JP4670888B2 - Device for acquiring value corresponding to alcohol concentration of fuel for internal combustion engine - Google Patents

Device for acquiring value corresponding to alcohol concentration of fuel for internal combustion engine Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に供給される燃料に含まれるアルコールの濃度に対応した値を取得(推定)する内燃機関用燃料のアルコール濃度対応値取得装置に関する。   The present invention relates to an alcohol concentration corresponding value acquisition device for an internal combustion engine fuel that acquires (estimates) a value corresponding to the concentration of alcohol contained in fuel supplied to a combustion chamber of the internal combustion engine.

近年、燃料として内燃機関に供給されるガソリン中にエタノール等のアルコールが多量に含まれることがある。このようなガソリンとアルコール(一種類のアルコール)との混合燃料を、以下、「アルコール含有燃料」又は単に「燃料」と称呼する。但し、本明細書において、「アルコール含有燃料」及び「燃料」は、アルコールが0%である場合及びアルコールが100%である場合も含む。即ち、ガソリンのみの燃料、及び、アルコールのみの燃料、の何れも「アルコール含有燃料」又は「燃料」という。   In recent years, a large amount of alcohol such as ethanol may be contained in gasoline supplied to an internal combustion engine as fuel. Such a mixed fuel of gasoline and alcohol (one kind of alcohol) is hereinafter referred to as “alcohol-containing fuel” or simply “fuel”. However, in this specification, “alcohol-containing fuel” and “fuel” include a case where alcohol is 0% and a case where alcohol is 100%. That is, both gasoline-only fuel and alcohol-only fuel are referred to as “alcohol-containing fuel” or “fuel”.

燃料に含まれるアルコールの濃度(燃料のアルコール濃度)は、燃料タンクに残存している燃料のアルコール濃度と異なるアルコール濃度を有する燃料が燃料タンクに補給される毎に変化する。燃料のアルコール濃度が変化すると、混合ガスの空燃比を例えば理論空燃比に一致させるための燃料量が変化する。更に、燃料のアルコールの濃度が変化すると機関が発生するトルクも変化する。従って、燃料のアルコール濃度を燃料供給量の制御に代表されるような機関の制御に利用することは有効である。よって、燃料のアルコール濃度を精度良く推定することが望まれる。   The concentration of the alcohol contained in the fuel (the alcohol concentration of the fuel) changes each time fuel having an alcohol concentration different from the alcohol concentration of the fuel remaining in the fuel tank is supplied to the fuel tank. When the alcohol concentration of the fuel changes, the amount of fuel for making the air-fuel ratio of the mixed gas coincide with the stoichiometric air-fuel ratio, for example, changes. Furthermore, the torque generated by the engine changes as the alcohol concentration of the fuel changes. Therefore, it is effective to use the alcohol concentration of the fuel for the engine control represented by the control of the fuel supply amount. Therefore, it is desirable to accurately estimate the alcohol concentration of the fuel.

ところで、低位発熱量は、燃料が単位質量あたりに発生できる熱量である。例えば、ガソリンの低位発熱量は40(MJ/g)であり、エタノールの低位発熱量は26(MJ/g)である。従って、低位発熱量は燃料のアルコール濃度に応じて変化する。そこで、従来の装置は、少なくとも混合ガスの燃焼開始から終了までの種々のクランク角θにおける燃焼室内の圧力(筒内圧)P(θ)と燃焼室容積V(θ)とに基づいて燃料の燃焼により発生した熱量を求め、その熱量に基づいて低位発熱量を推定し、その推定した低位発熱量に基づいて燃料のアルコール濃度を推定するようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開平1−88153号公報
By the way, the lower heating value is the amount of heat that the fuel can generate per unit mass. For example, the lower heating value of gasoline is 40 (MJ / g), and the lower heating value of ethanol is 26 (MJ / g). Therefore, the lower heating value changes depending on the alcohol concentration of the fuel. Therefore, the conventional device burns fuel based on at least the pressure (in-cylinder pressure) P (θ) and the combustion chamber volume V (θ) in the combustion chamber at various crank angles θ from the start to the end of combustion of the mixed gas. The lower calorific value is estimated based on the calorific value, and the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the estimated lower calorific value (see, for example, Patent Document 1). .
JP-A-1-88153

しかしながら、筒内圧P(θ)と燃焼室容積V(θ)とに基づいて低位発熱量を精度良く推定することは容易ではない。何故なら、実際の燃焼は、燃焼に供される混合ガスにおける燃料と空気との混合状態、及び、点火プラグの経年変化等に起因する点火エネルギー等に関する状態等により変動するからである。このため、低位発熱量を用いてアルコール濃度を精度良く推定するためには、多くのサイクルの各サイクルに対して低位発熱量を推定し、その各サイクルの低位発熱量をその多くのサイクルについて平均化することが必要となる。従って、従来の装置は、例えば、機関始動後から多くのサイクルが経過するまで、低位発熱量を精度良く求めることができず、アルコール濃度を精度良く推定することができない。その結果、機関始動後から燃料のアルコール濃度が推定されるまで、機関の制御(例えば、燃料噴射量の制御)に「精度良く推定された燃料のアルコール濃度」を反映することができないという問題がある。   However, it is not easy to accurately estimate the lower heating value based on the in-cylinder pressure P (θ) and the combustion chamber volume V (θ). This is because actual combustion varies depending on the state of mixing of fuel and air in the mixed gas used for combustion, the state of ignition energy caused by the secular change of the spark plug, and the like. Therefore, in order to accurately estimate the alcohol concentration using the lower calorific value, the lower calorific value is estimated for each cycle of many cycles, and the lower calorific value of each cycle is averaged over the many cycles. It is necessary to make it. Therefore, for example, the conventional apparatus cannot accurately determine the lower heating value until many cycles elapse after the engine is started, and cannot accurately estimate the alcohol concentration. As a result, until the alcohol concentration of the fuel is estimated after the engine is started, the “alcohol concentration of the fuel estimated accurately” cannot be reflected in the engine control (for example, control of the fuel injection amount). is there.

本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。本発明の目的の一つは、混合ガスを圧縮する圧縮行程開始後であって且つ混合ガスの燃焼が開始する前の所定のタイミングにおける筒内圧に基づいてアルコールの濃度に対応した値(アルコール濃度対応値、第1アルコール濃度)を推定することにより、早期に且つ燃焼状態の変動の影響を受けることなく「燃料に実際に含まれるアルコールの濃度に対応した値」を精度良く取得することができる「アルコール濃度対応値取得装置」を提供することにある。更に、本発明の目的の一つは、このように推定される第1アルコール濃度を用いて、前記混合ガス供給手段が異常であるか否かを判定することができる装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above problems. One of the objects of the present invention is a value (alcohol concentration) corresponding to the alcohol concentration based on the in-cylinder pressure at a predetermined timing after the start of the compression stroke for compressing the mixed gas and before the combustion of the mixed gas starts. By estimating (corresponding value , first alcohol concentration ), “a value corresponding to the concentration of alcohol actually contained in the fuel” can be obtained with high accuracy at an early stage and without being affected by fluctuations in the combustion state. The object is to provide an “alcohol concentration corresponding value acquisition device”. Furthermore, one of the objects of the present invention is to provide an apparatus that can determine whether or not the mixed gas supply means is abnormal by using the estimated first alcohol concentration. .

具体的に述べると、本発明によるアルコール濃度対応値取得装置は、
内燃機関の燃焼室内の圧力である筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記燃焼室に燃料及び空気を含む混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記燃料に含まれるアルコールの濃度に対応した値をアルコール濃度対応値として取得する第1取得手段と、
を備える。
Specifically, the alcohol concentration corresponding value acquisition device according to the present invention is:
In-cylinder pressure acquisition means for acquiring an in-cylinder pressure that is a pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine;
Mixed gas supply means for supplying a mixed gas containing fuel and air to the combustion chamber;
First acquisition means for acquiring a value corresponding to the concentration of alcohol contained in the fuel as an alcohol concentration corresponding value;
Is provided.

ここで、「アルコール濃度対応値」は、後述するように「燃料のアルコール濃度そのものを表す値」であってもよく、「燃料のアルコール濃度に応じて定められる値(例えば、燃料噴射量の補正係数及び点火時期の補正進角量)」等であってもよい。即ち、アルコール濃度対応値は、燃料のアルコール濃度に応じて変化する値であって、燃料のアルコール濃度が決まれば一意に決まる値であればよい。   Here, the “alcohol concentration corresponding value” may be a “value representing the alcohol concentration of the fuel itself” as will be described later, and “a value determined according to the alcohol concentration of the fuel (for example, correction of the fuel injection amount). Coefficient and ignition timing correction advance amount) ”or the like. In other words, the alcohol concentration corresponding value is a value that changes according to the alcohol concentration of the fuel, and may be a value that is uniquely determined if the alcohol concentration of the fuel is determined.

ところで、アルコールはガソリンに比べ蒸発し難い。従って、リード蒸気圧(RVP)は、アルコールとガソリンとで大きく相違する。リード蒸気圧とは、密封された容器の中に0〜1℃の燃料を封入し、37.8℃(100F)にまで容器を温め、蒸気圧が平衡となったときの蒸気の圧力を言う。従って、燃料のリード蒸気圧はその燃料の揮発性が高いほど大きくなる。換言すると、リード蒸気圧は燃料のアルコール濃度が高いほど小さくなる。それ故、発明者は、「燃料のリード蒸気圧を推定することができれば、燃料のアルコール濃度も推定することが可能である。」との知見を得た。   By the way, alcohol is harder to evaporate than gasoline. Therefore, the lead vapor pressure (RVP) is greatly different between alcohol and gasoline. Reed vapor pressure refers to the vapor pressure when fuel at 0 to 1 ° C. is sealed in a sealed container, the container is warmed to 37.8 ° C. (100 F), and the vapor pressure reaches equilibrium. . Therefore, the reed vapor pressure of the fuel increases as the volatility of the fuel increases. In other words, the Reid vapor pressure decreases as the fuel alcohol concentration increases. Therefore, the inventor has obtained the knowledge that “if the fuel vapor pressure can be estimated, the alcohol concentration of the fuel can also be estimated”.

一方、吸気弁が閉弁して混合気の圧縮が開始されると筒内圧は次第に上昇する。この時点(圧縮行程の開始後であって且つ燃焼が開始する前の所定のタイミングであって、クランク角が圧縮上死点前θa度クランク角である時点)での筒内圧P(θa)は、燃焼室内において気体として振舞うことのできる分子の数に比例すると考えることができる。他方、上述した燃料のリード蒸気圧は、気体として振舞うことのできる分子の数に比例する。以上のことから、筒内圧P(θa)は燃料のリード蒸気圧と極めて強い相関を有すると考えられる。即ち、発明者は「筒内圧P(θa)に基づいて上記アルコール濃度対応値を取得することができる。」との知見を得た。なお、以下において、筒内圧P(θa)を燃焼開始前筒内圧P(θa)とも称呼する。   On the other hand, when the intake valve is closed and the compression of the air-fuel mixture is started, the in-cylinder pressure gradually increases. The in-cylinder pressure P (θa) at this point (a predetermined timing after the start of the compression stroke and before the start of combustion and when the crank angle is the θa degree crank angle before the compression top dead center) is It can be considered proportional to the number of molecules that can behave as a gas in the combustion chamber. On the other hand, the reed vapor pressure of the fuel described above is proportional to the number of molecules that can behave as a gas. From the above, it is considered that the in-cylinder pressure P (θa) has a very strong correlation with the fuel reed vapor pressure. That is, the inventor obtained the knowledge that “the alcohol concentration corresponding value can be acquired based on the in-cylinder pressure P (θa)”. Hereinafter, the in-cylinder pressure P (θa) is also referred to as a pre-combustion in-cylinder pressure P (θa).

図1及び図2は、種々のエタノール濃度を有する燃料(ガソリンとエタノールとのみからなる燃料)について、クランク角θにおける筒内圧P(θ)を実測するとともに、その実測された筒内圧P(θ)とクランク角θにおける燃焼室容積V(θ)との積P(θ)・V(θ)に比例する値をクランク角θに対して示したグラフである。この積P(θ)・V(θ)は後述するように燃焼室内のガスの内部エネルギーUに相当する値である。図2は図1に示した四角形Sqにより囲まれた部分を拡大した図である。更に、図3は、図1及び図2に示したデータのうち「クランク角θが圧縮上死点前30度クランク角(BTDC30deg)であるときのデータ」をプロットしたグラフである。このグラフにおいて、横軸はエタノール濃度であり、縦軸は積P(θ)・V(θ)に比例する内部エネルギーUである。また、圧縮上死点前30度クランク角は、上記所定のタイミングに相当するクランク角である。   FIGS. 1 and 2 show the in-cylinder pressure P (θ) at a crank angle θ and the measured in-cylinder pressure P (θ) for fuels having various ethanol concentrations (fuel consisting only of gasoline and ethanol). ) And a combustion chamber volume V (θ) at a crank angle θ, a value proportional to the product P (θ) · V (θ) is shown with respect to the crank angle θ. The product P (θ) · V (θ) is a value corresponding to the internal energy U of the gas in the combustion chamber, as will be described later. FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by the square Sq shown in FIG. Further, FIG. 3 is a graph in which “data when the crank angle θ is the 30-degree crank angle before compression top dead center (BTDC 30 deg.)” Of the data shown in FIGS. 1 and 2 is plotted. In this graph, the horizontal axis represents the ethanol concentration, and the vertical axis represents the internal energy U proportional to the product P (θ) · V (θ). The 30 degree crank angle before compression top dead center is a crank angle corresponding to the predetermined timing.

積P(θ)・V(θ)は筒内圧P(θ)を各クランク角θにおける燃焼室容積V(θ)倍しただけの値、即ち、筒内圧P(θ)を定数倍した値と見做すことができる。従って、図1乃至図3(特に、図3)によれば、「燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づけばアルコール濃度対応値を取得することができる。」とする上記知見が正しいことが確かめられた。   The product P (θ) · V (θ) is a value obtained by multiplying the in-cylinder pressure P (θ) by the combustion chamber volume V (θ) at each crank angle θ, that is, a value obtained by multiplying the in-cylinder pressure P (θ) by a constant. Can be seen. Therefore, according to FIGS. 1 to 3 (particularly, FIG. 3), the above-mentioned knowledge that “the alcohol concentration corresponding value can be obtained based on the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa)” is correct. It was confirmed.

そこで、本発明に係るアルコール濃度対応値取得装置の前記第1取得手段は、「混合ガスを圧縮する圧縮行程の開始後から混合ガスの燃焼が開始する前までの期間」内の所定のタイミングの筒内圧であって前記筒内圧取得手段により取得される筒内圧、即ち、燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づき、更に、燃焼開始前筒内圧P(θa)が大きいほど燃料に含まれるアルコールの濃度が小さいという関係にしたがって、燃料に実際に含まれるアルコールの濃度に対応した値をアルコール濃度対応値として取得する。   Therefore, the first acquisition unit of the alcohol concentration corresponding value acquisition device according to the present invention has a predetermined timing within the “period from the start of the compression stroke for compressing the mixed gas to before the start of the combustion of the mixed gas”. Based on the in-cylinder pressure and the in-cylinder pressure acquired by the in-cylinder pressure acquisition means, that is, the in-cylinder pressure P (θa) before combustion start, the alcohol contained in the fuel increases as the pre-combustion cylinder pressure P (θa) increases The value corresponding to the concentration of alcohol actually contained in the fuel is acquired as the alcohol concentration corresponding value in accordance with the relationship that the concentration of the fuel is small.

このとき、前記第1取得手段は、燃焼状態により変動し易い「前記混合ガスの燃焼が開始した後の筒内圧であって前記筒内圧取得手段により取得される筒内圧(即ち、燃焼開始後筒内圧)」を用いることなく、前記アルコール濃度対応値を求めることができる。   At this time, the first acquisition means is likely to fluctuate depending on the combustion state “the in-cylinder pressure after the start of combustion of the mixed gas, and the in-cylinder pressure acquired by the in-cylinder pressure acquisition means (that is, the cylinder after the start of combustion). The alcohol concentration corresponding value can be obtained without using “internal pressure)”.

燃焼開始前筒内圧P(θa)は、燃焼開始前の筒内圧であるから、燃焼状態のばらつきの影響を受けない。従って、燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づいて求められたアルコール濃度対応値は、多くのサイクルに対するアルコール濃度対応値の平均をとらなくとも精度の良い値となる。この結果、本アルコール濃度対応値取得装置は、例えば、機関始動操作の開始直後又は開始直後から僅かなサイクルが経過した後においてアルコール濃度対応値を取得することができるので、そのアルコール濃度対応値を機関始動後の早い時点から機関の制御に利用することができる。   Since the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion is the in-cylinder pressure before starting combustion, it is not affected by variations in the combustion state. Therefore, the alcohol concentration corresponding value obtained based on the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) is a highly accurate value without taking the average of the alcohol concentration corresponding values for many cycles. As a result, the alcohol concentration corresponding value acquisition device can acquire the alcohol concentration corresponding value immediately after the start of the engine starting operation or after a slight cycle has elapsed since the start, for example. It can be used to control the engine from an early point after the engine is started.

