JP4325573B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関の燃料噴射制御に係り、特に、燃料としてGTL(Gas To Liquid)燃料を使用する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。   The present invention relates to fuel injection control for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection control device for an internal combustion engine that uses GTL (Gas To Liquid) fuel as fuel.

近年、ディーゼルエンジンにおける代替燃料の一つとしてGTL燃料が開発されるに至っている。このGTL燃料は、触媒を用いて天然ガスから合成する飽和炭化水素(パラフィン系炭化水素)を中心とする燃料で、無色無臭で硫黄分・アロマ分を含まず、高いセタン価を有し、既存のディーゼルエンジンに使用可能であるといった特徴を有する。また、排ガス中から一酸化炭素(CO)、未燃炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)、粒子状物資といった有害物質を減少させる働きもあり、低エミッションの可能性を秘めた軽油の代替燃料として現在開発が進められている。   In recent years, GTL fuel has been developed as one of alternative fuels in diesel engines. This GTL fuel is a fuel mainly composed of saturated hydrocarbons (paraffinic hydrocarbons) synthesized from natural gas using a catalyst. It is colorless and odorless, does not contain sulfur and aroma, and has a high cetane number. It can be used for other diesel engines. It also has the function of reducing harmful substances such as carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), and particulate matter from the exhaust gas. Development is currently underway as an alternative fuel.

特開2004−108231号公報JP 2004-108231 A

ところで、GTL燃料が市場に普及された場合、地域等に応じてGTL燃料の性状が変化し、所望の性能を一定に発揮できないことが起こり得る。   By the way, when GTL fuel is spread in the market, the properties of GTL fuel may change depending on the region or the like, and it may happen that desired performance cannot be exhibited constantly.

なお、燃料性状変化に対応する従来技術として、特許文献1に開示されたような、燃料の酸素含有率に応じて燃料噴射量を補正する方法がある。しかしながら、この従来技術は酸素が含有された燃料の使用を前提としており、本発明が対象とするGTL燃料の使用を前提とする内燃機関の燃料噴射制御に直接適用することができない。   As a conventional technique corresponding to the change in fuel properties, there is a method for correcting the fuel injection amount according to the oxygen content of the fuel as disclosed in Patent Document 1. However, this prior art is premised on the use of a fuel containing oxygen, and cannot be directly applied to the fuel injection control of an internal combustion engine premised on the use of the GTL fuel targeted by the present invention.

そこで本発明の目的は、GTL燃料を使用する内燃機関にあって、GTL燃料の性状が変化した場合でも一定の性能を得ることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that uses a GTL fuel and can obtain a certain performance even when the properties of the GTL fuel change.

上記目的を達成するための本発明の一形態は、GTL燃料を使用する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記GTL燃料の密度を検出する燃料密度検出手段と、その検出された密度に基づいて前記GTL燃料の発熱量を算出する発熱量算出手段と、その算出された発熱量に応じて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a fuel injection control device for an internal combustion engine that uses GTL fuel, a fuel density detection means for detecting the density of the GTL fuel, and the detected density. And a fuel injection amount correcting means for correcting the fuel injection amount in accordance with the calculated heat generation amount.

GTL燃料の場合、燃料の密度が分かればその密度に基づいて燃料の発熱量を比較的容易且つ正確に算出できる。よって上記構成のようにすることで、実際の燃料の発熱量に応じて燃料噴射量を補正することができ、燃料の発熱量が変化した場合でも一定の性能を得ることができるようになる。   In the case of GTL fuel, if the density of the fuel is known, the calorific value of the fuel can be calculated relatively easily and accurately based on the density. Therefore, with the above configuration, the fuel injection amount can be corrected in accordance with the actual heat generation amount of the fuel, and a constant performance can be obtained even when the heat generation amount of the fuel changes.

好ましくは、前記発熱量算出手段が、前記検出されたGTL燃料の密度に基づいて前記GTL燃料の平均C数を算出し、その算出された平均C数に基づいて前記GTL燃料の発熱量を算出する。   Preferably, the calorific value calculation means calculates an average C number of the GTL fuel based on the detected density of the GTL fuel, and calculates a calorific value of the GTL fuel based on the calculated average C number. To do.

GTL燃料は、その分子構成をC2n+2の形でほぼ表すことができる。上記構成によれば、燃料の密度に基づいて燃料の平均C数を算出するので、GTL燃料の平均的な分子構成を決定し、発熱量を比較的容易に算出することができる。 GTL fuel can be represented almost in its molecular configuration in the form of C n H 2n + 2 . According to the above configuration, since the average C number of the fuel is calculated based on the density of the fuel, the average molecular configuration of the GTL fuel can be determined and the calorific value can be calculated relatively easily.

また好ましくは、前記GTL燃料の透明度を検出する透明度検出手段と、その検出された透明度に応じて、給油された燃料がGTL燃料であるか否かを判別する燃料判別手段とをさらに備える。   Preferably, the apparatus further includes transparency detecting means for detecting transparency of the GTL fuel, and fuel determining means for determining whether or not the fuel supplied is GTL fuel according to the detected transparency.

GTL燃料は硫黄分を含まないため、無色透明に近い。従って上記構成のように、燃料の透明度を検出することで燃料がGTL燃料であるか否かを判別することができる。この構成によれば、GTL燃料以外の燃料が誤給油された場合でも、その事実を明確に検知可能であり、例えば、燃料噴射制御を切り替えたり、ユーザに警告を与えたりすることができる。   Since GTL fuel does not contain sulfur, it is almost colorless and transparent. Therefore, as in the above configuration, it is possible to determine whether or not the fuel is a GTL fuel by detecting the transparency of the fuel. According to this configuration, even when fuel other than the GTL fuel is erroneously refueled, the fact can be clearly detected. For example, fuel injection control can be switched or a warning can be given to the user.

本発明によれば、GTL燃料を使用する内燃機関にあって、GTL燃料の性状が変化した場合でも一定の性能を得ることができるという、優れた効果が発揮される。   According to the present invention, in an internal combustion engine using GTL fuel, an excellent effect is obtained that a certain performance can be obtained even when the properties of the GTL fuel change.

以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態において、内燃機関はディーゼルエンジンであり、特にコモンレール式ディーゼルエンジンである。しかしながら、本発明はガソリンエンジン等の他の形式のエンジンにも適用できる可能性がある。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the internal combustion engine is a diesel engine, particularly a common rail diesel engine. However, the present invention may be applicable to other types of engines such as gasoline engines.

図1に本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を示す。図中、ディーゼルエンジン1は直列4気筒であるが、その気筒数や気筒配置形式に特に制限はない。各気筒の燃焼室にはそれぞれ燃料噴射弁(インジェクタ)2からGTL燃料からなる燃料が噴射される。各燃料噴射弁2はコモンレール3に接続されており、コモンレール3には高圧燃料ポンプ4から燃料が供給される。高圧燃料ポンプ4には、燃料タンク6に貯留された燃料がフィードポンプ15により供給される。高圧燃料ポンプ4は、コモンレール3内の燃料圧力がエンジン運転状態に応じた所定圧力となるように、制御手段としての電子制御ユニット(ECU)5によって運転制御される。この燃料圧力のフィードバック制御を達成すべくコモンレール3には燃料圧力センサ42が設けられ、この燃料圧力センサ42の出力信号がECU5に送られる。コモンレール3内の燃料圧力は燃料噴射弁2から噴射される燃料の噴射圧に相当する。各燃料噴射弁2は、ECU5によってエンジン運転状態に応じて開弁時期及び開弁時間を制御される。   FIG. 1 shows a fuel injection control device for an internal combustion engine according to this embodiment. In the figure, the diesel engine 1 has four in-line cylinders, but there is no particular limitation on the number of cylinders and the cylinder arrangement form. Fuel consisting of GTL fuel is injected from a fuel injection valve (injector) 2 into the combustion chamber of each cylinder. Each fuel injection valve 2 is connected to a common rail 3, and fuel is supplied to the common rail 3 from a high-pressure fuel pump 4. The fuel stored in the fuel tank 6 is supplied to the high-pressure fuel pump 4 by a feed pump 15. The high-pressure fuel pump 4 is operated and controlled by an electronic control unit (ECU) 5 as a control means so that the fuel pressure in the common rail 3 becomes a predetermined pressure corresponding to the engine operating state. In order to achieve the feedback control of the fuel pressure, the common rail 3 is provided with a fuel pressure sensor 42, and an output signal of the fuel pressure sensor 42 is sent to the ECU 5. The fuel pressure in the common rail 3 corresponds to the fuel injection pressure injected from the fuel injection valve 2. Each fuel injection valve 2 has its valve opening timing and valve opening time controlled by the ECU 5 in accordance with the engine operating state.

