JP2009281211A - 内燃機関のノッキング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノッキングを発生させることなく燃料種別の判定を行って、エンジンの運転条件の最適化を行えるようにする。
【解決手段】ＥＣＵ５０が、エンジン１０に供給される燃料の密度を、密度計６１の出力から特定し、特定した燃料の密度に基づいて、燃料の種別が、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを判定し、判定された燃料の種別に応じた点火時期制御を行うことで、ノッキングを発生させることなく燃料種別の判定を行って、エンジンの運転条件の最適化を行えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガソリンを燃料とする火花点火式往復動内燃機関のノッキング制御装置に関する。

ガソリンを燃料とする火花点火式往復動内燃機関（以下、ＳＩエンジンという）の制御項目のひとつとして点火時期が挙げられる。点火時期を進角させると、エンジンが最大トルクを発生する点火時期（ＭＢＴ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ａｄｖａｎｃｅ Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）までの間は、進角量に応じて熱効率が向上するので、エンジンの燃費や出力は向上する。しかし、ノッキングの発生が懸念される。

市販されているガソリンには、耐ノッキング性の向上を目的としてオクタン価を引き上げたハイオクガソリン（高オクタン価燃料）と、レギュラーガソリン（低オクタン価燃料）とがある。
ＳＩエンジンにおいて熱効率の向上を目指す場合、ハイオクガソリンの使用を前提として、点火時期などのエンジンの各制御項目の制御仕様が設定される。そのため、レギュラーガソリンが使用されると、ノッキングが発生しやすくなる。

特許文献１には、ノッキングの発生状況に応じて、使用燃料がハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを判定し、判定した燃料の種別に応じた基準点火時期を用いて点火時期の遅角制御を行うノッキング制御装置が開示されている。
特開昭６０−１０４７７５号公報

しかし、特許文献１に開示された装置の場合、燃料の種別の判定をノッキングの発生状況に基づいて行うため、ノッキングの発生は不可避であった。

よって、本発明は、ノッキングを発生させることなく、燃料の種別の判定を行って、内燃機関の運転条件の最適化を行えるノッキング制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関に供給される燃料の密度を測定する燃料密度センサと、燃料の密度に基づいて、燃料の種別が高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の何れであるのかを判定する燃料種別判定部と、燃料の種別に応じた点火時期制御を行う点火時期制御部と、を備える構成の内燃機関のノッキング制御装置とした。

本発明によれば、内燃機関に供給される燃料の密度に基づいて、燃料が高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の何れであるのかが判定されるので、ノッキングの発生を必要とせずに燃料の種別の判定が行える。よって、ノッキングを発生させることなく、判定された燃料の種別に応じた点火時期制御を行って内燃機関の運転条件を最適化できる。

以下、本実施形態にかかるノッキング制御装置を説明する。
図１は、本実施形態にかかるノッキング制御装置の構成を説明する説明図である。
ノッキング制御装置は、エンジン１０と、エンジン１０の点火プラグ１１の点火時期を制御する機能を有するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０とを備える。

エンジン１０の吸気通路２０には、その上流側から順に、エアフロメータ２１と、電子制御スロットル２２と、インジェクタ２３とが設けられている。

エアフロメータ２１は、吸気通路２０内を通過する空気の量（空気流量）を測定し、測定結果を示す信号（エアフロメータ出力信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。
電子制御スロットル２２は、ＥＣＵ５０から入力されるスロットル駆動信号に基づいてスロットル弁２２ａを開閉して、吸気通路２０を通ってエンジン１０に吸入される空気量を調整する。
インジェクタ２３は、吸気通路２０の下流側に設けられており、エンジン１０の吸気バルブの近傍に燃料（ガソリン）を噴射する。

エンジン１０には、エンジン回転数センサ１３が設けられており、エンジン回転数センサ１３は、エンジンのクランクシャフト１４の回転角度を検出し、エンジンの回転数を示す信号（エンジン回転信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。

エンジン１０への燃料供給系を構成する配管６０は、燃料タンク７０とインジェクタ２３とを接続して設けられており、配管６０の途中には、燃料タンク７０側から順に、密度計６１と、燃料温度センサ６２と、燃料ポンプ６３と、燃料の流量を調整するレギュレータ６４が設けられている。また、レギュレータ６４と燃料タンク７０との間には、燃料の流量調整により余った燃料を燃料タンク７０に戻すための配管６５が設けられている。