この場合、前記第1取得手段は、
前記燃焼開始前筒内圧と前記所定のタイミングにおける前記燃焼室の容積との積に基づいて同所定のタイミングにおける前記燃焼室内のガスの内部エネルギーを算出する内部エネルギー算出手段を含むとともに、同算出した内部エネルギーに基づいて前記アルコール濃度対応値を取得するように構成されることが好適である。
In this case, the first acquisition means is
An internal energy calculating means for calculating the internal energy of the gas in the combustion chamber at the predetermined timing based on the product of the cylinder internal pressure before the combustion start and the volume of the combustion chamber at the predetermined timing; It is preferable that the alcohol concentration corresponding value is acquired based on internal energy.

後に詳述するように、Pを筒内圧、Vを燃焼室の容積、κを燃焼室内のガスの比熱比とするとき、内部エネルギーUは、U=(1/κ−1)・P・Vなる式により求めることができる。また、前述したように、圧縮行程の開始後であって且つ燃焼が開始する前の所定のタイミングにおける燃焼開始前筒内圧P(θa)は、燃料のリード蒸気圧に応じた値であるから、燃料のアルコール濃度に応じた値である。   As will be described in detail later, when P is the in-cylinder pressure, V is the volume of the combustion chamber, and κ is the specific heat ratio of the gas in the combustion chamber, the internal energy U is U = (1 / κ−1) · P · V It can obtain | require by the type | formula which becomes. Further, as described above, the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) at the predetermined timing after the start of the compression stroke and before the start of combustion is a value corresponding to the fuel reed vapor pressure. This is a value corresponding to the alcohol concentration of the fuel.

従って、上記構成のように、燃焼開始前筒内圧P(θa)と、この燃焼開始前筒内圧が得られたときの(即ち、前記所定のタイミングでの)燃焼室の容積V(θa)との積に基づいて算出される「前記所定タイミングにおける燃焼室内のガスの内部エネルギーU(θa)」も燃料のアルコール濃度に応じた値となる(図3を参照。)。それ故、その算出された内部エネルギーU(θa)に基づいて前記アルコール濃度対応値を精度良く取得することができる。なお、以下において、内部エネルギーU(θa)を燃焼開始前内部エネルギーU(θa)とも称呼する。   Therefore, as in the above configuration, the in-cylinder pressure P (θa) before the start of combustion and the volume V (θa) of the combustion chamber when the in-cylinder pressure before the start of combustion is obtained (that is, at the predetermined timing). The “internal energy U (θa) of the gas in the combustion chamber at the predetermined timing” calculated based on the product of the above is also a value corresponding to the alcohol concentration of the fuel (see FIG. 3). Therefore, the alcohol concentration corresponding value can be obtained with high accuracy based on the calculated internal energy U (θa). Hereinafter, the internal energy U (θa) is also referred to as internal energy U (θa) before starting combustion.

更に、このようなアルコール濃度対応値取得装置は、
前記圧縮行程の開始時に前記燃焼室内に存在する既燃ガスの量を取得する既燃ガス量取得手段を備え、
前記第1取得手段は、
前記取得された既燃ガス量に基づき、前記燃焼開始前筒内圧が同一であっても同既燃ガス量が大きいほど前記燃料に含まれるアルコールの濃度が大きいという関係にしたがって前記アルコール濃度対応値を取得するように構成されていることが好適である。
Furthermore, such an alcohol concentration corresponding value acquisition device is:
Comprising a burned gas amount obtaining means for obtaining the amount of burned gas present in the combustion chamber at the start of the compression stroke;
The first acquisition means includes
Based on the acquired amount of burned gas, the alcohol concentration corresponding value according to the relationship that the concentration of alcohol contained in the fuel increases as the amount of burned gas increases even if the in-cylinder pressure before combustion starts is the same. It is suitable that it is comprised so that it may acquire.

即ち、前記第1取得手段は、「燃焼開始前筒内圧P(θa)が特定圧力であり(従って、その特定圧力に基づいて算出される燃焼開始前内部エネルギーU(θa)の大きさが特定の大きさであり)且つ既燃ガス量が第1既燃ガス量である場合の燃料のアルコール濃度」が「前記燃焼開始前筒内圧P(θa)が前記特定圧力であり(従って、その特定圧力に基づいて算出される燃焼開始前内部エネルギーU(θa)の大きさが前記特定の大きさであり)且つ既燃ガス量が前記第1既燃ガス量よりも小さい第2既燃ガス量である場合の燃料のアルコール濃度」よりも大きくなるという関係に従うように、前記取得された既燃ガス量に基づいて前記アルコール濃度対応値を算出する。   That is, the first acquisition means indicates that “the in-cylinder pressure P (θa) before the combustion start is a specific pressure (therefore, the magnitude of the internal energy U (θa) before the combustion calculated based on the specific pressure is specified). The alcohol concentration of the fuel when the amount of burned gas is the first burned gas amount "is" the in-cylinder pressure P (θa) before the start of combustion is the specified pressure (therefore, the specified A second burned gas amount whose burned gas amount is smaller than the first burned gas amount and the internal energy U (θa) before combustion calculated based on the pressure is the specific amount). The alcohol concentration corresponding value is calculated based on the acquired amount of burned gas so as to follow the relationship of “the alcohol concentration of the fuel in the case of

燃焼開始前筒内圧P(θa)は、燃焼室内の既燃ガス(内部EGRガス、残留ガス)の量にも依存する。換言すると、燃焼開始前筒内圧P(θa)は、気体として振舞っている燃料の分子による分圧P1」と「既燃ガスの分圧P2」との和であると考えることができる。従って、燃焼開始前筒内圧P(θa)が同一であっても、既燃ガス量が多いほど既燃ガスの分圧P2は大きくなるので、気体として振舞っている燃料の分子による分圧P1は小さく、従って、燃料のリード蒸気圧は小さい。   The in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion also depends on the amount of burned gas (internal EGR gas, residual gas) in the combustion chamber. In other words, the in-cylinder pressure P (θa) before the start of combustion can be considered to be the sum of the partial pressure P1 by the fuel molecules acting as a gas and the partial pressure P2 of the burned gas. Therefore, even if the in-cylinder pressure P (θa) before the start of combustion is the same, the partial pressure P2 of the burned gas increases as the amount of burned gas increases, so the partial pressure P1 due to the molecules of the fuel acting as gas is Small, and therefore the fuel reed vapor pressure is small.

同様に、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)は、燃焼室内の既燃ガスの量にも依存する。換言すると、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)は、気体として振舞っている燃料の分子による内部エネルギーU1」と「既燃ガスの内部エネルギーU2」との和であると考えることができる。従って、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)が同一であっても、既燃ガス量が多いほど既燃ガスの内部エネルギーU2は大きくなるので、気体として振舞っている燃料の分子による内部エネルギーU1は小さく、従って、燃料のリード蒸気圧は小さい。   Similarly, the internal energy U (θa) before starting combustion also depends on the amount of burned gas in the combustion chamber. In other words, the internal energy U (θa) before the start of combustion can be considered to be the sum of the “internal energy U1 due to fuel molecules behaving as a gas” and the “internal energy U2 of burned gas”. Therefore, even if the internal energy U (θa) before the start of combustion is the same, the larger the amount of burned gas, the greater the burned gas internal energy U2, so the internal energy U1 due to the fuel molecules acting as gas is Small, and therefore the fuel reed vapor pressure is small.

以上から、「燃焼開始前筒内圧P(θa)及び燃焼開始前内部エネルギーU(θa)が同一であっても、既燃ガス量が大きいほど燃料のリード蒸気圧は小さく、よって、燃料に含まれるアルコールの濃度は大きい」という関係が成立することが理解できる。従って、既燃ガス量が変化するような機関においては、燃焼開始前筒内圧P(θa)又は燃焼開始前内部エネルギーU(θa)に基づいて前記アルコール濃度対応値を取得するにあたり、上記構成のように既燃ガス量にも基づいて前記アルコール濃度対応値を取得することが望ましい。これにより、既燃ガス量が変化する場合であっても、前記アルコール濃度対応値をより精度良く取得することができる。   From the above, even if the in-cylinder internal pressure P (θa) before combustion start and the internal energy U (θa) before combustion start are the same, the larger the amount of burned gas, the smaller the lead vapor pressure of the fuel. It can be understood that the relationship “the concentration of alcohol to be produced is high” is established. Therefore, in an engine in which the amount of burned gas changes, the acquisition of the alcohol concentration corresponding value based on the pre-combustion cylinder pressure P (θa) or the pre-combustion internal energy U (θa) Thus, it is desirable to obtain the alcohol concentration corresponding value based on the amount of burned gas. Thereby, even if it is a case where the amount of burnt gas changes, the said alcohol concentration corresponding value can be acquired more accurately.

これらの態様を含む本発明のアルコール濃度対応値取得装置において、
前記第1取得手段は、
前記燃焼開始前筒内圧P(θa)が大きいほど「前記アルコール濃度対応値としての前記燃料に含まれるアルコールの濃度」が小さくなるように同アルコール濃度を取得する。この第1取得手段により取得される燃料のアルコール濃度は、便宜上「第1アルコール濃度」とも称呼される。
更に、本発明のアルコール濃度対応値取得装置において、
前記混合ガス供給手段は指示信号に応じて前記燃料を(即ち、指示信号に含まれる指示燃料供給量の燃料を)前記燃焼室に供給するように構成され、
更に、前記アルコール濃度対応値取得装置は、
前記機関の運転状態に基づいて指示燃料供給量を決定するとともに同決定した指示燃料供給量の燃料が前記混合ガス供給手段から前記燃焼室に供給されるように前記混合ガス供給手段に指示信号を送出する燃料供給量制御手段と、
少なくとも前記混合ガスの燃焼開始時から燃焼終了時までの期間において前記混合ガスの燃焼に伴って発生する熱の量である熱発生量に相当する量を推定する熱発生量推定手段と、
前記推定された熱発生量に相当する量と前記指示燃料供給量とに基づいて低位発熱量に相当する量を算出するとともに同算出した低位発熱量に相当する量に基づいて前記燃料に含まれるアルコールの濃度を第2アルコール濃度として取得する第2取得手段と、
前記取得された第1アルコール濃度と前記取得された第2アルコール濃度との差の大きさが所定閾値よりも大きいとき前記混合ガス供給手段が異常であると判定する異常判定手段と、
を備えている。
この装置は、混合ガスの燃焼に伴って発生する熱の量である熱発生量と指示燃料供給量とから低位発熱量に相当する量を算出し、その算出した低位発熱量に相当する量に基づいて前記燃料に含まれるアルコールの濃度を第2アルコール濃度として取得する。この場合、混合ガス供給手段が正しく作動することにより、指示燃料供給量の燃料が燃焼室に供給されていれば、第2アルコール濃度は第1アルコール濃度に近い値となるはずである。換言すると、第1アルコール濃度と第2アルコール濃度との差の大きさが所定閾値よりも大きいとき、指示燃料供給量の燃料が燃焼室に供給されていない、即ち、前記混合ガス供給手段が異常であると判定することができる。
In the alcohol concentration corresponding value acquisition device of the present invention including these aspects ,
The first acquisition means includes
Wherein you get the same alcohol concentration as "concentration of alcohol contained in the fuel as the alcohol concentration correspondence value" becomes smaller as the combustion start before cylinder pressure P (.theta.a) is large. Alcohol concentration of fuel acquired by the first acquisition means this is referred to as a convenience, "first alcohol concentration".
Furthermore, in the alcohol concentration corresponding value acquisition device of the present invention,
The mixed gas supply means is configured to supply the fuel to the combustion chamber in response to an instruction signal (that is, an instruction fuel supply amount of fuel included in the instruction signal).
Furthermore, the alcohol concentration corresponding value acquisition device includes:
The command fuel supply amount is determined based on the operating state of the engine, and an instruction signal is sent to the mixed gas supply means so that fuel of the determined fuel supply amount is supplied from the mixed gas supply device to the combustion chamber. Fuel supply amount control means for delivering;
Heat generation amount estimation means for estimating an amount corresponding to a heat generation amount that is an amount of heat generated with combustion of the mixed gas at least during a period from the start of combustion of the mixed gas to the end of combustion;
An amount corresponding to the lower heat generation amount is calculated based on the estimated heat generation amount and the indicated fuel supply amount, and is included in the fuel based on the calculated lower heat generation amount. Second acquisition means for acquiring the concentration of alcohol as the second alcohol concentration;
An abnormality determination unit that determines that the mixed gas supply unit is abnormal when the magnitude of the difference between the acquired first alcohol concentration and the acquired second alcohol concentration is greater than a predetermined threshold;
It has.
This device calculates the amount corresponding to the lower heating value from the heat generation amount that is the amount of heat generated by the combustion of the mixed gas and the indicated fuel supply amount, and to the amount corresponding to the calculated lower heating value. Based on this, the concentration of alcohol contained in the fuel is acquired as the second alcohol concentration. In this case, the second alcohol concentration should be close to the first alcohol concentration if the indicated gas supply amount of fuel is supplied to the combustion chamber by correctly operating the mixed gas supply means. In other words, when the magnitude of the difference between the first alcohol concentration and the second alcohol concentration is greater than the predetermined threshold, the indicated fuel supply amount of fuel is not supplied to the combustion chamber, that is, the mixed gas supply means is abnormal. It can be determined that

前述したように、燃焼開始前筒内圧P(θa)(従って、燃焼開始前内部エネルギーU(θa))が大きいほど、燃料のリード蒸気圧は大きいと考えられる。従って、上記構成の装置は、燃焼開始前筒内圧P(θa)が大きいほど第1アルコール濃度が小さくなるように、第1アルコール濃度を決定する。   As described above, it is considered that the lead vapor pressure of the fuel increases as the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion (and hence the internal energy U (θa) before starting combustion) increases. Therefore, the apparatus having the above configuration determines the first alcohol concentration such that the first alcohol concentration decreases as the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) increases.

この場合、
前記第1取得手段は、
前記燃焼開始前筒内圧P(θa)と前記所定のタイミングにおける前記燃焼室の容積V(θa)との積に基づいて同所定のタイミングにおける前記燃焼室内のガスの内部エネルギー(燃焼開始前内部エネルギーU(θa))を算出する内部エネルギー算出手段を含むとともに、その算出した内部エネルギーU(θa)に基づいて前記第1アルコール濃度を取得するように構成され得る。
in this case,
The first acquisition means includes
Based on the product of the in-cylinder pressure P (θa) before combustion start and the volume V (θa) of the combustion chamber at the predetermined timing, the internal energy of the gas in the combustion chamber at the predetermined timing (internal energy before combustion start) U (θa)) may be included, and the first alcohol concentration may be acquired based on the calculated internal energy U (θa).

更に、第1アルコール濃度を取得する本発明のアルコール濃度対応値取得装置は、
前記圧縮行程の開始時に前記燃焼室内に存在する既燃ガスの量を取得する既燃ガス量取得手段を備え、
前記第1取得手段は、
前記燃焼開始前筒内圧が同一であっても前記取得された既燃ガス量が大きいほど前記第1アルコール濃度が大きくなるように同第1アルコール濃度を取得することが好適である。
Furthermore, the alcohol concentration corresponding value acquisition device of the present invention for acquiring the first alcohol concentration is
Comprising a burned gas amount obtaining means for obtaining the amount of burned gas present in the combustion chamber at the start of the compression stroke;
The first acquisition means includes
It is preferable to acquire the first alcohol concentration such that the first alcohol concentration increases as the acquired amount of burned gas increases even if the in-cylinder pressure before the start of combustion is the same.

これは、前述したように、燃焼開始前筒内圧P(θa)が同一である場合、既燃ガス量が大きいほど気体として振舞っている燃料の分子は少ないので、燃料のリード蒸気圧は小さい(即ち、アルコール濃度が大きい)と考えられるからである。   As described above, when the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) is the same, the larger the amount of burned gas, the smaller the number of fuel molecules that behave as gas, so the fuel lead vapor pressure is smaller ( That is, it is considered that the alcohol concentration is high.

以下、本発明による内燃機関用燃料のアルコール濃度対応値取得装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。このアルコール濃度対応値取得装置は、機関の制御装置(例えば、燃料噴射量制御装置、点火時期制御装置等)でもある。
<第1実施形態>
(構成)
図4は、本発明の実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(以下、単に「第1装置」とも称呼する。)をピストン往復動型の火花点火式・多気筒(4気筒)・4サイクル・内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図4は、特定の気筒の断面のみを図示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。この機関10は、燃料にエタノール等のアルコールが含まれていても安定した運転ができるようになっている。
Embodiments of an alcohol concentration corresponding value acquisition device for internal combustion engine fuel according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This alcohol concentration corresponding value acquisition device is also an engine control device (for example, a fuel injection amount control device, an ignition timing control device, etc.).
<First Embodiment>
(Constitution)
FIG. 4 shows an alcohol concentration corresponding value acquisition device (hereinafter also simply referred to as “first device”) according to an embodiment of the present invention, which is a piston reciprocating spark ignition type, multi-cylinder (4 cylinders), and 4 cycles. A schematic configuration of a system applied to the internal combustion engine 10 is shown. FIG. 4 shows only a cross section of a specific cylinder, but the other cylinders have the same configuration. The engine 10 can operate stably even if the fuel contains alcohol such as ethanol.

