JP2009191702A - Fuel mixing ratio estimating device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はガソリン及びアルコールなど2種の燃料が混合された混合燃料を使用する内燃機関の燃料混合比率推定装置に関する。 The present invention relates to a fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine that uses a mixed fuel in which two types of fuel such as gasoline and alcohol are mixed.
近年、アルコールとガソリン燃料とを任意の割合で混合させた混合燃料を使用することのできる内燃機関が注目されている。こうした内燃機関では、使用されるアルコールとガソリンとで理論空燃比、発熱量、気化潜熱等の様々な性質が異なるため、これらの混合比率に応じた制御を行う必要がある。そこで従来、混合燃料のアルコール混合比率を検出するための専用のセンサを設置するとともに、同センサによる検出値に基づき制御を実行する構成が提案されている(特許文献1、特許文献2)。
ところで、このように専用のセンサを設置して混合燃料のアルコール混合比率を検知することによって同アルコール混合比率に基づいた内燃機関の制御を適切に実行することはできるものの、専用のセンサを設置することによる製造コストの増加を招くおそれがある。また、この専用のセンサが故障した際には、制御を適切に維持することが困難になるおそれがある。 By the way, although the dedicated sensor is installed and the alcohol mixing ratio of the mixed fuel is detected to control the internal combustion engine based on the alcohol mixing ratio, the dedicated sensor is installed. There is a risk that the manufacturing cost will increase. In addition, when this dedicated sensor fails, it may be difficult to properly maintain control.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、混合燃料における各燃料の混合比率を検出するための専用のセンサを設けることなく、各燃料の混合比率を正確に推定することのできる内燃機関の燃料混合比率推定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to accurately estimate the mixing ratio of each fuel without providing a dedicated sensor for detecting the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel. An object of the present invention is to provide a fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、粘度の異なる2種の燃料を混合した混合燃料を使用する内燃機関の燃料混合比率推定装置であって、前記混合燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給系に形成される微小通路を通じた前記混合燃料のリーク量を算出するリーク量算出手段と、前記リーク量が少ないほど前記混合燃料における粘度の高い方の燃料の混合比率を高く推定する混合比率推定手段とを備えたことを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 is a fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine that uses a mixed fuel obtained by mixing two types of fuels having different viscosities, and is a fuel supply system that supplies the mixed fuel to the internal combustion engine. A leak amount calculating means for calculating a leak amount of the mixed fuel through the formed micro passage; and a mixture ratio estimating means for estimating a higher mixture ratio of the higher viscosity fuel in the mixed fuel as the leak amount decreases. The main point is that
粘度の異なる2種の燃料からなる混合燃料では、各燃料の混合比率によって粘度が変化するため、微小通路を通じた同混合燃料のリーク量が変化する。したがって、微小通路を通じたリーク量に基づき各燃料の混合比率を推定することができる。 In a mixed fuel composed of two types of fuels having different viscosities, the viscosity changes depending on the mixing ratio of the respective fuels, so that the leak amount of the mixed fuel through the micro passage changes. Therefore, the mixing ratio of each fuel can be estimated based on the amount of leakage through the minute passage.
上記構成によれば、混合燃料を内燃機関に供給する燃料供給系に形成される微小通路を通じた混合燃料のリーク量を算出し、リーク量が少ないほど混合燃料における粘度の高い方の燃料の混合比率を高く推定するため、混合燃料における各燃料の混合比率を検出するための専用のセンサを設けることなく、各燃料の混合比率を正確に推定することができるようになる。 According to the above configuration, the leak amount of the mixed fuel through the micro passage formed in the fuel supply system that supplies the mixed fuel to the internal combustion engine is calculated, and the smaller the leak amount, the higher the viscosity of the mixed fuel is mixed Since the ratio is estimated to be high, the mixing ratio of each fuel can be accurately estimated without providing a dedicated sensor for detecting the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記燃料供給系は、前記混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料を貯留するデリバリパイプとを備え、前記リーク量算出手段は、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料が前記デリバリパイプに供給されるときの推定燃料供給量と同デリバリパイプに実際に供給された実燃料供給量との供給量差に基づき前記リーク量を算出することを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the fuel supply system includes a high-pressure fuel pump for pumping the mixed fuel, and a fuel for each cylinder of the internal combustion engine. A delivery pipe that is connected to an injection valve and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump, and the leak amount calculation means includes a mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio to the delivery pipe. The gist is to calculate the leak amount based on a difference in supply amount between an estimated fuel supply amount when supplied and an actual fuel supply amount actually supplied to the delivery pipe.
粘度の異なる2種の燃料が混合された混合燃料は、粘度の高い方の燃料の混合比率が高くなるほど全体の粘度が高くなるため、微小通路を通じたリーク量が減少する。このため、仮定した各燃料の混合比率と実際の各燃料の混合比率とに差がある場合には、リーク量を考慮して推定される燃料供給量と実際の燃料供給量とに差が生じる。したがって、上記構成のように、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料がデリバリパイプに供給されるときの推定燃料供給量とデリバリパイプに実際に供給された実燃料供給量との供給量差に基づきリーク量を算出することができる。なお、混合燃料における各燃料の混合比率と推定燃料供給量との関係については、予め実験等によって決定してもよいし、燃料供給系の設計値から理論的に算出してもよい。 In the mixed fuel in which two types of fuels having different viscosities are mixed, the total viscosity increases as the mixing ratio of the higher viscosity fuel increases, so that the amount of leakage through the micro passage decreases. For this reason, if there is a difference between the assumed mixing ratio of each fuel and the actual mixing ratio of each fuel, there is a difference between the fuel supply amount estimated in consideration of the leak amount and the actual fuel supply amount. . Therefore, as in the above configuration, the supply amount of the estimated fuel supply amount when the mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe and the actual fuel supply amount actually supplied to the delivery pipe Based on the difference, the leak amount can be calculated. The relationship between the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel and the estimated fuel supply amount may be determined in advance by experiments or the like, or theoretically calculated from the design value of the fuel supply system.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記燃料供給系は、前記混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料を貯留するデリバリパイプと、同デリバリパイプ内の実燃料圧力を検知する燃圧検知手段とを備え、前記リーク量算出手段は、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料が前記デリバリパイプに供給されるときの同デリバリパイプ内の推定燃料圧力と、使用される混合燃料が前記デリバリパイプに実際に供給されたときの同デリバリパイプ内の前記実燃料圧力との圧力差に基づき前記リーク量を算出することを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the fuel supply system includes a high pressure fuel pump for pumping the mixed fuel, and a fuel for each cylinder of the internal combustion engine. A delivery pipe that is connected to an injection valve and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump; and a fuel pressure detection means that detects an actual fuel pressure in the delivery pipe, and the leak amount calculation means includes: Estimated fuel pressure in the delivery pipe when the mixed fuel mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe, and the delivery when the mixed fuel to be used is actually supplied to the delivery pipe The gist is to calculate the leak amount based on a pressure difference from the actual fuel pressure in the pipe.
粘度の異なる2種の燃料が混合された混合燃料は、粘度の高い方の燃料の混合比率が高くなるほど全体の粘度が高くなるため、微小通路を通じたリーク量が減少する。このため、仮定した各燃料の混合比率と使用される各燃料の混合比率とに差がある場合には、リーク量を考慮して推定されるデリバリパイプ内の燃料圧力と実際のデリバリパイプ内の燃料圧力とに差が生じる。したがって、上記構成のように、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料がデリバリパイプに供給されるときの同デリバリパイプ内の推定燃料圧力と、使用される混合燃料がデリバリパイプに実際に供給されたときの同デリバリパイプ内の実燃料圧力との圧力差に基づきリーク量を算出することができる。 In the mixed fuel in which two types of fuels having different viscosities are mixed, the total viscosity increases as the mixing ratio of the higher viscosity fuel increases, so that the amount of leakage through the micro passage decreases. Therefore, if there is a difference between the assumed mixing ratio of each fuel and the mixing ratio of each fuel used, the fuel pressure in the delivery pipe estimated in consideration of the leak amount and the actual delivery pipe There is a difference in fuel pressure. Therefore, as in the above configuration, when the mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe, the estimated fuel pressure in the delivery pipe and the mixed fuel to be used are actually supplied to the delivery pipe. The amount of leak can be calculated based on the pressure difference from the actual fuel pressure in the delivery pipe when supplied.
また、デリバリパイプ内の実燃料圧力を検知する燃圧検知手段を備えるとともに、同燃料圧力検知手段により検知された実燃料圧力によってリーク量を算出するため、デリバリパイプ内の燃料圧力を検出する既存のセンサを用いて燃料混合比率の推定を行うことができる。すなわち、混合燃料における各燃料の混合比率を検出するための専用のセンサを設けることを要しない。 In addition, the fuel pressure detecting means for detecting the actual fuel pressure in the delivery pipe is provided, and the leak amount is calculated based on the actual fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means, so that the existing fuel pressure in the delivery pipe is detected. The fuel mixture ratio can be estimated using a sensor. That is, it is not necessary to provide a dedicated sensor for detecting the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel.
なお、混合燃料における各燃料の混合比率と推定燃料圧力との関係については、予め実験等によって決定してもよいし、燃料供給系の設計値から理論的に算出してもよい。
具体的には、請求項4に記載されるように、前記高圧燃料ポンプは、摺動孔内に往復摺動可能に挿入されたプランジャによって前記混合燃料を加圧する加圧室と、同加圧室に燃料を供給する燃料通路と同加圧室とを連通または閉鎖する調整弁とを備え、前記調整弁の開閉タイミングの調整を通じて前記加圧室から前記デリバリパイプへと供給される燃料供給量が制御されるものとすることができる。
The relationship between the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel and the estimated fuel pressure may be determined in advance by experiments or the like, or theoretically calculated from the design value of the fuel supply system.