密度計６１は、配管６０を通過する燃料の密度を測定し、測定した燃料の密度を示す信号（燃料密度信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。
燃料温度センサ６２は、配管６０を通過する燃料の温度を測定し、測定した燃料の温度を示す信号（燃料温度信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。

燃料タンク７０には、圧力センサ７１と、温度センサ７２と、残量検出センサ７３とが設けられており、燃料タンク７０の給油口７４には、給油口７４の開閉を検知する給油口スイッチ７５と、給油量を検出する流量計７６とが設けられている。

圧力センサ７１は、燃料タンク７０内の圧力を測定し、測定した圧力を示す信号（タンク内圧力信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。
温度センサ７２は、燃料タンク７０内の温度を測定し、測定した温度を示す信号（タンク内温度信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。
残量検出センサ７３は、燃料タンク７０内の燃料の残量を測定し、測定した燃料の残量を示す信号（燃料残量信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。

給油口スイッチ７５は、給油口７４の開閉を示す信号（給油口スイッチ信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。
流量計７６は、燃料の給油量を測定し、給油量を示す信号（給油量信号）を、ＥＣＵ５０に出力する。

ＥＣＵ５０には、前記した各センサ（エアフロメータ２１、エンジン回転数センサ１３、密度計６１、燃料温度センサ６２、圧力センサ７１、温度センサ７２、残量検出センサ７３、給油口スイッチ７５、および流量計７６）からの信号の他に、イグニッションスイッチ８０からの信号（キースイッチ信号）、カーナビゲーション装置９０、そして入力装置１００からの信号が入力される。

カーナビゲーション装置９０は、現在の日付を示す信号（日付信号）と、図示しないＧＰＳ衛生からの電波を受信して特定した自車両の現在位置を示す信号（自車位置信号）とを、ＥＣＵ５０に出力する。
入力装置１００は、ユーザが指示を入力するためのインターフェースであり、例えば、給油された燃料が、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを示す信号を、ユーザの要求に応じてＥＣＵ５０に出力する。入力装置１００は、カーナビゲーション装置９０のモニタに表示されたアイコンや、運転者が操作可能な位置に配置されたスイッチ・ボタンなどにより実現される。

ＥＣＵ５０は、最適の運転状態を提供するようにエンジン１０を制御するものである。
ＥＣＵ５０は、燃料タンク７０内の圧力および温度から燃料の蒸気圧（リード蒸気圧）を算出し、算出した燃料の蒸気圧と、密度計６１で測定した燃料の密度とに基づいて、燃料の種別がハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを判定する。
さらに、ＥＣＵ５０は、判定した燃料の種別に応じた点火時期の制御などを行うと共に、燃料が給油された場合に、給油された燃料の区分を判定する。燃料の区分は、上記した燃料の種別を判定する際に参照される。

記憶部５１は、ＨＤＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記録媒体であり、ＥＣＵ５０が行う各種制御を実行するためのプログラムや演算用データ、そして制御の実行に際して算出されるデータなどを記憶保持する。
記憶部５１には、判定マップ５１ａと、標準制御マップ５１ｂと、燃料区分マップ５１ｃとが記憶されている。

判定マップ５１ａは、燃料の密度と蒸気圧とをパラメータとしたマップであり、ハイオクガソリン判定領域とレギュラーガソリン判定領域とが、後記する判定線（重質判定線Ａ、軽質判定線Ｂ）により設定されている。

標準制御マップ５１ｂは、エンジンの吸気バルブや排気バルブの開閉タイミング、点火プラグの点火時期、燃料噴射量、空燃比などを規定するマップであり、最適の運転状態を提供し得る運転条件を規定している。
この標準制御マップ５１ｂには、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンとの混合比が１：１である場合を基準としたエンジンの各制御項目（例えば点火時期）の制御仕様が少なくとも含まれている。

燃料区分マップ５１ｃは、燃料が給油された日付、季節、場所、そして地域をパラメータとしたマップであり、これらパラメータと燃料の区分（軽質燃料、重質燃料）との関係が規定されている。