機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20に「燃料と空気とを含む混合ガス」を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20から排出された排ガスを外部に放出するための排気系統50と、を含んでいる。   The engine 10 includes a cylinder block portion 20 including a cylinder block, a cylinder block lower case, an oil pan, and the like, a cylinder head portion 30 fixed on the cylinder block portion 20, and “fuel and air are supplied to the cylinder block portion 20. An intake system 40 for supplying the “containing mixed gas” and an exhaust system 50 for releasing the exhaust gas discharged from the cylinder block unit 20 to the outside are included.

シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これによりクランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21とピストン22の上面は、シリンダヘッド部30とともに燃焼室25を形成している。   The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 through the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The upper surfaces of the cylinder 21 and the piston 22 form a combustion chamber 25 together with the cylinder head portion 30.

シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を開閉駆動する吸気弁制御装置33、燃焼室25に連通した排気ポート34、排気ポート34を開閉する排気弁35、排気弁35を駆動するエキゾーストカムシャフト36、各気筒に備えられた点火プラグ37、各点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ38及び各気筒の吸気ポート31内に指示信号に含まれる指示燃料供給量の燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射手段、混合ガス供給手段)39を備えている。   The cylinder head unit 30 includes an intake port 31 that communicates with the combustion chamber 25, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake valve control device 33 that opens and closes the intake valve 32, an exhaust port 34 that communicates with the combustion chamber 25, an exhaust An exhaust valve 35 that opens and closes the port 34, an exhaust camshaft 36 that drives the exhaust valve 35, an ignition plug 37 provided in each cylinder, an igniter 38 that includes an ignition coil that generates a high voltage applied to each ignition plug 37, and each cylinder Is provided with an injector (fuel injection means, mixed gas supply means) 39 for injecting fuel of the indicated fuel supply amount included in the instruction signal.

吸気弁制御装置33は、指示信号に応答して、インテークカムシャフトとインテークカム(図示せず)との相対回転角度(位相角度)を油圧により調整・制御する周知の構成を備え、吸気弁32の開弁時期(吸気弁開弁時期)を変更することができるようになっている。   The intake valve control device 33 has a known configuration that adjusts and controls the relative rotation angle (phase angle) between an intake camshaft and an intake cam (not shown) by hydraulic pressure in response to an instruction signal. The valve opening timing (intake valve opening timing) can be changed.

本例において、吸気弁の開弁期間(開弁クランク角度幅)は一定である。従って、吸気弁開弁時期が所定角度だけ進角又は遅角させられると、吸気弁閉弁時期も同所定角度だけ進角又は遅角させられる。また、排気弁35の開弁時期及び閉弁時期は一定である。従って、吸気弁制御装置33によって吸気弁開弁時期が変更されることに伴ってバルブオーバーラップ期間(吸気弁32及び排気弁35が共に開弁している期間)が変化する。バルブオーバーラップ期間が大きいほど、そのバルブオーバーラップ期間中に吸気ポート31に排出される既燃ガス(燃焼ガス、内部EGRガス)の量が増大するので、バルブオーバーラップ期間後において吸気弁32が開弁しているときに燃焼室25内に流入する既燃ガスの量も増大する。   In this example, the valve opening period (the valve opening crank angle width) of the intake valve is constant. Therefore, when the intake valve opening timing is advanced or retarded by a predetermined angle, the intake valve closing timing is also advanced or retarded by the predetermined angle. Further, the opening timing and closing timing of the exhaust valve 35 are constant. Accordingly, the valve overlap period (period in which both the intake valve 32 and the exhaust valve 35 are open) changes as the intake valve opening timing is changed by the intake valve control device 33. Since the amount of burnt gas (combustion gas, internal EGR gas) discharged to the intake port 31 during the valve overlap period increases as the valve overlap period increases, the intake valve 32 moves after the valve overlap period. The amount of burned gas that flows into the combustion chamber 25 when the valve is opened also increases.

なお、吸気弁制御装置33によって吸気弁開弁時期が最も遅角側に設定されている場合を基準値0とし、その基準値から実際に制御されている吸気弁開弁時期までのクランク角度を吸気弁進角度VTと称呼する。従って、吸気弁進角度VTはバルブオーバーラップ期間に応じた値となる。即ち、吸気弁進角度VTが大きいほどバルブオーバーラップ期間は長くなり、圧縮行程開始時に燃焼室25内に含まれる既燃ガス量も増大する。   The reference value 0 is used when the intake valve opening timing is set to the most retarded side by the intake valve control device 33, and the crank angle from the reference value to the intake valve opening timing that is actually controlled is set as the reference value. This is referred to as an intake valve advance angle VT. Therefore, the intake valve advance angle VT is a value corresponding to the valve overlap period. That is, the larger the intake valve advance angle VT, the longer the valve overlap period, and the greater the amount of burned gas contained in the combustion chamber 25 at the start of the compression stroke.

吸気系統40は、インテークマニホールド41、吸気管(吸気ダクト)42、エアフィルタ43、スロットル弁44及びスロットル弁アクチュエータ44aを備えている。   The intake system 40 includes an intake manifold 41, an intake pipe (intake duct) 42, an air filter 43, a throttle valve 44, and a throttle valve actuator 44a.

インテークマニホールド41は、各気筒の吸気ポート31に接続されている。より詳細には、インテークマニホールド41は各吸気ポート31に接続された複数の枝部41aと、それらの枝部が集合したサージタンク部41bと、を備えている。吸気管42はサージタンク部41bに接続されている。インテークマニホールド41及び吸気管42は吸気通路を構成している。エアフィルタ43は吸気管42の端部に設けられている。スロットル弁44は吸気管42に回動可能設けられ、回動することにより吸気管42が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ(スロットル弁駆動手段)44aは、DCモータからなり、指示信号に応答してスロットル弁44を回転駆動するようになっている。   The intake manifold 41 is connected to the intake port 31 of each cylinder. More specifically, the intake manifold 41 includes a plurality of branch portions 41a connected to each intake port 31, and a surge tank portion 41b in which those branch portions are gathered. The intake pipe 42 is connected to the surge tank portion 41b. The intake manifold 41 and the intake pipe 42 constitute an intake passage. The air filter 43 is provided at the end of the intake pipe 42. The throttle valve 44 is rotatably provided in the intake pipe 42, and changes the opening cross-sectional area of the intake passage formed by the intake pipe 42 by rotating. The throttle valve actuator (throttle valve drive means) 44a is formed of a DC motor, and rotates the throttle valve 44 in response to an instruction signal.

排気系統50は、排気ポート34に連通したエキゾーストマニホールド51、エキゾーストマニホールド51に接続されたエキゾーストパイプ(排気管)52、上流側の三元触媒53及び下流側の三元触媒54を備えている。上流側の三元触媒53は、エキゾーストパイプ52に配設されている。下流側の三元触媒54は、上流側の三元触媒53の下流においてエキゾーストパイプ52に配設されている。排気ポート34、エキゾーストマニホールド51及びエキゾーストパイプ52は、排気通路を構成している。   The exhaust system 50 includes an exhaust manifold 51 communicating with the exhaust port 34, an exhaust pipe (exhaust pipe) 52 connected to the exhaust manifold 51, an upstream three-way catalyst 53, and a downstream three-way catalyst 54. The upstream three-way catalyst 53 is disposed in the exhaust pipe 52. The downstream three-way catalyst 54 is disposed in the exhaust pipe 52 downstream of the upstream three-way catalyst 53. The exhaust port 34, the exhaust manifold 51, and the exhaust pipe 52 constitute an exhaust passage.

一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ61、スロットルポジションセンサ62、カムポジションセンサ63、クランクポジションセンサ64、各気筒に設けられた筒内圧センサ65、冷却水温センサ66、第1触媒53の上流の排気通路に配設された上流側空燃比センサ67、第1触媒53の下流であって第2触媒54の上流の排気通路に配設された下流側空燃比センサ68、アクセル開度センサ69及び電気制御装置70を備えている。   On the other hand, this system includes a hot-wire air flow meter 61, a throttle position sensor 62, a cam position sensor 63, a crank position sensor 64, an in-cylinder pressure sensor 65 provided in each cylinder, a coolant temperature sensor 66, and an upstream of the first catalyst 53. An upstream air-fuel ratio sensor 67 disposed in the exhaust passage, a downstream air-fuel ratio sensor 68 disposed in the exhaust passage downstream of the first catalyst 53 and upstream of the second catalyst 54, an accelerator opening sensor 69, and An electric control device 70 is provided.

熱線式エアフローメータ61は、吸気管42内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、質量流量Gaを表す信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ62は、スロットル弁44の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。
カムポジションセンサ63は、インテークカムシャフトが所定角度から90度、次いで90度、更に180度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。
クランクポジションセンサ64は、クランク軸24が10度回転する毎にパルスを出力するようになっている。クランクポジションセンサ64から出力されるパルスは機関回転速度NEを表す信号に変換されるようになっている。更に、カムポジションセンサ63及びクランクポジションセンサ64からの信号に基いて、各気筒のクランク角θが求められるようになっている。
The hot-wire air flow meter 61 detects the mass flow rate per unit time of the intake air flowing through the intake pipe 42 and outputs a signal representing the mass flow rate Ga.
The throttle position sensor 62 detects the opening of the throttle valve 44 and outputs a signal representing the throttle valve opening TA.
The cam position sensor 63 outputs one pulse every time the intake camshaft rotates 90 degrees, 90 degrees, and 180 degrees from a predetermined angle.
The crank position sensor 64 outputs a pulse every time the crankshaft 24 rotates 10 degrees. The pulse output from the crank position sensor 64 is converted into a signal representing the engine rotational speed NE. Further, the crank angle θ of each cylinder is obtained based on signals from the cam position sensor 63 and the crank position sensor 64.

筒内圧センサ65は、対応する燃焼室25内の圧力を検出し、筒内圧Pを表す信号を出力するようになっている。各気筒の筒内圧Pはクランク角が微小角度Δθだけ変化する毎に電気制御装置70により取得され、その筒内圧Pが取得された気筒のクランク角θとともに後述するRAM73に筒内圧P(θ)の形式にて格納されて行く。   The in-cylinder pressure sensor 65 detects the pressure in the corresponding combustion chamber 25 and outputs a signal representing the in-cylinder pressure P. The in-cylinder pressure P of each cylinder is acquired by the electric control device 70 every time the crank angle changes by a minute angle Δθ, and the in-cylinder pressure P (θ) is stored in a RAM 73 described later together with the crank angle θ of the cylinder from which the in-cylinder pressure P is acquired. Stored in the form of

上流側空燃比センサ67及び下流側空燃比センサ68は、触媒53の上下流の空燃比を検出し、その上下流の空燃比を表す信号をそれぞれ出力するようになっている。
アクセル開度センサ69は、運転者によって操作されるアクセルペダル81の操作量を検出し、アクセルペダル81の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
The upstream air-fuel ratio sensor 67 and the downstream air-fuel ratio sensor 68 detect the upstream and downstream air-fuel ratios of the catalyst 53 and output signals representing the upstream and downstream air-fuel ratios, respectively.
The accelerator opening sensor 69 detects the operation amount of the accelerator pedal 81 operated by the driver, and outputs a signal representing the operation amount Accp of the accelerator pedal 81.

電気制御装置70は、互いにバスで接続された「CPU71、CPU71が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)及び定数等を予め記憶したROM72、CPU71が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM73、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオン位置にあるときデータを書き込むことが可能であり且つイグニッション・キー・スイッチの位置に拘らず書き込まれたデータを保持するバックアップRAM74、並びに、ADコンバータを含むインターフェース75等」からなるマイクロコンピュータである。インターフェース75は、前記センサ61〜69と接続され、CPU71にセンサ61〜69からの信号を供給するようになっている。インターフェース75は、CPU71の指示に応じて吸気弁制御装置33、各気筒のインジェクタ39及びスロットル弁アクチュエータ44aに駆動信号を送出するとともに、各気筒のイグナイタ38に点火信号を送出するようになっている。   The electrical control device 70 is connected to each other via a bus “CPU 71, a routine (program) executed by the CPU 71, a table (look-up table, map), a ROM 72 in which constants are stored in advance, and the CPU 71 temporarily stores data as necessary. A storage RAM 73, a backup RAM 74 capable of writing data when an ignition key switch (not shown) is in the ON position and holding the written data regardless of the position of the ignition key switch, and A microcomputer including an interface 75 including an AD converter. The interface 75 is connected to the sensors 61 to 69 and supplies signals from the sensors 61 to 69 to the CPU 71. The interface 75 sends a drive signal to the intake valve control device 33, the injector 39 of each cylinder and the throttle valve actuator 44a in accordance with an instruction from the CPU 71, and sends an ignition signal to the igniter 38 of each cylinder. .

(アルコール濃度の第1推定原理)
次に、第1装置が採用した「燃料のアルコール濃度の第1推定原理」について説明する。燃料のアルコール濃度は、以下において、ガソリン及びアルコールからなる燃料(アルコール含有燃料)の体積に対するアルコールの体積の比を意味する。但し、燃料のアルコール濃度は、アルコール含有燃料の質量に対するアルコールの質量の比であってもよい。更に、以下、アルコールの代表例としてエタノール(エチルアルコール)を用いて説明を行う。但し、本発明によるアルコール濃度対応値取得装置は、メタノール等の他のアルコールの濃度を推定する場合にも当然に適用することができる。
(First estimation principle of alcohol concentration)
Next, the “first estimation principle of the alcohol concentration of fuel” adopted by the first device will be described. In the following, the alcohol concentration of fuel means the ratio of the volume of alcohol to the volume of fuel (alcohol-containing fuel) composed of gasoline and alcohol. However, the alcohol concentration of the fuel may be a ratio of the mass of the alcohol to the mass of the alcohol-containing fuel. Further, a description will be given below using ethanol (ethyl alcohol) as a representative example of alcohol. However, the alcohol concentration corresponding value acquisition apparatus according to the present invention can naturally be applied to the case of estimating the concentration of other alcohols such as methanol.

エタノール等を含むアルコールはガソリンに比べ蒸発し難い。従って、燃料の揮発性の一つの指標であるリード蒸気圧(RVP)は、アルコール(例えば、エタノール)とガソリンとで大きく相違する。リード蒸気圧とは、密封された容器の中に0〜1℃の燃料を封入し、37.8℃(100F)にまで容器を温め、蒸気圧が平衡となったときの蒸気の圧力を言う。燃料の揮発性が高いほどリード蒸気圧は大きくなる。   Alcohol including ethanol is less likely to evaporate than gasoline. Accordingly, the lead vapor pressure (RVP), which is one index of fuel volatility, is greatly different between alcohol (for example, ethanol) and gasoline. Reed vapor pressure refers to the vapor pressure when fuel at 0 to 1 ° C. is sealed in a sealed container, the container is warmed to 37.8 ° C. (100 F), and the vapor pressure reaches equilibrium. . The higher the fuel volatility, the greater the reed vapor pressure.

従って、リード蒸気圧は燃料のエタノール濃度が高いほど小さくなる。それ故、燃料のリード蒸気圧を推定することができれば、燃料のエタノール濃度も推定することが可能である。   Therefore, the reed vapor pressure decreases as the fuel ethanol concentration increases. Therefore, if the fuel reed vapor pressure can be estimated, the fuel ethanol concentration can also be estimated.