Specifically, as described in claim 4, the high-pressure fuel pump includes a pressurizing chamber that pressurizes the mixed fuel by a plunger inserted in a sliding hole so as to be reciprocally slidable. A fuel supply amount to be supplied from the pressurizing chamber to the delivery pipe through adjustment of the opening / closing timing of the adjusting valve, comprising a fuel passage for supplying fuel to the chamber and an adjusting valve for communicating or closing the pressurizing chamber Can be controlled.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記リーク量算出手段は、前記デリバリパイプへと供給される混合燃料の状態を所定状態とするときに、各燃料が前記所定の比率で混合された混合燃料が前記デリバリパイプに供給されるときの前記調整弁の第1の閉弁タイミングと、使用される混合燃料が前記デリバリパイプに実際に供給されるときの前記調整弁の第2の閉弁タイミングとのタイミング差に基づき前記リーク量を算出することを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the internal combustion engine fuel mixture ratio estimating apparatus according to the fourth aspect, the leak amount calculating means sets the state of the mixed fuel supplied to the delivery pipe to a predetermined state. In addition, the first closing timing of the regulating valve when the mixed fuel in which each fuel is mixed at the predetermined ratio is supplied to the delivery pipe, and the mixed fuel to be used is actually supplied to the delivery pipe. The gist of the present invention is to calculate the amount of leak based on a timing difference from the second valve closing timing of the regulating valve when the operation is performed.
ここで、高圧燃料ポンプによる燃料供給量は、調整弁の開閉タイミングの調整を通じて制御されるため、推定燃料供給量と実燃料供給量との差、または推定燃料圧力と実燃料圧力との差に応じて同調整弁の開閉タイミングが変化する。 Here, since the amount of fuel supplied by the high-pressure fuel pump is controlled through adjustment of the opening / closing timing of the regulator valve, the difference between the estimated fuel supply amount and the actual fuel supply amount, or the difference between the estimated fuel pressure and the actual fuel pressure is determined. Accordingly, the opening / closing timing of the adjusting valve changes.
したがって、上記構成のように、デリバリパイプへと供給される混合燃料の状態を所定状態とするときに、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料がデリバリパイプに供給されるときの調整弁の第1の閉弁タイミングと、使用される混合燃料がデリバリパイプに実際に供給されるときの調整弁の第2の閉弁タイミングとのタイミング差に基づきリーク量を算出することができる。なお、混合燃料の状態についての所定状態とは、例えばデリバリパイプに供給される燃料が所定の燃料供給量となる状態、またはデリバリパイプ内の圧力が所定の燃料圧力となる状態等を採用することができる。 Therefore, as described above, when the state of the mixed fuel supplied to the delivery pipe is set to a predetermined state, the adjustment valve when the mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe. The leak amount can be calculated based on the timing difference between the first valve closing timing and the second valve closing timing of the regulating valve when the mixed fuel to be used is actually supplied to the delivery pipe. The predetermined state of the mixed fuel state is, for example, a state in which the fuel supplied to the delivery pipe becomes a predetermined fuel supply amount, or a state in which the pressure in the delivery pipe becomes a predetermined fuel pressure, etc. Can do.
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記微小通路は、前記摺動孔の内周面と前記プランジャの外周面との間に形成される空間であることを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel mixing ratio estimation device for an internal combustion engine according to the fourth or fifth aspect, the minute passage is between an inner peripheral surface of the sliding hole and an outer peripheral surface of the plunger. The gist is that the space is formed.
上記構成によれば、微小通路は、摺動孔の内周面とプランジャの外周面との間に形成される空間であるため、高圧燃料ポンプの設計上形成される空間を利用してリーク量を算出することができる。 According to the above configuration, since the micro passage is a space formed between the inner peripheral surface of the sliding hole and the outer peripheral surface of the plunger, the amount of leakage is determined using the space formed in the design of the high-pressure fuel pump. Can be calculated.
請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記燃料供給系は、前記混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料を貯留するデリバリパイプとを備え、前記リーク量算出手段は、前記微小通路を通じた前記デリバリパイプからの前記混合燃料のリーク量を算出することを要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the fuel supply system includes a high-pressure fuel pump that pumps the mixed fuel, and a fuel for each cylinder of the internal combustion engine. A delivery pipe that is connected to an injection valve and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump, and the leak amount calculation means calculates the leak amount of the mixed fuel from the delivery pipe through the micro passage. The gist is to calculate.
上記構成のように、燃料供給系は、混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された混合燃料を貯留するデリバリパイプとを備え、リーク量算出手段は、微小通路を通じたデリバリパイプからの混合燃料のリーク量を算出するものとすることができる。 As described above, the fuel supply system includes a high-pressure fuel pump that pumps the mixed fuel, a delivery pipe that is connected to the fuel injection valve of each cylinder of the internal combustion engine and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump, And the leak amount calculation means calculates the leak amount of the mixed fuel from the delivery pipe through the micro passage.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記燃料供給系は、前記デリバリパイプ内の実燃料圧力を検知する燃圧検知手段を更に備え、前記リーク量算出手段は、前記微小通路を通じた前記混合燃料のリークに伴う前記実燃料圧力の変化に基づき前記リーク量を算出することを要旨とする。
The invention according to claim 8 is the fuel mixture ratio estimation apparatus for the internal combustion engine according to
微小通路を通じたデリバリパイプからの混合燃料のリーク量に応じて同デリバリパイプ内の実燃料圧力が変化する。したがって、上記構成のように、微小通路を通じた混合燃料のリークに伴うデリバリパイプ内の実燃料圧力の変化に基づきリーク量を算出することができる。 The actual fuel pressure in the delivery pipe changes according to the amount of fuel leak from the delivery pipe through the micro passage. Therefore, as in the above configuration, the leak amount can be calculated based on the change in the actual fuel pressure in the delivery pipe accompanying the leak of the mixed fuel through the micro passage.
なお、微小通路を通じた混合燃料のリークに伴うデリバリパイプ内の実燃料圧力の変化とリーク量との関係については、予め実験等によって決定してもよいし、燃料供給系の設計値から理論的に算出してもよい。 Note that the relationship between the change in the actual fuel pressure in the delivery pipe due to the leakage of the mixed fuel through the micro passage and the amount of leakage may be determined in advance by experiments or the like, or theoretically based on the design value of the fuel supply system. May be calculated.
具体的には、請求項9に記載されるように、前記微小通路は、前記高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料をリークさせる通路であるようにすることができる。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記高圧燃料ポンプは、前記混合燃料を加圧する加圧室と、同加圧室から前記デリバリパイプの方向にのみ前記混合燃料を通過させる吐出弁とを備え、前記微小通路は、前記吐出弁内に設けられるとともに前記デリバリパイプから前記加圧室の方向に前記混合燃料を通過させることのできる減圧孔であることを要旨とする。
Specifically, as described in claim 9, the micro passage can be a passage that leaks the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump.
A tenth aspect of the present invention is the internal combustion engine fuel mixture ratio estimating apparatus according to the ninth aspect, wherein the high-pressure fuel pump includes a pressurizing chamber for pressurizing the mixed fuel, and the delivery pipe from the pressurizing chamber. A discharge valve that allows the mixed fuel to pass only in the direction of the pressure, and the micro passage is provided in the discharge valve and is capable of passing the mixed fuel from the delivery pipe in the direction of the pressurizing chamber. The gist is that it is a hole.
ここで、デリバリパイプから高圧燃料ポンプの加圧室の方向に混合燃料を通過させることのできる減圧孔とは、内燃機関の停止後、すなわち高圧燃料ポンプの停止後において、デリバリパイプ内を減圧するために吐出弁に設けられる通路である。これにより、内燃機関の停止後において、デリバリパイプが高圧状態に維持されることを抑制して燃料噴射弁から燃料漏れが生じることを抑制している。 Here, the pressure reducing hole through which the mixed fuel can pass from the delivery pipe in the direction of the pressurizing chamber of the high pressure fuel pump means that the pressure in the delivery pipe is reduced after the internal combustion engine is stopped, that is, after the high pressure fuel pump is stopped. Therefore, it is a passage provided in the discharge valve. Thus, after the internal combustion engine is stopped, the delivery pipe is prevented from being maintained in a high pressure state, and fuel leakage from the fuel injection valve is suppressed.
上記構成によれば、微小通路は、吐出弁に設けられるとともにデリバリパイプから加圧室の方向に混合燃料を通過させることのできる減圧孔であるため、内燃機関の停止後において燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制するべく設けられる減圧孔を利用してリーク量を算出することができる。 According to the above configuration, the micro passage is a pressure reducing hole that is provided in the discharge valve and allows the mixed fuel to pass from the delivery pipe to the pressurizing chamber. The amount of leakage can be calculated using a pressure reducing hole provided to suppress fuel leakage.
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記リーク量算出手段は、内燃機関のアイドル運転時に前記微小通路を通じた前記混合燃料のリーク量を算出することを要旨とする。 The invention according to claim 11 is the fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein the leak amount calculation means passes through the minute passage during idle operation of the internal combustion engine. The gist is to calculate the leak amount of the mixed fuel.
上記構成によれば、リーク量算出手段は、内燃機関のアイドル運転時に微小通路を通じた混合燃料のリーク量を算出するため、内燃機関に要求される燃料供給量が安定した状態で混合燃料のリーク量を算出することができる。したがって、高圧燃料ポンプからデリバリパイプに供給する燃料供給量が経時的に大きく変動しないため、リーク量の算出が容易になる。 According to the above configuration, since the leak amount calculation means calculates the leak amount of the mixed fuel through the micro passage during the idling operation of the internal combustion engine, the leak of the mixed fuel is performed in a state where the fuel supply amount required for the internal combustion engine is stable. The amount can be calculated. Accordingly, the amount of fuel supplied from the high-pressure fuel pump to the delivery pipe does not vary greatly with time, and the amount of leakage can be easily calculated.
