JP2014047691A - Engine system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, in a vehicle packaging high-octane fuel and low-octane fuel therein, the high-octane fuel is used for canceling knocking but since it is necessary to invest the high-octane fuel equal to or more than required for actual knocking cancellation, efficiency is not high in some cases.SOLUTION: An engine system comprises a high-octane fuel tank, a low-octane fuel tank, a high-octane fuel injector communicated with the high-octane fuel tank, a low-octane fuel injector communicated with the low-octane fuel tank, a knocking sensor, and a control device connected with the knocking sensor, the high-octane fuel injector and the low-octane fuel injector. When knocking is detected, the control device performs control to retard ignition timing by increasing a ratio of fuel injection from the high-octane fuel injector.

Description

本発明は、自動車のエンジン制御装置に関するもので、特に高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の2種類の燃料を使用するエンジンの装置に関するものである。   The present invention relates to an engine control device for an automobile, and more particularly to an engine device using two types of fuel, a high-octane fuel and a low-octane fuel.

シリンダ内をピストンが往復運動することで、クランク軸を回転させる所謂レシプロエンジンでは、燃料と空気の混合気体がピストンで圧縮される際に、いつ点火し爆発させるかが、熱効率を高めるために重要な要素となる。4サイクルエンジンの場合を考えると、ピストンが上死点に到達した際に点火するのがよいと考えられる。しかし、混合気体の燃焼は一瞬に行われるわけではないので、実際には上死点のわずかに前(進角側)で点火するのがよいとされている。また、熱効率を高めるためには、圧縮比を高くすることも効果がある。   In so-called reciprocating engines that rotate the crankshaft by reciprocating the piston in the cylinder, when the gas mixture of fuel and air is compressed by the piston, when to ignite and explode is important to increase thermal efficiency It becomes an element. Considering the case of a four-cycle engine, it is considered better to ignite when the piston reaches top dead center. However, since the combustion of the mixed gas is not performed instantaneously, it is actually recommended to ignite slightly before the top dead center (advance side). In order to increase the thermal efficiency, it is also effective to increase the compression ratio.

また、エンジンで使用する燃料の種類には、オクタン価で示される自着火のし易さに違いがある。たとえば、自着火しやすいオクタン価の低い燃料を、圧縮比を高く設定したエンジンに使用すると、点火後の火炎伝播中に燃焼室内の別の場所から自着火し始めるノッキングが発生する。ノッキングが発生すると、伝播圧力が干渉し合い、「カリカリ」という異音を発するとともに、それがさらに進行すると、シリンダヘッドやシリンダ、ピストン等の温度が高くなりすぎ、損傷を受けるおそれもある。したがって、圧縮比を比較的高く設定したエンジンには、自着火しにくい、高オクタン価燃料が使用されている。   In addition, there is a difference in the ease of self-ignition indicated by the octane number in the type of fuel used in the engine. For example, if a low octane fuel that is easy to ignite is used in an engine having a high compression ratio, knocking that starts self-ignition from another place in the combustion chamber occurs during the propagation of flame after ignition. When knocking occurs, the propagation pressures interfere with each other and generate an audible noise called “crisp”, and when this further proceeds, the temperature of the cylinder head, cylinder, piston, etc. becomes too high and may be damaged. Therefore, high-octane fuel that is difficult to self-ignite is used for engines with a relatively high compression ratio.

しかし、高オクタン価燃料は、熱効率を上げやすい反面、高価である。つまり、見かけの燃費(リッターあたりの走行距離:以後単に「燃費」と呼ぶ。)は上げやすいが、燃料コストは悪化しやすい。   However, high-octane fuel is easy to increase the thermal efficiency but expensive. That is, the apparent fuel consumption (travel distance per liter: hereinafter simply referred to as “fuel consumption”) is easy to increase, but the fuel cost is likely to deteriorate.

そこで、ノッキングを回避して熱効率を上げつつ、燃料コストが悪化しない方法として、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を搭載した内燃機関とその制御装置が提案されている。これらの提案は、内燃機関の運転状態に応じてオクタン価の異なる燃料を供給することで、必要な時のみ燃焼状態を改善し、燃費の向上と燃料コストの抑制を両立しようとするものである。   Therefore, an internal combustion engine equipped with a high octane fuel and a low octane fuel and a control device for the same have been proposed as a method for avoiding knocking and improving thermal efficiency while preventing fuel costs from deteriorating. These proposals are intended to improve the combustion state only when necessary by supplying fuels having different octane numbers according to the operating state of the internal combustion engine, and to improve both fuel efficiency and fuel cost.