ところで、吸気弁32が閉弁して燃焼室25内のガスが圧縮され始めてからの圧縮行程は断熱圧縮過程であると考えることができる。更に、圧縮行程後に燃料が燃焼し始めてから排気弁35が開弁するまでの膨張行程は断熱膨張過程であると考えることができる。従って、良く知られるように、熱力学の第1法則から下記の(1)式及び(2)式が導き出される。(1)式及び(2)式において、Qは燃焼室25における熱発生量(累積加熱量)、Pは燃焼室25内の圧力(即ち、筒内圧、燃焼室25内に存在するガスの圧力)、Vは燃焼室25の容積、θはクランク角、Wは燃焼室25内のガスが外部に対して行う仕事、Uは燃焼室25内のガスの内部エネルギーである。更に、κは燃焼室25内のガスの比熱比である。より詳しくは、κは、燃焼室25に吸入されてから実質的な燃焼が開始するまでの期間において燃焼室25内に存在するガスの比熱比と、実質的な燃焼が開始してから燃焼室25から排出されるまでの期間において燃焼室25内に存在するガスの比熱比と、の平均の比熱比である。κは燃料のアルコール濃度に応じて変化する。但し、ガソリンの比熱比及びアルコールの比熱比は、例えば、単原子分子や二原子分子等の比熱比に比べて十分に小さい。従って、ガソリンの比熱比及びアルコールの比熱比は実質的に等しいと扱うことができる。

Figure 0004670888
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By the way, it can be considered that the compression stroke after the intake valve 32 is closed and the gas in the combustion chamber 25 starts to be compressed is an adiabatic compression process. Further, it can be considered that the expansion stroke from when the fuel starts to burn after the compression stroke until the exhaust valve 35 opens is an adiabatic expansion process. Therefore, as is well known, the following equations (1) and (2) are derived from the first law of thermodynamics. In equations (1) and (2), Q is the amount of heat generated in the combustion chamber 25 (cumulative heating amount), and P is the pressure in the combustion chamber 25 (that is, the in-cylinder pressure, the pressure of the gas present in the combustion chamber 25). ), V is the volume of the combustion chamber 25, θ is the crank angle, W is the work performed by the gas in the combustion chamber 25 to the outside, and U is the internal energy of the gas in the combustion chamber 25. Further, κ is the specific heat ratio of the gas in the combustion chamber 25. More specifically, κ is the specific heat ratio of the gas existing in the combustion chamber 25 in the period from when it is sucked into the combustion chamber 25 until the substantial combustion starts, and after the substantial combustion starts, the combustion chamber This is the average specific heat ratio of the specific heat ratio of the gas existing in the combustion chamber 25 during the period from the discharge to 25. κ varies depending on the alcohol concentration of the fuel. However, the specific heat ratio of gasoline and the specific heat ratio of alcohol are sufficiently smaller than the specific heat ratio of, for example, monoatomic molecules or diatomic molecules. Therefore, it can be handled that the specific heat ratio of gasoline and the specific heat ratio of alcohol are substantially equal.
Figure 0004670888
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上記(2)式のdW/dθはP・dV/dθと等しいので、上記(2)式は下記(3)式のように書き直される。

Figure 0004670888
Since dW / dθ in the equation (2) is equal to P · dV / dθ, the equation (2) is rewritten as the following equation (3).
Figure 0004670888

従って、上記(1)式及び(3)式からdQ/dθを消去すると、下記の(4)式が得られる。

Figure 0004670888
Accordingly, when dQ / dθ is eliminated from the above equations (1) and (3), the following equation (4) is obtained.
Figure 0004670888

この(4)式から(5)式が得られる。

Figure 0004670888
From this equation (4), equation (5) is obtained.
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(5)式から、内部エネルギーUは、燃焼室25内のガスの圧力(筒内圧)Pに比例する(筒内圧Pと燃焼室容積Vとの積に比例する)と考えることができる。換言すると、内部エネルギーUは、筒内圧Pを取得(測定)することにより簡単に求めることができる。   From the equation (5), the internal energy U can be considered to be proportional to the gas pressure (in-cylinder pressure) P in the combustion chamber 25 (proportional to the product of the in-cylinder pressure P and the combustion chamber volume V). In other words, the internal energy U can be easily obtained by acquiring (measuring) the in-cylinder pressure P.

一方、筒内圧Pは、燃焼室25内において気体として振舞うことのできる分子の数に比例すると考えることができる。他方、上述した燃料のリード蒸気圧は、気体として振舞うことのできる燃料の分子の数に比例する。従って、燃料のリード蒸気圧は、「圧縮行程中の特定タイミング(混合ガスを圧縮する圧縮行程の開始後から混合ガスの燃焼が開始する前(更に好適には、点火時期前)までの期間内の所定のタイミング)」において「燃焼室25内に存在するガスの圧力及び内部エネルギー」に強い相関を有する(比例する)。   On the other hand, the in-cylinder pressure P can be considered to be proportional to the number of molecules that can behave as gas in the combustion chamber 25. On the other hand, the reed vapor pressure of the fuel described above is proportional to the number of fuel molecules that can behave as a gas. Therefore, the fuel lead vapor pressure is determined as follows: “In a period from the start of the compression stroke for compressing the mixed gas to the start of combustion of the mixed gas (more preferably, before the ignition timing) during the compression stroke. (The predetermined timing of “)” has a strong correlation (proportional) with “the pressure and internal energy of the gas existing in the combustion chamber 25”.

以上のことから、発明者は、「燃焼室25において混合ガスを圧縮する圧縮行程の開始後であって且つ混合ガスの燃焼が開始する前の特定タイミング(圧縮上死点前θa度クランク角=BTDCθadeg)での筒内圧(燃焼開始前筒内圧)P(θa)を取得し、その筒内圧P(θa)を上記(5)式に適用することにより同特定タイミングでの内部エネルギーU(θa)を推定すれば、その推定した内部エネルギーU(θa)から「燃料のエタノール濃度に対応する値」を推定することができるとの知見を得た。   From the above, the inventor stated that “a specific timing after the start of the compression stroke in which the mixed gas is compressed in the combustion chamber 25 and before the start of the combustion of the mixed gas (θa degree crank angle before compression top dead center = By obtaining the in-cylinder pressure (in-cylinder pressure before combustion start) P (θa) at BTDCθadeg) and applying the in-cylinder pressure P (θa) to the above equation (5), the internal energy U (θa) at the same specific timing is obtained. From the estimated internal energy U (θa), it was found that the “value corresponding to the ethanol concentration of the fuel” can be estimated.

また、上記(5)式における値(1/κ−1)・Vは圧縮行程中の特定タイミングに着目するとき定数と見做せるので、(5)式は「筒内圧P(θa)を定数倍すれば内部エネルギーU(θa)が得られること」を示している。よって、発明者は、圧縮行程中の特定タイミング(BTDCθadeg)での燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づいて「燃料のエタノール濃度に対応する値」を推定することができるとの知見を得た。以上が、燃料のアルコール濃度の第1推定原理である。   Further, since the value (1 / κ−1) · V in the above equation (5) can be regarded as a constant when focusing on the specific timing during the compression stroke, the equation (5) expresses “the in-cylinder pressure P (θa) as a constant. The internal energy U (θa) can be obtained by doubling. " Therefore, the inventor obtained knowledge that the “value corresponding to the ethanol concentration of the fuel” can be estimated based on the pre-combustion cylinder pressure P (θa) at a specific timing (BTDCθadeg) during the compression stroke. It was. The above is the first estimation principle of the alcohol concentration of the fuel.

なお、「燃料のエタノール濃度(アルコール濃度)に対応する値」とは、燃料のエタノール濃度(アルコール濃度)に応じて変化する値、即ち、燃料のエタノール濃度(アルコール濃度)が決まれば一意に決まる値である。この「燃料のエタノール濃度(アルコール濃度)に対応する値」は、便宜上、「エタノール濃度対応値(アルコール濃度対応値)」とも称呼される。エタノール濃度対応値(アルコール濃度対応値)はエタノール濃度(アルコール濃度)そのものであってもよい。   The “value corresponding to the ethanol concentration (alcohol concentration) of the fuel” is uniquely determined if the value that changes according to the ethanol concentration (alcohol concentration) of the fuel, that is, the ethanol concentration (alcohol concentration) of the fuel is determined. Value. This “value corresponding to the ethanol concentration (alcohol concentration) of the fuel” is also referred to as “ethanol concentration corresponding value (alcohol concentration corresponding value)” for convenience. The ethanol concentration corresponding value (alcohol concentration corresponding value) may be the ethanol concentration (alcohol concentration) itself.

上記「圧縮行程中の特定タイミング(BTDCθadeg)」は、好ましくは圧縮上死点前60度〜20度クランク角であって点火時期直前のタイミング、例えば、圧縮上死点前30度クランク角であることが好ましい。特定タイミングが遅角側であるほど(即ち、圧縮上死点に近くなるほど)筒内圧が大きくなるのでノイズを低減できる(S/Nを良好にできる)とともに、燃料の状態が圧力平衡状態に近づく(即ち、リード蒸気圧が測定される圧力平衡状態に近づく)からである。   The above-mentioned “specific timing during the compression stroke (BTDCθadeg)” is preferably a crank angle of 60 degrees to 20 degrees before compression top dead center and immediately before the ignition timing, for example, a crank angle of 30 degrees before compression top dead center. It is preferable. As the specific timing is retarded (that is, closer to the compression top dead center), the in-cylinder pressure increases, so noise can be reduced (S / N can be improved) and the fuel state approaches a pressure equilibrium state. (Ie, approaching the pressure equilibrium where the lead vapor pressure is measured).

図1及び図2は、種々のエタノール濃度を有する燃料(ガソリンとエタノールとのみからなる燃料)について、実測された筒内圧を上記(5)式に適用することにより計算した内部エネルギーUのクランク角θに対する変化の様子を示したグラフである。図2は図1に示した四角形Sqにより囲まれた部分を拡大した図である。これらの図に示したデータは、吸気弁32が圧縮上死点前120度〜圧縮上死点前150度クランク角の所定のタイミングにて閉弁させられ、且つ、吸気弁進角度VTが一定値に維持された場合に得られている。   1 and 2 show the crank angle of the internal energy U calculated by applying the actually measured in-cylinder pressure to the above equation (5) for fuels having various ethanol concentrations (fuel consisting only of gasoline and ethanol). 6 is a graph showing a change with respect to θ. FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by the square Sq shown in FIG. The data shown in these figures shows that the intake valve 32 is closed at a predetermined timing of 120 degrees before compression top dead center to 150 degrees before compression top dead center, and the intake valve advance angle VT is constant. It is obtained when the value is maintained.

これらのグラフにおいて、クランク角0は「圧縮上死点」を示し、クランク角θが負の値である領域は圧縮上死点前(BTDC)を示し、クランク角θが正の値である領域は圧縮上死点後(ATDC)を示す。例えば、「−30」はクランク角θが圧縮上死点前30度クランク角であり、「30」はクランク角θが圧縮上死点後30度クランク角である。更に、これらのグラフにおいて、E0(実線)、E20(破線)、E50(一点鎖線)及びE100(二点鎖線)は、燃料のエタノール濃度がそれぞれ0、20、50及び100(体積%)である燃料についての内部エネルギーUを示している。   In these graphs, the crank angle 0 indicates “compression top dead center”, the region where the crank angle θ is a negative value indicates the region before compression top dead center (BTDC), and the crank angle θ is a positive value. Indicates after compression top dead center (ATDC). For example, “−30” indicates that the crank angle θ is 30 degrees before compression top dead center, and “30” indicates that the crank angle θ is 30 degrees after compression top dead center. Further, in these graphs, E0 (solid line), E20 (dashed line), E50 (one-dot chain line), and E100 (two-dot chain line) are fuel ethanol concentrations of 0, 20, 50, and 100 (volume%), respectively. The internal energy U for the fuel is shown.

燃焼が開始すると燃料と酸素との化学反応に伴って熱が発生する。その熱は、燃焼室25内のガスが外部に対して行う仕事Wと、燃焼室25内のガスの内部エネルギーUの増加と、に使われる。換言すると、内部エネルギーUの急激な増大は燃焼が実質的に開始されたことを意味する。従って、図1から明らかなように、燃焼は上死点近傍から始まっている。よって、上記圧縮行程中の特定タイミング(例えば、圧縮上死点前30度クランク角)において燃焼室25内のガスは圧縮されているが、燃焼を開始していない。そして、図2から明らかなように、その圧縮行程中の特定タイミングにおいて、アルコール濃度が大きいほど内部エネルギーが小さくなっていることが理解される(図2の矢印Aを参照。)。   When combustion starts, heat is generated with a chemical reaction between the fuel and oxygen. The heat is used for work W performed by the gas in the combustion chamber 25 to the outside and for increasing the internal energy U of the gas in the combustion chamber 25. In other words, a sudden increase in the internal energy U means that combustion has substantially started. Therefore, as is apparent from FIG. 1, the combustion starts near the top dead center. Therefore, the gas in the combustion chamber 25 is compressed at a specific timing (for example, 30 ° crank angle before compression top dead center) during the compression stroke, but combustion is not started. As is apparent from FIG. 2, it is understood that the internal energy decreases as the alcohol concentration increases at a specific timing during the compression stroke (see arrow A in FIG. 2).

図3は、図2に示したデータのうち圧縮上死点前30度クランク角における内部エネルギーUと燃料のエタノール濃度EtOHとの関係を示したグラフである。この図3からも、圧縮行程中の特定タイミング(BTDCθadeg)における内部エネルギーU(θa)を推定することにより、その内部エネルギーU(θa)からエタノール濃度EtOHを推定できることが理解される。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the internal energy U and the ethanol concentration EtOH of the fuel at the 30 ° crank angle before compression top dead center in the data shown in FIG. FIG. 3 also shows that the ethanol concentration EtOH can be estimated from the internal energy U (θa) by estimating the internal energy U (θa) at a specific timing (BTDCθadeg) during the compression stroke.

更に、図5は、一定のエタノール濃度の燃料についてクランク角θに対する内部エネルギーUの変化を複数回測定した結果を表すグラフである。図5によれば、例えば、燃焼が実質的に開始する時点(圧縮上死点前15度前後)以降において、クランク角θに対する内部エネルギーUがばらついていることが理解できる。これは、燃焼の状態が、燃料の混合状態のばらつき、既燃ガス量のばらつき及び点火状態のばらつき等の影響を受けて燃焼毎に変動してしまうことに起因すると考えられる。   Further, FIG. 5 is a graph showing the result of measuring the change of the internal energy U with respect to the crank angle θ a plurality of times for a fuel having a constant ethanol concentration. According to FIG. 5, it can be understood that, for example, the internal energy U with respect to the crank angle θ varies after the time point when combustion substantially starts (around 15 degrees before compression top dead center). This is considered to be due to the fact that the state of combustion fluctuates from one combustion to another under the influence of variations in the fuel mixture state, burned gas amount variation, ignition state variation, and the like.

これに対し、図5から、例えば、圧縮上死点前20度クランク角よりも更に前のタイミングにおける内部エネルギーUは、異なるサイクル間において殆ど変動しないことが理解される。従って、圧縮行程中の特定タイミングにおける内部エネルギーU(θa)に基づけば、複数のサイクルの内部エネルギーU(θa)の平均を算出しなくても、エタノール濃度を精度良く推定することができる。   On the other hand, it can be understood from FIG. 5 that, for example, the internal energy U at a timing further before the crank angle 20 degrees before compression top dead center hardly varies between different cycles. Therefore, based on the internal energy U (θa) at a specific timing during the compression stroke, the ethanol concentration can be accurately estimated without calculating the average of the internal energy U (θa) of a plurality of cycles.

(実際の作動)
次に、第1装置の実際の作動についてフローチャートを参照しながら説明する。CPU71は、機関の始動操作が開始された時点(図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置から始動位置に変更された時点)以降、図6に示したエタノール濃度取得(推定)ルーチンを所定の微小時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ600から処理を開始してステップ610に進み、現時点が「機関10の始動操作開始後において何れかの気筒のクランク角が圧縮上死点前θa度クランク角(BTDCθadeg)に始めて到達した時点」の直後であるか否かを判定する。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the first device will be described with reference to a flowchart. The CPU 71 performs the ethanol concentration acquisition (estimation) routine shown in FIG. 6 at a predetermined minute after the start of the engine start operation (when an unillustrated ignition key switch is changed from the OFF position to the start position). It is executed repeatedly every time. Accordingly, when the predetermined timing is reached, the CPU 71 starts the process from step 600 and proceeds to step 610, where the current time is “the crank angle of any cylinder after starting the start operation of the engine 10 is the crank angle θa degrees before the compression top dead center. It is determined whether or not it is immediately after “at the first arrival at the corner (BTDCθadeg)”.

このとき、現時点が「機関10の始動操作開始後において何れかの気筒のクランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した時点」の直後でなければ、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、ステップ695に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   At this time, if the current time is not immediately after “the time when the crank angle of any cylinder has reached the θa degree crank angle before the compression top dead center after the start operation of the engine 10 is started”, the CPU 71 determines “ No "is determined, the process proceeds directly to step 695, and this routine is temporarily terminated.

これに対し、現時点が「機関10の始動操作開始後において何れかの気筒のクランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した時点」の直後であると、CPU71はステップ610にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ620乃至ステップ640の処理を順に行い、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、以下において、クランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した気筒を便宜上「クランク角到達気筒」と称呼する。   On the other hand, when the current time is immediately after “the time when the crank angle of any cylinder reaches the crank angle of θa degrees before compression top dead center after the start operation of the engine 10 is started”, the CPU 71 determines in step 610. It determines with "Yes", the process of step 620 thru | or step 640 described below is performed in order, it progresses to step 695, and this routine is once complete | finished. In the following, the cylinder whose crank angle has reached the crank angle for the first time before the compression top dead center is called “crank angle reaching cylinder” for convenience.

ステップ620:CPU71は、クランク角到達気筒に備えられている筒内圧センサ65の出力に基づいて燃焼開始前筒内圧P(θa)を取得する。
ステップ630:CPU71は、ステップ620にて取得した筒内圧P(θa)と、圧縮行程の特定クランク角θa(BTDCθadeg)における燃焼室25の容積V(θa)と、を上記(5)式に適用することにより、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)を算出(取得)する。なお、燃焼室25の容積V(θa)は予めROM72に記憶されている。
Step 620: The CPU 71 acquires a pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) based on the output of the in-cylinder pressure sensor 65 provided in the cylinder that has reached the crank angle.
Step 630: The CPU 71 applies the in-cylinder pressure P (θa) acquired in step 620 and the volume V (θa) of the combustion chamber 25 at the specific crank angle θa (BTDCθadeg) of the compression stroke to the above equation (5). By doing this, the internal energy U (θa) before starting combustion is calculated (acquired). Note that the volume V (θa) of the combustion chamber 25 is stored in the ROM 72 in advance.