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料混合比率推定装置において、前記混合燃料はガソリンとアルコールとが混合された燃料であり、前記混合比率推定手段は、前記混合燃料のアルコール混合比率を推定するものであることを要旨とする。
The invention according to
上記構成のように、混合燃料はガソリンとアルコールとが混合された燃料であり、混合比率推定手段は、混合燃料のアルコール混合比率を推定するものであるようにすることができる。 As in the above configuration, the mixed fuel is a fuel in which gasoline and alcohol are mixed, and the mixing ratio estimation means can estimate the alcohol mixing ratio of the mixed fuel.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料混合比率推定装置を具体化した第1の実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is embodied will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明にかかる内燃機関の燃料混合比率推定装置の適用対象となるフレキシブルフューエルビークル(FFV)用の内燃機関(以下、単に「内燃機関」という)および燃料供給系を示している。なお、FFVとは、アルコールのみ(アルコール混合比率ACが100%)や、ガソリンのみ(アルコール混合比率ACが0%)、あるいはアルコールとガソリンとが混合された混合燃料を使用可能な車両のことをいう。なお、以下の説明において単に「燃料」という場合には、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を示すものとする。 FIG. 1 shows an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine”) and a fuel supply system for a flexible fuel vehicle (FFV) to which a fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied. FFV refers to a vehicle that can use only alcohol (alcohol mixing ratio AC is 100%), gasoline only (alcohol mixing ratio AC is 0%), or mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed. Say. In the following description, the term “fuel” simply indicates a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed.
燃料タンク10内には、低圧燃料ポンプ11が配置されるとともに、この低圧燃料ポンプ11は燃料フィルター15を介して低圧燃料通路12に接続されている。この低圧燃料通路12は、高圧燃料ポンプ20及びリターン通路14にそれぞれ接続されている。リターン通路14は、その端部が燃料タンク10内に開放されるとともに、同端部には、低圧燃料通路12内の燃料の圧力を設定圧Plに維持する低圧プレッシャレギュレータ13が設けられている。この低圧プレッシャレギュレータ13は、予め設定された設定圧Plを超えたときに開弁する圧力作動弁であって、同作動弁が開弁された際にリターン通路14を通じて燃料が燃料タンク10に戻される。上記設定圧Plは、低圧燃料ポンプ11の吐出能力等に基づいて設定される。
A low pressure fuel pump 11 is disposed in the
高圧燃料ポンプ20のシリンダ24の摺動孔内には、プランジャ25が往復移動可能に収納されるとともに、プランジャ25の移動によって燃料を加圧する加圧室26がシリンダ24に隣接して形成されている。また、シリンダ24の摺動孔の内周面とプランジャ25の外周面との間には所定の空間(クリアランス)が設定されており、この空間が微小通路27を構成している。そして、高圧燃料ポンプ20による燃料圧送時には、この微小通路27を通じて燃料がリークする。なお、微小通路27の流路断面積は、シリンダ24およびプランジャ25の設計値から算出される。
A
プランジャ25において加圧室26と反対側の端部はリフタ22aに連結されるとともに、リフタ22aはコイルスプリング23によって内燃機関のカムシャフト21に取り付けられたカム22の方向へ付勢されている。そして、カム22の回転に伴ってプランジャ25がシリンダ24の摺動孔内で往復移動し、プランジャ25が加圧室26内の燃料を膨張させる方向に移動する膨張行程と、同プランジャ25が加圧室26内の燃料を圧縮する方向に移動する圧縮行程とが、交互に繰り返される。
An end of the
低圧燃料通路12と加圧室26との接続ポート31には、電磁スピル弁30が設けられている。電磁スピル弁30は、コイルスプリング33により接続ポート31を開く方向へ付勢されるとともに、電磁ソレノイド32への電圧印加により閉じる方向へ駆動される。そして、電磁スピル弁30が接続ポート31を開いた状態において上記膨張行程になると、低圧燃料ポンプ11からの燃料が低圧燃料通路12を通じて加圧室26に吸入される。一方、電磁スピル弁30が接続ポート31を閉じた状態において上記圧縮行程になると、加圧室26内の燃料が加圧されて高圧燃料通路41に吐出される。すなわち、電磁スピル弁30の閉弁期間において燃料がデリバリパイプ40に供給される。
An electromagnetic spill valve 30 is provided at a connection port 31 between the low-
上記加圧室26に接続されている高圧燃料通路41はデリバリパイプ40に接続されているとともに、その途中部分には吐出弁34が設けられる。この吐出弁34は、供給される燃料の圧力が設定圧Pm以上になると開弁する圧力作動弁であって、加圧室26からデリバリパイプ40の方向にのみ(矢印Aで示す方向にのみ)燃料を通過させる。なお、設定圧Pmは比較的低い圧力に設定される。
The high-
デリバリパイプ40には、内燃機関の各気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁50が接続されている。これにより、高圧燃料通路41に吐出された燃料は、吐出弁34を介してデリバリパイプ40に供給されて同パイプ40内で貯留されるとともに、燃料噴射弁50により内燃機関の各気筒内に供給される。
A
また、デリバリパイプ40には、同パイプ40内の圧力を予め設定された設定圧Ph以下に維持するためのリリーフ弁60が設けられている。このリリーフ弁60は、同パイプ40内の圧力が設定圧Phを超えると開弁する圧力作動弁であって、同作動弁が開弁された際にリリーフ通路61を通じて燃料が燃料タンク10に戻される。上記設定圧Phは、デリバリパイプ40内の燃料圧力が過度に高くなることを抑制することのできる圧力に設定される。また、デリバリパイプ40には、同パイプ40内の燃料圧力を検知する燃圧センサ40aが取り付けるとともに電子制御装置70に信号が出力される。この燃圧センサ40aが燃圧検知手段に相当する。
The
内燃機関には各種センサが設けられており、機関回転速度センサ71は機関回転速度を検出し、カムポジションセンサ72はカム22の回転位置を検出し、アクセル踏込み量センサ73はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、スロットルバルブ開度センサ74は吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を検出して電子制御装置70に出力する。
The internal combustion engine is provided with various sensors, the engine
電子制御装置70は、演算ユニット(CPU)をはじめ、各種制御プログラムや演算マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリを備えている。そして、各種センサからの出力に基づき、燃料噴射弁50による燃料噴射制御や点火時期制御、スロットルバルブによる吸入空気量の制御、高圧燃料ポンプ20による燃料供給量の制御等を実行する。
The electronic control unit 70 includes a calculation unit (CPU), a memory for storing and holding various control programs, calculation maps, data calculated when the control is executed, and the like. Based on outputs from various sensors, fuel injection control and ignition timing control by the
また、電子制御装置70は、上述した微小通路27を通じた燃料のリーク量を算出するリーク量算出処理を実行するとともに、このリーク量に基づき現在使用中の燃料のアルコール混合比率ACを推定するアルコール混合比率推定処理を実行する。なお、本実施形態において、電子制御装置70により実行されるリーク量算出処理がリーク量算出手段としての処理に相当するとともに、アルコール混合比率推定処理が混合比率推定手段としての処理に相当する。
In addition, the electronic control unit 70 executes a leak amount calculation process for calculating the amount of fuel leakage through the
次に、電子制御装置70によるリーク量算出処理およびアルコール混合比率推定処理について、図2〜図6を併せ参照して説明する。なお、図2は、一連の処理の流れを示すフローチャートであって、実際の処理は電子制御装置70によって所定の周期をもって繰り返し実行される。 Next, the leak amount calculation process and the alcohol mixture ratio estimation process performed by the electronic control unit 70 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a series of processing, and the actual processing is repeatedly executed by the electronic control unit 70 with a predetermined cycle.
同図2に示されるように、この一連の処理では、まず内燃機関がアイドル運転時か否かが判定される(ステップS100)。具体的には、機関回転速度センサ71,アクセル踏込み量センサ73,スロットルバルブ開度センサ74等からの各種出力に基づき検知される内燃機関の運転状態によって判断される。そして、アイドル運転時ではない旨判定された場合には(ステップS100:NO)、一連の処理を一旦終了する。
As shown in FIG. 2, in this series of processing, it is first determined whether or not the internal combustion engine is in an idling operation (step S100). Specifically, the determination is made based on the operating state of the internal combustion engine detected based on various outputs from the
一方、アイドル運転時である旨判定された場合には(ステップS100:YES)、燃料圧送が開始される(ステップS110)。具体的には、カムポジションセンサ72からの出力に基づきプランジャ25の位置が検知されるとともに、プランジャ25の圧縮行程において所定の閉弁タイミング(図3に示すタイミングt11)で電磁ソレノイド32が通電されることにより電磁スピル弁30が閉弁される。これにより、加圧室26からデリバリパイプ40への燃料圧送が開始されて、図3の(b)燃料圧力変化における実線で示されるようにデリバリパイプ40内の燃料圧力が上昇する。なお、この(b)燃料圧力変化における実線は、現在使用中の燃料、すなわちアルコール混合比率ACが推定される燃料による実際の燃料圧力変化を示している。
On the other hand, when it is determined that the engine is idling (step S100: YES), fuel pressure feed is started (step S110). Specifically, the position of the
続いて、圧送期間T1が経過したか否かが判定される(ステップS120)。この圧送期間T1は、リーク量算出にかかる本処理を実施するために適する期間として予め設定されている。そして、圧送期間T1が経過していない旨判定された場合は(ステップS120:NO)、圧送期間T1が経過した旨の結果が得られるまでステップS120の判定処理が一定の時間周期毎に繰り返し実行される。 Subsequently, it is determined whether or not the pumping period T1 has elapsed (step S120). This pumping period T1 is set in advance as a period suitable for carrying out the main processing related to the leak amount calculation. If it is determined that the pumping period T1 has not elapsed (step S120: NO), the determination process in step S120 is repeatedly executed at regular time intervals until a result indicating that the pumping period T1 has elapsed is obtained. Is done.
この判定を通じて圧送期間T1が経過した旨判定された場合には(ステップS120:YES)、燃料圧送が終了される(ステップS130)。具体的には、タイミングt12において電磁スピル弁30が開弁されることにより、燃料圧送が終了される。 If it is determined through this determination that the pumping period T1 has elapsed (step S120: YES), the fuel pumping is terminated (step S130). Specifically, fuel pumping is terminated by opening the electromagnetic spill valve 30 at timing t12.