特許文献1では、ハイオク(高オクタン価燃料)とレギュラー(低オクタン価燃料)を搭載する内燃機関が開示されている。ここでは、圧縮率を高く設定したエンジンに対して、レギュラー燃料では低速高負荷域でノッキングが発生し、ハイオク燃料では低・中負荷域でハイオクの特性が発揮できないという課題を、場合によってそれぞれを混合してエンジンに供給する内燃機関が開示されている。   Patent Document 1 discloses an internal combustion engine equipped with high-octane (high octane fuel) and regular (low-octane fuel). Here, for engines with a high compression ratio, regular fuel knocks at low speed and high load range, and high-octane fuel cannot exhibit high-octane characteristics at low and medium load ranges. An internal combustion engine that is mixed and supplied to an engine is disclosed.

また、特許文献2では、同じく高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を搭載し、ノッキングが発生した際には、多量の高オクタン価燃料を供給し、ノッキングが解消したら、徐々に高オクタン価燃料の量を少なくする内燃機関とその制御装置が開示されている。なお、特許文献2では、高オクタン価燃料がない場合は、点火時期を遅角側にし、それでもノッキングが解消されない場合は、空気量を低下させることでノッキングを解消させる。   Also, in Patent Document 2, a high-octane fuel and a low-octane fuel are also mounted, and when knocking occurs, a large amount of high-octane fuel is supplied, and when knocking is eliminated, the amount of high-octane fuel is gradually reduced. An internal combustion engine and a control device for the same are disclosed. In Patent Document 2, when there is no high octane fuel, the ignition timing is retarded, and when knocking is still not resolved, knocking is eliminated by reducing the air amount.

実開昭61−5341号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-5341 特開2009−293600号公報JP 2009-293600 A

高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を搭載した場合、ノッキングの解消方法は、点火時期を遅角にするという手段と、高オクタン価燃料を供給するという2つの種類がある。特許文献1は高オクタン価燃料を供給することでノッキングを解消するものである。また、特許文献2も基本的には同じで、高オクタン価燃料が無くなった際には点火時期を遅角にするというものである。   When a high-octane fuel and a low-octane fuel are installed, there are two types of knocking elimination methods: retarding the ignition timing and supplying high-octane fuel. Patent Document 1 eliminates knocking by supplying a high octane fuel. Also, Patent Document 2 is basically the same, in which the ignition timing is retarded when the high-octane fuel disappears.

ノッキングに対するこれら2つの手法の特性として、点火時期を遅角にするのは、瞬時に対応することができる一方で、高オクタン価燃料で対応する場合には、最初に過剰の高オクタン価燃料を投入する必要がある。つまり、高オクタン価燃料を投入する場合は、実際にノッキングを解消できるより多くの高オクタン価燃料を投入しなければならない。つまり、高価な燃料を過剰に使用するので、費用がかかるために燃料コストが悪化する。   As a characteristic of these two approaches to knocking, retarding the ignition timing can be dealt with instantaneously, but when dealing with high-octane fuel, excess high-octane fuel is introduced first. There is a need. In other words, when high-octane fuel is injected, more high-octane fuel must be injected than can actually eliminate knocking. That is, since expensive fuel is used excessively, it is expensive and fuel cost deteriorates.

また、点火時期を遅角すると、燃料を消費しているにもかかわらず、熱効率が低下するので、やはり燃料コストが悪化することとなる。したがって、特許文献1および2では、高オクタン価燃料を効果的に使用しているとは言えない。   Further, if the ignition timing is retarded, the fuel efficiency is deteriorated because the thermal efficiency is lowered even though the fuel is consumed. Therefore, in patent documents 1 and 2, it cannot be said that the high octane fuel is effectively used.

本発明は、上記課題に鑑みて想到されたものであり、最小燃料で最大出力を得ることのできるエンジン装置を提供するものである。すなわち、本発明は単位走行距離当たりの燃料コストをできるだけ少なくするエンジン装置を提供するものである。   The present invention has been conceived in view of the above problems, and provides an engine device capable of obtaining a maximum output with a minimum amount of fuel. That is, the present invention provides an engine device that reduces the fuel cost per unit travel distance as much as possible.

より具体的に本発明に係るエンジン装置は、
高オクタン価燃料タンクと、
低オクタン価燃料タンクと、
前記高オクタン価燃料タンクと連通する高オクタン価燃料噴射器と、
前記低オクタン価燃料タンクと連通する低オクタン価燃料噴射器と、
ノッキングセンサと、
前記ノッキングセンサと、前記高オクタン価燃料噴射器と、前記低オクタン価燃料噴射器と接続された制御装置を有し、
前記制御装置は、ノッキングを検知した際には、前記高オクタン価燃料噴射器からの燃料噴射比率を高くし、点火時期を遅角する制御を行うことを特徴とする。
More specifically, the engine device according to the present invention is:
A high-octane fuel tank,
A low octane fuel tank,
A high octane fuel injector in communication with the high octane fuel tank;
A low octane fuel injector in communication with the low octane fuel tank;
A knocking sensor;
A control device connected to the knocking sensor, the high octane fuel injector, and the low octane fuel injector;
When the knocking is detected, the control device performs control to increase the fuel injection ratio from the high octane fuel injector and retard the ignition timing.