記憶部５１には、これらマップの他に、燃料が「ハイオクガソリン」と「レギュラーガソリン」の何れであると判定されたのかを示す燃料種別データ５１ｄと、燃料が「軽質燃料」と「重質燃料」の何れであると判定されたのかを示す燃料区分データ５１ｅと、燃料タンク７０内の燃料の残量を示す燃料残量データ５１ｆ、燃料タンク７０に給油された燃料と給油前に燃料タンク内に残存していた燃料との比率（混合比）を示す混合比データ５１ｇなどが記憶されている。

ＥＣＵ５０が行う処理を説明する。
図２から図４は、ＥＣＵ５０が行う処理を説明するフローチャートである。
ステップ１０１において、イグニッションスイッチ８０がＯＮにされて、電源が供給されると、ステップ１０２において、ＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ８０がＯＦＦの間に燃料が給油されたか否かを確認する。
具体的には、残量検出センサ７３の出力により特定される燃料の残量と、記憶部５１の燃料残量データ５１ｆが示すイグニッションスイッチ８０がＯＦＦにされる前の燃料の残量とを比較して、燃料の残量が増加していた場合に、給油されたと判定する。

ステップ１０２において、給油されたと判定された場合には、ステップ１０３において、ＥＣＵ５０は、燃料の区分の判定処理を実行する。

ここで、燃料の区分の判定処理の詳細を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
燃料の区分の判定処理が開始されると、ＥＣＵ５０は、カーナビゲーション装置９０から入力される信号に基づいて自車両の現在位置を特定する（ステップ２０１）と共に、現在の日付を特定する（ステップ２０２）。給油場所および給油日時を特定するためである。

ステップ２０３において、ＥＣＵ５０は、自車両の現在位置と現在の日付のうちの少なくとも一方に基づいて記憶部５１の燃料区分マップ５１ｃを参照して、給油された燃料の区分を判定する。

燃料区分マップ５１ｃでは、燃料が給油された日付、季節、場所、そして地域をパラメータとして、これらパラメータと燃料の区分（「軽質」：軽質燃料、「重質」：重質燃料）との関係が規定されており、燃料が給油された日付などに基づいて、給油された燃料の区分が、軽質燃料と重質燃料の何れであるのかが判るようになっている。

図５の（ａ）は、ハイオクガソリン（ハイオク）とレギュラーガソリン（レギュラー）の密度の年間変動を示す図であり、（ｂ）は、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの蒸気圧の年間変動を示す図である。

ガソリンは揮発性が高いので、例えば気温が高くなる夏季の間（６月から１０月）は、夏季以外の時期（１１月〜５月）よりも密度が高くかつ蒸気圧が低い夏用のガソリンが用いられる。
そのため、季節による燃料の密度と蒸気圧の違いを考慮して、後記する燃料の種別の判定が行われるようにするために、燃料が給油された日付が、６月から１０月までの間である場合には「重質」に、１１月から５月までは「軽質」に区分されるように、燃料区分マップ５１ｃにおいて規定されている。
また、寒冷地域と温暖地域との違いによっても、燃料の密度と蒸気圧が異なるので、例えば現在位置が北緯３５度よりも北側である場合には「軽質」に、南側である場合には「重質」に区分されるように燃料区分マップ５１ｃにおいて規定されている。

ステップ２０３において給油された燃料の区分が判定されると、ステップ２０４において、ＥＣＵ５０は、判定された燃料の区分が「重質」であるか否かを確認する。
そして、「重質」である場合には、ステップ２０５において、ＥＣＵ５０は、記憶部５１に記憶された燃料区分データ５１ｅの内容を「重質」で更新する。
一方、「重質」でない（「軽質」である）場合、ステップ２０６において、ＥＣＵ５０は、記憶部５１に記憶された燃料区分データ５１ｅの内容を「軽質」で更新する。

図２に戻って、ステップ１０３の処理により燃料の区分が判定されると、ステップ１０４において、ＥＣＵ５０は、燃料タンク７０に設けた圧力センサ７１および温度センサ７２の出力から、燃料タンク７０内の圧力および温度を測定する。
そして、ステップ１０５において、燃料タンク７０内の圧力および温度に基づいて、燃料のリード蒸気圧を算出する。