ここで、アルコール混合比率ACが0%である燃料(ガソリン100%の燃料)がデリバリパイプ40に供給されるときの同パイプ40内の推定燃料圧力Peが予め設定されている。具体的には、図3の一点鎖線で示されるように、アルコール混合比率ACが0%の燃料(ガソリン100%の燃料)が供給されるときのデリバリパイプ40内の燃料圧力変化が推定されている。この推定燃料圧力Peは、ガソリン100%の燃料がデリバリパイプ40に推定燃料供給量Qeだけ供給されて上昇する燃料圧力に相当し、上記微小通路27を通じてリークするリーク量(推定リーク量)Qle0を考慮して設定されている。ここで、リーク量Qleは下記の式(1)に基づいて算出される。
Here, the estimated fuel pressure Pe in the
Qle=(πdh3/12μl)ΔP ・・・(1)
π:円周率、d:プランジャ25の直径
h:プランジャ25の外周面と摺動孔の内周面との距離
μ:粘度、l:微小通路の長さ、ΔP:微小通路の内外の圧力差
そして、算出された推定リーク量Qle0と、高圧燃料ポンプ20のシリンダ24,プランジャ25,デリバリパイプ40等の設計値とに基づいて推定燃料圧力Pe,推定燃料供給量Qeが算出される。なお、推定燃料圧力Peを実験等によって予め求めてもよい。
Qle = (πdh 3 / 12μl) ΔP ··· (1)
π: Circumference ratio, d: Diameter of plunger 25 h: Distance between outer peripheral surface of
次に、燃料圧送が終了されたタイミングt12における実燃料圧力Pの検知が実行される(ステップS140)。この実燃料圧力Pは、燃圧センサ40aからの出力に基づき検知される。
Next, the actual fuel pressure P is detected at timing t12 when the fuel pumping is finished (step S140). The actual fuel pressure P is detected based on the output from the
そして、検知された実燃料圧力Pと推定燃料圧力Peとの圧力差ΔP1が算出され(ステップS150)、算出された圧力差ΔP1に基づき、デリバリパイプ40に供給されたときの実際のリーク量Qleが算出される(ステップS160)。このリーク量(実リーク量)Qleは、図4に示すマップを参照して、圧力差ΔP1が大きくなるほど少なくなるように算出される。
Then, a pressure difference ΔP1 between the detected actual fuel pressure P and the estimated fuel pressure Pe is calculated (step S150), and an actual leak amount Qle when supplied to the
ここで、ΔP1が正の値であるとき、すなわち実燃料圧力Pが推定燃料圧力Peよりも大きいときには、デリバリパイプ40に実際に供給された燃料供給量(実燃料供給量)Qが推定燃料供給量Qeよりも多かったと判断することができる。そして、燃料供給量とリーク量とには、以下の式に示す関係がある。
Here, when ΔP1 is a positive value, that is, when the actual fuel pressure P is larger than the estimated fuel pressure Pe, the fuel supply amount (actual fuel supply amount) Q actually supplied to the
実燃料供給量Q+実リーク量Qle=推定燃料供給量Qe+推定リーク量Qle0
すなわち、実燃料供給量Qが推定燃料供給量Qeよりも多いときには、実リーク量Qleが推定リーク量Qle0よりも少なかったと判断することができる。換言すると、実燃料圧力Pが推定燃料圧力Peよりも大きいときには、実リーク量Qleが推定リーク量Qle0よりも少なかったと判断することができる。したがって、圧力差ΔP1とリーク量Qleは図4に示される関係となり、圧力差ΔP1が大きくなるほどリーク量Qleが少なかったと判断することができる。この図4に示されるマップは、実験等に基づき設定される。なお、ステップS110からこのステップS160までの処理がリーク量算出処理に相当する。
Actual fuel supply amount Q + Actual leak amount Qle = Estimated fuel supply amount Qe + Estimated leak amount Qle0
That is, when the actual fuel supply amount Q is larger than the estimated fuel supply amount Qe, it can be determined that the actual leak amount Qle is smaller than the estimated leak amount Qle0. In other words, when the actual fuel pressure P is greater than the estimated fuel pressure Pe, it can be determined that the actual leak amount Qle is less than the estimated leak amount Qle0. Therefore, the pressure difference ΔP1 and the leak amount Qle are in the relationship shown in FIG. 4, and it can be determined that the leak amount Qle decreases as the pressure difference ΔP1 increases. The map shown in FIG. 4 is set based on experiments and the like. The processing from step S110 to step S160 corresponds to the leak amount calculation processing.
次に、上記算出したリーク量Qleに基づき、アルコール混合比率ACの推定が行われる(ステップS170)。本ステップの処理がアルコール混合比率推定処理に相当する。具体的には、アルコール混合比率ACは、図6に示すマップを参照して、リーク量Qleが少ないほどアルコール混合比率ACが高く推定される。そして、これによりアルコール混合比率ACが推定されると、一連の処理が終了する。 Next, the alcohol mixing ratio AC is estimated based on the calculated leak amount Qle (step S170). The process in this step corresponds to an alcohol mixture ratio estimation process. Specifically, with reference to the map shown in FIG. 6, the alcohol mixing ratio AC is estimated to be higher as the leak amount Qle is smaller. When the alcohol mixing ratio AC is estimated as a result, a series of processing ends.
以下、図6に示されるようにリーク量Qleが少ないほどアルコール混合比率ACを高く推定することのできる理由について説明する。
第1に、燃料に含まれるアルコールとガソリンとでは、その粘度μが異なる。具体的には、アルコールの粘度μはガソリンの粘度μよりも高いため、アルコールとガソリンとの混合燃料では、図5(a)に示すように、アルコール混合比率ACが高くなるほど粘度μが高くなる傾向を示す。すなわち、アルコール混合比率ACが0%である燃料(ガソリン100%)の粘度μをμ0とし、アルコール混合比率ACが100%である燃料の粘度μをμ100とすると、これらアルコールとガソリンとを混合した混合燃料の粘度μは、アルコール混合比率ACに応じてμ0からμ100までのいずれかの値になる。
Hereinafter, the reason why the alcohol mixing ratio AC can be estimated to be higher as the leak amount Qle is smaller as shown in FIG. 6 will be described.
First, the viscosity μ differs between alcohol and gasoline contained in fuel. Specifically, since the viscosity μ of alcohol is higher than the viscosity μ of gasoline, in the mixed fuel of alcohol and gasoline, as shown in FIG. 5A, the viscosity μ increases as the alcohol mixing ratio AC increases. Show the trend. That is, when the viscosity μ of a fuel having an alcohol mixing ratio AC of 0% (
第2に、微小通路27を通じたリーク量Qleは上記の式(1)の関係を満たすことから、図5(b)に示すように、粘度μが高くなるほど減少する。具体的には、粘度μがμ0(<μ100)である燃料のリーク量Qle0は、粘度μがμ100である燃料のリーク量Qle100よりも大きくなり、これら粘度μがμ0の燃料と粘度μがμ100の燃料とを混合した混合燃料のリーク量Qleは、その混合燃料の粘度μに応じてリーク量Qle0からリーク量Qle100までのいずれかの値となる。
Secondly, the leak amount Qle through the
上記第1,第2の事実により、微小通路27を通じたリーク量Qleに基づきアルコール混合比率ACを推定することができ、上述したように、リーク量Qleが少ないほどアルコール混合比率ACを高く推定することができる。なお、このようなリーク量Qleとアルコール混合比率ACとの関係、すなわち図6に示す関係については、実験等に基づき設定される。
Due to the first and second facts, the alcohol mixing ratio AC can be estimated based on the leak amount Qle through the
以上説明した第1の実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)微小通路27を通じた燃料のリーク量Qleを算出し、リーク量Qleが少ないほど燃料における粘度の高い方の燃料、すなわちアルコールの混合比率ACを高く推定する(ステップS170)ため、混合燃料における各燃料の混合比率を検出するための専用のセンサを設けることなく、各燃料の混合比率を正確に推定することができるようになる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The fuel leak amount Qle through the
(2)デリバリパイプ40内の燃料圧力を検出する既存の燃圧センサ40aを用いて燃料混合比率の推定を行うことができるため、混合燃料における各燃料の混合比率を検出するための専用のセンサを設けることなく、アルコール混合比率ACを推定することができるようになる。
(2) Since the fuel mixture ratio can be estimated using the existing
(3)微小通路27は、シリンダ24の摺動孔の内周面とプランジャ25の外周面との間の空間であるため、高圧燃料ポンプ20の設計上形成される空間を利用してリーク量Qleを算出することができる。
(3) Since the
(4)内燃機関のアイドル運転時にリーク量算出処理を実行して微小通路27を通じた燃料のリーク量Qleを算出するため、内燃機関に要求される燃料供給量が安定した状態で燃料のリーク量Qleを算出することができる。したがって、高圧燃料ポンプ20からデリバリパイプ40に供給する燃料供給量が経時的に大きく変動しないため、リーク量Qleの算出が容易になる。
(4) Since the leak amount calculation process is executed during the idling operation of the internal combustion engine to calculate the fuel leak amount Qle through the
(第2の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料混合比率推定装置を具体化した第2の実施形態を図1および図7〜図10に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成には同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略するとともに、同様の処理については具体的な態様の説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment that embodies a fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 7 to 10. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted, and detailed description of the same processing is omitted.
同図7は、一連の処理の流れを示すフローチャートであって、実際の処理は電子制御装置70によって所定の周期をもって繰り返し実行される。この一連の処理では、まず、第1の閉弁タイミングt1で電磁スピル弁が閉弁されて第1の燃料圧送が開始される(ステップS200)。このように第1の閉弁タイミングt1(図8に示すタイミングt21)で燃料圧送が開始されることにより、同図8の(c)燃料圧力変化における実線で示されるようにデリバリパイプ40内の燃料圧力が上昇する。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a series of processes, and the actual processes are repeatedly executed by the electronic control unit 70 with a predetermined cycle. In this series of processes, first, the electromagnetic spill valve is closed at the first valve closing timing t1, and the first fuel pumping is started (step S200). In this way, by starting fuel pumping at the first valve closing timing t1 (timing t21 shown in FIG. 8), as shown by the solid line in (c) fuel pressure change in FIG. Fuel pressure rises.