また、ディーゼルエンジン1の各気筒には吸気枝管が接続されており、各吸気枝管は吸気マニホールド7を介して吸気管8に接続されている。吸気管8の途中にターボチャージャ9のコンプレッサ10が設けられ、コンプレッサ10にはエアクリーナ12から吸入された空気がエアフロメータ11を通じた後に送られる。エアフロメータ11はここを流れる空気量に応じた出力信号をECU5に出力し、ECU5はエアフロメータ11の出力信号に基づいて吸気量を演算する。コンプレッサ10の下流側にはインタークーラ13が設置されており、インタークーラ13の下流側には吸気絞り弁14が設けられている。吸気絞り弁14は、ロータリソレノイド等の駆動手段を備え、ECU5によってディーゼルエンジン1の運転状態に応じて開度制御される。   Further, an intake branch pipe is connected to each cylinder of the diesel engine 1, and each intake branch pipe is connected to an intake pipe 8 via an intake manifold 7. A compressor 10 of a turbocharger 9 is provided in the middle of the intake pipe 8, and air sucked from an air cleaner 12 is sent to the compressor 10 after passing through an air flow meter 11. The air flow meter 11 outputs an output signal corresponding to the amount of air flowing therethrough to the ECU 5, and the ECU 5 calculates the intake air amount based on the output signal of the air flow meter 11. An intercooler 13 is installed on the downstream side of the compressor 10, and an intake throttle valve 14 is provided on the downstream side of the intercooler 13. The intake throttle valve 14 includes driving means such as a rotary solenoid, and the opening degree is controlled by the ECU 5 according to the operating state of the diesel engine 1.

さらに、ディーゼルエンジン1の各気筒には排気枝管が接続されており、各排気枝管は排気マニホールド17に接続され、排気マニホールド17は前記ターボチャージャ9のタービン18に接続され、タービン18は排気管19に接続されている。本実施形態において、排気枝管と排気マニホールド17とタービン18と排気管19は排気通路を構成する。本実施形態において、タービン18は可変容量型であり、その内部の可変ベーンの開度がECU5によってディーゼルエンジン1の運転状態に応じて制御される。ただしタービン18は可変容量型でなくてもよい。   Further, an exhaust branch pipe is connected to each cylinder of the diesel engine 1, each exhaust branch pipe is connected to an exhaust manifold 17, the exhaust manifold 17 is connected to a turbine 18 of the turbocharger 9, and the turbine 18 is exhausted. Connected to tube 19. In the present embodiment, the exhaust branch pipe, the exhaust manifold 17, the turbine 18, and the exhaust pipe 19 constitute an exhaust passage. In the present embodiment, the turbine 18 is of a variable capacity type, and the opening degree of the variable vane inside thereof is controlled by the ECU 5 according to the operating state of the diesel engine 1. However, the turbine 18 may not be a variable capacity type.

ディーゼルエンジン1の排気ガスは排気マニホールド17からターボチャージャ9のタービン18を通って排気管19に流れ、この時にタービン18がコンプレッサ10を駆動する。これにより、吸気はコンプレッサ10により昇圧されて過給空気となって吸気管8を流れ、吸気マニホールド7を介して各気筒の燃焼室に供給される。タービン18の可変ベーンの開度を変えることにより、タービン18に流れる排気ガスの流速を変え、過給圧を比較的急速に変えることができる。図示しない排気バイパスのためのウェイストゲート装置も設けられ、ウェイストゲート装置のウェイストゲートバルブがECU5により開閉制御されて過給圧が所定値以内に制限される。   The exhaust gas of the diesel engine 1 flows from the exhaust manifold 17 through the turbine 18 of the turbocharger 9 to the exhaust pipe 19, and at this time, the turbine 18 drives the compressor 10. As a result, the intake air is boosted by the compressor 10, becomes supercharged air, flows through the intake pipe 8, and is supplied to the combustion chamber of each cylinder via the intake manifold 7. By changing the opening degree of the variable vane of the turbine 18, the flow rate of the exhaust gas flowing through the turbine 18 can be changed and the supercharging pressure can be changed relatively rapidly. A waste gate device for exhaust bypass (not shown) is also provided, and the waste gate valve of the waste gate device is controlled to open and close by the ECU 5 to limit the supercharging pressure within a predetermined value.

吸気マニホールド7と排気マニホールド17とは、排気還流管28によって接続されており、排気還流管28には排気還流制御弁(以下、EGR弁と略す)29が設けられている。EGR弁29は、ECU5によりディーゼルエンジン1の運転状態に応じて開度制御され、EGR弁29の開度に応じた流量の排気ガスを排気マニホールド17から吸気マニホールド7に還流させる。EGR弁29は、リニアソレノイド駆動式等を採用することができる。EGR弁29の上流側の排気還流管28に、還流される排気ガスを冷却するためのEGRクーラ39が設けられている。   The intake manifold 7 and the exhaust manifold 17 are connected by an exhaust gas recirculation pipe 28, and an exhaust gas recirculation control valve (hereinafter abbreviated as EGR valve) 29 is provided in the exhaust gas recirculation pipe 28. The opening degree of the EGR valve 29 is controlled by the ECU 5 according to the operating state of the diesel engine 1, and the exhaust gas having a flow rate corresponding to the opening degree of the EGR valve 29 is recirculated from the exhaust manifold 17 to the intake manifold 7. The EGR valve 29 can employ a linear solenoid drive type or the like. An exhaust gas recirculation pipe 28 upstream of the EGR valve 29 is provided with an EGR cooler 39 for cooling the recirculated exhaust gas.

ECU5はデジタルコンピュータからなり、双方向バスによって相互に接続されたROM(リードオンメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、CPU(セントラルプロセッサユニット)、入力ポート、出力ポートを具備し、エンジンの燃料噴射量制御等の種々の制御を実行する。   The ECU 5 is composed of a digital computer, and includes a ROM (Read On Memory), a RAM (Random Access Memory), a CPU (Central Processor Unit), an input port, and an output port that are connected to each other via a bidirectional bus. Various controls such as quantity control are executed.