ステップ１０６において、ＥＣＵ５０は、密度計６１の出力から燃料の密度を求める。
ステップ１０７において、ＥＣＵ５０は、燃料温度センサ６２の出力から燃料の実温度を測定し、測定した燃料の実温度に基づいて、密度計６１の出力から求めた燃料の密度を補正して、基準温度（１５℃）での密度に換算する。

ステップ１０８において、ＥＣＵ５０は、記憶部５１を参照して、燃料区分データ５１ｅにより特定される燃料の区分が、「軽質」であるか否かを確認する。

燃料の区分が「軽質」である場合、ステップ１０９において、ＥＣＵ５０は、後記する判定マップ５１ａの軽質判定線を、燃料の種別の判定に用いる判定線として選択する。
一方、燃料の区分が、「重質」である場合や燃料区分データ５１ｅが存在しない場合のように、燃料の区分が「軽質」でない場合、ステップ１１０において、ＥＣＵ５０は、後記する重質判定線を、燃料の種別の判定に用いる判定線として選択する。

判定マップ５１ａにおける軽質判定線と重質判定線とを、図６に示す判定マップを用いて説明する。
判定マップ５１ａでは、燃料の密度とリード蒸気圧とをパラメータとして、密度およびリード蒸気圧と、燃料の種別（ハイオクガソリン、レギュラーガソリン）との関係が規定されており、燃料の密度とリード蒸気圧とに基づいて、燃料がハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかが判定できるようになっている。

この判定マップ５１ａでは、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの密度、リード蒸気圧の実測データに基づいて、ハイオクガソリン判定領域Ｈとレギュラーガソリン判定領域Ｒとを規定する判定線が設定されている。
ここで、前記したように、ガソリンの密度と蒸気圧は、季節や地域などにより異なるので、季節や地域などで決まる燃料の種別毎に用意された適切な判定線（重質判定線Ａ、軽質判定線Ｂ）を用いて、燃料の種別が、ハイオクガソリン判定領域Ｈとレギュラーガソリン判定領域Ｒの何れであるのかが判定できるようにしている。

具体的には、燃料の区分が「軽質」である場合に用いられる軽質判定線Ｂと、燃料の区分が「軽質」でない場合に用いられる重質判定線Ａとが、判定線として用意されており、重質判定線Ａにより規定されるレギュラーガソリン判定領域の方が、軽質判定線Ｂにより規定されるレギュラーガソリン判定領域よりも広くなるように設定されている。

ステップ１１１において、ＥＣＵ５０は、算出した燃料の密度とリード蒸気圧とにより定まる判定マップ５１ａ上の位置が、ハイオクガソリン判定領域Ｈとレギュラーガソリン判定領域Ｒのうちの何れの領域内にあるのかに基づいて、燃料の種別を判定する。

例えば、重質判定線Ａを用いる場合において、燃料の密度とリード蒸気圧とにより定まる判定マップ５１ａ上の位置が、図中符号Ｘで示す位置である場合、かかる位置はレギュラーガソリン判定領域Ｒ内であるので、ＥＣＵ５０は、燃料の種別がレギュラーガソリンであると判定する。そして、記憶部５１の燃料種別データ５１ｄを、判定結果に基づいて更新する。この際、燃料種別データ５１ｄの更新日時を示すデータも更新する。

これにより、エンジン１０が始動されると、ステップ１１２において、ＥＣＵ５０は、判定結果がハイオクガソリンであるか否かを確認し、ハイオクガソリンである場合、ステップ１１３において、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１１の点火時期を、標準制御マップ５１ｂで規定されている標準点火時期から進角させて、点火時期の進角制御を実施する。ハイオクガソリン用に設定された最適点火時期に向けて点火時期を進角させて、運転条件を最適化するためである。

一方、判定結果がハイオクガソリンでない（レギュラーガソリンである）場合、ステップ１１４において、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１１の点火時期を、標準制御マップ５１ｂで規定されている標準点火時期から遅角させて、点火時期の遅角制御を実施する。レギュラーガソリン用に設定された最適点火時期に向けて点火時期を遅角させて、ノッキングの発生を防止しつつ、運転条件を最適化するためである。