本発明に係るエンジン装置は、ノッキングを検知した際には、高オクタン価燃料の比率向上と、点火時期の遅角を共に行うので、過剰の高オクタン価燃料を供給せず、また、遅角もわずかで済むため、熱効率の向上と燃費の向上を両立させることができるという効果が得られる。   When the engine device according to the present invention detects knocking, it increases both the ratio of the high octane fuel and retards the ignition timing, so it does not supply excessive high octane fuel, and the retard is slight. Therefore, it is possible to achieve both an improvement in thermal efficiency and an improvement in fuel consumption.

本発明に係るエンジン装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the engine apparatus which concerns on this invention. 制御装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of a control apparatus. ノッキングと点火時期および高オクタン価燃料の噴射比率を示す図である。It is a figure which shows knocking and ignition timing, and the injection ratio of a high octane fuel. 図2のフローによる燃料噴射と点火時期の制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control of the fuel injection and ignition timing by the flow of FIG. 本発明に係るエンジン装置を他の制御方法で制御した場合の、ノッキングと点火時期および高オクタン価燃料の噴射比率を示す図である。It is a figure which shows knocking, ignition timing, and the injection ratio of a high octane fuel when the engine apparatus which concerns on this invention is controlled by the other control method.

以下に図面を用いて本発明に係る排気管の構造について説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。   The structure of the exhaust pipe according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description exemplifies an embodiment of the present invention, and changes within the scope of the present invention are included in the technical scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.

図1には、本発明のエンジン装置1の概要を示す。エンジン本体10は通常のレシプロエンジンであり、シリンダヘッド12とシリンダブロック(図示せず)、オイルパン(図示せず)およびヘッドカバー(図示せず)などから構成されている。図1では、シリンダヘッド12において、吸気ポート12inと燃焼室12rmおよび排気ポート12exの一部を示している。   In FIG. 1, the outline | summary of the engine apparatus 1 of this invention is shown. The engine body 10 is a normal reciprocating engine, and includes a cylinder head 12, a cylinder block (not shown), an oil pan (not shown), a head cover (not shown), and the like. In FIG. 1, in the cylinder head 12, a part of the intake port 12in, the combustion chamber 12rm, and the exhaust port 12ex is shown.

吸気ポート12inには、図示しない吸気マニホールド、サージタンク、スロットルボディ、エアクリーナといった部材が順次連結されている。また、排気ポート12exには、図示しない排気マニホールド、触媒コンバータ、サイレンサといった部品が順次連結する。また、吸気系および排気系を利用するターボチャージャーが付加されていてもよい。   Members such as an intake manifold, a surge tank, a throttle body, and an air cleaner (not shown) are sequentially connected to the intake port 12in. In addition, components such as an exhaust manifold, a catalytic converter, and a silencer (not shown) are sequentially connected to the exhaust port 12ex. Further, a turbocharger using an intake system and an exhaust system may be added.

吸気ポート12inには、燃料噴射器(「インジェクション」ともよぶ。)が2系統用意される。一方は高オクタン価燃料噴射器21であり、他方は低オクタン価燃料噴射器22である。   Two systems of fuel injectors (also referred to as “injections”) are prepared for the intake port 12in. One is a high octane fuel injector 21 and the other is a low octane fuel injector 22.

それぞれの燃料噴射器21、22は、それぞれ、高オクタン価燃料用デリバリパイプ23、低オクタン価燃料用デリバリパイプ24と連結されている。また、それぞれのデリバリパイプ23、24は、高オクタン価用燃料タンク25および低オクタン価用燃料タンク26と連通されている。したがって、本発明に係るエンジン装置1では、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の2種類の燃料を搭載する。   Each of the fuel injectors 21 and 22 is connected to a delivery pipe 23 for high octane fuel and a delivery pipe 24 for low octane fuel, respectively. Each delivery pipe 23, 24 is connected to a high-octane fuel tank 25 and a low-octane fuel tank 26. Therefore, in the engine device 1 according to the present invention, two types of fuels, a high octane fuel and a low octane fuel, are mounted.

2種類の燃料は所謂ハイオクガソリン(無鉛プレミアムガソリン)とレギュラーガソリンであってよい。それぞれのオクタン価は、レギュラーガソリン(低オクタン価燃料)で90〜91であり、ハイオクガソリン(高オクタン価燃料)で98〜100のものが提供されている。   The two types of fuel may be so-called high-octane gasoline (unleaded premium gasoline) and regular gasoline. Each octane number is 90 to 91 for regular gasoline (low octane fuel), and 98 to 100 for high-octane gasoline (high octane fuel).

また、本明細書でいうオクタン価は、リサーチ・オクタン価(Research Octane Number)を想定している。しかし、モータ・オクタン価(MON)やアンチノック・インデックス(AKI)であってもよい。また、本発明に係るエンジン装置1はディーゼルエンジンを排除しない。ディーゼルエンジンにおいて本発明を適用する場合は、オクタン価を、セタン価と読み替えてもよい。   In addition, the octane number referred to in this specification assumes a research octane number (Research Octane Number). However, it may be a motor octane number (MON) or an anti-knock index (AKI). Moreover, the engine apparatus 1 which concerns on this invention does not exclude a diesel engine. When the present invention is applied to a diesel engine, the octane number may be read as cetane number.