かかる制御のために、ECU5の入力ポートには、前記エアフロメータ11からの入力信号が入力されるほか、回転速度センサ30からの入力信号と、アクセル開度センサ31からの入力信号とが入力される。回転速度センサ30はディーゼルエンジン1の回転速度に応じた出力信号をECU5に出力し、この出力信号からECU5はエンジン回転速度を演算する。アクセル開度センサ31はアクセルペダルの踏み込み量即ちアクセル開度に応じた出力信号をECU5に出力する。また、ECU5の入力ポートには、大気圧センサ20からの入力信号と、水温センサ21からの入力信号とが入力される。大気圧センサ20は大気圧に応じた出力信号をECU5に出力し、水温センサ21はエンジン冷却水温に応じた出力信号をECU5に出力する。   For such control, an input signal from the air flow meter 11 is input to the input port of the ECU 5, and an input signal from the rotation speed sensor 30 and an input signal from the accelerator opening sensor 31 are input to the input port of the ECU 5. The The rotational speed sensor 30 outputs an output signal corresponding to the rotational speed of the diesel engine 1 to the ECU 5, and the ECU 5 calculates the engine rotational speed from this output signal. The accelerator opening sensor 31 outputs to the ECU 5 an output signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal, that is, the accelerator opening. An input signal from the atmospheric pressure sensor 20 and an input signal from the water temperature sensor 21 are input to the input port of the ECU 5. The atmospheric pressure sensor 20 outputs an output signal corresponding to the atmospheric pressure to the ECU 5, and the water temperature sensor 21 outputs an output signal corresponding to the engine cooling water temperature to the ECU 5.

特に、本実施形態においては、噴射に供される実際のGTL燃料の密度を検出する密度検出センサ22が設けられている。かかる密度検出センサ22としては、光反射式、光透過式、超音波式など、燃料の密度の変化に応じて燃料中の波の速度が変化することを利用したものが採用可能である。本実施形態の密度検出センサ22は超音波式が採用されている。密度検出センサ22は、燃料導入通路24を通じて燃料タンク6内の燃料を導入し、燃料の密度を検出し、その密度に応じた出力信号をECU5に出力する。また密度検出センサ22は、負圧導入通路25を通じて、吸気絞り弁14の下流側の吸気通路(吸気マニホールド7又は吸気管8)に接続され、導入した吸気負圧を利用して燃料を吸い上げる構成となっている。燃料導入通路24及び負圧導入通路25にはそれぞれ電磁弁26,27が設けられ、これら電磁弁26,27は常開式であり、ECUから出力されるオフ信号に応じて開となり、ECUから出力されるオン信号に応じて閉となる。   In particular, in the present embodiment, a density detection sensor 22 that detects the density of the actual GTL fuel used for injection is provided. As the density detection sensor 22, a sensor that utilizes the fact that the wave velocity in the fuel changes according to the change in the fuel density, such as a light reflection type, a light transmission type, and an ultrasonic type can be adopted. The density detection sensor 22 of this embodiment employs an ultrasonic type. The density detection sensor 22 introduces the fuel in the fuel tank 6 through the fuel introduction passage 24, detects the density of the fuel, and outputs an output signal corresponding to the density to the ECU 5. The density detection sensor 22 is connected to an intake passage (intake manifold 7 or intake pipe 8) on the downstream side of the intake throttle valve 14 through a negative pressure introduction passage 25, and sucks up fuel by using the introduced intake negative pressure. It has become. The fuel introduction passage 24 and the negative pressure introduction passage 25 are provided with electromagnetic valves 26 and 27, respectively. These electromagnetic valves 26 and 27 are normally open, and are opened in response to an off signal output from the ECU. It is closed according to the ON signal that is output.

図2に詳細に示されるように、密度検出センサ22は、吸い上げられた燃料を貯留するケーシング31と、ケーシング31の内面に設けられ、貯留された燃料を保温する保温材又は空気層32と、保温材の内面に貼設され、貯留された燃料を加熱するヒータ(パネルヒータ)33と、貯留された燃料の温度を検出する温度センサ34と、貯留された燃料に超音波を付与する超音波振動子35と、超音波振動子35に対向配置され、燃料中を伝わってきた超音波を検出するリニア型圧電素子36とを備える。ヒータ33と超音波振動子35とはECUから出力されるオンオフ信号に応じてオンオフされ、温度センサ34は燃料温度に応じた出力信号をECU5に出力し、圧電素子36は検出した超音波に応じた出力信号をECU5に出力する。超音波振動子35と圧電素子36とはケーシング31内の頂部付近に配置される。燃料導入通路24は、燃料導入配管37により形成されると共にケーシング31の底部に接続される。燃料導入通路24の入口端24aは、燃料タンク6内に配置されると共に、燃料満タン時の液面レベルFLより若干低い位置に配置することができる。負圧導入通路25は、負圧導入配管38により形成されると共にケーシング31の頂部に接続される。これら密度検出センサ22及び電磁弁26,27の作動は後に説明する。   As shown in detail in FIG. 2, the density detection sensor 22 includes a casing 31 that stores the sucked-up fuel, a heat insulating material or an air layer 32 that is provided on the inner surface of the casing 31 and keeps the stored fuel, and A heater (panel heater) 33 that is affixed to the inner surface of the heat insulating material and heats the stored fuel, a temperature sensor 34 that detects the temperature of the stored fuel, and an ultrasonic wave that applies ultrasonic waves to the stored fuel A vibrator 35 and a linear piezoelectric element 36 that is disposed opposite to the ultrasonic vibrator 35 and detects ultrasonic waves transmitted through the fuel are provided. The heater 33 and the ultrasonic transducer 35 are turned on / off in response to an on / off signal output from the ECU, the temperature sensor 34 outputs an output signal corresponding to the fuel temperature to the ECU 5, and the piezoelectric element 36 corresponds to the detected ultrasonic wave. The output signal is output to the ECU 5. The ultrasonic transducer 35 and the piezoelectric element 36 are arranged near the top in the casing 31. The fuel introduction passage 24 is formed by the fuel introduction pipe 37 and is connected to the bottom of the casing 31. The inlet end 24a of the fuel introduction passage 24 can be disposed in the fuel tank 6 and at a position slightly lower than the liquid level FL when the fuel is full. The negative pressure introduction passage 25 is formed by a negative pressure introduction pipe 38 and is connected to the top of the casing 31. The operations of the density detection sensor 22 and the electromagnetic valves 26 and 27 will be described later.

さて、上述したように、かかるGTL燃料の使用にあたっては、地域等に応じてGTL燃料の性状が変化し、所望の性能を一定に発揮できないことが起こり得る。そこで、本実施形態においては、実際のGTL燃料の発熱量を算出し、その算出された発熱量に応じて燃料噴射量を補正することで、この問題の解決を図っている。   As described above, when using such a GTL fuel, the properties of the GTL fuel may change depending on the region and the like, and it may not be possible to achieve a desired performance. Therefore, in the present embodiment, the problem is solved by calculating the actual heat generation amount of the GTL fuel and correcting the fuel injection amount in accordance with the calculated heat generation amount.

このような燃料噴射量の補正が可能なのは、GTL燃料の発熱量が比較的簡単な装置及び方法により算出可能であるためである。即ち、一般的なディーゼル燃料である軽油は、重油から蒸留する製法であるため、硫黄分やアロマ分を含み、燃料性状をコントロールするには、蒸留特性を変化させるか或いは添加剤等でセタン価を変化させるしかない。法的にも蒸留特性、セタン価及び硫黄分に関する規定しかなく、燃料自体も重油の産出地により大きく変化している。現状では、エンジンの仕向け国毎に基準となる燃料を用意し、エンジンの適合(マッピング、制御定数の設定等)を実施している。つまり現在一般的に使用されている燃料では、燃料含有成分の多さと複雑さのために、エンジンが搭載される車両等の装備を利用して燃料の性状を検知するのが非常に困難である。逆に言えば、これを検知可能とするには非常に高価な分析計と長期の計測時間とが必要であり、現実的ではない。こうした理由から、実際の燃料の発熱量を算出するのは実用上極めて困難であり、従って燃料の発熱量の異なる国毎、地域毎に適合を実施せざるを得ず、適合が数種類にも渡り非常に煩雑であると同時に、仕様の共通化に対して大きな障害となっていた。以上のことはガソリン燃料についても同様である。   The reason why the fuel injection amount can be corrected is that the heat generation amount of the GTL fuel can be calculated by a relatively simple device and method. In other words, light oil, which is a common diesel fuel, is a method of distilling from heavy oil, so it contains sulfur and aroma. To control fuel properties, change the distillation characteristics or change the cetane number with additives, etc. There is no choice but to change. There are legal regulations regarding distillation characteristics, cetane number and sulfur content, and the fuel itself varies greatly depending on the origin of heavy oil. At present, the standard fuel is prepared for each engine destination country, and engine adaptation (mapping, control constant setting, etc.) is being implemented. In other words, it is very difficult to detect the properties of the fuel that is commonly used at present due to the large number and complexity of the fuel-containing components using equipment such as a vehicle equipped with an engine. . Conversely, a very expensive analyzer and a long measurement time are required to make this detectable, which is not realistic. For these reasons, it is extremely difficult to calculate the actual amount of heat generated by the fuel. Therefore, there is no choice but to apply for each country or region where the heat generated by the fuel is different. It was very complicated and at the same time was a big obstacle to the standardization. The same applies to gasoline fuel.