ステップ640:CPU71は、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)とエタノール濃度EtOH(体積%)との関係を予め定めたテーブルMapEtOH(U)に上記ステップ630にて算出した燃焼開始前内部エネルギーU(θa)を適用することにより、実際のエタノール濃度EtOHを算出(推定)する。テーブルMapEtOH(U)は、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)とエタノール濃度EtOHとの関係を表す「予め実験により求められたデータ」に基づいて作成され、ROM72内に格納されている。以上により、始動直後において燃料のエタノール濃度EtOHが推定される。このステップ640にて算出されたエタノール濃度EtOHはバックアップRAM74内に格納される。テーブルMapEtOH(U)によれば、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)が大きくなるほどエタノール濃度EtOHは小さくなる。   Step 640: The CPU 71 calculates the relationship between the internal energy U (θa) before starting combustion and the ethanol concentration EtOH (volume%) in a predetermined table MapEtOH (U), and calculates the internal energy U (before starting combustion) calculated in step 630 above. By applying θa), the actual ethanol concentration EtOH is calculated (estimated). The table MapEtOH (U) is created on the basis of “data obtained in advance by experiment” representing the relationship between the internal energy U (θa) before combustion start and the ethanol concentration EtOH, and is stored in the ROM 72. As described above, the ethanol concentration EtOH of the fuel is estimated immediately after starting. The ethanol concentration EtOH calculated in step 640 is stored in the backup RAM 74. According to the table MapEtOH (U), the ethanol concentration EtOH decreases as the internal energy U (θa) before the start of combustion increases.

更に、CPUは、図7にフローチャートにより示した燃料噴射ルーチンを任意の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、吸気上死点前90度クランク角)θfに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。このクランク角が吸気上死点前の所定クランク角θfに一致して吸気行程を迎える気筒は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。従って、任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角θfになると、CPU71は図7のステップ700から処理を開始し、以下に述べるステップ710乃至ステップ770の処理を順に行い、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Further, the CPU performs the fuel injection routine shown in the flowchart of FIG. 7 every time the crank angle of an arbitrary cylinder coincides with a predetermined crank angle before intake top dead center (for example, 90 degrees crank angle before intake top dead center) θf. It is supposed to be executed repeatedly. The cylinder whose crank angle coincides with the predetermined crank angle θf before the intake top dead center and reaches the intake stroke is hereinafter also referred to as “fuel injection cylinder”. Therefore, when the crank angle of an arbitrary cylinder reaches the predetermined crank angle θf, the CPU 71 starts processing from step 700 in FIG. 7, sequentially performs the processing from step 710 to step 770 described below, and proceeds to step 795. The routine is temporarily terminated.

ステップ710:CPU71は、機関回転速度NE及び吸入空気量Gaと筒内吸入空気量Mcとの関係を予め定めたテーブルMapMcに現時点の機関回転速度NE及び現時点の吸入空気量Gaを適用することにより、燃料噴射気筒に吸入される今回の筒内吸入空気量Mcを推定・決定する。なお、筒内吸入空気量Mcは周知の空気モデルにより求められてもよい。
ステップ720:CPU71は、目標空燃比abyfrに理論空燃比stoichを設定する。この理論空燃比stoichは、燃料のエタノール濃度が0体積%である場合(つまり、燃料がガソリンのみからなっている場合)の値(例えば、14.5)である。
ステップ730:CPU71は、上記筒内吸入空気量Mcを目標空燃比abyfr(即ち、理論空燃比stoich)で除することにより、基本燃料噴射量Fbaseを算出する。
Step 710: The CPU 71 applies the current engine rotational speed NE and the current intake air amount Ga to a table MapMc that predetermines the relationship between the engine rotational speed NE and the intake air amount Ga and the in-cylinder intake air amount Mc. Then, the current in-cylinder intake air amount Mc taken into the fuel injection cylinder is estimated and determined. The in-cylinder intake air amount Mc may be obtained by a known air model.
Step 720: The CPU 71 sets the stoichiometric air-fuel ratio stoich to the target air-fuel ratio abyfr . This stoichiometric air-fuel ratio stoich is a value (for example, 14.5) when the ethanol concentration of the fuel is 0% by volume (that is, when the fuel is made only of gasoline).
Step 730: The CPU 71 calculates the basic fuel injection amount Fbase by dividing the in-cylinder intake air amount Mc by the target air-fuel ratio abyfr (that is, the stoichiometric air-fuel ratio stoich).

ステップ740:CPU71は、先に説明した図6のルーチンにより算出されているアルコール濃度EtOHをバックアップRAM74から読み出す。従って、今回の機関始動操作開始時から現時点までにアルコール濃度EtOHが更新されていない場合、ステップ740におけるアルコール濃度EtOHとして「前回の機関運転終了時におけるアルコール濃度EtOH」が使用される。   Step 740: The CPU 71 reads from the backup RAM 74 the alcohol concentration EtOH calculated by the routine shown in FIG. Therefore, if the alcohol concentration EtOH has not been updated from the start of the current engine start operation to the present time, “the alcohol concentration EtOH at the end of the previous engine operation” is used as the alcohol concentration EtOH in step 740.

ステップ750:CPU71は、補正係数k(アルコール濃度補正係数であり、前記「アルコール濃度対応値」でもある。)を、エタノール濃度EtOHと補正係数kとの関係を予め定めたテーブルMapkにステップ740にて読み込んだエタノール濃度EtOHを適用することにより、現時点における補正係数kを決定する。このMapkによれば、補正係数kは、エタノール濃度EtOHが0体積%であるときに1.0であり、エタノール濃度EtOHが大きくなるほど大きくなるように決定される。   Step 750: The CPU 71 sets the correction coefficient k (which is an alcohol concentration correction coefficient and also the “alcohol concentration corresponding value”) to a table Mapk in which the relationship between the ethanol concentration EtOH and the correction coefficient k is determined in advance in step 740. By applying the ethanol concentration EtOH read in this way, the correction coefficient k at the present time is determined. According to this Mapk, the correction coefficient k is 1.0 when the ethanol concentration EtOH is 0% by volume, and is determined so as to increase as the ethanol concentration EtOH increases.

ステップ760:CPU71は、基本燃料噴射量Fbaseにステップ750にて求められた補正係数kを乗じることにより(基本燃料噴射量Fbaseを補正係数kにて補正することにより)最終燃料噴射量Fiを求める。
ステップ770:CPU71は、最終燃料噴射量Fiの燃料(指示燃料供給量)が燃料噴射気筒に対するインジェクタ39から噴射されるように、そのインジェクタ39に対して噴射指示を行う。
Step 760: The CPU 71 obtains the final fuel injection amount Fi by multiplying the basic fuel injection amount Fbase by the correction coefficient k obtained in step 750 (by correcting the basic fuel injection amount Fbase with the correction coefficient k). .
Step 770: The CPU 71 issues an injection instruction to the injector 39 so that the final fuel injection amount Fi (indicated fuel supply amount) is injected from the injector 39 for the fuel injection cylinder.

以上により、エタノールが全く含まれていない燃料が供給された場合に理論空燃比(目標空燃比abyfr)を得るために必要な基本燃料噴射量Fbaseが補正係数kにより補正される。即ち、エタノール濃度EtOHが大きくなるほど最終燃料噴射量Fiは大きくなる。   As described above, the basic fuel injection amount Fbase necessary for obtaining the theoretical air-fuel ratio (target air-fuel ratio abyfr) is supplied by the correction coefficient k when fuel containing no ethanol is supplied. That is, the final fuel injection amount Fi increases as the ethanol concentration EtOH increases.

以上、説明したように、第1装置は、
内燃機関10の燃焼室25内の圧力である筒内圧Pを取得する筒内圧取得手段(筒内圧センサ65)と、
前記燃焼室に燃料及び空気を含む混合ガスを供給する混合ガス供給手段(インジェクタ39及び図7のステップ770を参照。)と、
前記混合ガスを圧縮する圧縮行程の開始後から前記混合ガスの燃焼が開始する前までの期間内の所定のタイミング(圧縮上死点前θa度クランク角)の筒内圧であって前記筒内圧取得手段により取得される筒内圧である燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づき且つ前記混合ガスの燃焼が開始した後の筒内圧であって前記筒内圧取得手段により取得される筒内圧である燃焼開始後筒内圧に基づくことなく、同燃焼開始前筒内圧P(θa)が大きいほど前記燃料に含まれるアルコールの濃度が小さいという関係(図6のステップ640のテーブルMapEtOH(U)を参照。)にしたがって「前記燃料に実際に含まれるアルコールの濃度に対応した値(例えば、エタノール濃度EtOH及び補正係数k等)」をアルコール濃度対応値として取得する第1取得手段(図6のステップ630、ステップ640、図7のステップ740及びステップ750を参照。)と、
を備える。
As described above, the first device is
In-cylinder pressure acquisition means (in-cylinder pressure sensor 65) for acquiring an in-cylinder pressure P that is a pressure in the combustion chamber 25 of the internal combustion engine 10,
Mixed gas supply means for supplying a mixed gas containing fuel and air to the combustion chamber (see the injector 39 and step 770 in FIG. 7);
The in-cylinder pressure is acquired at a predetermined timing (θa degree crank angle before compression top dead center) within a period from the start of the compression stroke for compressing the mixed gas to before the combustion of the mixed gas starts. The in-cylinder pressure obtained by the in-cylinder pressure obtaining unit based on the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion, which is obtained by the means, and after the combustion of the mixed gas is started. The relationship that the concentration of alcohol contained in the fuel is smaller as the in-cylinder pressure P (θa) before the start of combustion is larger without referring to the in-cylinder pressure after the start (see the table MapEtOH (U) in step 640 of FIG. 6) According to the first acquisition method, the “value corresponding to the concentration of alcohol actually contained in the fuel (for example, ethanol concentration EtOH, correction coefficient k, etc.)” is acquired as the alcohol concentration corresponding value. Stages (see step 630, step 640 in FIG. 6, step 740 and step 750 in FIG. 7);
Is provided.

燃焼開始前筒内圧P(θa)は、燃焼が開始する前の燃焼室25内のガスの圧力であるから、燃焼状態のばらつきの影響を受けない。従って、燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づいて求められたアルコール濃度対応値は、複数のサイクルに対して平均をとらなくとも精度の良い値となる。この結果、第1装置は、例えば、機関始動操作の開始直後においてアルコール濃度対応値を取得することができるので、そのアルコール濃度対応値を機関の始動直後から機関の制御に利用することができる。   Since the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion is the pressure of the gas in the combustion chamber 25 before starting combustion, it is not affected by variations in the combustion state. Therefore, the alcohol concentration corresponding value obtained based on the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion is a highly accurate value without taking an average for a plurality of cycles. As a result, the first device can acquire the alcohol concentration corresponding value immediately after the start of the engine starting operation, for example, and can use the alcohol concentration corresponding value for engine control immediately after the engine starts.

更に、第1装置の第1取得手段は、燃焼開始前筒内圧P(θa)と前記所定のタイミング(圧縮上死点前θa度クランク角)における燃焼室25の容積V(θa)との積(P(θa)・V(θa))に基づいて「燃焼室内のガスの内部エネルギーU(θa)を算出する内部エネルギー算出手段を含む(図6のステップ630を参照。)。更に、この第1取得手段は、その算出した内部エネルギーU(θa)に基づいてアルコール濃度対応値(エタノール濃度EtOH及び補正係数k等)を取得するように構成されている(図6のステップ640、図7のステップ740及びステップ750を参照。)。   Further, the first acquisition means of the first device is a product of the in-cylinder pressure P (θa) before combustion start and the volume V (θa) of the combustion chamber 25 at the predetermined timing (crank angle θa before compression top dead center). Based on (P (θa) · V (θa)) “includes internal energy calculation means for calculating the internal energy U (θa) of the gas in the combustion chamber (see step 630 in FIG. 6). 1 acquisition means is configured to acquire alcohol concentration corresponding values (ethanol concentration EtOH, correction coefficient k, etc.) based on the calculated internal energy U (θa) (step 640 in FIG. 6, FIG. 7). (See steps 740 and 750).

なお、第1装置は、内部エネルギーU(θa)を求め、その内部エネルギーU(θa)からエタノール濃度EtOHを求め、更に、そのエタノール濃度EtOHから補正係数kを求めていた。これに対し、第1装置は、内部エネルギーU(θa)を求め、その内部エネルギー(θa)からエタノール濃度EtOHを求めることなく補正係数k(アルコール濃度対応値)を直接求めるように構成されてもよい。 In addition, the 1st apparatus calculated | required internal energy U ((theta) a), calculated | required ethanol concentration EtOH from the internal energy U ((theta) a), and also calculated | required the correction coefficient k from the ethanol concentration EtOH. On the other hand, the first device is configured to obtain the internal energy U (θa) and directly obtain the correction coefficient k (the alcohol concentration corresponding value) without obtaining the ethanol concentration EtOH from the internal energy U (θa). Also good.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(以下、「第2装置」とも称呼する。)について説明する。上記(5)式に関する説明において記載したように、エタノール濃度EtOHは、圧縮行程中の特定タイミング(BTDCθadeg)での筒内圧である燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づいて推定され得る。そこで、第2装置は、エタノール濃度を、内部エネルギーU(θa)を算出することなく、燃焼開始前筒内圧P(θa)から直接求めるように構成されている。
<Second Embodiment>
Next, an alcohol concentration corresponding value acquisition device (hereinafter also referred to as “second device”) according to a second embodiment of the present invention will be described. As described in the description of the above formula (5), the ethanol concentration EtOH can be estimated based on the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion, which is the in-cylinder pressure at a specific timing (BTDCθadeg) during the compression stroke. Therefore, the second device is configured to directly obtain the ethanol concentration from the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) without calculating the internal energy U (θa).

より具体的に説明すると、第2装置のCPU71は、図7に示した燃料噴射ルーチンと、図6に代わる図8に示したエタノール濃度取得ルーチンと、を実行するようになっている。図7に示したルーチンについては説明済みである。よって、以下、図8に示したルーチンについて説明する。なお、図8において図6に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図6のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は適宜省略される。   More specifically, the CPU 71 of the second apparatus executes the fuel injection routine shown in FIG. 7 and the ethanol concentration acquisition routine shown in FIG. 8 instead of FIG. The routine shown in FIG. 7 has already been described. Therefore, the routine shown in FIG. 8 will be described below. In FIG. 8, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 6. Detailed description of these steps will be omitted as appropriate.

図8に示したルーチンは、図6に示したルーチンのステップ630及びステップ640をステップ810に置換したルーチンである。従って、CPU71は、ステップ610の実行時点が「機関10の始動操作開始後において何れかの気筒のクランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した時点」の直後であると、以下に述べるステップ620及びステップ810の処理を順に行い、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。   The routine shown in FIG. 8 is a routine in which step 630 and step 640 of the routine shown in FIG. Therefore, the CPU 71 determines that the execution time of step 610 is immediately after “the time when the crank angle of any cylinder has reached the θa degree crank angle before the compression top dead center after the start operation of the engine 10 is started”. Steps 620 and 810 described below are sequentially performed, and the process proceeds to Step 895 to end the present routine tentatively.

ステップ620:CPU71は、クランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した気筒に備えられている筒内圧センサ65の出力に基づいて燃焼開始前筒内圧P(θa)を取得する。
ステップ810:CPU71は、燃焼開始前筒内圧P(θa)とエタノール濃度EtOH(体積%)との関係を予め定めたテーブルMapEtOH(P)に上記ステップ620にて取得した燃焼開始前筒内圧P(θa)を適用することにより、実際のエタノール濃度EtOHを算出(推定)する。テーブルMapEtOH(P)は、燃焼開始前筒内圧P(θa)とエタノール濃度EtOHとの関係を表す「予め実験により求められたデータ」に基づいて作成され、ROM72内に格納されている。テーブルMapEtOH(P)によれば、燃焼開始前筒内圧P(θa)が大きくなるほどエタノール濃度EtOHは小さくなる。以上により、始動直後において燃料のエタノール濃度EtOHが推定される。このステップ810にて算出されたエタノール濃度EtOHはバックアップRAM74内に格納される。
Step 620: The CPU 71 acquires the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion based on the output of the in-cylinder pressure sensor 65 provided in the cylinder whose crank angle has reached the crank angle before the compression top dead center θa degree.
Step 810: The CPU 71 obtains the relationship between the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) and the ethanol concentration EtOH (volume%) in a predetermined table MapEtOH (P) in the above-described step 620 in-cylinder pre-combustion pressure P ( By applying θa), the actual ethanol concentration EtOH is calculated (estimated). The table MapEtOH (P) is created on the basis of “data obtained in advance by experiment” representing the relationship between the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion and the ethanol concentration EtOH, and is stored in the ROM 72. According to the table MapEtOH (P), the ethanol concentration EtOH decreases as the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) increases. As described above, the ethanol concentration EtOH of the fuel is estimated immediately after starting. The ethanol concentration EtOH calculated in step 810 is stored in the backup RAM 74.