高オクタン価燃料噴射器21と低オクタン価燃料噴射器22は、制御装置30と接続されている。また、制御装置30には、少なくともノックセンサ32と、点火装置34が接続されている。さらに制御装置30には、アクセル開度センサ36、速度センサ37、回転数センサ38、および角度センサ39が接続されていてもよい。   The high-octane fuel injector 21 and the low-octane fuel injector 22 are connected to the control device 30. In addition, at least a knock sensor 32 and an ignition device 34 are connected to the control device 30. Further, an accelerator opening sensor 36, a speed sensor 37, a rotation speed sensor 38, and an angle sensor 39 may be connected to the control device 30.

制御装置30は、ECU(Engine Control Unit)が兼用してもよいが、別途MPU(Micro Processor Unit)とメモリによるコンピュータであってもよい。   The control device 30 may be shared by an ECU (Engine Control Unit), or may be a computer using a separate MPU (Micro Processor Unit) and memory.

制御装置30は、ノックセンサ32からノッキングの大きさを表す信号Snkを受信する。また、アクセル開度センサ36からはアクセル開度を示す信号Sac、速度センサ37からは車体の速度を示す信号Sv、回転数センサ38からはエンジンの回転数を示す信号Srv、角度センサ39からは、クランク軸の角度を示す信号Sθを受信する。   Control device 30 receives signal Snk indicating the magnitude of knocking from knock sensor 32. Further, a signal Sac indicating the accelerator opening from the accelerator opening sensor 36, a signal Sv indicating the speed of the vehicle body from the speed sensor 37, a signal Srv indicating the engine speed from the rotation speed sensor 38, and an angle sensor 39 from the angle sensor 39. The signal Sθ indicating the angle of the crankshaft is received.

また、制御装置30は、高オクタン価燃料噴射器21と低オクタン価燃料噴射器22に、燃料を噴射するタイミングで、噴射する燃料の量を示す指示ChとCrを送信する。この指示信号ChとCrによって、高オクタン価燃料噴射器21と低オクタン価燃料噴射器22は、指示された量の燃料を噴射する。   In addition, the control device 30 transmits instructions Ch and Cr indicating the amount of fuel to be injected to the high-octane fuel injector 21 and the low-octane fuel injector 22 at the timing of injecting the fuel. In response to the instruction signals Ch and Cr, the high-octane fuel injector 21 and the low-octane fuel injector 22 inject the indicated amount of fuel.

さらに、制御装置30は、点火装置34に点火時期を指示するCiを送信する。制御装置30は、角度センサ39からクランク軸の基準位置からの角度を表す信号Sθを受信する。したがって、制御装置30は、現在のピストンの位置を知ることができる。そこで、点火の時期をクランク軸の角度によって指示する。点火装置34は、点火時期を指示する信号Ciを受信したら、燃焼室12rm内のスパークプラグ27に点火する。   Furthermore, the control device 30 transmits Ci that instructs the ignition timing to the ignition device 34. The control device 30 receives a signal Sθ representing an angle from the reference position of the crankshaft from the angle sensor 39. Therefore, the control device 30 can know the current position of the piston. Therefore, the ignition timing is indicated by the crankshaft angle. When the ignition device 34 receives the signal Ci instructing the ignition timing, the ignition device 34 ignites the spark plug 27 in the combustion chamber 12rm.

以上の構成を有する本発明に係るエンジン装置1の動作について説明する。通常走行をしている際には、低オクタン価燃料だけを供給する。この際、エンジン本体10は最も出力を発揮できるように、点火時期は進角に設定される。このようにすることで、燃料使用量を減らすことができる。   Operation | movement of the engine apparatus 1 which concerns on this invention which has the above structure is demonstrated. During normal driving, only low-octane fuel is supplied. At this time, the ignition timing is set to an advance angle so that the engine body 10 can exhibit the most output. By doing so, the amount of fuel used can be reduced.

一方、急な登り坂などで、エンジン負荷が増加すると、ノッキングが生じやすくなる。そしてノッキングが発生した場合は、点火時期をわずかに遅角させると共に、高オクタン価燃料を噴射する。このようにすることで、ノッキングを抑制すると同時に、遅角による燃費の悪化と、高オクタン価燃料の過剰投入を低く抑える。   On the other hand, when the engine load increases due to a steep uphill or the like, knocking is likely to occur. If knocking occurs, the ignition timing is slightly retarded and high-octane fuel is injected. By doing so, knocking is suppressed, and at the same time, fuel consumption deterioration due to retardation and excessive injection of high-octane fuel are suppressed low.