これに対し、GTL燃料の場合、天然ガスから触媒を用いて合成する製法であり、硫黄分やアロマ分を含まない比較的ピュアな燃料であるため、軽油やガソリンと異なり、成分の同定が容易である。従って、後に理解されるが、発熱量の算出も比較的簡単な装置及び方法により行うことが可能であり、この発熱量に基づく燃料噴射量の補正も可能になる。これによれば、燃料の発熱量の異なる国毎、地域毎に適合を実施する必要が無くなり、等しい制御定数を用いて一律に制御が可能となる。また制御の精度も向上し、仕様の共通化も促進できる。   On the other hand, in the case of GTL fuel, it is a production method that synthesizes from natural gas using a catalyst, and since it is a relatively pure fuel that does not contain sulfur or aroma, it is easy to identify components, unlike light oil and gasoline. It is. Therefore, as will be understood later, the calorific value can be calculated by a relatively simple device and method, and the fuel injection amount can be corrected based on the calorific value. According to this, it becomes unnecessary to carry out the adaptation for each country and each region where the heat generation amount of the fuel is different, and the control can be uniformly performed using the same control constant. In addition, control accuracy can be improved and standardization can be promoted.

ここで、GTL燃料は、含飽和炭化水素(パラフィン系炭化水素)を中心とする燃料であり、その分子構成はC2n+2の形でほぼ表すことができる。炭化水素の結合長さはコントロールでき、燃料設計の自由度は高い。極性は存在しない。 Here, the GTL fuel is a fuel centered on a saturated hydrocarbon (paraffinic hydrocarbon), and its molecular configuration can be substantially expressed in the form of C n H 2n + 2 . The hydrocarbon bond length can be controlled, and the degree of freedom in fuel design is high. There is no polarity.

次に、本実施形態に係る燃料噴射制御の内容を図4及び図5を参照しつつ説明する。図4は、実際のGTL燃料の発熱量を算出して学習する処理ルーチンに関するフローチャートであり、図5は、その算出された実際のGTL燃料の発熱量に応じて燃料噴射量を補正する処理ルーチンに関するフローチャートである。   Next, the content of the fuel injection control according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart regarding a processing routine for calculating and learning the actual heat generation amount of the GTL fuel, and FIG. 5 is a processing routine for correcting the fuel injection amount according to the calculated actual heat generation amount of the GTL fuel. It is a flowchart regarding.

まず図4に示される処理を説明する。この処理はECU5によって実行される。   First, the process shown in FIG. 4 will be described. This process is executed by the ECU 5.

最初のステップS101ではエンジン始動時か否かが判定される。ここではユーザによる始動操作が行われたとき、例えばイグニッションスイッチ或いはスタータがオンされたとき判定はイエスとなり、それ以外のとき判定はノーとなって処理が終了される。ここでエンジン始動時の是非を判定する理由は、実質的には、燃料タンク6に給油がされたか否かを判定するためである。即ち、給油時は通常エンジンが停止されるため、停止後エンジンが始動されたことを検出することにより、特段のセンサ等を用いずに給油の有無を間接的に判断することができる。なお、このような方法以外にも、例えば燃料タンク6のキャップが解放されたことをセンサにより検知するなどの方法により、給油の有無を判断することができる。このように本実施形態においては給油の有無を判定する給油判定手段が設けられている。   In the first step S101, it is determined whether or not the engine is starting. Here, when the start operation is performed by the user, for example, when the ignition switch or the starter is turned on, the determination is yes, otherwise the determination is no and the process is terminated. The reason for determining whether or not to start the engine is substantially to determine whether or not the fuel tank 6 has been refueled. That is, since the engine is normally stopped at the time of refueling, it is possible to indirectly determine the presence or absence of refueling without using a special sensor or the like by detecting that the engine has been started after the stop. In addition to this method, for example, the presence or absence of fuel supply can be determined by a method of detecting by a sensor that the cap of the fuel tank 6 has been released. Thus, in this embodiment, the oil supply determination means which determines the presence or absence of oil supply is provided.

ステップS101においてエンジン始動時であると判定された場合(ステップS101:YES)、ステップS102に進み、既にECU5のメモリ(RAM)に記憶されている前回発熱量Hu_preを取得する。この前回発熱量Hu_preは過去の処理実行時にステップS108において学習された値である。このステップS102においてはさらに、燃料変更フラグがオフとされて初期化される。   If it is determined in step S101 that the engine is starting (step S101: YES), the process proceeds to step S102, and the previous heat generation amount Hu_pre already stored in the memory (RAM) of the ECU 5 is acquired. The previous heat generation amount Hu_pre is a value learned in step S108 when the past processing is executed. In step S102, the fuel change flag is further turned off and initialized.

次のステップS103においては、実際の燃料の密度が密度検出センサ22によって検出される。この密度検出は次のような方法で行われる。   In the next step S103, the actual fuel density is detected by the density detection sensor 22. This density detection is performed by the following method.

図2を参照して、初期状態にあっては電磁弁26,27がオフつまり開弁状態である。エンジンが始動されるので、吸気通路内の吸気負圧が負圧導入通路25を通じてケーシング31内に導入される。この負圧により、燃料導入通路24を介して燃料タンク6内の燃料がケーシング31内に吸い込まれる。ケーシング31内に燃料が溜まっていく間、超音波振動子35はオンされて超音波を発し続ける。燃料がケーシング31内にほぼ満たされると、その場合に相当する超音波が圧電素子36において検出されるので、このとき電磁弁26,27がオンとされ、閉弁される。これにより燃料はケーシング31内に閉じこめられる。次に、ヒータ33がオンとされ、ケーシング31内の燃料が加熱される。そして温度センサ34によって検出された燃料温度が所定値(例えば40℃)に達したとき、ヒータ33がオフとされ、燃料の加熱が終了される。このように燃料を所定温度にするのは、燃料密度に関する温度条件を一定に揃えるためである。この加熱終了と同時に、リニア型圧電素子36により超音波を検出し、ECU5において、圧電素子36から出力されてきた信号に基づいて燃料の密度を計算する。この計算は予め設定、記憶されたマップ又は演算式により行われる。以上により燃料密度の検出が終了する。この後エンジン運転中は電磁弁26,27がオンとされ、閉弁状態に維持され、燃料がケーシング31から負圧導入通路25を通じて吸気通路内に流れ込むのを防止する。エンジン停止されたとき(例えばユーザによりイグニッションスイッチがオフされたとき)、電磁弁26,27がオフとされ、開弁される。こうなると燃料がケーシング31から重力落下して燃料導入通路24を介して燃料タンク6内に戻される。   Referring to FIG. 2, in the initial state, solenoid valves 26 and 27 are off, that is, in a valve open state. Since the engine is started, the intake negative pressure in the intake passage is introduced into the casing 31 through the negative pressure introduction passage 25. Due to this negative pressure, the fuel in the fuel tank 6 is sucked into the casing 31 through the fuel introduction passage 24. While the fuel is accumulated in the casing 31, the ultrasonic transducer 35 is turned on and continues to emit ultrasonic waves. When the fuel is almost filled in the casing 31, an ultrasonic wave corresponding to that case is detected by the piezoelectric element 36. At this time, the electromagnetic valves 26 and 27 are turned on and closed. As a result, the fuel is confined in the casing 31. Next, the heater 33 is turned on, and the fuel in the casing 31 is heated. When the fuel temperature detected by the temperature sensor 34 reaches a predetermined value (for example, 40 ° C.), the heater 33 is turned off and the heating of the fuel is ended. The reason why the fuel is set to a predetermined temperature in this way is to make the temperature condition regarding the fuel density constant. Simultaneously with the end of this heating, ultrasonic waves are detected by the linear piezoelectric element 36, and the ECU 5 calculates the fuel density based on the signal output from the piezoelectric element 36. This calculation is performed by a map or arithmetic expression set and stored in advance. This completes the detection of the fuel density. Thereafter, during engine operation, the electromagnetic valves 26 and 27 are turned on and maintained in a closed state, thereby preventing fuel from flowing into the intake passage from the casing 31 through the negative pressure introduction passage 25. When the engine is stopped (for example, when the ignition switch is turned off by the user), the electromagnetic valves 26 and 27 are turned off and opened. When this happens, the fuel falls from the casing 31 by gravity and returns to the fuel tank 6 through the fuel introduction passage 24.