ここで、前記したステップ１０２においてイグニッションスイッチ８０がＯＦＦの間に給油されていないと判定された場合、ステップ１１５において、ＥＣＵ５０は、記憶部５１を参照して、燃料種別データ５１ｄの有無を確認する。既に燃料の種別の判定が行われているか否かを確認するためである。

燃料種別データ５１ｄが存在しない場合、ＥＣＵ５０は、ステップ１０４の処理に移行する。燃料の種別の判定を行うためである。
一方、燃料種別データ５１ｄが存在する場合、ステップ１１６において、ＥＣＵ５０は、記憶部５１の燃料種別データ５１ｄを参照して、前回の判定結果が示す燃料の種別が、ハイオクガソリンであるか否かを確認する。
そして、ハイオクガソリンである場合には、ステップ１１３の処理に移行し、ハイオクガソリンでない（レギュラーガソリンである）場合には、ステップ１１４の処理に移行する。これにより、燃料の種別に応じた点火時期の制御が実施されることになる。

判定された燃料の種別に応じた点火時期の制御（ステップ１１３、１１４）が実施されたのち、エンジン回転数センサ１３の出力に基づいてエンジン１０の停止が確認されると（ステップ１１７、１１８）、ステップ１１９において、ＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ８０が操作されてＯＦＦ位置が選択されたか否かを確認する。
ＯＦＦ位置が選択されると、ＥＣＵ５０は、残量検出センサ７３の出力に基づいて特定した燃料の残量を示すデータで、燃料残量データ５１ｆを更新したのちに、処理を終了する。
一方、イグニッションスイッチ８０がＯＮにされた状態のもと、ステップ１２０において、給油口スイッチ７５と流量計７６の出力から給油が行われたことを確認すると、ＥＣＵ５０は、前記したステップ１０３の処理に移行する。

これにより、前記した燃料の区分の判定と、これに続く燃料の種別の判定、そして判定結果に応じた点火時期の制御（進角制御・遅角制御）が再度実施される。よって、イグニッションスイッチ８０がＯＮにされた状態のままで給油が行われた場合であっても、運転条件の最適化が行えることになる。
燃料の種別の判定処理は、イグニッションスイッチ８０がＯＮにされた際に行われるので、イグニッションスイッチ８０がＯＮの状態のままで燃料の給油が行われると、給油された燃料の種類によっては、判定結果に齟齬が生じ、ノッキングが生じる場合があるからである。

ここで、実施形態におけるステップ１０４からステップ１０６、およびステップ１０８からステップ１１１までの処理が、発明における燃料種別判定部に相当し、ステップ１１２からステップ１１４までの処理が、発明における点火時期制御部に相当し、ステップ１０７の処理が、発明における燃料密度補正部に相当する。

以上の通り、本実施形態では、エンジン１０に供給される燃料の密度を測定する密度計６１と、燃料の密度に基づいて、燃料の種別が、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを判定する燃料種別判定部と、燃料の種別に応じた点火時期制御を行う点火時期制御部とを備えるノッキング制御装置とした。
ハイオクガソリンとレギュラーガソリンとでは、ＣＨ比（炭素と水素の比率）が異なることが知られており、ＣＨ比と燃料の密度との間には相関関係が成立する。よって、燃料の密度を求めることで、燃料がハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかが判り、燃料の種別の判定にノッキングの発生が必要とされない。
これにより、ノッキングを発生させることなく、判定された燃料の種別に応じた点火時期制御を行ってエンジンの運転条件を最適化できる。また、ノッキングの発生が抑えられるので、ノッキングに起因する異音の発生や、エンジン部品の破損を好適に防止できる。

さらに、燃料のリード蒸気圧を燃料タンク７０内の圧力および温度から算出する蒸気圧算出部を備えて、燃料種別判定部が、燃料の密度とリード蒸気圧とに基づいて、燃料の種別が、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを判定する構成とした。
ハイオクガソリンとレギュラーガソリンとでは、同一密度の場合、リード蒸気圧が異なることが知られている。よって、リード蒸気圧を求めることによっても、燃料がハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかが判り、燃料の種別の判定にノッキングの発生が必要とされない。
これにより、ノッキングを発生させることなく、燃料の種別の判定を行って、エンジンの運転条件を最適化できる。またノッキングの発生が抑えられるので、ノッキングに起因する異音の発生や、エンジン部品の破損を好適に防止できる。
さらに、燃料の密度とリード蒸気圧の２項目での燃料の種別の判定が行われるので、判定精度が向上する。