このように推定されたエタノール濃度EtOHは、図7のステップ740の処理により読み出され、ステップ750の処理により補正係数kを決定する際に使用される。従って、燃料噴射量Fiは燃料のエタノール濃度EtOHが高くなるほど増量される。   The ethanol concentration EtOH estimated in this way is read out by the process of step 740 in FIG. 7 and used when the correction coefficient k is determined by the process of step 750. Accordingly, the fuel injection amount Fi increases as the ethanol concentration EtOH of the fuel increases.

以上、説明したように、第2装置は、内部エネルギーU(θa)を求めることなく、燃焼開始前筒内圧P(θa)に基づき且つ焼開始前筒内圧P(θa)が大きいほど燃料に含まれるアルコールの濃度が小さいという関係(図8のステップ810におけるテーブルMapEtOH(P)を参照。)にしたがってアルコール濃度対応値(エタノール濃度EtOH及び補正係数k等)を算出する第1取得手段を備えている(図8のステップ810を参照。)。   As described above, the second device is included in the fuel based on the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion and the in-cylinder pressure P (θa) before starting firing, without obtaining the internal energy U (θa). Provided with a first acquisition means for calculating an alcohol concentration corresponding value (ethanol concentration EtOH, correction coefficient k, etc.) in accordance with the relationship that the concentration of the alcohol is low (see table MapEtOH (P) in step 810 of FIG. 8). (See step 810 in FIG. 8).

なお、第2装置は、燃焼開始前筒内圧P(θa)を取得し、その燃焼開始前筒内圧P(θa)からエタノール濃度EtOHを求め、更に、そのエタノール濃度EtOHから補正係数kを求めていた。これに対し、第2装置は、燃焼開始前筒内圧P(θa)を取得し、取得した燃焼開始前筒内圧P(θa)からエタノール濃度EtOHを求めることなく、取得した燃焼開始前筒内圧P(θa)から補正係数k(アルコール濃度対応値)を直接求めるように構成されてもよい。   The second device acquires the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion, determines the ethanol concentration EtOH from the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion, and further calculates the correction coefficient k from the ethanol concentration EtOH. It was. On the other hand, the second device acquires the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion, and acquires the in-cylinder pressure P before starting combustion without obtaining the ethanol concentration EtOH from the acquired in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion. The correction coefficient k (value corresponding to the alcohol concentration) may be directly obtained from (θa).

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(以下、「第3装置」とも称呼する。)について説明する。第3装置は燃焼開始前内部エネルギーU(θa)に基づいてアルコール濃度対応値を取得する際、圧縮行程開始時に燃焼室25内に残存していた既燃ガス量を考慮する点のみにおいて第1装置と相違している。
<Third Embodiment>
Next, an alcohol concentration corresponding value acquisition device (hereinafter also referred to as “third device”) according to a third embodiment of the present invention will be described. When the third device obtains the alcohol concentration corresponding value based on the internal energy U (θa) before the start of combustion, the first device is only in consideration of the amount of burnt gas remaining in the combustion chamber 25 at the start of the compression stroke. It is different from the device.

上記(5)式から理解されるように、内部エネルギーUは燃焼室25内のガスの温度Tにも比例する。ことのことから、内部エネルギーUは燃焼室25内の既燃ガスの量にも依存すると考えられる。換言すると、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)は「気体として振舞っている燃料の分子によるエネルギーU1」と「既燃ガスの分子によるエネルギーU2」との和であると考えることができる。従って、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)が同一であっても、既燃ガス量が多いほど既燃ガスの分子によるエネルギーU2は大きくなるので、気体として振舞っている燃料の分子によるエネルギーU1は小さくなる。よって、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)に基づいてアルコール濃度を推定する際、既燃ガス量を考慮した方が、アルコール濃度をより高い精度にて推定することができる。第3装置はこのような知見に基づいてなされている。   As understood from the above equation (5), the internal energy U is also proportional to the temperature T of the gas in the combustion chamber 25. From this, it is considered that the internal energy U also depends on the amount of burned gas in the combustion chamber 25. In other words, the internal energy U (θa) before the start of combustion can be considered as the sum of “energy U1 due to fuel molecules acting as gas” and “energy U2 due to burned gas molecules”. Therefore, even if the internal energy U (θa) before the start of combustion is the same, the larger the amount of burned gas, the greater the energy U2 due to the burnt gas molecules, so the energy U1 due to the fuel molecules acting as gas is Get smaller. Therefore, when the alcohol concentration is estimated based on the internal energy U (θa) before the start of combustion, the alcohol concentration can be estimated with higher accuracy when the burned gas amount is taken into consideration. The third device is based on such knowledge.

図9は、エタノール濃度が同一の燃料を使用するとともに吸気弁進角度VTを種々の値に設定した(即ち、既燃ガス量を変更した)場合における、内部エネルギーUのクランク角θに対する変化の様子を示したグラフである。このグラフにおいて、クランク角0は「圧縮上死点」を示し、クランク角−30は圧縮上死点前30度クランク角を示す。VT0(破線)、VT20(実線)及びVT40(一点鎖線)は、吸気弁進角度VTが0度クランク角、20度クランク角及び40度クランク角である場合の内部エネルギーをそれぞれ示している。従って、VT40は「吸気弁開弁時期が最も進角されることにより既燃ガス量(残留ガス濃度)が最大の場合の内部エネルギーU」を示し、VT0は「吸気弁開弁時期が最も遅角されることにより既燃ガス量(残留ガス濃度)が最小の場合の内部エネルギーU」を示している。   FIG. 9 shows the change of the internal energy U with respect to the crank angle θ when the fuel having the same ethanol concentration is used and the intake valve advance angle VT is set to various values (that is, the burnt gas amount is changed). It is the graph which showed a mode. In this graph, the crank angle 0 indicates “compression top dead center”, and the crank angle −30 indicates a 30-degree crank angle before compression top dead center. VT0 (broken line), VT20 (solid line), and VT40 (one-dot chain line) indicate internal energy when the intake valve advance angle VT is a 0 degree crank angle, a 20 degree crank angle, and a 40 degree crank angle, respectively. Therefore, VT40 indicates “internal energy U when the amount of burned gas (residual gas concentration) is maximum due to the most advanced intake valve opening timing”, and VT0 indicates “the latest intake valve opening timing is the latest. The internal energy U ”when the burned gas amount (residual gas concentration) is the minimum is shown.

図10は、図9に示した内部エネルギーU(θ)と吸気弁進角度VTとからなるデータのうち、クランク角が圧縮上死点前30度クランク角(BTDCθadeg)であるときのデータをプロットしたグラフである。このグラフの横軸は吸気弁進角度VT(バルブオーバーラップ量、即ち、既燃ガス量)であり、縦軸は燃焼開始前内部エネルギーU(θa)である。   FIG. 10 plots data when the crank angle is 30 ° crank angle before compression top dead center (BTDCθadeg) from the data consisting of the internal energy U (θ) and the intake valve advance angle VT shown in FIG. It is a graph. The horizontal axis of this graph is the intake valve advance angle VT (the valve overlap amount, that is, the burned gas amount), and the vertical axis is the internal energy U (θa) before the start of combustion.

これらの図9及び図10から、同じエタノール濃度を有する燃料であっても、吸気弁進角度VTが増大してバルブオーバーラップ量が大きくなるほど、即ち、圧縮行程開始時における既燃ガスの量が増大するほど、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)が大きくなることが確認された。従って、図11に示したように、エタノール濃度EtOHは、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)が大きくなるほど小さくなるとともに、吸気弁進角度VTが進角側の値となるほど(即ち、バルブオーバーラップ量が大きくなって圧縮行程開始時における既燃ガス量が大きくなるほど)大きくなる。第3装置は、この図11に示した関係を用いて燃料のエタノール濃度EtOHを推定する。   9 and 10, even if the fuel has the same ethanol concentration, the amount of burnt gas at the start of the compression stroke increases as the intake valve advance angle VT increases and the valve overlap amount increases. It was confirmed that the internal energy U (θa) before the start of combustion increases as the value increases. Therefore, as shown in FIG. 11, the ethanol concentration EtOH decreases as the internal energy U (θa) before combustion starts increases, and as the intake valve advance angle VT becomes a value on the advance side (that is, valve overlap). The larger the amount and the larger the amount of burned gas at the start of the compression stroke), the larger. The third device estimates the ethanol concentration EtOH of the fuel using the relationship shown in FIG.

次に、第3装置の作動について説明する。第3装置のCPU71は、図7に示した燃料噴射ルーチンと、図6に代わる図12に示したエタノール濃度取得ルーチンと、を実行するようになっている。図7に示したルーチンについては説明済みである。よって、以下、図12に示したルーチンについて説明する。なお、図12において図6に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図6のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。   Next, the operation of the third device will be described. The CPU 71 of the third device executes the fuel injection routine shown in FIG. 7 and the ethanol concentration acquisition routine shown in FIG. 12 instead of FIG. The routine shown in FIG. 7 has already been described. Therefore, the routine shown in FIG. 12 will be described below. In FIG. 12, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 6. Detailed description of these steps will be omitted as appropriate.

図12に示したルーチンは、図6に示したルーチンのステップ640をステップ1210及びステップ1220に置換したルーチンである。従って、CPU71は、ステップ610の実行時点が「機関10の始動操作開始後において燃焼が終了した何れかの気筒のクランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した時点」の直後であると、ステップ620に進み、クランク角が圧縮上死点前θa度クランク角に始めて到達した気筒に備えられている筒内圧センサ65の出力に基づいて燃焼開始前筒内圧P(θa)を取得する。次いで、CPU71はステップ630に進み、上記(5)式を用いて燃焼開始前内部エネルギーU(θa)を算出(取得)する。その後、CPU71は、以下に述べるステップ1210及びステップ1220の処理を順に行い、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。 The routine shown in FIG. 12 is a routine in which step 640 of the routine shown in FIG. 6 is replaced with step 1210 and step 1220. Therefore, the CPU 71 executes step 610 immediately after “the time when the crank angle of any cylinder that has finished combustion after the start of the starting operation of the engine 10 first reaches the crank angle θa degrees before compression top dead center”. If there is, the routine proceeds to step 620, where the in-cylinder pressure P (θa) before starting combustion is obtained based on the output of the in-cylinder pressure sensor 65 provided in the cylinder whose crank angle reaches the crank angle before the compression top dead center for the first time. To do. Next, the CPU 71 proceeds to step 630 and calculates (acquires) the internal energy U (θa) before starting combustion using the above equation (5). Thereafter, the CPU 71 sequentially performs the processing of step 1210 and step 1220 described below, proceeds to step 1295, and once ends this routine.

ステップ1210:CPU71は、現時点における吸気弁進角度VTを取得する。前述したように吸気弁進角度VTが進角(増大)するにつれてバルブオーバーラップ量が大きくなり、従って、圧縮行程開始時点において燃焼室25内に存在する既燃ガス量は増大する。換言すると、このステップ1210の処理は、圧縮行程の開始時に燃焼室25内に存在する既燃ガスの量を取得する既燃ガス量取得手段の機能を達成している。   Step 1210: The CPU 71 acquires the current intake valve advance angle VT. As described above, the valve overlap amount increases as the intake valve advance angle VT advances (increases), and therefore the amount of burned gas existing in the combustion chamber 25 at the start of the compression stroke increases. In other words, the processing of this step 1210 achieves the function of the burned gas amount obtaining means for obtaining the amount of burned gas existing in the combustion chamber 25 at the start of the compression stroke.

なお、CPU71は図示しない吸気弁進角度制御ルーチンを実行することにより、スロットル弁開度TA(又は、負荷率KL)及び機関回転速度NEと、吸気弁進角度VTと、の関係を予め定めた吸気弁進角度テーブルMapVTに現時点のスロットル弁開度TA及び現時点の機関回転速度NEを適用することにより、現時点における吸気弁進角度VTを決定している。更に、CPU71は、その吸気弁進角度制御ルーチンにおいて、実際の吸気弁進角度が決定した吸気弁進角度VTに一致するように吸気弁制御装置33に駆動信号を送出している。   Note that the CPU 71 executes an intake valve advance angle control routine (not shown) to predetermine the relationship between the throttle valve opening TA (or load factor KL) and the engine rotational speed NE, and the intake valve advance angle VT. The current intake valve advance angle VT is determined by applying the current throttle valve opening degree TA and the current engine speed NE to the intake valve advance angle table MapVT. Further, in the intake valve advance angle control routine, the CPU 71 sends a drive signal to the intake valve control device 33 so that the actual intake valve advance angle coincides with the determined intake valve advance angle VT.

ステップ1220:CPU71は、内部エネルギーU(θa)及び吸気弁進角度VTと、エタノール濃度EtOH(体積%)と、の関係を予め定めたテーブルMapEtOH(U,VT)に上記ステップ630にて算出した内部エネルギーU(θa)及び上記ステップ1210にて取得した現時点の吸気弁進角度VTを適用することにより、実際のエタノール濃度EtOHを算出(推定)する。   Step 1220: The CPU 71 calculates the relationship between the internal energy U (θa) and the intake valve advance angle VT and the ethanol concentration EtOH (volume%) in a predetermined table MapEtOH (U, VT) in the above step 630. The actual ethanol concentration EtOH is calculated (estimated) by applying the internal energy U (θa) and the current intake valve advance angle VT acquired in step 1210.

このテーブルMapEtOH(U,VT)は、内部エネルギーU(θa)及び吸気弁進角度VTとエタノール濃度EtOHとの関係を表す「予め実験により求められたデータ」に基づいて作成され、ROM72内に格納されている。このテーブルMapEtOH(U,VT)によれば、エタノール濃度EtOHは、内部エネルギーU(θa)が大きくなるほど小さくなるように求められる。更に、テーブルMapEtOH(U,VT)によれば、吸気弁進角度VTが進角側の値となるほど(即ち、バルブオーバーラップ量が大きくなって圧縮行程開始時における既燃ガス量が大きくなるほど)、気体として振舞っている燃料の分子による内部エネルギーは小さいことになるので、エタノール濃度EtOHは大きくなるように求められる。   This table MapEtOH (U, VT) is created based on “data obtained in advance by experiment” representing the relationship between the internal energy U (θa), the intake valve advance angle VT, and the ethanol concentration EtOH, and is stored in the ROM 72. Has been. According to this table MapEtOH (U, VT), the ethanol concentration EtOH is determined so as to decrease as the internal energy U (θa) increases. Furthermore, according to the table MapEtOH (U, VT), the more the intake valve advance angle VT becomes a value on the advance side (that is, the greater the valve overlap amount, the greater the amount of burned gas at the start of the compression stroke). Since the internal energy due to the fuel molecules acting as a gas is small, the ethanol concentration EtOH is required to be large.

以上により、始動直後において燃料のエタノール濃度EtOHが推定される。加えて、このステップ1220にて算出されたエタノール濃度EtOHはバックアップラム74内に格納される。このように推定されたエタノール濃度EtOHは、図7のステップ740の処理により読み出され、ステップ750の処理により補正係数kを決定する際に使用される。従って、燃料噴射量Fiは燃料のエタノール濃度EtOHが高くなるほど増量される。   As described above, the ethanol concentration EtOH of the fuel is estimated immediately after starting. In addition, the ethanol concentration EtOH calculated in step 1220 is stored in the backup ram 74. The ethanol concentration EtOH estimated in this way is read out by the process of step 740 in FIG. 7 and used when the correction coefficient k is determined by the process of step 750. Accordingly, the fuel injection amount Fi increases as the ethanol concentration EtOH of the fuel increases.

以上、説明したように、第3装置は、第1及び第2装置と同様、筒内圧取得手段と、混合ガス供給手段と、第1取得手段と、を備えている。更に、第3装置は、圧縮行程の開始時に燃焼室25内に存在する既燃ガスの量を取得(推定)する既燃ガス量取得手段(図12のステップ1210を参照。)を備えている。加えて、第3装置の第1取得手段は、取得された既燃ガス量に基づき、燃焼開始前筒内圧P(θa)(従って、燃焼開始前内部エネルギーU(θa))が同一であっても、取得された既燃ガス量が大きいほど燃料に含まれるアルコールの濃度が大きいという関係(図11のグラフ及び図12のステップ1220におけるテーブルMapEtOH(U,VT)を参照。)にしたがって、アルコール濃度対応値(エタノール濃度EtOH及び補正係数k等)を取得するように構成されている。従って、既燃ガス量が変動する場合においても、アルコール濃度対応値をより精度良く取得することができる。   As described above, the third device includes the in-cylinder pressure acquisition unit, the mixed gas supply unit, and the first acquisition unit, like the first and second devices. Furthermore, the third device includes burned gas amount acquisition means (see step 1210 in FIG. 12) for acquiring (estimating) the amount of burned gas present in the combustion chamber 25 at the start of the compression stroke. . In addition, the first acquisition means of the third device has the same in-cylinder pressure P (θa) before combustion start (accordingly, internal energy U (θa) before combustion start) based on the acquired amount of burned gas. In addition, according to the relationship that the concentration of alcohol contained in the fuel increases as the amount of burned gas obtained increases (see the graph in FIG. 11 and the table MapEtOH (U, VT) in step 1220 in FIG. 12). Concentration corresponding values (ethanol concentration EtOH, correction coefficient k, etc.) are configured to be acquired. Therefore, even when the burnt gas amount fluctuates, the alcohol concentration correspondence value can be acquired with higher accuracy.