このようにして燃料の密度が検出された後は、ステップS104に進み、その検出された密度に対して大気圧補正が実行される。この大気圧補正は大気圧センサ20によって検出された実際の大気圧に基づいて行われる。このように大気圧補正を行うのは、燃料密度に関する圧力条件を一定に揃えるためである。こうしてここでは大気圧補正後の燃料密度ρ1が得られる。   After the fuel density is detected in this way, the process proceeds to step S104, and atmospheric pressure correction is performed on the detected density. This atmospheric pressure correction is performed based on the actual atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 20. The reason for performing the atmospheric pressure correction in this way is to make the pressure condition related to the fuel density uniform. Thus, the fuel density ρ1 after atmospheric pressure correction is obtained here.

次のステップS105では実際の燃料の平均C数が算出される。この算出に際しては図3に示されるマップが使用される。このマップは実験等によって予め作成され、ECU5のメモリ(ROM)に記憶されている。このマップには燃料の密度と平均C数との関係が入力されており、ECU5は、前のステップS104で得られた大気圧補正後の燃料密度ρ1に対応する平均C数をマップから求める。なお本実施形態において、実際の燃料密度ρ1に対応する平均C数は15とし、適合に使用された基準となる燃料の密度はρ0、これに対応した平均C数は17とする。   In the next step S105, the actual average C number of fuel is calculated. For this calculation, the map shown in FIG. 3 is used. This map is created in advance by experiments or the like and stored in the memory (ROM) of the ECU 5. In this map, the relationship between the fuel density and the average C number is input, and the ECU 5 determines the average C number corresponding to the fuel density ρ1 after atmospheric pressure correction obtained in the previous step S104 from the map. In this embodiment, the average C number corresponding to the actual fuel density ρ1 is 15, the density of the reference fuel used for adaptation is ρ0, and the average C number corresponding to this is 17.

図3のマップは、飽和炭化水素(パラフィン系炭化水素)における密度と平均C数との相関に極めて近似しており、これから分かるように密度と平均C数との相関は強い。また飽和炭化水素には極性もない。このため密度から平均C数を容易かつ正確に求めることができる。これに対し、軽油の場合、硫黄分や多環芳香族が存在するため、このような強い相関関係とはならず、従ってこのように容易に密度から平均C数を算出することはできない。   The map in FIG. 3 is very close to the correlation between density and average C number in saturated hydrocarbons (paraffinic hydrocarbons), and as can be seen, the correlation between density and average C number is strong. Saturated hydrocarbons are also not polar. Therefore, the average C number can be easily and accurately determined from the density. On the other hand, in the case of light oil, since there is a sulfur content and polycyclic aromatics, such a strong correlation does not occur, and thus the average C number cannot be easily calculated from the density.

次のステップS106においては、燃料中のC及びHの重量割合が算出される。先のステップS105において、実際の燃料の平均C数が15であることが分かったので、燃料に含まれる平均分子はC1532であると推定される。このC1532の単位molあたりの重量は、原子重量がCについては12.01g/mol、Hについては1.008g/molなので、
1532=12.01*15+1.008*32=180.15+32.256=212.406 g/mol
従ってC,Hそれぞれについての重量割合は重量%で表すと、
C重量%=180.15/212.406=0.8481
H重量%=32.256/212.406=0.1519
となる。
In the next step S106, the weight ratio of C and H in the fuel is calculated. In the previous step S105, it was found that the average C number of the actual fuel is 15. Therefore, it is estimated that the average numerator contained in the fuel is C 15 H 32 . The weight per unit mol of C 15 H 32 is 12.01 g / mol for C and 1.008 g / mol for H.
C 15 H 32 = 12.01 * 15 + 1.008 * 32 = 180.15 + 32.256 = 212.406 g / mol
Therefore, when the weight ratio for each of C and H is expressed in weight%,
C weight% = 180.15 / 212.406 = 0.8481
H weight% = 32.256 / 212.406 = 0.1519
It becomes.

次のステップS107においては、燃料の発熱量Huが算出される。上記ステップS106で算出された各重量割合は燃料1kg当たりの重量割合と等しい。よってC,Hに対する各発熱量定数をA,Bとすると、燃料1kg当たりの発熱量(低位発熱量)Huは次のような式によって算出することができる。   In the next step S107, the heat generation amount Hu of the fuel is calculated. Each weight ratio calculated in step S106 is equal to the weight ratio per kg of fuel. Therefore, if the calorific value constants for C and H are A and B, the calorific value (low calorific value) Hu per kg of fuel can be calculated by the following equation.

Hu=0.8481A+0.1519B(MJ/kg)
ここで、多くの液体燃料では、元素結合の結合エネルギは反応エネルギに比べて小さいので、一般には結合エネルギを省略できる。従って、化合物である燃料或いはそれの混合物の発熱量は、構成元素の発熱量元素含有割合に従って和をとることにより近似的に計算ができる。GTL燃料の場合、上記のような簡単な式となるが、軽油の場合だと式は以下のようになる。
Hu = 0.8481A + 0.1519B (MJ / kg)
Here, in many liquid fuels, the binding energy of elemental bonds is smaller than the reaction energy, so that the binding energy can generally be omitted. Therefore, the calorific value of the compound fuel or mixture thereof can be approximately calculated by taking the sum according to the calorific element content ratio of the constituent elements. In the case of GTL fuel, the above formula is simple, but in the case of light oil, the formula is as follows.

Hu=AC+B(H−O/8)+DS−EW(MJ/kg)
ここでC,H,O,S,Wはそれぞれ燃料1kg当たりの炭素、水素、酸素、硫黄、水分の重量であり、A,B,D,Eは発熱量定数である。ただし液体燃料では水分はほぼ0、酸素は1〜2%である。GTL燃料では、硫黄分を含まないためS=0であり、結局この式は単純化されHu=AC+BHとなり、発熱量を容易に計算できる。つまり、本発明における燃料の発熱量に基づく燃料噴射量の補正は、GTL燃料だからこそ実用上可能になるのである。
Hu = AC + B (HO-8) + DS-EW (MJ / kg)
Here, C, H, O, S, and W are the weights of carbon, hydrogen, oxygen, sulfur, and moisture per kg of fuel, respectively, and A, B, D, and E are calorific value constants. However, in the liquid fuel, the moisture is almost 0 and the oxygen is 1-2%. Since GTL fuel does not contain sulfur, S = 0, and this formula is simplified to Hu = AC + BH, and the calorific value can be easily calculated. That is, the correction of the fuel injection amount based on the calorific value of the fuel in the present invention is practically possible because of the GTL fuel.