より具体例を示して説明を行う。図2には、制御装置30の処理フローを示す。燃料の噴射は、微小時間毎にノッキングの有無を制御装置30が調べ、その都度調整する。今、低オクタン価燃料の噴射量をQr、高オクタン価燃料の噴射量をQh、燃料噴射量の総量をQaとする。もちろん、Qa=Qr+Qhである。   A description will be given with a more specific example. FIG. 2 shows a processing flow of the control device 30. The fuel injection is adjusted every time by the control device 30 by checking the presence or absence of knocking. Now, let Qr be the injection amount of the low octane fuel, Qh be the injection amount of the high octane fuel, and Qa be the total fuel injection amount. Of course, Qa = Qr + Qh.

また、高オクタン価燃料の噴射比率をγとする。そこで、高オクタン価燃料の噴射量Qhは、点火時期を遅らせる遅角の角度AKに比例させる。例えば、(1)式および(2)式のようにする。
Qh=Qa×(γ+γk−1) (1)
γ=α×(AK−β) (2)
Further, the injection ratio of the high octane fuel is γ. Therefore, the injection amount Qh of the high octane fuel is proportional to the retard angle AK that retards the ignition timing. For example, equations (1) and (2) are used.
Qh = Qa × (γ k + γ k−1 ) (1)
γ k = α × (AK−β) (2)

ここで、γは今の微小時間であり、γk−1は1つ前の微小時間を示す。微小時間とは、制御装置30のマシンタイムによって決まる時間である。すなわち、高オクタン価燃料の噴射量Qhは今回のノッキング強度から求めた高オクタン価燃料の噴射比率と、前回の高オクタン価燃料の噴射比率の和できまる。高オクタン価燃料の噴射比率γは負の値もあり得る。 Here, γ k is the current minute time, and γ k-1 represents the minute time immediately before. The minute time is a time determined by the machine time of the control device 30. That is, the injection amount Qh of the high octane fuel is the sum of the injection ratio of the high octane fuel determined from the current knocking strength and the previous injection ratio of the high octane fuel. The injection ratio γ of high octane fuel can be negative.

また、αは比例定数であり、βはオフセット定数である。例えば、α=0.1とし、βを2度とする。そうすると、点火時期を遅らせない場合はAK=0である。点火時期を遅角しない場合は、AK=0が継続し、(1)式の(γ+γk−1)が負の値となる。すると、(1)式は全体として負の値となる。高オクタン価燃料の噴射量Qhが負の値はありえないので、噴射は行わない。つまり、遅角をしない場合は、高オクタン価燃料は噴射しない。この場合は、点火時期は最適点火時期(MBT:Minimum Spark Advance for Best Torque)若しくはその付近で行われている。 Α is a proportionality constant, and β is an offset constant. For example, α = 0.1 and β is 2 degrees. Then, AK = 0 when the ignition timing is not delayed. When the ignition timing is not retarded, AK = 0 continues and (γ k + γ k−1 ) in the equation ( 1 ) becomes a negative value. Then, the expression (1) becomes a negative value as a whole. Since the injection amount Qh of the high octane number fuel cannot have a negative value, the injection is not performed. In other words, high-octane fuel is not injected when not retarded. In this case, the ignition timing is performed at or near the optimum ignition timing (MBT: Minimum Spark Advance for Best Torque).

図3には、ノッキングの強度と点火時期および高オクタン価燃料の噴射比率の関係を示す。横軸はノッキング強度(無単位)であり、右に行くほどノッキング強度が高い。右縦軸は点火時期を示す。軸の上方ほど進角を表す。MBTは最適点火時期である。ノッキングが認識されると(A点)、ノッキングの大きさに応じて、点火時期を遅角する(Bの傾斜)。この場合、(2)式で示すように、ある程度の遅角までは、高オクタン価燃料は噴射しない。これがオフセット量βである。しかし、オフセット量であるβを超える遅角になると、遅角量AKに応じた高オクタン価燃料が噴射される(傾斜C)。   FIG. 3 shows the relationship between the knocking intensity, the ignition timing, and the injection ratio of the high octane fuel. The horizontal axis is the knocking strength (no unit), and the knocking strength is higher toward the right. The right vertical axis shows the ignition timing. The upper part of the axis represents the advance angle. MBT is the optimum ignition timing. When knocking is recognized (point A), the ignition timing is retarded according to the magnitude of knocking (inclination B). In this case, as shown by the equation (2), the high-octane fuel is not injected until a certain delay angle. This is the offset amount β. However, when the retard angle exceeds β, which is the offset amount, high octane fuel corresponding to the retard amount AK is injected (inclination C).

すなわち、ノッキングを遅角と高オクタン価燃料の噴射という2つの手段によって解消する。ノッキングが低下すれば、それに従って、遅角と高オクタン価燃料噴射は低下する。また、このような制御は、小さなノッキングは点火時期を遅角するだけで抑制し、大きなノッキングは点火時期と高オクタン価燃料の噴射で抑制するともいえる。   That is, knocking is eliminated by two means of retarding and high-octane fuel injection. If knocking decreases, retard and high octane fuel injection will decrease accordingly. Moreover, it can be said that such control suppresses small knocking only by retarding the ignition timing, and suppresses large knocking by ignition timing and high-octane fuel injection.