なお、第3装置は、図12のステップ1220においてテーブルMapEtOH(U,VT)を使用することにより燃料のエタノール濃度EtOHを推定した。これに対し、第3装置は、計算により燃料のエタノール濃度EtOHを求めるように構成されることもできる。   The third device estimated the ethanol concentration EtOH of the fuel by using the table MapEtOH (U, VT) in step 1220 of FIG. On the other hand, the third device can also be configured to obtain the ethanol concentration EtOH of the fuel by calculation.

より具体的に説明すると、図11に示したように、燃料のエタノール濃度EtOHは燃焼開始前内部エネルギーU(θa)に略比例する。従って、既燃ガスによる補正分をCと置けば、下記(6)式に基づいて燃料のエタノール濃度EtOHを求めることができる。(6)式においてkuは適合された比例定数である。

Figure 0004670888
More specifically, as shown in FIG. 11, the ethanol concentration EtOH of the fuel is substantially proportional to the internal energy U (θa) before starting combustion. Therefore, if the correction amount by the burned gas is set as C, the ethanol concentration EtOH of the fuel can be obtained based on the following equation (6). In equation (6), ku is an adapted proportionality constant.
Figure 0004670888

更に、エタノール濃度EtOHは吸気弁進角度VTにも略比例する。従って、図13及び下記(7)式に示したように、既燃ガスによる補正分Cは計算により求めることができる。よって、第3装置は、(6)式及び(7)式に基づいて、エタノール濃度EtOHを計算により求めることができる。

Figure 0004670888
Further, the ethanol concentration EtOH is substantially proportional to the intake valve advance angle VT. Therefore, as shown in FIG. 13 and the following equation (7), the correction C by the burned gas can be obtained by calculation. Therefore, the third device can obtain the ethanol concentration EtOH by calculation based on the equations (6) and (7).
Figure 0004670888

加えて、第3装置は、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)と吸気弁進角度VTとからエタノール濃度EtOHを推定していた。これに対し、第3装置は、燃焼開始前筒内圧P(θa)及び吸気弁進角度VTを取得し、その燃焼開始前筒内圧P(θa)及び吸気弁進角度VTからエタノール濃度EtOHを求めてもよい。   In addition, the third device estimates the ethanol concentration EtOH from the internal energy U (θa) before the start of combustion and the intake valve advance angle VT. In contrast, the third device acquires the in-cylinder pressure P (θa) and the intake valve advance angle VT before starting combustion, and obtains the ethanol concentration EtOH from the in-cylinder pressure P (θa) and the intake valve advance angle VT before starting combustion. May be.

更に、第3装置は、内部エネルギーU(θa)及び筒内圧P(θa)の何れかと、吸気弁進角度VTと、からエタノール濃度EtOHを推定することなく、補正係数k(アルコール濃度対応値)を直接求めるように構成されてもよい。   Further, the third device corrects the correction coefficient k (the alcohol concentration corresponding value) without estimating the ethanol concentration EtOH from either the internal energy U (θa) or the in-cylinder pressure P (θa) and the intake valve advance angle VT. May be directly determined.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(以下、「第4装置」とも称呼する。)について説明する。第4装置は、上記第1〜第3装置と同様に「圧縮行程中の特定クランク角θa(BTDCθadeg)」における「燃焼開始前内部エネルギーU(θa)又は燃焼開始前筒内圧P(θa)」を用いて、アルコール濃度(エタノール濃度)を算出する。以下、このように「燃焼開始前内部エネルギーU(θa)又は燃焼開始前筒内圧P(θa)」に基づいて取得されるアルコール濃度を、便宜上「第1アルコール濃度」と称呼する。
<Fourth embodiment>
Next, an alcohol concentration corresponding value acquisition apparatus (hereinafter also referred to as “fourth apparatus”) according to a fourth embodiment of the present invention will be described. As with the first to third devices, the fourth device is “internal energy U (θa) before combustion start or in-cylinder pressure P (θa) before combustion start” at “specific crank angle θa (BTDCθadeg) during the compression stroke”. Is used to calculate the alcohol concentration (ethanol concentration). Hereinafter, the alcohol concentration obtained based on “internal energy U (θa) before combustion start or in-cylinder pressure P (θa) before combustion start” in this way is referred to as “first alcohol concentration” for convenience.

更に、第4装置は、以下に述べるアルコール濃度の第2推定原理を採用する。第2推定原理によれば、アルコール濃度は「低位発熱量(低位発熱量に相当する量)」に基づいて取得される。この低位発熱量(低位発熱量に相当する量)に基づいて取得されるアルコール濃度を、便宜上「第2アルコール濃度」と称呼する。そして、第4装置は、第1アルコール濃度と第2アルコール濃度との差の大きさが所定閾値よりも大きいか否かを判定し、第1アルコール濃度と第2アルコール濃度との差の大きさが所定閾値よりも大きいとき、インジェクタ39等からなる「機関10に燃料を含む混合ガスを供給する混合ガス供給手段」が異常であると判定する異常判定手段を備える。   Further, the fourth device employs the second estimation principle of alcohol concentration described below. According to the second estimation principle, the alcohol concentration is acquired based on the “lower heating value (amount corresponding to the lower heating value)”. The alcohol concentration acquired based on the lower heating value (the amount corresponding to the lower heating value) is referred to as “second alcohol concentration” for convenience. Then, the fourth device determines whether the difference between the first alcohol concentration and the second alcohol concentration is greater than a predetermined threshold, and determines the difference between the first alcohol concentration and the second alcohol concentration. Is greater than a predetermined threshold value, it includes an abnormality determination unit that determines that the “mixed gas supply unit that supplies the mixed gas containing fuel to the engine 10”, which includes the injector 39 or the like, is abnormal.

(アルコール濃度の第2推定原理)
ここで、アルコール濃度の第2推定原理について説明する。低位発熱量は、燃料が単位質量あたりに発生できる熱量である。例えば、ガソリンの低位発熱量は40(MJ/g)であり、エタノールの低位発熱量は26(MJ/g)である。従って、低位発熱量は燃料のアルコール濃度に応じて変化する。そこで、第4装置は、以下のようにして低位発熱量に相当する値(低位発熱量を表す値である低位発熱量相当値)を取得し、その低位発熱量相当値に基づいてアルコール濃度を取得(推定)する。
(Second estimation principle of alcohol concentration)
Here, the second estimation principle of the alcohol concentration will be described. The lower heating value is the amount of heat that the fuel can generate per unit mass. For example, the lower heating value of gasoline is 40 (MJ / g), and the lower heating value of ethanol is 26 (MJ / g). Therefore, the lower heating value changes depending on the alcohol concentration of the fuel. Therefore, the fourth device obtains a value corresponding to the lower heating value (a lower heating value equivalent value that is a value representing the lower heating value) as follows, and determines the alcohol concentration based on the lower heating value equivalent value. Obtain (estimate).

図14は、クランク角θに対する「(A)筒内圧P、(B)P(θ)・V(θ)κ及び(C)上記(5)式により計算された内部エネルギーU」の変化の様子を示している。図14においても、クランク角0は「圧縮上死点」を示し、クランク角θが負の値である領域は圧縮上死点前(BTDC)を示し、クランク角θが正の値である領域は圧縮上死点後(ATDC)を示す。 FIG. 14 shows changes in “(A) in-cylinder pressure P, (B) P (θ) · V (θ) κ, and (C) internal energy U calculated by the above equation (5)” with respect to the crank angle θ. Is shown. Also in FIG. 14, the crank angle 0 indicates “compression top dead center”, the region where the crank angle θ is a negative value indicates the region before compression top dead center (BTDC), and the crank angle θ is a positive value. Indicates after compression top dead center (ATDC).

図14の(B)には、実線によりP(θ)・V(θ)κが示され、破線により燃焼室25における熱発生量(発生した熱の積算量、累積加熱量)Qが示されている。この両者の比較から、熱発生量Qの変化パターンはP(θ)・V(θ)κの変化パターンと概ね一致することが理解される。即ち、熱発生量Qは、P(θ)・V(θ)κに基づいて取得することができる。 In FIG. 14B, P (θ) · V (θ) κ is indicated by a solid line, and the amount of heat generated in the combustion chamber 25 (integrated amount of generated heat, cumulative heating amount) Q is indicated by a broken line. ing. From the comparison between the two, it can be understood that the change pattern of the heat generation amount Q substantially coincides with the change pattern of P (θ) · V (θ) κ . That is, the heat generation amount Q can be acquired based on P (θ) · V (θ) κ .

ところで、低位発熱量は、燃料が単位質量あたりに発生できる熱量である。そこで、第4装置は、図15に示したように、一回の燃焼による燃料の熱発生量Qに対応する量ΔP・Vκを算出する。この量ΔP・Vκは、便宜上、「発熱相当量」と称呼される。 By the way, the lower heating value is the amount of heat that the fuel can generate per unit mass. Therefore, the fourth apparatus, as shown in FIG. 15, to calculate the amount [Delta] P · V kappa corresponding to the heat generation amount Q of fuel by one combustion. This amount ΔP · is referred to as a “heat generation equivalent amount” for convenience.

より具体的に述べると、第4装置は、クランク角θが圧縮上死点前θs度クランク角(例えば、θs=60度クランク角)であるときのP(θs)・V(θs)κを取得する。更に、第4装置は、クランク角θが圧縮上死点後θe度クランク角(例えば、θe=60度クランク角)であるときのP(θe)・V(θe)κを取得する。その後、第4装置は、それらの差、即ち、P(θe)・V(θe)κからP(θs)・V(θs)κを減じた値を発熱相当量ΔP・Vκとして取得する。 More specifically, the fourth device calculates P (θs) · V (θs) κ when the crank angle θ is θs degrees before compression top dead center (for example, θs = 60 degrees crank angle). get. Further, the fourth device acquires P (θe) · V (θe) κ when the crank angle θ is the θe degree crank angle after compression top dead center (for example, θe = 60 degree crank angle). Thereafter, the fourth device obtains a difference between them, that is, a value obtained by subtracting P (θs) · V (θs) κ from P (θe) · V (θe) κ as a heat generation equivalent amount ΔP · V κ .

クランク角θが圧縮上死点前θs度クランク角である時点は、対象とする燃焼行程(膨張行程)に向う圧縮行程において吸気弁32及び排気弁35の両方が閉じた状態にあり且つ点火時期よりも十分に進角した時期である。即ち、混合ガスが何らの熱を発生していない時点である。クランク角θが圧縮上死点後θe度クランク角である時点は、対象とする燃焼行程における混合ガスの燃焼が実質的に終了する最も遅い時期よりも遅い所定の時期であり且つ排気弁開弁時期よりも進角した時期である。   When the crank angle θ is the θs degree crank angle before the compression top dead center, both the intake valve 32 and the exhaust valve 35 are closed in the compression stroke toward the target combustion stroke (expansion stroke) and the ignition timing is reached. It is a time when it has advanced sufficiently. That is, it is a time when the mixed gas does not generate any heat. The time point when the crank angle θ is the θe degree crank angle after compression top dead center is a predetermined time later than the latest time when combustion of the mixed gas in the target combustion stroke is substantially finished, and the exhaust valve is opened. It is a time advanced from the time.

なお、第4装置は、クランク角θが圧縮上死点前θs度クランク角と圧縮上死点後θe度クランク角との間にある場合の「P(θ)・V(θ)κ」の最大値MAXと最小値MINを取得し、それらの差(MAX−MIN)を発熱相当量ΔP・Vκとして取得するように構成されてもよい。 In the fourth device, “P (θ) · V (θ) κ ” when the crank angle θ is between the θs degree crank angle before compression top dead center and the θe degree crank angle after compression top dead center. The maximum value MAX and the minimum value MIN may be acquired, and the difference (MAX−MIN) may be acquired as the heat generation equivalent amount ΔP · .

即ち、第4装置は、少なくとも混合ガスの燃焼開始時(例えば、点火時期、又は、P・Vκが急激な上昇を開始する時点)から燃焼終了時(例えば、点火時期以降においてP・Vκが減少を開始する時点)までの期間において、混合ガスの燃焼に伴って発生する熱の量である熱発生量に相当する量(発熱相当量)ΔP・Vκを推定(取得)する熱発生量推定手段を備えている。 That is, the fourth device at least from the start of combustion of the mixed gas (for example, the ignition timing or the point at which P · V κ starts abrupt increase) to the end of combustion (for example, P · V κ after the ignition timing). Heat generation to estimate (acquire) an amount (equivalent heat generation) ΔP · V κ corresponding to the heat generation amount that is the amount of heat generated with the combustion of the mixed gas during the period until the start of decrease) A quantity estimation means is provided.

更に、第4装置は「発熱相当量ΔP・Vκ」を、その燃焼に供された燃料の質量に比例する燃料噴射量τ(=燃料噴射量Fiを質量に換算した値)により除することにより、低位発熱量に応じた値(低位発熱量相当値)LHVを推定する。なお、燃料噴射量τはアルコール濃度に応じて変化するが、ガソリンの濃度とアルコールの濃度とは、互いに実質的に等しいと扱っても問題が生じない程度に近い。 Further, the fourth device divides the “heat generation equivalent amount ΔP · V κ ” by the fuel injection amount τ (= the value obtained by converting the fuel injection amount Fi into mass) proportional to the mass of the fuel subjected to the combustion. Thus, a value corresponding to the lower heating value (lower heating value equivalent value) LHV is estimated. Although the fuel injection amount τ varies depending on the alcohol concentration, it is close to the extent that no problem arises even if the gasoline concentration and the alcohol concentration are substantially equal to each other.

そして、第4装置は、低位発熱量相当値LHVとアルコール濃度(エタノール濃度EtOH)との関係を定めた図16に示したテーブルMapEtOH(LHV)に「推定された低位発熱量相当値LHV」を適用することにより、第2アルコール濃度EtOH2を推定する。このテーブルMapEtOH(LHV)によれば、推定された低位発熱量相当値LHVが大きいほど第2アルコール濃度EtOH2は小さい値となるように求められる。以上がアルコール濃度の第2推定原理である。   Then, the fourth device sets “estimated lower heating value equivalent value LHV” in the table MapEtOH (LHV) shown in FIG. 16 which defines the relationship between the lower heating value equivalent value LHV and the alcohol concentration (ethanol concentration EtOH). By applying, the second alcohol concentration EtOH2 is estimated. According to this table MapEtOH (LHV), the larger the estimated lower heating value equivalent value LHV, the smaller the second alcohol concentration EtOH2 is obtained. The above is the second estimation principle of the alcohol concentration.

(実際の作動)
次に、第4装置の実際の作動について説明する。第4装置のCPU71は、図6及び図7に示したルーチンと、図17に示した異常判定ルーチンと、を実行するようになっている。図6及び図7に示したルーチンについては説明済みである。よって、以下、図17に示したルーチンについて説明する。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the fourth device will be described. The CPU 71 of the fourth device executes the routines shown in FIGS. 6 and 7 and the abnormality determination routine shown in FIG. The routines shown in FIGS. 6 and 7 have already been described. Therefore, the routine shown in FIG. 17 will be described below.

CPU71は図17にフローチャートにより示したルーチンを各気筒のクランク角が圧縮上死点後60度クランク角に到達した時点(膨張行程が実質的に終了した時点)にて実行するようになっている。従って、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点後60度クランク角に到達すると、CPU71はステップ1700から処理を開始し、以下に述べるステップ1710乃至ステップ1740の処理を順に行ってステップ1750に進む。   The CPU 71 executes the routine shown in the flowchart of FIG. 17 when the crank angle of each cylinder reaches the crank angle of 60 degrees after the compression top dead center (when the expansion stroke is substantially finished). . Therefore, when the crank angle of an arbitrary cylinder reaches 60 ° crank angle after compression top dead center, the CPU 71 starts processing from step 1700, sequentially performs the processing of steps 1710 to 1740 described below, and proceeds to step 1750. .

ステップ1710:CPU71は、図6のステップ640にて取得されているエタノール濃度EtOHを第1エタノール濃度EtOH1として読み込む。即ち、第1エタノール濃度EtOH1は、燃焼開始前内部エネルギーU(θa)に基づいて取得されたエタノール濃度EtOHである。なお、CPU71は、図6に代わる図8に示したルーチンを実行するとともに、このステップ1710にて図8のステップ810にて取得されているエタノール濃度EtOHを第1エタノール濃度EtOH1として読み込んでもよい。   Step 1710: The CPU 71 reads the ethanol concentration EtOH acquired in step 640 of FIG. 6 as the first ethanol concentration EtOH1. That is, the first ethanol concentration EtOH1 is the ethanol concentration EtOH acquired based on the internal energy U (θa) before starting combustion. The CPU 71 may execute the routine shown in FIG. 8 instead of FIG. 6 and may read the ethanol concentration EtOH acquired in step 810 of FIG. 8 as the first ethanol concentration EtOH1 in step 1710.