こうして燃料の発熱量Huが算出された後はステップS108に進み、この発熱量Huが前回発熱量Hu_preと比較され、発熱量Huが前回発熱量Hu_preと等しいか否かが判断される。発熱量Huが前回発熱量Hu_preと等しいと判断されたとき(ステップS108:YES)は、給油が行われていないか又は同等の燃料が給油されたと推定できるので、そのまま処理が終了される。発熱量Huが前回発熱量Hu_preと異なると判断されたとき(ステップS108:NO)は、異なる燃料が給油されたと推定できるので、ステップS109に進み燃料変更フラグがオンとされ、今回の発熱量Huが前回発熱量Hu_preとしてRAMに更新保存され、処理が終了される。   After the fuel heat generation amount Hu is calculated in this way, the process proceeds to step S108, where the heat generation amount Hu is compared with the previous heat generation amount Hu_pre, and it is determined whether the heat generation amount Hu is equal to the previous heat generation amount Hu_pre. When it is determined that the calorific value Hu is equal to the previous calorific value Hu_pre (step S108: YES), it can be estimated that refueling has not been performed or equivalent fuel has been refueled, so the processing is terminated as it is. When it is determined that the heat generation amount Hu is different from the previous heat generation amount Hu_pre (step S108: NO), it can be estimated that a different fuel has been refueled, so the routine proceeds to step S109 where the fuel change flag is turned on and the current heat generation amount Hu. Is updated and stored in the RAM as the previous heat generation amount Hu_pre, and the process is terminated.

次に、図5に示される処理を説明する。この処理は燃料噴射サイクル毎にECU5によって実行される。   Next, the process shown in FIG. 5 will be described. This process is executed by the ECU 5 for each fuel injection cycle.

最初のステップS201では、前記各種センサによって検出された検出値すなわちエンジンパラメータが取得される。このエンジンパラメータには、クランクセンサ30の出力信号に基づくエンジン回転速度Ne、アクセル開度センサ31の出力信号に基づくアクセル開度Ac、大気圧センサ20及び水温センサ21の出力信号にそれぞれ基づく大気圧及びエンジン冷却水温などが含まれ、また、特に前記処理によって算出された発熱量Huが含まれる。   In the first step S201, detection values detected by the various sensors, that is, engine parameters are acquired. The engine parameters include the engine rotation speed Ne based on the output signal of the crank sensor 30, the accelerator opening Ac based on the output signal of the accelerator opening sensor 31, the atmospheric pressure based on the output signals of the atmospheric pressure sensor 20 and the water temperature sensor 21, respectively. And the engine cooling water temperature and the like, and in particular, the calorific value Hu calculated by the processing.

次のステップS202においては、取得されたエンジンパラメータ(本実施形態ではエンジン回転速度Ne及びアクセル開度Ac)に基づき、ベースとなる基本噴射量Qbが算出される。即ち、ECU5のメモリ(ROM)には、エンジン回転速度Ne及びアクセル開度Acにそれぞれ関連付けられた基本噴射量Qbのマップが予め記憶されている。そしてECU5は、取得されたエンジン回転速度Ne及びアクセル開度Acから、マップを参照して基本噴射量Qbを算出する。   In the next step S202, a basic basic injection amount Qb is calculated based on the acquired engine parameters (in this embodiment, the engine speed Ne and the accelerator opening Ac). That is, in the memory (ROM) of the ECU 5, a map of the basic injection amount Qb associated with the engine speed Ne and the accelerator opening degree Ac is stored in advance. Then, the ECU 5 calculates a basic injection amount Qb from the acquired engine rotation speed Ne and accelerator opening degree Ac with reference to a map.

次のステップS203においては、算出された基本噴射量Qbに対し、発熱量Huを除くエンジンパラメータに基づく補正が行われる。こうして得られる値は基本補正後噴射量Qbcと称される。また同様に、エンジンパラメータに基づいて噴射時期及び噴射回数が設定される。本実施形態では、その時々のエンジン運転状態に応じて、1回の噴射サイクル中に複数回の燃料噴射を実行する場合がある。例えば2回のパイロット噴射と1回のメイン噴射とが実行されたり、各1回ずつのパイロット噴射、メイン噴射及びポスト噴射が実行されたりする。このような燃料噴射の回数がここでは設定され、同時に各燃料噴射の噴射時期が設定される。   In the next step S203, the calculated basic injection amount Qb is corrected based on engine parameters excluding the heat generation amount Hu. The value thus obtained is referred to as a basic corrected injection amount Qbc. Similarly, the injection timing and the number of injections are set based on the engine parameters. In the present embodiment, a plurality of fuel injections may be executed during one injection cycle depending on the engine operating state at that time. For example, two pilot injections and one main injection are executed, or each one pilot injection, main injection, and post injection are executed. The number of such fuel injections is set here, and simultaneously the injection timing of each fuel injection is set.

次のステップS204においては、図4の処理によって燃料変更フラグがオンとされているか否かを判断する。燃料変更フラグがオンとされている場合(ステップS204:YES)、次のステップS205で発熱量補正係数αが式:α=Hu0/Huによって算出される。   In the next step S204, it is determined whether or not the fuel change flag is turned on by the processing of FIG. When the fuel change flag is turned on (step S204: YES), in the next step S205, the heat generation amount correction coefficient α is calculated by the equation: α = Hu0 / Hu.

ここで、Hu0は、適合に用いられた燃料の発熱量即ちベースとなる基本発熱量である。前述したように本実施形態において、適合に用いられたGTL燃料は密度ρ0、C数17である。この場合、前記同様に、燃料に含まれる平均分子はC1736であると推定され、このC1736の単位molあたりの重量は、
1736=12.01*17+1.008*36=204.17+36.288=240.458g/mol
C,Hそれぞれについての重量割合は重量%で表すと、
C重量%=204.17/240.458=0.8491
H重量%=36.288/240.458=0.1509
従って燃料1kg当たりの基本発熱量(低位発熱量)Hu0は、
Hu0=0.8491A+0.1509B(MJ/kg)
となる。結局、発熱量補正係数αは、
α=Hu0/Hu=(0.8491A+0.1509B)/(0.8481A+0.1519B)
となる。
Here, Hu0 is the calorific value of the fuel used for adaptation, that is, the basic calorific value as a base. As described above, in this embodiment, the GTL fuel used for adaptation has a density ρ0 and a C number of 17. In this case, the same manner, the average molecule contained in the fuel is estimated to be C 17 H 36, weight per unit mol of the C 17 H 36 is
C 17 H 36 = 12.01 * 17 + 1.008 * 36 = 204.17 + 36.288 = 240.458 g / mol
The weight ratio for each of C and H is expressed in weight%.
C weight% = 204.17 / 240.458 = 0.8491
H wt% = 36.288 / 240.458 = 0.1509
Therefore, the basic heating value (low heating value) Hu0 per kg of fuel is
Hu0 = 0.8491A + 0.1509B (MJ / kg)
It becomes. After all, the calorific value correction coefficient α is
α = Hu0 / Hu = (0.8491A + 0.1509B) / (0.8481A + 0.1519B)
It becomes.