また、燃料種別判定部は、燃料の密度とリード蒸気圧とをパラメータとし、ハイオクガソリン判定領域とレギュラーガソリン判定領域とが定められた判定マップ５１ａを参照して、燃料の密度とリード蒸気圧とから定まる判定マップ５１ａでの座標が、ハイオクガソリン判定領域とレギュラーガソリン判定領域のうちの何れに含まれるかに基づいて、燃料の種別を判定する構成とした。
これにより、燃料の密度とリード蒸気圧とを求めるだけで、複雑な計算処理などを必要とせずに、燃料の種別の判定が簡便に行える。

さらに、判定マップ５１ａでは、ハイオクガソリン判定領域Ｈとレギュラーガソリン判定領域Ｒとが判定線により規定されており、判定マップ５１ａは、軽質判定線Ｂで規定される第１の判定マップと、重質判定線Ａで規定されて、第１の判定マップよりもレギュラーガソリン判定領域が広い第２の判定マップとを有し、燃料種別判定部は、燃料が給油された日付、季節、場所、そして地域のうちの少なくともひとつに基づいて、第１の判定マップと第２の判定マップのうちの一方を選択し、選択した判定マップを参照して、燃料の種別を判定する構成とした。
ガソリンは、日付、季節、場所、そして地域などに応じて、軽質分と重質分との比率が調整されるので、これらの影響を考慮した判定マップを用いて燃料の種別の判定を行うことで、判定精度がいっそう向上する。
また、第２の判定マップは、第１の判定マップよりもレギュラーガソリン判定領域が広いので、ノッキングの発生に対して安全な判定を行えるマップとなる。

また、エンジン１０への燃料供給系を構成する配管６０に設けた燃料温度センサ６２で測定した燃料の温度に基づいて、密度計６１で測定した燃料の密度を、基準温度（１５℃）での密度に換算して補正する燃料密度補正部をさらに備える構成とした。
燃料の密度は、測定時の燃料の温度により変動するが、基準温度での密度に換算することで、測定時の燃料の温度が燃料の密度に与える影響を除外できるので、燃料の種別の判定精度が向上する。

さらに、点火時期制御部は、燃料の種別がハイオクガソリンであると判定された場合、点火プラグ１１の点火時期を、標準点火時期から、ハイオクガソリン用に設定された最適点火時期に向けて進角させる進角制御を行い、燃料の種別がレギュラーガソリンであると判定された場合、点火プラグ１１の点火時期を、標準点火時期からレギュラーガソリン用に設定された最適点火時期に向けて遅角させる遅角制御を行う構成とした。
これにより、燃料の種別毎に設定された最適点火時期に向けて、点火時期の進角・遅角制御が行われて、ノッキングの発生を防止しつつ、運転条件の最適化が行われる。

とくに、標準点火時期は、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンとの混合比が１：１である場合を基準として設定されている構成とした。
これにより、ハイオクガソリンが充填されていた燃料タンクにレギュラーガソリンが給油されても、ノッキングの発生を抑制することができる。
また、レギュラーガソリンが使用されて、点火時期の遅角制御を行う場合、点火時期がハイオクガソリン仕様で設定されている場合に比べて、遅角制御の応答時間を短縮させることができる。これにより、ノッキングが発生した場合であっても、ノッキングの発生時間を短くすることができるので、エンジン部品の破損を好適に防止できる。

ＥＣＵ５０が行う処理の変形例を説明する。
図７は、ＥＣＵ５０が行う処理の変形例を説明するフローチャートである。

前記した実施形態では、図２に示すように、ステップ１０２において給油が行われたことが確認された場合には、前記したステップ１０３以降の処理を行って、燃料の種別の判定を必ず行うようにしていたが、給油された燃料と燃料タンク７０内の残存燃料との混合比と、これら燃料の種別に応じて、燃料の種別の判定の要否を判断するようにしても良い。