図2を再度参照して、処理が開示されると(ステップS100)、初期設定が行われる(ステップS102)。ここで初期設定とは、各パラメータの初期値等である。処理が開始されると、終了判定が行われる(ステップS104)。終了判定は、エンジンが停止される等の状況で判断することができる。もちろん、イグニッションスイッチが切られたことを起因としてもよい。処理を終了する場合(ステップS104のY分岐)は、処理は停止する(ステップS105)。   Referring to FIG. 2 again, when the process is disclosed (step S100), initial setting is performed (step S102). Here, the initial setting is an initial value of each parameter. When the process is started, an end determination is made (step S104). The end determination can be made in a situation where the engine is stopped. Of course, it may be caused by the ignition switch being turned off. When the process ends (Y branch in step S104), the process stops (step S105).

処理が継続する場合(ステップS104のN分岐)、ノッキング量を検出する(ステップS106)。制御装置30は、ノックセンサ32より信号Snkを受信し、その大きさを知る。そして予め定められたテーブルに従って、遅角量AKを決定し(ステップS108)、点火時期を遅らせる。遅角量AKが決まると、(2)式より高オクタン価燃料の噴射量比率γが求められる。今仮に遅角量AKが5度であったとすると、(2)式は、γが0.3となる。高オクタン価燃料の噴射比率γは前回の噴射比率γk−1とこのγの和として求められる(ステップS112)。 When the process continues (N branch in step S104), the knocking amount is detected (step S106). Control device 30 receives signal Snk from knock sensor 32 and knows its magnitude. Then, the retard amount AK is determined according to a predetermined table (step S108), and the ignition timing is delayed. When the retardation amount AK is determined, the injection amount ratio γ k of the high octane fuel is obtained from the equation (2). Assuming that the retardation amount AK is 5 degrees, γ k is 0.3 in the equation (2). The injection ratio γ of the high octane fuel is obtained as the sum of the previous injection ratio γ k-1 and γ k (step S112).

次にγに基づいて、高オクタン価燃料の噴射量Qh、低オクタン価燃料の噴射量Qrが求められる(ステップS114)。燃料噴射量の総量Qaはアクセル開度センサ36からの信号Sacによって決めることができる。また低オクタン価燃料の噴射量Qrは、Qr=Qa−Qhによって求めることができる。   Next, the injection amount Qh of the high octane fuel and the injection amount Qr of the low octane fuel are obtained based on γ (step S114). The total fuel injection amount Qa can be determined by a signal Sac from the accelerator opening sensor 36. Further, the injection amount Qr of the low octane fuel can be obtained by Qr = Qa−Qh.

したがって、高オクタン価燃料の噴射量Qhと低オクタン価燃料の噴射量Qrを直ちに求めることができる。そして、高オクタン価燃料の噴射量Qhが負か否かが判断される(ステップS116)。高オクタン価の噴射量Qhがゼロ若しくは負の値であれば、高オクタン価燃料は噴射しないものとし、総燃料噴射量Qaの分だけ低オクタン価燃料を噴射することとする(ステップS122)。   Therefore, the injection amount Qh of the high octane fuel and the injection amount Qr of the low octane fuel can be obtained immediately. Then, it is determined whether or not the injection amount Qh of the high octane fuel is negative (step S116). If the high octane number injection amount Qh is zero or negative, the high octane number fuel is not injected, and the low octane number fuel is injected by the total fuel injection amount Qa (step S122).

これらの噴射量に応じた噴射の指示Ch、Crが制御装置30から高オクタン価燃料噴射器21と低オクタン価燃料噴射器22に送られる(ステップS118もしくはステップS122)。最後に今の高オクタン価燃料の噴射比率γをγk−1に置き換える(ステップS120)。そして、終了判定(ステップS104)に戻る。 Injection instructions Ch and Cr corresponding to these injection amounts are sent from the control device 30 to the high-octane fuel injector 21 and the low-octane fuel injector 22 (step S118 or step S122). Finally, the current injection ratio γ k of the high octane fuel is replaced with γ k−1 (step S120). Then, the process returns to the end determination (step S104).

次に図2のフローによる実際の制御について説明する。図4には、エンジン負荷、点火時期、高オクタン価燃料の噴射量と時間軸を示す。エンジン負荷が低い領域ELでは、点火時期はMBTの付近で行われている。この場合は、高オクタン価燃料は噴射されない((2)式による噴射比率はゼロ:F0点)。   Next, actual control according to the flow of FIG. 2 will be described. FIG. 4 shows the engine load, ignition timing, high octane fuel injection amount and time axis. In the region EL where the engine load is low, the ignition timing is performed in the vicinity of MBT. In this case, high-octane fuel is not injected (the injection ratio according to equation (2) is zero: F0 point).