続いて、圧送期間T2aが経過したか否かが判定される(ステップS210)。この圧送期間T2aは、リーク量算出にかかる本処理を実施するために適する期間として予め設定されている。そして、圧送期間T2aが経過していない旨判定された場合は(ステップS210:NO)、圧送期間T2aが経過した旨の結果が得られるまでステップS210の判定処理が一定の時間周期毎に繰り返し実行される。 Subsequently, it is determined whether or not the pumping period T2a has elapsed (step S210). This pumping period T2a is set in advance as a period suitable for carrying out this processing for calculating the leak amount. If it is determined that the pumping period T2a has not elapsed (step S210: NO), the determination process in step S210 is repeatedly executed at regular time intervals until a result indicating that the pumping period T2a has elapsed is obtained. Is done.
この判定を通じて圧送期間T2aが経過した旨判定された場合には(ステップS210:YES)、電磁スピル弁が開弁されて第1の燃料圧送が終了される(ステップS220)。この第1の燃料圧送の終了は、タイミングt22に実行される。 If it is determined through this determination that the pumping period T2a has elapsed (step S210: YES), the electromagnetic spill valve is opened and the first fuel pumping is terminated (step S220). The end of the first fuel pumping is executed at timing t22.
次に、燃料圧送が終了されたタイミングt22における実燃料圧力Pの検知が実行され(ステップS230)、続いて実燃料圧力Pと推定燃料圧力Peとの圧力差ΔP2が算出される(ステップS240)。この推定燃料圧力Peは、上記第1の実施形態と同様に設定される燃料圧力であって、第1の閉弁タイミングt1から圧送期間T2a(タイミングt21からタイミングt22までの間)においてガソリン100%の燃料が供給されることにより達すると推定されるデリバリパイプ40内の燃料圧力に相当する。
Next, the actual fuel pressure P is detected at the timing t22 when the fuel pumping is finished (step S230), and then the pressure difference ΔP2 between the actual fuel pressure P and the estimated fuel pressure Pe is calculated (step S240). . This estimated fuel pressure Pe is a fuel pressure set in the same manner as in the first embodiment, and is 100% gasoline during the first valve closing timing t1 to the pumping period T2a (between timing t21 and timing t22). This corresponds to the fuel pressure in the
そして、算出された圧力差ΔP2に基づき、第2の閉弁タイミングt2が設定される(ステップS250)。これにより、圧力差ΔP2に基づき閉弁タイミングが変更される。
以下、第2の閉弁タイミングt2およびこの第2の閉弁タイミングt2と圧力差ΔP2との関係について詳細に説明する。なお、図8に示される電磁スピル弁(a)基準圧送タイミングは、アルコール混合比率ACが0%の燃料(ガソリン100%の燃料)が供給されるときの電磁スピル弁30の開閉タイミングを示し、(b)実圧送タイミングは、使用される燃料、すなわちアルコール混合比率ACが推定される燃料が供給されるときの電磁スピル弁30の開閉タイミングを示している。また、(c)燃料圧力変化の一点鎖線はガソリン100%の燃料が供給されるときの推定変化を示し、実線は使用される燃料が供給されるときの変化を示している。
Then, based on the calculated pressure difference ΔP2, the second valve closing timing t2 is set (step S250). Thereby, the valve closing timing is changed based on the pressure difference ΔP2.
Hereinafter, the second valve closing timing t2 and the relationship between the second valve closing timing t2 and the pressure difference ΔP2 will be described in detail. Note that the electromagnetic spill valve (a) reference pumping timing shown in FIG. 8 indicates the opening / closing timing of the electromagnetic spill valve 30 when fuel with an alcohol mixing ratio AC of 0% (100% gasoline fuel) is supplied. (B) The actual pressure feed timing indicates the opening / closing timing of the electromagnetic spill valve 30 when the fuel to be used, that is, the fuel whose alcohol mixture ratio AC is estimated is supplied. In addition, (c) one-dot chain line of fuel pressure change indicates an estimated change when 100% gasoline fuel is supplied, and a solid line indicates a change when fuel to be used is supplied.
第2の閉弁タイミングt2とは、第2の燃料圧送行程における電磁スピル弁30の閉弁タイミングであって、この行程での燃料圧送終了時(タイミングt27)における実燃料圧力Pと推定燃料圧力Peとを一致させるための閉弁タイミングをいう。 The second valve closing timing t2 is the closing timing of the electromagnetic spill valve 30 in the second fuel pressure feed stroke, and the actual fuel pressure P and the estimated fuel pressure at the end of the fuel pressure feed in this stroke (timing t27). The valve closing timing for matching Pe.
ここで、第2の燃料圧送行程における第2の閉弁タイミングt2(タイミングt26)から第2の燃料圧送を開始すると、同図8の実線で示されるように燃料圧力が上昇し、燃料圧送終了時(タイミングt27)における実燃料圧力Pは推定燃料圧力Peと一致する。この推定燃料圧力Peは、第1の燃料圧送行程での推定燃料圧力Peと同一圧力であって、第2の燃料圧送行程における第1の閉弁タイミングt1(タイミングt25)からガソリン100%の燃料が供給されて燃料圧力が上昇することにより燃料圧送終了時(タイミングt27)において達すると推定される燃料圧力に相当する。なお、このようにタイミングt27におけるデリバリパイプ40内の燃料圧力について、実燃料圧力Pを推定燃料圧力Peに一致させることが、混合燃料の状態を所定状態にすることに相当する。
Here, when the second fuel pumping is started from the second valve closing timing t2 (timing t26) in the second fuel pumping stroke, the fuel pressure increases as shown by the solid line in FIG. The actual fuel pressure P at the time (timing t27) coincides with the estimated fuel pressure Pe. This estimated fuel pressure Pe is the same pressure as the estimated fuel pressure Pe in the first fuel pumping stroke, and is 100% gasoline from the first valve closing timing t1 (timing t25) in the second fuel pumping stroke. This corresponds to the fuel pressure estimated to be reached at the end of fuel pumping (timing t27) due to the fuel pressure rising. As described above, regarding the fuel pressure in the
第2の閉弁タイミングt2は、図9に示すマップを参照して、圧力差ΔP2が大きくなるほど遅くなるように設定される。なお、本実施形態では、第1,第2燃料圧送行程における電磁スピル弁30の開弁タイミングが同一に設定されているため、閉弁タイミングが遅くなるほど圧送期間が短くなる。すなわち、図8に示すように、第1の燃料圧送行程における圧送期間T2aよりも第2の燃料圧送行程における圧送期間T2bが短くなる。これは、実燃料圧力Pを推定燃料圧力Peに一致させるために要する燃料の圧送期間が短くなることに相当する。 The second valve closing timing t2 is set so as to be delayed as the pressure difference ΔP2 increases with reference to the map shown in FIG. In the present embodiment, the opening timing of the electromagnetic spill valve 30 in the first and second fuel pumping strokes is set to be the same, so that the pumping period is shortened as the valve closing timing is delayed. That is, as shown in FIG. 8, the pumping period T2b in the second fuel pumping stroke is shorter than the pumping period T2a in the first fuel pumping stroke. This is equivalent to shortening the fuel pumping period required to make the actual fuel pressure P coincide with the estimated fuel pressure Pe.
ここで、圧力差ΔP2が正の値のとき、すなわち実燃料圧力Pが推定燃料圧力Peよりも大きいときには、デリバリパイプ40に供給された実際の燃料供給量(実燃料供給量)Qが推定燃料供給量Qeよりも多かったと判断することができる。また、高圧燃料ポンプ20による燃料供給量は、閉弁タイミングを遅くするほど少なくすることができる。したがって、第1の燃料圧送行程における閉弁タイミングt1よりも第2の閉弁タイミングt2を遅くすることによって、第2の燃料圧送行程での燃料圧送終了時(タイミングt27)における実燃料圧力Pが推定燃料圧力Peに近付く。つまり、図9に示すように、圧力差ΔP2が大きくなるほど第2の閉弁タイミングt2が遅くなるように設定されることにより、タイミングt27における実燃料圧力Pと推定燃料圧力Peとを一致させることができるようになる。なお、図9に示すマップは、実験等に基づいて予め設定されている。
Here, when the pressure difference ΔP2 is a positive value, that is, when the actual fuel pressure P is larger than the estimated fuel pressure Pe, the actual fuel supply amount (actual fuel supply amount) Q supplied to the
このようにして、ステップS250において第2の閉弁タイミングt2が設定されると、この第2の閉弁タイミングt2に基づきタイミング差ΔT(第2の閉弁タイミングt2−第1の閉弁タイミングt1)が算出される(ステップS260)。これにより、圧力差ΔP2が大きくなるほどタイミング差ΔTが大きく算出される。 In this way, when the second valve closing timing t2 is set in step S250, the timing difference ΔT (second valve closing timing t2−first valve closing timing t1) based on the second valve closing timing t2. ) Is calculated (step S260). Thereby, the timing difference ΔT is calculated to be larger as the pressure difference ΔP2 becomes larger.
そして、算出されたタイミング差ΔTに基づき、デリバリパイプ40に供給されたときの実際のリーク量Qleが算出される(ステップS270)。このリーク量(実リーク量)Qleは、図10に示すマップを参照して、タイミング差ΔTが大きくなるほど少なくなるように算出される。
Based on the calculated timing difference ΔT, the actual leak amount Qle when supplied to the
ここで、タイミング差ΔTは、上述したように、第1の燃料圧送行程における圧力差ΔP2が大きくなるほど大きくなる。また、圧力差ΔP2と実リーク量Qleとの関係は、第1の実施形態における圧力差ΔP1と実リーク量Qleとの関係と同様であって、圧力差ΔP2が大きくなるほど実際のリーク量Qleが少なかったと判断することができる。したがって、タイミング差ΔTとリーク量Qleは図10に示される関係となり、リーク量Qleは、タイミング差ΔTが大きくなるほど少なかったと判断することができる。なお、ステップS200からこのステップS270までの処理がリーク量算出処理に相当する。 Here, as described above, the timing difference ΔT increases as the pressure difference ΔP2 in the first fuel pumping stroke increases. Further, the relationship between the pressure difference ΔP2 and the actual leak amount Qle is the same as the relationship between the pressure difference ΔP1 and the actual leak amount Qle in the first embodiment, and the actual leak amount Qle increases as the pressure difference ΔP2 increases. It can be judged that there were few. Therefore, the timing difference ΔT and the leak amount Qle have the relationship shown in FIG. 10, and it can be determined that the leak amount Qle is smaller as the timing difference ΔT increases. Note that the processing from step S200 to step S270 corresponds to the leak amount calculation processing.