この場合、図７に示すように、ステップ１０２において給油が行われたことが確認された場合、ステップ１５０において、ＥＣＵ５０は、給油された燃料（給油燃料）の種別と、記憶部５１の燃料種別データ５１ｄが示す給油前の燃料（残存燃料）の種別とが同じであるか否かを確認する。

ここで、給油燃料の種別は、入力装置１００から入力される給油燃料がハイオクガソリンとレギュラーガソリンの何れであるのかを示す信号に基づき特定される。
なお、燃料タンク７０の給油口に設けた比重計（図示せず）により求めた給油燃料の比重から特定しても良い。

燃料の種別が一致する場合、ステップ１５１において、ＥＣＵ５０は、一致した燃料の種別が、ハイオクガソリンであるか否かを確認し、ハイオクガソリンである場合にはステップ１１３の処理に、ハイオクガソリンでない場合にはステップ１１４の処理に、それぞれ移行する。

一方、燃料の種別が一致しない場合、ステップ１５２において、ＥＣＵ５０は、給油燃料と、給油前の燃料タンク７０内の残存燃料との混合比ｅを、給油燃料の給油量と、残存燃料（燃料残量）とから、下記式（１）を用いて算出する。
燃料混合比ｅ（％）＝給油量／（燃料残量＋給油量）×１００ ・・・（１）

ステップ１５３において、ＥＣＵ５０は、給油燃料の種別がハイオクガソリンであるか否かを確認する。
給油燃料がハイオクガソリンである場合、ステップ１５４において、ＥＣＵ５０は、混合比ｅが５０％よりも大きいか否かを確認し、大きい（ｅ＞５０％）場合にはステップ１０３の処理に移行し、小さい（ｅ≦５０％）場合にはステップ１１４の処理に移行する。
これにより、レギュラーガソリンに対するハイオクガソリンの混合比が５０％よりも大きい場合には燃料の種別の判定が行われ、小さい場合にはレギュラーガソリン判定がされた場合の点火時期制御が行われることになる。

ステップ１５３において給油燃料がハイオクガソリンでない（レギュラーガソリンである）場合には、ステップ１５５において、ＥＣＵ５０は、混合比ｅが５０％よりも小さいか否かを確認する。そして、小さい（ｅ＜５０％）場合には、ステップ１０３の処理に移行し、大きい（ｅ≧５０％）場合には、ステップ１１４の処理に移行する。
これにより、ハイオクガソリンに対するレギュラーガソリンの混合比が５０％よりも小さい場合には燃料の種別の判定が行われ、大きい場合にはレギュラーガソリン判定がされた場合の点火時期制御が行われることになる。

ここで、上記したステップ１５０からステップ１５５までの処理が、発明における判定要否判断部に相当する。

このように、燃料が新たに給油された場合に、新たに給油された燃料と、給油前の燃料との混合比に基づいて、燃料の種別の判定の要否を判断する構成とした。
これにより、ＥＣＵ５０における計算処理の負担を軽減することができる。また、新たに給油された燃料と給油前の燃料の種別や、給油量に応じて処理内容を変更することで、燃料種別の判定を、必要な場合に精度良く行うことができる。

前記した実施形態では、点火プラグ１１の標準点火時期を、ハイオクガソリンとレギュラーガソリンとの混合比が１：１である場合を基準として設定した場合を例示したが、混合比は、ハイオクガソリンが入った燃料タンク７０にレギュラーガソリンが給油された場合に、ノッキングの発生を好適に防止できる範囲内で、任意の割合に設定可能である。
このようにすることで、レギュラーガソリンの方がハイオクガソリンよりも多くなる混合比として、ノッキングの防止を最優先とすることなどが可能となる。

さらに、前記した実施形態では、燃料が給油された場合の日付と場所の特定は、カーナビゲーション装置９０の出力信号に基づいて行っていたが、ユーザが操作する入力装置１００を介して入力される信号に基づいて行うようにしても良い。
また、燃料が給油された場合の日付と場所を特定する信号は、カーナビゲーション装置９０から入力されるようにしたが、日付を特定する信号を出力する装置と、場所を特定する信号を出力装置とを別々に設けて、ＥＣＵ５０が、各々の装置から入力される信号に基づいて、日付と場所を特定するようにしても良い。