この後、ステップS207で、噴射すべき最終噴射量Qfnlが式:Qfnl=α*Qbcによって算出され、燃料の発熱量に基づく燃料噴射量の補正が実行される。これによれば、現在使用中の燃料が、適合に用いられた基準燃料より高い発熱量を有する場合、燃料噴射量は減量側に補正され、逆に、現在使用中の燃料が、適合に用いられた基準燃料より低い発熱量を有する場合、燃料噴射量は増量側に補正される。このようにして実際の燃料に応じて、適合時と同等の性能を得られるように燃料噴射量が補正され、一定のエンジン性能を安定して得ることができる。   Thereafter, in step S207, the final injection amount Qfnl to be injected is calculated by the formula: Qfnl = α * Qbc, and correction of the fuel injection amount based on the heat generation amount of the fuel is executed. According to this, when the fuel currently in use has a higher calorific value than the reference fuel used for adaptation, the fuel injection amount is corrected to the decrease side, and conversely, the fuel currently in use is used for adaptation. In the case where the calorific value is lower than the reference fuel obtained, the fuel injection amount is corrected to the increase side. Thus, according to the actual fuel, the fuel injection amount is corrected so that a performance equivalent to that at the time of adaptation can be obtained, and a constant engine performance can be obtained stably.

次のステップS208では燃料噴射が実行され、即ち、ステップS203で設定された噴射時期の到来と同時に、最終噴射量Qfnlに等しい量の燃料が噴射される。ここで、最終噴射量Qfnlは1回の噴射サイクルにおける噴射量の全量であり、複数回噴射が実行される場合は、その最終噴射量Qfnlが各噴射に分担され、各噴射の噴射量が設定される。そして各噴射の噴射時期の到来と同時に、対応する噴射量が噴射される。   In the next step S208, fuel injection is performed, that is, an amount of fuel equal to the final injection amount Qfnl is injected simultaneously with the arrival of the injection timing set in step S203. Here, the final injection amount Qfnl is the total amount of injection in one injection cycle. When multiple injections are performed, the final injection amount Qfnl is shared by each injection, and the injection amount of each injection is set. Is done. At the same time as the injection timing of each injection comes, the corresponding injection amount is injected.

一方、ステップS204において、燃料変更フラグがオンとされていない(つまりオフである)場合(ステップS204:NO)、次のステップS206で発熱量補正係数αが式:α=Hu0/Hu_preによって算出され、ステップS207で最終噴射量Qfnlが式:Qfnl=α*Qbcによって算出され、次のステップS208で最終噴射量Qfnlに等しい量の燃料が噴射される。これから分かるように、燃料の発熱量の変更を伴うような燃料の変更ないし給油があった場合(ステップS204:YESの場合)、発熱量補正係数αないし補正量もそれに応じて変更され、反対に、燃料の発熱量の変更を伴うような燃料の変更ないし給油がない場合(ステップS204:NOの場合)、発熱量補正係数αないし補正量は以前と同じ値が用いられる。なお、ここにおける補正は補正係数αの乗算により行ったが、加算など他の演算により行ってもよい。   On the other hand, if the fuel change flag is not turned on (that is, is turned off) in step S204 (step S204: NO), the heat generation amount correction coefficient α is calculated by the formula: α = Hu0 / Hu_pre in the next step S206. In step S207, the final injection amount Qfnl is calculated by the formula: Qfnl = α * Qbc, and in the next step S208, an amount of fuel equal to the final injection amount Qfnl is injected. As can be seen from this, when there is a fuel change or refueling accompanied by a change in the heat generation amount of the fuel (step S204: YES), the heat generation amount correction coefficient α or the correction amount is also changed accordingly. When there is no change or refueling of the fuel that accompanies a change in the heat generation amount of the fuel (step S204: NO), the heat generation amount correction coefficient α or the correction amount is the same as before. Although the correction here is performed by multiplication of the correction coefficient α, it may be performed by other operations such as addition.

このように、本実施形態によれば、地域等に応じてGTL燃料の性状が変化し、その発熱量が変化した場合においても、発熱量に応じた燃料噴射量の補正が行われるので、一定の性能を安定して得ることが可能になる。また、単純に燃料の密度を検出するだけで燃料の発熱量を求めることができるので、発熱量の算出ひいては燃料噴射量の補正を比較的簡単な装置及び方法により行うことができる。これはGTL燃料特有のメリットである。燃料の発熱量の異なる国毎、地域毎に適合を実施する必要は無くなり、等しい制御定数を用いて一律に制御が可能となり、適合が大幅に単純化される。また制御の精度も向上し、仕様の共通化も促進できる。   As described above, according to the present embodiment, even when the properties of the GTL fuel change according to the region or the like and the heat generation amount thereof changes, the fuel injection amount is corrected according to the heat generation amount. It is possible to stably obtain the performance of Further, since the amount of heat generated by the fuel can be obtained simply by detecting the density of the fuel, the calculation of the amount of heat generated, and hence the correction of the fuel injection amount, can be performed by a relatively simple device and method. This is a merit peculiar to GTL fuel. It is not necessary to perform the adaptation for each country or region having a different amount of heat generated from the fuel, and the control can be uniformly performed using the same control constant, and the adaptation is greatly simplified. In addition, control accuracy can be improved and standardization can be promoted.

ところで、燃料給油の際、ユーザが誤ってGTL燃料以外の燃料を給油することも考えられる。この場合、GTL燃料を前提とする上記のような燃料噴射制御を行うのは好ましくなく、また、誤給油の事実をユーザに知らせるのが好ましい。このため、本実施形態では、GTL燃料の透明度を検出する透明度検出手段と、その検出された透明度に応じて、給油された燃料がGTL燃料であるか否かを判別する燃料判別手段とを備えている。   By the way, at the time of fuel supply, it is also conceivable that the user supplies fuel other than GTL fuel by mistake. In this case, it is not preferable to perform the fuel injection control as described above based on GTL fuel, and it is preferable to inform the user of the fact of misfueling. For this reason, in this embodiment, the transparency detection means for detecting the transparency of the GTL fuel, and the fuel discrimination means for determining whether or not the supplied fuel is GTL fuel according to the detected transparency. ing.

前述したように、GTL燃料は硫黄分を含まないため、軽油に比べて無色透明に近い。従って本実施形態では、燃料の透明度を検出することで燃料がGTL燃料であるか否かを判別するようにしている。この透明度を検出するため、単独のセンサを設けてもよいが、ここで説明する実施形態では密度検出センサ22に光反射式或いは光透過式を用い、その透明度を同時に検出するようにして部品の共通化を図っている。   As described above, since GTL fuel does not contain sulfur, it is more colorless and transparent than light oil. Therefore, in the present embodiment, it is determined whether or not the fuel is a GTL fuel by detecting the transparency of the fuel. In order to detect this transparency, a single sensor may be provided. However, in the embodiment described here, a light reflection type or a light transmission type is used for the density detection sensor 22, and the transparency is detected simultaneously. We are trying to make it common.

以下、図6に基づき、かかる燃料判別処理の内容を説明する。この制御はECU5によって行われる。   Hereinafter, based on FIG. 6, the content of this fuel discrimination | determination process is demonstrated. This control is performed by the ECU 5.

まずステップS301ではエンジン始動時か否かが判定される。これは図4のステップS101同様、給油の有無を実質的に判断するためである。エンジン始動時でない場合は処理が終了され、エンジン始動時である場合はステップS302に進む。ステップS302では、実際の燃料の透明度CLが密度検出センサ22によって検出される。   First, in step S301, it is determined whether or not the engine is starting. This is for substantially determining the presence or absence of refueling, as in step S101 of FIG. If it is not at the time of engine start, the process is terminated. In step S <b> 302, the actual fuel transparency CL is detected by the density detection sensor 22.

