機関。   An internal combustion engine, wherein the fuel is supplied by the fuel supply device according to any one of claims 1 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013519821A (en) * 2010-02-11 2013-05-30 ウィスコンシン アルムニ リサーチ ファンデイション Engine combustion control through fuel-reactive stratification.
US9850812B2 (en) 2011-03-31 2017-12-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Engine combustion control at low loads via fuel reactivity stratification
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