さらに、前記した実施形態では、重質判定線Ａと軽質判定線Ｂとが重畳表示された判定マップを用いて、燃料の種別の判定を行う場合を例示したが、重質判定線Ａが表示された判定マップと、軽質判定線Ｂが表示された判定マップとを別々に用意し、燃料区分が「軽質」の場合には軽質判定線Ｂが表示された判定マップを、「重質」の場合には重質判定線Ａが表示された判定マップを、それぞれ用いて判定を行うようにしても良い。

また、前記した実施形態では、燃料の密度およびリード蒸気圧に基づいて燃料の種別を判定するようにしたが、これらのうちの少なくとも一方のみを用いて燃料の種別を判定するようにしても良い。

実施形態にかかるノッキング制御装置の構成を説明する説明図である。 ＥＣＵが行う処理を説明するフローチャートである。 ＥＣＵが行う処理を説明するフローチャートである。 ＥＣＵが行う燃料の区分の判定処理を説明するフローチャートである。 ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの密度および蒸気圧の年間変動を示す図である。 判定マップを説明する図である。 ＥＣＵが行う処理の変形例を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
１１ 点火プラグ
５０ ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
５１ 記憶部
５１ａ 判定マップ
５１ｂ 標準制御マップ
５１ｃ 燃料区分マップ
５１ｄ 燃料種別データ
５１ｅ 燃料区分データ
５１ｆ 燃料残量データ
５１ｇ 混合比データ
６１ 密度計（燃料密度センサ）
６２ 燃料温度センサ
７０ 燃料タンク
７１ 圧力センサ
７２ 温度センサ
７３ 残量検出センサ
７５ 給油口スイッチ
７６ 流量計
８０ イグニッションスイッチ
９０ カーナビゲーション装置
１００ 入力装置
Ａ 重質判定線
Ｂ 軽質判定線
Ｈ ハイオクガソリン判定領域（高オクタン価燃料判定領域）
Ｒ レギュラーガソリン判定領域（低オクタン価燃料判定領域）

Claims (9)

1. 内燃機関に供給される燃料の密度を測定する燃料密度センサと、
   前記燃料の密度に基づいて、燃料の種別が、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の何れであるのかを判定する燃料種別判定部と、
   前記燃料の種別に応じた点火時期制御を行う点火時期制御部と、を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。
2. 前記燃料の蒸気圧を燃料タンク内の圧力および温度から算出する蒸気圧算出部をさらに備え、
   前記燃料種別判定部は、
   前記燃料の密度と蒸気圧とに基づいて、前記燃料の種別が、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の何れであるのかを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
3. 前記燃料種別判定部は、
   燃料の密度と蒸気圧とをパラメータとし、高オクタン価燃料判定領域と低オクタン価燃料判定領域とが定められた判定マップを参照して、前記燃料の種別を判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
4. 前記判定マップは、第１の判定マップと、前記第１の判定マップよりも前記低オクタン価燃料判定領域が広い第２の判定マップからなり、
   前記燃料種別判定部は、
   燃料が給油された日付と場所のうちの少なくともひとつに基づいて前記第１の判定マップと前記第２の判定マップのうちの一方を選択し、選択した判定マップを参照して、前記燃料の種別を判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
5. 前記内燃機関の燃料供給経路に設けた温度センサで測定した前記燃料の温度に基づいて、前記燃料密度センサが測定した燃料の密度を補正する燃料密度補正部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
6. 燃料が新たに給油された場合に、新たに給油された燃料と、給油前の燃料との混合比に基づいて、前記燃料の種別の判定の要否を判断する判定要否判断部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
7. 前記点火時期制御部は、
   前記燃料の種別が高オクタン価燃料であると判定された場合、予め設定された標準点火時期から進角制御を行い、
   前記燃料の種別が低オクタン価燃料であると判定された場合、前記標準点火時期から遅角制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
8. 前記標準点火時期は、前記高オクタン価燃料と前記低オクタン価燃料とが所定の割合で混合されている場合を基準として設定されていることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関のノッキング制御装置。
9. 前記所定の割合は、１：１であることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のノッキング制御装置。

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