次のステップS303では、その検出された透明度CLが所定値CL1と比較され、透明度CLが所定値CL1以上か否かが判断される。ここで所定値CL1には、燃料をGTL燃料とみなすことができない最大の透明度の値が設定されている。つまり、透明度CLが所定値CL1以上のときとは、燃料をGTL燃料とみなすことができるほどに燃料の透明度が高いことを意味し、逆に透明度CLが所定値CL1未満のときとは、燃料をGTL燃料とみなすことができないほどに燃料の透明度が低いことを意味する。このように、給油された燃料がGTL燃料であるか否かの判別が行われる。   In the next step S303, the detected transparency CL is compared with a predetermined value CL1, and it is determined whether or not the transparency CL is greater than or equal to the predetermined value CL1. Here, the maximum transparency value at which the fuel cannot be regarded as a GTL fuel is set as the predetermined value CL1. That is, when the transparency CL is equal to or greater than the predetermined value CL1, it means that the fuel is so transparent that the fuel can be regarded as a GTL fuel, and conversely, when the transparency CL is less than the predetermined value CL1, This means that the transparency of the fuel is so low that it cannot be regarded as a GTL fuel. In this way, it is determined whether or not the supplied fuel is GTL fuel.

透明度CLが所定値CL1以上のとき(ステップS303:YES)、燃料はGTL燃料とみなされ、ステップS304に進んで上述のようなGTL燃料用の燃料噴射制御が行われる。   When the transparency CL is equal to or greater than the predetermined value CL1 (step S303: YES), the fuel is regarded as a GTL fuel, and the process proceeds to step S304 where the fuel injection control for the GTL fuel as described above is performed.

他方、透明度CLが所定値CL1未満のとき(ステップS303:NO)、燃料はGTL燃料以外の燃料とみなされる。本実施形態ではディーゼルエンジンであるので軽油燃料が誤給油された可能性が高い。よってここでは、ECU5に予め記憶されている軽油燃料用のプログラム及びマップ等に従って軽油燃料用の燃料噴射制御が行われる。そしてステップS306において、警告ランプが点灯され、ユーザに誤給油の事実を知らせる。   On the other hand, when the transparency CL is less than the predetermined value CL1 (step S303: NO), the fuel is regarded as a fuel other than the GTL fuel. In the present embodiment, since it is a diesel engine, there is a high possibility that light oil fuel has been misfueled. Therefore, the fuel injection control for light oil fuel is performed here according to the light oil fuel program and map stored in advance in the ECU 5. In step S306, a warning lamp is turned on to inform the user of the fact of misfueling.

このように、GTL燃料以外の燃料が誤給油された場合にあっても、その事実を明確に検知可能である。そしてこのような誤給油があった場合、燃料噴射制御をGTL燃料用から軽油燃料用に切り替えるので、フェールセーフが図られる。またその事実をユーザに確実に知らせることができる。   Thus, even when fuel other than GTL fuel is misfueled, the fact can be clearly detected. When such erroneous fueling occurs, the fuel injection control is switched from GTL fuel to light oil fuel, so that failsafe is achieved. Moreover, the fact can be surely notified to the user.

以上の説明から分かるように、本実施形態においては、燃料密度検出手段が密度検出センサ22によって構成され、発熱量算出手段がECU5のステップS105〜S107を実行する部分によって構成され、燃料噴射量補正手段がECU5のステップS205,S206,S207を実行する部分によって構成され、透明度検出手段が光反射式或いは光透過式の密度検出センサ22によって構成され、燃料判別手段がECU5のステップS303を実行する部分によって構成される。   As can be seen from the above description, in the present embodiment, the fuel density detection means is constituted by the density detection sensor 22, and the heat generation amount calculation means is constituted by a portion that executes steps S <b> 105 to S <b> 107 of the ECU 5, thereby correcting fuel injection amount. The means is constituted by a part that executes steps S205, S206, and S207 of the ECU 5, the transparency detecting means is constituted by a light reflection type or light transmission type density detection sensor 22, and the fuel discrimination means is a part that executes step S303 of the ECU 5. Consists of.

なお本発明は他にも様々な実施形態を採用可能である。例えば、図3のマップは演算式に置換することもできる。前記実施形態で示された各数値はあくまで例示であり、任意の値をとることができる。前記実施形態においては、GTL燃料の分子構成がC2n+2の形に近いものであるとした。しかしながらこの分子構成以外のGTL燃料も想定でき、この場合、C/H比の規格化などで対応できる可能性がある。 The present invention can employ various other embodiments. For example, the map in FIG. 3 can be replaced with an arithmetic expression. Each numerical value shown in the embodiment is merely an example, and can take an arbitrary value. In the above embodiment, the molecular configuration of the GTL fuel is close to the shape of C n H 2n + 2 . However, GTL fuels other than this molecular structure can be assumed, and in this case, there is a possibility that it can be dealt with by standardization of the C / H ratio.

本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel-injection control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this embodiment. 密度検出センサの断面図である。It is sectional drawing of a density detection sensor. 燃料密度から平均C数を求めるためのマップである。It is a map for calculating | requiring an average C number from a fuel density. GTL燃料の発熱量算出ルーチンに関わるフローチャートである。It is a flowchart regarding the calorific value calculation routine of GTL fuel. 燃料噴射量の補正ルーチンに関わるフローチャートである。6 is a flowchart relating to a fuel injection amount correction routine. 燃料判別処理に関わるフローチャートである。It is a flowchart in connection with a fuel discrimination | determination process.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディーゼルエンジン
5 電子制御ユニット(ECU)
22 密度検出センサ22
Hu GTL燃料の今回発熱量
Hu_pre GTL燃料の前回発熱量
α 発熱量補正係数
Qbc 基本補正後噴射量
Qfnl 最終噴射量
ρ0 適合に用いた燃料の密度
ρ1 実際の燃料の密度
CL 実際の燃料の透明度
1 Diesel engine 5 Electronic control unit (ECU)
22 Density detection sensor 22
Heat generation of Hu GTL fuel this time
Hu_pre GTL fuel's previous calorific value α Calorific value correction coefficient Qbc Basic corrected post-injection amount Qfnl Final injection amount ρ0 Density of fuel used for adaptation ρ1 Actual fuel density CL Actual fuel transparency

Claims (3)

GTL燃料を使用する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
一定の温度条件における前記GTL燃料の密度を検出する燃料密度検出手段と、
その検出された密度に対して圧力条件を一定とするよう大気圧補正を実行する手段と、
大気圧補正後の密度に基づいて前記GTL燃料の発熱量を算出する発熱量算出手段と、
その算出された発熱量に応じて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
A fuel injection control device for an internal combustion engine that uses GTL fuel,
Fuel density detecting means for detecting the density of the GTL fuel under a constant temperature condition ;
Means for performing atmospheric pressure correction to make the pressure condition constant for the detected density;
A calorific value calculating means for calculating the calorific value of the GTL fuel based on the density after atmospheric pressure correction ;
A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: fuel injection amount correction means for correcting the fuel injection amount in accordance with the calculated heat generation amount.
前記発熱量算出手段が、前記大気圧補正後の密度に基づいて前記GTL燃料の平均C数を算出し、その算出された平均C数に基づいて前記GTL燃料の発熱量を算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The calorific value calculation means calculates an average C number of the GTL fuel based on the density after the atmospheric pressure correction, and calculates a calorific value of the GTL fuel based on the calculated average C number. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記発熱量算出手段が、算出された平均C数に基づいて燃料中のCおよびHの重量割合を算出し、その算出された重量割合に基づいて前記GTL燃料の単位重量当たりの発熱量を算出することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The calorific value calculation means calculates the weight ratio of C and H in the fuel based on the calculated average C number, and calculates the calorific value per unit weight of the GTL fuel based on the calculated weight ratio. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein:
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