今エンジン負荷が増加し始め、点火時期が遅角側に設定されたとする(LI点)。この時の遅角量AKは、オフセット量βを越えているので(AK1点)、高オクタン価燃料の噴射比率γが求められ、噴射される(F1点)。   Assume that the engine load starts to increase and the ignition timing is set to the retard side (LI point). Since the retard amount AK at this time exceeds the offset amount β (AK1 point), the injection ratio γ of the high octane fuel is obtained and injected (F1 point).

次のタイミングでは、遅角量AKは所定の量ずつ進角側に向う(AK2点)。それによって(2)式から高オクタン価燃料の噴射比率γが求められ、前回の高オクタン価燃料の噴射比率γ−1に加算され、高オクタン価燃料の噴射は継続する(F2点)。 At the next timing, the retard amount AK is advanced by a predetermined amount (AK2 point). As a result, the injection ratio γ k of the high octane fuel is obtained from the equation (2), added to the previous injection ratio γ k −1 of the high octane fuel, and the high octane fuel injection continues (point F2).

点火時期は所定量ずつ進角側に進められるが、進みすぎるとノッキングが大きくなる。この時は再び、点火時期の遅角が進む(AK3点)。この時は高オクタン価燃料の噴射は継続しているので、最初に遅角したよりも少ない量の遅角でよい(F3)点。   The ignition timing is advanced to the advance side by a predetermined amount. If the ignition timing is advanced too much, knocking increases. At this time, the retard of the ignition timing advances again (AK3 point). At this time, since the injection of the high octane fuel continues, a smaller amount of retardation is required than the initial retardation (F3).

高オクタン価燃料の噴射が多くなると、点火時期が進角側に進んでもノッキングは大きくならず、オフセット量βよりも進角側に点火時期は進む(AK4点)。この時は、(2)式よりγが負の値となるので、高オクタン価燃料の噴射量は負となる。結果、高オクタン価燃料の噴射量Qhは減少する(F4点)。 If the injection of high octane fuel increases, knocking does not increase even if the ignition timing advances to the advance side, and the ignition timing advances further to the advance side than the offset amount β (AK4 point). At this time, since γ k is a negative value from the equation (2), the injection amount of the high-octane fuel is negative. As a result, the injection amount Qh of the high-octane fuel decreases (F4 point).

しかし、高オクタン価燃料の噴射量Qhは積算されているので、点火時期をMBTに近づけたとしてもいきなりゼロにはならない。このように、図2のフローで制御を行うと、点火時期と高オクタン価燃料を共に変化させながらノッキングを生じないようにするため、高オクタン価燃料を多量に使用することなく、点火時期をできるだけ進角側で行える。   However, since the injection amount Qh of high octane fuel is integrated, it does not become zero suddenly even if the ignition timing is brought close to MBT. As described above, when the control in the flow of FIG. 2 is performed, in order to prevent knocking while changing both the ignition timing and the high octane fuel, the ignition timing is advanced as much as possible without using a large amount of high octane fuel. Can be done on the corner side.

図5は、図3に対応する本発明に係るエンジン装置1の他の制御原理を示す。横軸はノッキングの強度であり、また右縦軸は点火時期、左縦軸は高オクタン価燃料の噴射量の割合である。軸の意味は図3と同じである。図5の例では、ノッキングの強度によって、オフセット量βを変更する。オフセット量βは、高オクタン価燃料の噴射量を抑制する因子であり、ノッキングが小さい場合に点火タイミングを遅角するだけで制御する範囲を決めている。つまり、遅角量AKがオフセット量βを越えない間は点火時期を遅角するだけでノッキングを抑制し、高オクタン価燃料を噴射しない。   FIG. 5 shows another control principle of the engine apparatus 1 according to the present invention corresponding to FIG. The horizontal axis is the knocking intensity, the right vertical axis is the ignition timing, and the left vertical axis is the ratio of the injection amount of the high octane fuel. The meaning of the axis is the same as in FIG. In the example of FIG. 5, the offset amount β is changed depending on the knocking strength. The offset amount β is a factor that suppresses the injection amount of the high-octane fuel, and determines the control range only by retarding the ignition timing when knocking is small. That is, while the retard amount AK does not exceed the offset amount β, knocking is suppressed only by retarding the ignition timing, and high-octane fuel is not injected.

しかし、圧縮率の設定などによって、一度高オクタン価燃料を噴射したら、ある程度多くのオクタン価燃料を噴射した方が効果的である場合もある。図5では、AKがオフセット量βを超え、高オクタン価燃料の噴射を行う領域(傾斜C)で、オフセット量βを小さくする例を示す。具体的には、ノッキング強度がWの点において、オフセット量βは小さく設定される。   However, once the high-octane fuel is injected by setting the compression ratio, it may be more effective to inject a certain amount of octane fuel. FIG. 5 shows an example in which the offset amount β is reduced in the region (inclination C) where AK exceeds the offset amount β and high-octane fuel is injected. Specifically, at the point where the knocking strength is W, the offset amount β is set small.