そして、上記算出したリーク量Qleに基づき、アルコール混合比率ACの推定が行われる(ステップS280)。本ステップの処理がアルコール混合比率推定処理に相当する。これにより、一連の処理が終了する。 Based on the calculated leak amount Qle, the alcohol mixing ratio AC is estimated (step S280). The process in this step corresponds to an alcohol mixture ratio estimation process. As a result, a series of processing ends.
以上説明した第2の実施形態によれば、上記(1)〜(3)に示す作用効果に加え、以下の(5)に示す作用効果を奏することができる。
(5)電磁スピル弁30の閉弁タイミングは、推定燃料圧力Peと実燃料圧力Pとの差ΔP2に応じて変化する。したがって、混合燃料の状態を所定状態とするとき、すなわち燃料圧送終了時(タイミングt27)におけるデリバリパイプ40内の実燃料圧力Pを推定燃料圧力Peに一致させるときに、アルコール混合比率ACが0%である燃料がデリバリパイプ40に供給されるときの電磁スピル弁30の第1の閉弁タイミングt1と、使用される燃料がデリバリパイプ40に実際に供給されるときの電磁スピル弁30の第2の閉弁タイミングt2とのタイミング差ΔTに基づきリーク量Qleを算出することができる。
(第3の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料混合比率推定装置を具体化した第3の実施形態を図1および図11〜図13に基づいて説明する。なお、上記第1,第2の実施形態と同様の構成については同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略するとともに、同様の処理については具体的な態様の説明を省略する。
According to 2nd Embodiment described above, in addition to the effect shown to said (1)-(3), there can exist the effect shown to the following (5).
(5) The closing timing of the electromagnetic spill valve 30 changes according to the difference ΔP2 between the estimated fuel pressure Pe and the actual fuel pressure P. Therefore, when the state of the mixed fuel is set to a predetermined state, that is, when the actual fuel pressure P in the
(Third embodiment)
A third embodiment that embodies a fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 11 to 13. In addition, about the structure similar to the said 1st, 2nd embodiment, while attaching | subjecting the same code | symbol, detailed description is abbreviate | omitted, and description of a specific aspect is abbreviate | omitted about the same process.
上記第1,第2の実施形態では、シリンダ24の摺動孔の内周面とプランジャ25の外周面との間に形成される空間である微小通路27を通じてリークするリーク量Qleに基づいてアルコール混合比率ACを推定していた。これに対し、本実施形態では、図1に破線で示すように、吐出弁34に減圧孔34aを設けるとともに、同減圧孔34aを通じてデリバリパイプ40からリークするリーク量に基づいてアルコール混合比率ACを推定する。
In the first and second embodiments, alcohol is used based on the leak amount Qle that leaks through the
この減圧孔34aは、デリバリパイプ40から加圧室26の方向に燃料を通過させることのできる微小通路であって、内燃機関の停止後、すなわち高圧燃料ポンプ20の停止後において、デリバリパイプ40内を減圧するために設けられる。これにより、内燃機関の停止後において、デリバリパイプ40が高圧状態に維持されることを抑制して燃料噴射弁50から燃料漏れが生じることを抑制している。なお、減圧孔34aの開口面積は、このように内燃機関の停止後にデリバリパイプ40内の燃料圧力を減圧することができるとともに、高圧燃料ポンプ20による同パイプ40への燃料供給に支障を来さない程度の大きさに設定されている。
The decompression hole 34a is a minute passage through which fuel can pass from the
図11は、一連の処理の流れを示すフローチャートであって、実際の処理は電子制御装置70によって所定の周期をもって繰り返し実行される。この一連の処理では、まず燃料圧送が開始される(ステップS300)。このように、図12に示すタイミングt31において燃料圧送が開始されることにより、デリバリパイプ40内の燃料圧力が上昇する。
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of a series of processing, and the actual processing is repeatedly executed by the electronic control unit 70 with a predetermined cycle. In this series of processes, first, fuel pressure feed is started (step S300). As described above, the fuel pressure in the
続いて、実燃料圧力Pが目標燃料圧力Ptに達したか否かが判定される(ステップS310)。具体的には、燃圧センサ40aからの出力に基づいて判断される。なお、目標燃料圧力Ptは、デリバリパイプ40内の燃料圧力として要求される燃料圧力であって、各種センサからの出力に基づき検知された車両の運転状態に応じて設定されている。
Subsequently, it is determined whether or not the actual fuel pressure P has reached the target fuel pressure Pt (step S310). Specifically, the determination is made based on the output from the
そして、実燃料圧力Pが目標燃料圧力Ptに達していない旨判定された場合は(ステップS310:NO)、実燃料圧力Pが目標燃料圧力Ptに達した旨の結果が得られるまでステップS310の判定処理が一定の時間周期毎に繰り返し実行される。 If it is determined that the actual fuel pressure P has not reached the target fuel pressure Pt (step S310: NO), the process proceeds to step S310 until a result indicating that the actual fuel pressure P has reached the target fuel pressure Pt is obtained. The determination process is repeatedly executed at regular time intervals.
この判定を通じて実燃料圧力Pが目標燃料圧力Ptに達した旨判定された場合には(ステップS310:YES)、燃料圧送が終了される(ステップS320)。その後、減圧孔34aを通じた燃料のリークに伴って、図12の実線に示されるように、デリバリパイプ40内の燃料圧力が低下する。なお、図12の一点鎖線は、アルコール混合比率ACが0%の燃料(ガソリン100%の燃料)が減圧孔34aを通じてリークするときの燃料圧力(推定燃料圧力)Peの変化を示している。
If it is determined through this determination that the actual fuel pressure P has reached the target fuel pressure Pt (step S310: YES), fuel pumping is terminated (step S320). Thereafter, as the fuel leaks through the decompression hole 34a, the fuel pressure in the
続いて、所定期間T3が経過したか否かが判定される(ステップS330)。この所定期間T3は、リーク量算出にかかる本処理を実行するために適する期間が設定される。なお、燃料噴射弁50による燃料噴射が開始されるとデリバリパイプ40内の燃料が消費されて、この燃料噴射に伴う燃料圧力の低下が生じる。これにより、減圧孔34aを通じた燃料のリークに伴う燃料圧力の低下を検知することができなくなるため、燃料圧送終了時から燃料噴射弁50による燃料噴射開始時までの間において所定期間T3が設定される。
Subsequently, it is determined whether or not a predetermined period T3 has elapsed (step S330). This predetermined period T3 is set to a period suitable for executing this process for calculating the leak amount. When fuel injection by the
そして、所定期間T3が経過していない旨が判定された場合は(ステップS330:NO)、所定期間T3が経過した旨が判定されるまでステップS330の判定処理が一定時間周期毎に繰り返し実行される。 When it is determined that the predetermined period T3 has not elapsed (step S330: NO), the determination process of step S330 is repeatedly executed at regular time intervals until it is determined that the predetermined period T3 has elapsed. The
この判定を通じて所定期間T3が経過した旨判定された場合には(ステップS330:YES)、所定期間T3が経過したタイミングt33における実燃料圧力Paが検知され(ステップS340)、この検知された実燃料圧力Paに基づき圧力変化ΔP3が算出される(ステップS350)。この圧力変化ΔP3は、タイミングt32における実燃料圧力P(目標燃料圧力Pt)からタイミングt33における実燃料圧力P(実燃料圧力Pa)を減じた値であって、減圧孔34aを通じた燃料のリークを伴う実燃料圧力Pの変化に相当する。 If it is determined that the predetermined period T3 has passed through this determination (step S330: YES), the actual fuel pressure Pa at the timing t33 when the predetermined period T3 has elapsed is detected (step S340), and the detected actual fuel is detected. A pressure change ΔP3 is calculated based on the pressure Pa (step S350). This pressure change ΔP3 is a value obtained by subtracting the actual fuel pressure P (actual fuel pressure Pa) at the timing t33 from the actual fuel pressure P (target fuel pressure Pt) at the timing t32, and the fuel leak through the decompression hole 34a. This corresponds to a change in the actual fuel pressure P.
次に、算出された圧力変化ΔP3に基づき、実際のリーク量Qleが算出される(ステップS360)。このリーク量Qleは、図13を参照して、圧力変化ΔP3が大きくなるほど多く算出される。なお、このリーク量Qleが減圧孔34a(微小通路)を通じたデリバリパイプ40からの燃料のリーク量に相当する。また、図13に示されるリーク量Qleと、圧力変化ΔP3との関係については、予め実験等によって決定してもよいし、デリバリパイプ40等の設計値から理論的に算出してもよい。なお、ステップS320からこのステップS360までの処理がリーク量算出処理に相当する。
Next, the actual leak amount Qle is calculated based on the calculated pressure change ΔP3 (step S360). This leak amount Qle is calculated with reference to FIG. 13 as the pressure change ΔP3 increases. This leak amount Qle corresponds to the fuel leak amount from the
そして、この算出されたリーク量Qleに基づき、アルコール混合比率ACが推定される(ステップS370)。本ステップの処理がアルコール混合比率推定処理に相当する。これにより、一連の処理が終了する。 Based on the calculated leak amount Qle, the alcohol mixing ratio AC is estimated (step S370). The process in this step corresponds to an alcohol mixture ratio estimation process. As a result, a series of processing ends.
以上説明した第3の実施形態によれば、上記(1)(2)に準ずる作用効果に加え、以下の(6)(7)に示す作用効果を奏することができる。
(6)減圧孔34aを通じたデリバリパイプ40からの燃料のリーク量Qleに応じて同パイプ40内の実燃料圧力Pが変化する。したがって、この減圧孔34aを通じた燃料のリークに伴うデリバリパイプ40内の実燃料圧力Pの変化に基づきリーク量Qleを算出することができる。
According to the third embodiment described above, the following effects (6) and (7) can be obtained in addition to the functions and effects equivalent to the above (1) and (2).