それによって、(2)式より高オクタン価燃料の噴射比率が増大することとなる(傾斜D)。このオフセット量βの変更は、複数の値で行ってもよく、エンジン設計の自由度を高め、よりきめ細かに、熱効率エンジン出力と燃費低下を実現することができる。なお、制御装置30による処理フローは、図2に示した処理でよい。   As a result, the injection ratio of the high octane fuel is increased from the equation (2) (inclination D). The offset amount β may be changed by a plurality of values, and the degree of freedom in engine design can be increased, and the thermal efficiency engine output and fuel consumption can be reduced more finely. The processing flow by the control device 30 may be the processing shown in FIG.

本発明は自動車のエンジン装置に好適に利用することができ、特に所謂ハイオクガソリンとレギュラーガソリンの2種類の燃料を搭載できる自動車に利用することができる。   The present invention can be suitably used for automobile engine devices, and in particular, can be used for automobiles capable of mounting two types of fuel, so-called high-octane gasoline and regular gasoline.

1 エンジン装置
10 エンジン本体
12 シリンダヘッド
12in 吸気ポート
12rm 燃焼室
12ex 排気ポート
21 高オクタン価燃料噴射器
22 低オクタン価燃料噴射器
23 高オクタン価燃料用デリバリパイプ
24 低オクタン価燃料用デリバリパイプ
25 高オクタン価用燃料タンク
26 低オクタン価用燃料タンク
27 スパークプラグ
30 制御装置
32 ノックセンサ
34 点火装置
36 アクセル開度センサ
37 速度センサ
38 回転数センサ
39 角度センサ
Sac アクセル開度信号
Snk ノッキングの信号
Sv 速度信号
Srv 回転数信号
Sθ クランク角度
Ch 高オクタン価燃料の噴射指示
Cr 低オクタン価燃料の噴射指示
Ci 点火時期の指示
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine apparatus 10 Engine main body 12 Cylinder head 12in Intake port 12rm Combustion chamber 12ex Exhaust port 21 High octane fuel injector 22 Low octane fuel injector 23 High octane fuel delivery pipe 24 Low octane fuel delivery pipe 25 High octane fuel tank 26 Fuel tank for low octane number 27 Spark plug 30 Control device 32 Knock sensor 34 Ignition device 36 Accelerator opening sensor 37 Speed sensor 38 Rotational speed sensor 39 Angle sensor Sac Accelerator opening signal Snk Knocking signal Sv Speed signal Srv Rotational speed signal Sθ Crank angle Ch High-octane fuel injection instruction Cr Low-octane fuel injection instruction Ci Ignition timing instruction

Claims (1)

高オクタン価燃料タンクと、
低オクタン価燃料タンクと、
前記高オクタン価燃料タンクと連通する高オクタン価燃料噴射器と、
前記低オクタン価燃料タンクと連通する低オクタン価燃料噴射器と、
ノッキングセンサと、
前記ノッキングセンサと、前記高オクタン価燃料噴射器と、前記低オクタン価燃料噴射器と接続された制御装置を有し、
前記制御装置は、ノッキングを検知した際には、前記高オクタン価燃料噴射器からの燃料噴射比率を高くし、点火時期を遅角する制御を行うことを特徴とするエンジン装置。
A high-octane fuel tank,
A low octane fuel tank,
A high octane fuel injector in communication with the high octane fuel tank;
A low octane fuel injector in communication with the low octane fuel tank;
A knocking sensor;
A control device connected to the knocking sensor, the high octane fuel injector, and the low octane fuel injector;
When the knocking is detected, the control device performs control to increase the fuel injection ratio from the high-octane fuel injector and retard the ignition timing.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020056316A (en) * 2018-09-28 2020-04-09 株式会社豊田自動織機 Control device for natural gas engine
CN111936730A (en) * 2018-04-09 2020-11-13 沙特阿拉伯石油公司 Internal combustion engine using multiple fuels and method of operating the same
WO2023189299A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 川崎重工業株式会社 Internal combustion engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111936730A (en) * 2018-04-09 2020-11-13 沙特阿拉伯石油公司 Internal combustion engine using multiple fuels and method of operating the same
KR20200138765A (en) * 2018-04-09 2020-12-10 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 Internal combustion engine using multiple fuels and method of operating the same
KR102521130B1 (en) 2018-04-09 2023-04-14 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 Multiple fuel internal combustion engines and methods of operating them
JP2020056316A (en) * 2018-09-28 2020-04-09 株式会社豊田自動織機 Control device for natural gas engine
JP7115192B2 (en) 2018-09-28 2022-08-09 株式会社豊田自動織機 natural gas engine controller
WO2023189299A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 川崎重工業株式会社 Internal combustion engine

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