(6) The actual fuel pressure P in the
(7)吐出弁34に設けられるとともにデリバリパイプ40から高圧燃料ポンプ20の加圧室26の方向に燃料を通過させることのできる減圧孔34aを利用してリーク量Qleを算出する。したがって、内燃機関の停止後において燃料噴射弁50からの燃料漏れを抑制するべく設けられる減圧孔34aを利用してリーク量Qleを算出することができる。
(7) The leak amount Qle is calculated using a decompression hole 34a that is provided in the
(その他の実施形態)
なお、この発明にかかる内燃機関の燃料混合比率推定装置は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
(Other embodiments)
Note that the fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment, and is implemented as the following embodiment, which is appropriately modified from the embodiment. You can also.
・上記第1の実施形態では、実燃料圧力Pと推定燃料圧力Peとの圧力差ΔP1に基づいてリーク量Qleを算出する例を示した。しかし、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料がデリバリパイプに供給されるときの推定燃料供給量Qeとデリバリパイプに実際に供給された実燃料供給量Qとの供給量差ΔQに基づきリーク量Qleを算出する態様を採用することもできる。なお、実燃料供給量Qは、例えば、所定の通路を通過する燃料流量等を検知することによって求めることができる。この場合であっても、上記(1)に示す作用効果を奏することができる。 In the first embodiment, the example in which the leak amount Qle is calculated based on the pressure difference ΔP1 between the actual fuel pressure P and the estimated fuel pressure Pe is shown. However, based on the supply amount difference ΔQ between the estimated fuel supply amount Qe when the mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe and the actual fuel supply amount Q actually supplied to the delivery pipe. A mode of calculating the leak amount Qle can also be adopted. The actual fuel supply amount Q can be obtained, for example, by detecting the flow rate of fuel passing through a predetermined passage. Even in this case, the effect shown in the above (1) can be achieved.
・上記第2の実施形態では、実燃料圧力Pと推定燃料圧力Peとの圧力差ΔP2に基づいてタイミング差ΔTを算出する例を示した。しかし、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料がデリバリパイプに供給されるときの推定燃料供給量Qeとデリバリパイプに実際に供給された実燃料供給量Qとの供給量差ΔQに基づきタイミング差ΔTを算出し、これによってリーク量Qleを算出する態様を採用することもできる。なお、この場合には、混合燃料を所定の状態にするとは、第2の燃料圧送行程での燃料圧送終了時の実燃料供給量Qを推定燃料供給量Qeと一致させることに相当する。この場合であっても、上記(1)に示す作用効果に加え、以下の(8)に示す作用効果を奏することができる。 In the second embodiment, the example in which the timing difference ΔT is calculated based on the pressure difference ΔP2 between the actual fuel pressure P and the estimated fuel pressure Pe is shown. However, based on the supply amount difference ΔQ between the estimated fuel supply amount Qe when the mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe and the actual fuel supply amount Q actually supplied to the delivery pipe. It is also possible to adopt a mode in which the timing difference ΔT is calculated, and thereby the leak amount Qle is calculated. In this case, setting the mixed fuel to a predetermined state corresponds to matching the actual fuel supply amount Q at the end of the fuel pumping in the second fuel pumping stroke with the estimated fuel supply amount Qe. Even in this case, the following effects (8) can be obtained in addition to the effects (1).
(8)電磁スピル弁30の閉弁タイミングは、推定燃料供給量Qeと実燃料供給量Qとの差ΔQに応じて変化する。したがって、混合燃料の状態を所定状態、すなわち燃料圧送終了時(タイミングt27)におけるデリバリパイプ40内の実燃料供給量Qを推定燃料供給量Qeに一致させるときに、アルコール混合比率ACが0%である燃料がデリバリパイプ40に供給されるときの電磁スピル弁30の第1の閉弁タイミングt1と、使用される燃料がデリバリパイプ40に実際に供給されるときの電磁スピル弁30の第2の閉弁タイミングt2とのタイミング差ΔTに基づきリーク量Qleを算出することができる。
(8) The closing timing of the electromagnetic spill valve 30 changes according to the difference ΔQ between the estimated fuel supply amount Qe and the actual fuel supply amount Q. Therefore, when the state of the mixed fuel is a predetermined state, that is, when the actual fuel supply amount Q in the
・上記第2の実施形態では、圧力差ΔP2に基づいて電磁スピル弁30の閉弁タイミングを第1の閉弁タイミングt1から第2の閉弁タイミングt2に変更し、この閉弁タイミングのタイミング差ΔTに基づいてリーク量Qleを算出する例を示した。しかし、このように閉弁タイミングの変更態様からリーク量Qleの算出することに限られず、高圧燃料ポンプ20による圧送期間の変化、すなわち電磁スピル弁30の閉弁期間の変化によってリーク量Qleを算出することもできる。
In the second embodiment, the closing timing of the electromagnetic spill valve 30 is changed from the first closing timing t1 to the second closing timing t2 based on the pressure difference ΔP2, and the timing difference between the closing timings An example in which the leak amount Qle is calculated based on ΔT is shown. However, the leak amount Qle is not limited to the calculation of the valve closing timing in this way, but the leak amount Qle is calculated based on the change in the pumping period by the high-
・上記第1の実施形態では、圧送期間T1をリーク量算出にかかる本処理に適する期間として設定するとともに、この圧送期間T1が経過するときの推定燃料圧力Peを予め設定する例を示した。しかし、上記第3の実施形態で使用した目標燃料圧力Ptを推定燃料圧力Peとして設定してもよい。この場合には、デリバリパイプ40内の燃料圧力として要求される目標燃料圧力Ptに達するべく圧送期間T1を算出し、高圧燃料ポンプの制御を実行する。そして、圧送期間T1の経過後の実燃料圧力Pと目標燃料圧力Ptとの圧力差に基づいてリーク量を算出するようにすればよい。また、第2の実施形態でも同様に、目標燃料圧力Ptを推定燃料圧力Peとして設定してもよい。この場合には、目標燃料圧力Ptに達するべく第1の閉弁タイミングt1を設定した上で同様に制御を実行すればよい。
In the first embodiment, an example is shown in which the pumping period T1 is set as a period suitable for the main processing for calculating the leak amount, and the estimated fuel pressure Pe when the pumping period T1 elapses is set in advance. However, the target fuel pressure Pt used in the third embodiment may be set as the estimated fuel pressure Pe. In this case, the pumping period T1 is calculated so as to reach the target fuel pressure Pt required as the fuel pressure in the
・上記第1,第2の実施形態では、高圧燃料ポンプ20およびデリバリパイプ40を備えた高圧燃料系についてアルコール混合比率ACを推定する例を示したが、低圧燃料系においても同様にアルコール混合比率を推定することができる。この場合には、この低圧燃料系に形成される微小通路を通じたリーク量に基づいてアルコール混合比率を推定することができる。この場合であっても、上記(1)に示す作用効果を奏することができる。
In the first and second embodiments, the alcohol mixing ratio AC is estimated for the high-pressure fuel system including the high-
・また、微小通路の形成場所は、上記第1,第2の実施形態で示した微小通路27や上記第3の実施形態で示した減圧孔34aに限られない。例えば、第1,第2の実施形態では、燃料供給系において高圧燃料ポンプ20とデリバリパイプ40との間の位置であればいずれの位置に微小通路が形成されていてもよい。また、第3の実施形態では、高圧燃料ポンプにより圧送された燃料をデリバリパイプからリークさせることのできる位置であれば、いずれの位置に微小通路が形成されていてもよい。また、この微小通路は、燃料供給系において設計上形成される通路であっても、リーク量を算出するために形成する通路であってもよい。なお、この微小通路の開口面積は、リーク量の算出に適するとともに燃料ポンプによる燃料供給に支障を来さない程度の大きさを設定することが望ましい。
In addition, the formation place of the minute passage is not limited to the
・上記各実施形態では、アルコールとガソリンとが所定の比率で混合された混合燃料として、アルコールの混合比率ACが0%である例を示したが、アルコール混合比率ACについては0%に限られない。要は、アルコール混合比率ACに応じて推定燃料供給量Qeまたは推定燃料圧力Peが決定されていればよい。この混合燃料における各燃料の混合比率と推定燃料供給量または推定燃料圧力との関係については、予め実験等によって決定してもよいし、燃料供給系の設計値から理論的に算出してもよい。なお、実燃料圧力Pが推定燃料圧力Peよりも小さくなったり、実燃料供給量Qが推定燃料供給量Qeよりも小さくなったりする場合には、現在使用中の燃料におけるアルコール混合比率ACが比較となる所定の比率よりも低かったと判断することができる。 In each of the above embodiments, an example in which the alcohol mixture ratio AC is 0% as a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed at a predetermined ratio is shown. However, the alcohol mixture ratio AC is limited to 0%. Absent. In short, it is sufficient that the estimated fuel supply amount Qe or the estimated fuel pressure Pe is determined in accordance with the alcohol mixture ratio AC. The relationship between the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel and the estimated fuel supply amount or the estimated fuel pressure may be determined in advance by experiments or the like, or theoretically calculated from the design value of the fuel supply system. . When the actual fuel pressure P is smaller than the estimated fuel pressure Pe or the actual fuel supply amount Q is smaller than the estimated fuel supply amount Qe, the alcohol mixture ratio AC in the currently used fuel is compared. It can be determined that the ratio was lower than the predetermined ratio.
・上記各実施形態では、リーク量を算出することによって決定する例を示したが、微小通路を通じたリーク量を直接検知する態様を採用してもよい。
・上記各実施形態では、混合燃料における各燃料の混合比率を検出するための専用のセンサを設けない例を示した。しかし、このような専用のセンサを設けた上で、同センサの故障時にリーク量算出処理およびアルコール混合比率推定処理を実行する態様を採用してもよい。この場合には、同センサの故障時においても混合比率に応じた適切な制御を継続することができるようになる。
In each of the above embodiments, an example in which the amount of leakage is determined by calculation has been described. However, a mode in which the amount of leakage through a minute passage is directly detected may be employed.
In each of the above embodiments, an example in which a dedicated sensor for detecting the mixing ratio of each fuel in the mixed fuel is not provided has been described. However, after providing such a dedicated sensor, a mode in which a leak amount calculation process and an alcohol mixture ratio estimation process are executed when the sensor fails may be employed. In this case, appropriate control according to the mixture ratio can be continued even when the sensor fails.
・上記各実施の形態では、一連の処理としてリーク量算出処理およびアルコール混合比率推定処理を実行する例を示した。しかし、リーク量算出処理とアルコール混合比率を各別に実行してもよい。例えば、リーク量算出処理は、同処理の実行に適するアイドル運転時に実行するとともに、先に算出されたリーク量に基づき、別の運転状態においてアルコール混合比率推定処理を実行するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, an example is shown in which the leak amount calculation process and the alcohol mixture ratio estimation process are executed as a series of processes. However, the leak amount calculation process and the alcohol mixing ratio may be executed separately. For example, the leak amount calculation process may be executed during idle operation suitable for the execution of the process, and the alcohol mixture ratio estimation process may be executed in another operating state based on the leak amount calculated previously.
・上記実施の形態では、アルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関に本発明を適用した例を示したが、それ以外の燃料の組み合わせからなる混合燃料を使用する機関にも本発明は同様に適用可能である。要は粘度の異なる2種の燃料を使用する機関であれば、本発明の推定装置を適用して、現在使用中の混合燃料に含まれる各燃料の濃度を推定することができる。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an internal combustion engine that uses a mixed fuel of alcohol and gasoline has been shown, but the present invention also applies to an engine that uses a mixed fuel composed of a combination of other fuels. The same applies. In short, if the engine uses two types of fuels having different viscosities, the concentration of each fuel contained in the mixed fuel currently in use can be estimated by applying the estimation device of the present invention.
10…燃料タンク、11…低圧燃料ポンプ、12…低圧燃料通路、13…低圧プレッシャレギュレータ、14…リターン通路、15…燃料フィルター、20…高圧燃料ポンプ、21…カムシャフト、22…カム、22a…リフタ、23,33…コイルスプリング、24…シリンダ、25…プランジャ、26…加圧室、27…微小通路、30…電磁スピル弁(調整弁)、31…接続ポート、32…電磁ソレノイド、34…吐出弁、34a…減圧孔、40…デリバリパイプ、40a…燃圧センサ、41…高圧燃料通路、50…燃料噴射弁、60…リリーフ弁、61…リリーフ通路、70…電子制御装置、71…機関回転速度センサ、72…カムポジションセンサ、73…アクセル踏込み量センサ、74…スロットルバルブ開度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記混合燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給系に形成される微小通路を通じた前記混合燃料のリーク量を算出するリーク量算出手段と、
前記リーク量が少ないほど前記混合燃料における粘度の高い方の燃料の混合比率を高く推定する混合比率推定手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 An apparatus for estimating a fuel mixture ratio of an internal combustion engine using a mixed fuel obtained by mixing two types of fuels having different viscosities,
A leak amount calculating means for calculating a leak amount of the mixed fuel through a micro passage formed in a fuel supply system for supplying the mixed fuel to the internal combustion engine;
A fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, comprising: a mixture ratio estimation unit that estimates a higher mixture ratio of the fuel having a higher viscosity in the mixed fuel as the leak amount is smaller.
前記燃料供給系は、前記混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料を貯留するデリバリパイプとを備え、
前記リーク量算出手段は、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料が前記デリバリパイプに供給されるときの推定燃料供給量と同デリバリパイプに実際に供給された実燃料供給量との供給量差に基づき前記リーク量を算出する
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 1,
The fuel supply system includes a high-pressure fuel pump that pumps the mixed fuel, and a delivery pipe that is connected to a fuel injection valve of each cylinder of the internal combustion engine and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump. ,
The leak amount calculation means supplies the estimated fuel supply amount when the mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe and the actual fuel supply amount actually supplied to the delivery pipe. A fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein the leak amount is calculated based on a difference in amount.
前記燃料供給系は、前記混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料を貯留するデリバリパイプと、同デリバリパイプ内の実燃料圧力を検知する燃圧検知手段とを備え、
前記リーク量算出手段は、各燃料が所定の比率で混合された混合燃料が前記デリバリパイプに供給されるときの同デリバリパイプ内の推定燃料圧力と、使用される混合燃料が前記デリバリパイプに実際に供給されたときの同デリバリパイプ内の前記実燃料圧力との圧力差に基づき前記リーク量を算出する
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 1,
The fuel supply system includes: a high-pressure fuel pump that pumps the mixed fuel; a delivery pipe that is connected to a fuel injection valve of each cylinder of the internal combustion engine and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump; A fuel pressure detecting means for detecting the actual fuel pressure in the delivery pipe,
The leak amount calculation means includes an estimated fuel pressure in the delivery pipe when a mixed fuel in which each fuel is mixed at a predetermined ratio is supplied to the delivery pipe, and the mixed fuel to be used is actually in the delivery pipe. The fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein the leak amount is calculated based on a pressure difference with the actual fuel pressure in the delivery pipe when the fuel is supplied to the internal combustion engine.
前記高圧燃料ポンプは、摺動孔内に往復摺動可能に挿入されたプランジャによって前記混合燃料を加圧する加圧室と、同加圧室に燃料を供給する燃料通路と同加圧室とを連通または閉鎖する調整弁とを備え、前記調整弁の開閉タイミングの調整を通じて前記加圧室から前記デリバリパイプへと供給される燃料供給量が制御される
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 The fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3,
The high-pressure fuel pump includes a pressurizing chamber that pressurizes the mixed fuel by a plunger that is slidably inserted into a sliding hole, a fuel passage that supplies fuel to the pressurizing chamber, and the pressurizing chamber. A fuel mixing ratio of the internal combustion engine, characterized in that a fuel supply amount supplied from the pressurizing chamber to the delivery pipe is controlled through adjustment of an opening / closing timing of the regulating valve. Estimating device.
前記リーク量算出手段は、前記デリバリパイプへと供給される混合燃料の状態を所定状態とするときに、各燃料が前記所定の比率で混合された混合燃料が前記デリバリパイプに供給されるときの前記調整弁の第1の閉弁タイミングと、使用される混合燃料が前記デリバリパイプに実際に供給されるときの前記調整弁の第2の閉弁タイミングとのタイミング差に基づき前記リーク量を算出する
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 4,
The leak amount calculation means is configured to set a state where the mixed fuel supplied to the delivery pipe is in a predetermined state, and when the mixed fuel in which each fuel is mixed at the predetermined ratio is supplied to the delivery pipe. The amount of leak is calculated based on a timing difference between the first valve closing timing of the regulating valve and the second valve closing timing of the regulating valve when the mixed fuel to be used is actually supplied to the delivery pipe. An apparatus for estimating a fuel mixture ratio of an internal combustion engine.
前記微小通路は、前記摺動孔の内周面と前記プランジャの外周面との間に形成される空間である
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 The fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to claim 4 or 5,
The minute passage is a space formed between an inner peripheral surface of the sliding hole and an outer peripheral surface of the plunger. A fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein:
前記燃料供給系は、前記混合燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に接続されて同高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料を貯留するデリバリパイプとを備え、
前記リーク量算出手段は、前記微小通路を通じた前記デリバリパイプからの前記混合燃料のリーク量を算出する
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 1,
The fuel supply system includes a high-pressure fuel pump that pumps the mixed fuel, and a delivery pipe that is connected to a fuel injection valve of each cylinder of the internal combustion engine and stores the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump. ,
The fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein the leak amount calculation means calculates a leak amount of the mixed fuel from the delivery pipe through the minute passage.
前記燃料供給系は、前記デリバリパイプ内の実燃料圧力を検知する燃圧検知手段を更に備え、
前記リーク量算出手段は、前記微小通路を通じた前記混合燃料のリークに伴う前記実燃料圧力の変化に基づき前記リーク量を算出する
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 7,
The fuel supply system further includes a fuel pressure detecting means for detecting an actual fuel pressure in the delivery pipe,
The fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein the leak amount calculation means calculates the leak amount based on a change in the actual fuel pressure accompanying a leak of the mixed fuel through the minute passage.
前記微小通路は、前記高圧燃料ポンプにより圧送された前記混合燃料をリークさせる通路である
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 7 or 8,
The fuel passage ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein the micro passage is a passage for leaking the mixed fuel pumped by the high-pressure fuel pump.
前記高圧燃料ポンプは、前記混合燃料を加圧する加圧室と、同加圧室から前記デリバリパイプの方向にのみ前記混合燃料を通過させる吐出弁とを備え、
前記微小通路は、前記吐出弁内に設けられるとともに前記デリバリパイプから前記加圧室の方向に前記混合燃料を通過させることのできる減圧孔である
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 In the internal combustion engine fuel mixture ratio estimation apparatus according to claim 9,
The high-pressure fuel pump includes a pressurizing chamber that pressurizes the mixed fuel, and a discharge valve that allows the mixed fuel to pass only from the pressurizing chamber toward the delivery pipe.
The micro passage is a pressure reducing hole that is provided in the discharge valve and allows the mixed fuel to pass from the delivery pipe in the direction of the pressurizing chamber. .
前記リーク量算出手段は、内燃機関のアイドル運転時に前記微小通路を通じた前記混合燃料のリーク量を算出する
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 The fuel mixture ratio estimation apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10,
The apparatus for estimating a fuel mixture ratio of an internal combustion engine, wherein the leak amount calculation means calculates a leak amount of the mixed fuel through the minute passage during an idling operation of the internal combustion engine.
前記混合燃料はガソリンとアルコールとが混合された燃料であり、
前記混合比率推定手段は、前記混合燃料のアルコール混合比率を推定するものである
ことを特徴とする内燃機関の燃料混合比率推定装置。 The fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11,
The mixed fuel is a fuel in which gasoline and alcohol are mixed,
The fuel mixture ratio estimation device for an internal combustion engine, wherein the mixture ratio estimation means estimates an alcohol mixture ratio of the fuel mixture.
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