ステップ1720:CPU71は、クランク角が圧縮上死点後60度クランク角に到達した気筒(以下、「燃焼終了気筒」と称呼する。)の直前の燃焼に対する「発熱相当量ΔP・Vκ」を算出する。即ち、CPU71は、BTDC60degであるときのP(−60)・V(−60)κ=P(BTDC60deg)・V(BTDC60deg)κを取得し、ATDC60degであるときのP(60)・V(60)κ=P(ATDC60deg)・V(ATDC60deg)を取得し、それらの差(=P(60)・V(60)κ−P(−60)・V(−60)κ を発熱相当量ΔP・Vκとして取得する。なお、CPU71は、所定の微小なクランク角が経過する毎に、筒内圧Pを取得し、その筒内圧Pが取得された時点のクランク角θとその取得された筒内圧Pとを関連付けるように、その筒内圧Pを筒内圧P(θ)としてRAM73に格納している。また、燃焼室容積Vとクランク角θとの関係を予め定めたテーブルMapV(θ)がROM72内に格納されている。CPU71は、そのテーブルMapV(θ)とクランク角θとに基づいて燃焼室容積V(θ)を取得する。 Step 1720: The CPU 71 calculates the “heat generation equivalent amount ΔP · V κ ” for the combustion immediately before the cylinder whose crank angle has reached 60 ° crank angle after compression top dead center (hereinafter referred to as “combustion end cylinder”). calculate. That is, the CPU 71 acquires P (−60) · V (−60) κ = P (BTDC60deg) · V (BTDC60deg) κ when BTDC is 60 deg, and P (60) · V (60 when ATDC is 60 deg. ) Κ = P (ATDC60deg) · V (ATDC60deg) is obtained, and the difference (= P (60) · V (60) κ− P (−60) · V (−60) κ )) is obtained as a heat generation equivalent amount ΔP • Obtain as V κ . The CPU 71 acquires the in-cylinder pressure P every time a predetermined minute crank angle elapses, and associates the crank angle θ at the time when the in-cylinder pressure P is acquired with the acquired in-cylinder pressure P. The cylinder pressure P is stored in the RAM 73 as the cylinder pressure P (θ). Further, a table MapV (θ) in which the relationship between the combustion chamber volume V and the crank angle θ is predetermined is stored in the ROM 72. The CPU 71 acquires the combustion chamber volume V (θ) based on the table MapV (θ) and the crank angle θ.

ステップ1730:CPU71は、ステップ1720にて取得した発熱相当量ΔP・Vκを燃料供給量(供給燃料質量)τにより除することによって低位発熱量相当値LHVを取得する。燃料供給量(供給燃料質量)τは、燃焼終了気筒の前記直前の燃焼に供されたはずである燃料の質量(図7のステップ770にてインジェクタ39に対して行われた噴射指示に基づく最終燃料噴射量Fiを質量に換算した値)である。 Step 1730: CPU 71 obtains the lower heating value equivalent value LHV by the heat generation amount corresponding [Delta] P · V kappa acquired in step 1720 is divided by the fuel supply amount (supply fuel mass) tau. The fuel supply amount (supply fuel mass) τ is the mass of the fuel that should have been used for the immediately preceding combustion of the combustion end cylinder (the final value based on the injection instruction given to the injector 39 in step 770 in FIG. 7). The value obtained by converting the fuel injection amount Fi into mass).

ステップ1740:CPU71は、低位発熱量相当値LHVとアルコール濃度EtOH2との関係を予め定めたテーブルMapEtOH2にステップ1730にて算出された低位発熱量相当値LHVを適用することにより、現時点におけるアルコール濃度を第2アルコール濃度EtOH2として決定する。テーブルMapEtOH2によれば、低位発熱量相当値LHVが大きいほどアルコール濃度EtOH2は小さくなる。   Step 1740: The CPU 71 applies the lower calorific value equivalent value LHV calculated in step 1730 to the table MapEtOH2 that predetermines the relationship between the lower calorific value equivalent value LHV and the alcohol concentration EtOH2, thereby determining the current alcohol concentration. The second alcohol concentration is determined as EtOH2. According to the table MapEtOH2, the alcohol concentration EtOH2 decreases as the lower heating value equivalent value LHV increases.

次に、CPU71はステップ1750に進み、ステップ1710にて読込んだ第1エタノール濃度EtOH1とステップ1740にて決定された第2エタノール濃度EtOH2との差の大きさ(差の絶対値)が異常判定閾値(所定の閾値)IJOthより大きいか否かを判定する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1750, where the magnitude of the difference (absolute value of the difference) between the first ethanol concentration EtOH1 read in step 1710 and the second ethanol concentration EtOH2 determined in step 1740 is determined to be abnormal. It is determined whether or not the threshold (predetermined threshold) IJOth is greater.

ところで、インジェクタ39を含む混合ガス供給手段が正常に作動していれば、即ち、インジェクタ39から「図7のステップ770にて燃焼終了気筒のインジェクタ39に対して行われた噴射指示に基づく最終燃料噴射量(指示燃料供給量)Fi」の燃料が燃焼室25に供給されていれば、第2アルコール濃度EtOH2は第1アルコール濃度EtOH1に近い値となるはずである。換言すると、第2アルコール濃度EtOH2と第1アルコール濃度EtOH1との差の大きさが所定閾値IJOthよりも大きいことは、混合ガス供給手段が異常であると考えることができる。   By the way, if the mixed gas supply means including the injector 39 is operating normally, that is, the final fuel based on the injection instruction issued from the injector 39 to the injector 39 of the cylinder whose combustion has ended in step 770 of FIG. If the fuel of the injection amount (indicated fuel supply amount) Fi ”is supplied to the combustion chamber 25, the second alcohol concentration EtOH2 should be close to the first alcohol concentration EtOH1. In other words, if the magnitude of the difference between the second alcohol concentration EtOH2 and the first alcohol concentration EtOH1 is larger than the predetermined threshold value IJOth, it can be considered that the mixed gas supply means is abnormal.

そこで、CPU71は、「第2アルコール濃度EtOH2と第1アルコール濃度EtOH1との差の大きさ」が所定閾値IJOthよりも大きい場合、ステップ1750にて「Yes」と判定してステップ1760に進み、混合ガス供給手段異常フラグXIJOの値を「1」に設定する。なお、混合ガス供給手段異常フラグXIJOの値はバックアップRAM74内に格納される。次いで、CPU71はステップ1770に進み、図示しない警告ランプを点灯する。その後、CPU71はステップ1795に進み本ルーチンを一旦終了する。   Therefore, if “the difference between the second alcohol concentration EtOH2 and the first alcohol concentration EtOH1” is larger than the predetermined threshold value IJOth, the CPU 71 determines “Yes” in step 1750 and proceeds to step 1760 to mix. The value of the gas supply means abnormality flag XIJO is set to “1”. The value of the mixed gas supply means abnormality flag XIJO is stored in the backup RAM 74. Next, the CPU 71 proceeds to step 1770 to turn on a warning lamp (not shown). Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 1795 to end the present routine tentatively.

これに対し、CPU71は、「第2アルコール濃度EtOH2と第1アルコール濃度EtOH1との差の大きさ」が所定閾値IJOth以下である場合、ステップ1750にて「No」と判定してステップ1780に進み、混合ガス供給手段異常フラグXIJOの値を「0」に設定する。その後、CPU71はステップ1795に進み本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if “the magnitude of the difference between the second alcohol concentration EtOH2 and the first alcohol concentration EtOH1” is equal to or smaller than the predetermined threshold value IJOth, the CPU 71 determines “No” in step 1750 and proceeds to step 1780. Then, the value of the mixed gas supply means abnormality flag XIJO is set to “0”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 1795 to end the present routine tentatively.

以上、説明したように、第4装置は、指示信号に応じて燃料を燃焼室25に供給する混合ガス供給手段(インジェクタ39)を備えている。   As described above, the fourth device includes the mixed gas supply means (injector 39) that supplies fuel to the combustion chamber 25 in accordance with the instruction signal.

更に、第4装置は、
前記機関の運転状態に基づいて指示燃料供給量Fiを決定するとともに(図7のステップ710乃至760を参照。)、その決定した指示燃料供給量Fiの燃料が前記混合ガス供給手段(インジェクタ39等)から燃焼室25に供給されるように、その混合ガス供給手段に指示信号を送出する燃料供給量制御手段(図7のステップ770を参照。)を含む。
Furthermore, the fourth device is
The commanded fuel supply amount Fi is determined based on the operating state of the engine (see Steps 710 to 760 in FIG. 7), and the fuel of the determined commanded fuel supply amount Fi is the mixed gas supply means (injector 39, etc.). ) Includes a fuel supply amount control means (see step 770 in FIG. 7) for sending an instruction signal to the mixed gas supply means.

加えて、第4装置は、
少なくとも前記混合ガスの燃焼開始時から燃焼終了時までの期間において前記混合ガスの燃焼に伴って発生する熱の量である熱発生量に相当する量(発熱相当量ΔP・Vκ)を推定する熱発生量推定手段(図17のステップ1730を参照。)と、
前記推定された熱発生量に相当する量である発熱相当量ΔP・Vκと、前記指示燃料供給量Fiと、に基づいて低位発熱量に相当する量(低位発熱量相当値LHV)を算出するとともに同算出した低位発熱量に相当する量(低位発熱量相当値LHV)に基づいて前記燃料に含まれるアルコールの濃度を第2アルコール濃度EtOH2として取得する第2取得手段(図17のステップ1720乃至ステップ1740を参照。)と、
「前記取得された第1アルコール濃度EtOH1(図6のステップ640及び図17のステップ1710を参照。)と、前記取得された第2アルコール濃度EtOH2と、の差の大きさ」が所定閾値IJOthよりも大きいとき前記混合ガス供給手段が異常であると判定する異常判定手段(図17のステップ1750乃至ステップ1780を参照。)と、
を備えている。
In addition, the fourth device
An amount corresponding to a heat generation amount (a heat generation equivalent amount ΔP · V κ ) that is an amount of heat generated with combustion of the mixed gas is estimated at least during a period from the start of combustion of the mixed gas to the end of combustion. Heat generation amount estimation means (see step 1730 in FIG. 17);
An amount corresponding to the lower heating value (low heating value equivalent value LHV) is calculated based on the heating value corresponding to the estimated heat generation amount ΔP · V κ and the indicated fuel supply amount Fi. The second acquisition means (step 1720 in FIG. 17) acquires the concentration of alcohol contained in the fuel as the second alcohol concentration EtOH2 based on the amount corresponding to the calculated lower heating value (lower heating value equivalent value LHV). Through step 1740).
“The magnitude of the difference between the acquired first alcohol concentration EtOH1 (see step 640 in FIG. 6 and step 1710 in FIG. 17) and the acquired second alcohol concentration EtOH2” is determined from the predetermined threshold IJOth. An abnormality determination means (see Step 1750 to Step 1780 in FIG. 17) for determining that the mixed gas supply means is abnormal when
It has.

従って、第4装置は、第1アルコール濃度と第2アルコール濃度とを用いて、混合ガス供給手段が異常であるか否かを判定することができる。   Therefore, the fourth device can determine whether or not the mixed gas supply means is abnormal by using the first alcohol concentration and the second alcohol concentration.

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置は、早期に且つ燃焼状態の変動の影響を受けることなく「燃料に実際に含まれるアルコールの濃度に対応した値(アルコール濃度対応値)」を精度良く取得することができる。更に、これらの装置は、機関10の制御量(燃料噴射量等)を「アルコール濃度対応値又は第1アルコール濃度」により補正する機関制御量補正手段を備えているということもできる。従って、これらの装置は、機関10の始動直後から機関10をアルコール濃度に応じて制御することができる。   As described above, the alcohol concentration corresponding value acquisition device according to each embodiment of the present invention can detect the value corresponding to the concentration of alcohol actually contained in the fuel at an early stage and without being affected by the fluctuation of the combustion state. (Alcohol concentration correspondence value) "can be obtained with high accuracy. Furthermore, it can be said that these devices are provided with engine control amount correction means for correcting the control amount (fuel injection amount or the like) of the engine 10 by “the alcohol concentration corresponding value or the first alcohol concentration”. Therefore, these devices can control the engine 10 according to the alcohol concentration immediately after the engine 10 is started.

本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、各実施形態において燃焼開始前筒内圧P(θa)を用いることにより得られたアルコール濃度(第1アルコール濃度EtOH1)に基づいて点火時期を補正してもよい。この場合、アルコール濃度(第1アルコール濃度EtOH1)が高いほど点火時期を進角させることが望ましい。即ち、第1エタノール濃度EtOH1が大きいほど大きくなる点火時期進角補正量を求め、第1エタノール濃度EtOH1が0体積%の燃料(即ち、ガソリンのみからなる燃料)に対して適合されている基本点火時期をその点火時期進角補正量だけ進角させるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, the ignition timing may be corrected based on the alcohol concentration (first alcohol concentration EtOH1) obtained by using the pre-combustion in-cylinder pressure P (θa) in each embodiment. In this case, it is desirable to advance the ignition timing as the alcohol concentration (first alcohol concentration EtOH1) is higher. That is, the ignition timing advance angle correction amount that increases as the first ethanol concentration EtOH1 increases is obtained, and the basic ignition that is adapted to a fuel whose first ethanol concentration EtOH1 is 0% by volume (that is, a fuel consisting only of gasoline). The timing may be advanced by the ignition timing advance correction amount.

また、第4装置は、第2エタノール濃度EtOH2を複数回の燃焼に対して取得し、その得られた複数個の第2エタノール濃度EtOH2のデータの平均値を、図17のステップ1750にて使用される第2エタノール濃度EtOH2として採用してもよい。更に、第1乃至第4装置は、第1アルコール濃度(第1エタノール濃度)を複数回算出し、それらの平均値を最終的な第1アルコール濃度として採用してもよい。   Further, the fourth device acquires the second ethanol concentration EtOH2 for a plurality of combustions, and uses the obtained average value of the plurality of second ethanol concentrations EtOH2 in step 1750 of FIG. The second ethanol concentration EtOH2 may be adopted. Further, the first to fourth devices may calculate the first alcohol concentration (first ethanol concentration) a plurality of times, and adopt the average value as the final first alcohol concentration.

クランク角に対する燃焼室内のガスの内部エネルギーを種々のエタノール濃度を有する燃料について示したグラフである。It is the graph which showed the internal energy of the gas in a combustion chamber with respect to a crank angle about the fuel which has various ethanol concentrations. 図1に示した正方形枠内を拡大したグラフである。It is the graph which expanded the square frame shown in FIG. 図1及び図2に示したデータのうち「クランク角が圧縮上死点前30度クランク角であるときのデータ」を、横軸がエタノール濃度であり、縦軸が内部エネルギーであるグラフに示した図である。Of the data shown in FIGS. 1 and 2, “data when the crank angle is 30 degrees before compression top dead center” is shown in a graph in which the horizontal axis is ethanol concentration and the vertical axis is internal energy. It is a figure. 本発明の第1実施形態に係る内燃機関用燃料のアルコール濃度対応値取得装置(第1装置)が適用される内燃機関の概略図である。It is the schematic of the internal combustion engine to which the alcohol concentration corresponding | compatible value acquisition apparatus (1st apparatus) of the fuel for internal combustion engines which concerns on 1st Embodiment of this invention is applied. 一定のエタノール濃度の燃料についてクランク角に対する内部エネルギーを複数回測定した結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of having measured the internal energy with respect to a crank angle several times about the fuel of fixed ethanol concentration. 第1装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of 1st apparatus performs. 第1装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of 1st apparatus performs. 本発明の第2実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(第2装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the alcohol concentration corresponding | compatible value acquisition apparatus (2nd apparatus) which concerns on 2nd Embodiment of this invention performs. エタノール濃度が同一の燃料を使用するとともに吸気弁進角度を種々の値に設定した場合における、内部エネルギーのクランク角に対する変化の様子を示したグラフである。It is the graph which showed the mode of the change with respect to the crank angle of internal energy at the time of using the fuel with the same ethanol concentration and setting the intake valve advance angle to various values. 図9に示した内部エネルギーと吸気弁進角度とからなるデータのうち、クランク角が圧縮上死点前30度クランク角であるときのデータを、横軸が吸気弁進角度であり、縦軸が内部エネルギーであるグラフに示した図である。Of the data consisting of the internal energy and the intake valve advance angle shown in FIG. 9, the data when the crank angle is 30 degrees before the compression top dead center, the horizontal axis is the intake valve advance angle, It is the figure shown in the graph whose is internal energy. エタノール濃度と、燃焼開始前内部エネルギーと、吸気弁進角度と、の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between ethanol concentration, internal energy before a combustion start, and an intake valve advance angle. 本発明の第3実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(第3装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the alcohol concentration corresponding | compatible value acquisition apparatus (3rd apparatus) which concerns on 3rd Embodiment of this invention performs. 第3装置が計算によりアルコール濃度を求める際に使用する「既燃ガスによるアルコール濃度の補正分」を示したグラフである。It is the graph which showed "the correction | amendment part of alcohol concentration by burnt gas" used when the 3rd apparatus calculates | requires alcohol concentration by calculation. クランク角に対する「(A)筒内圧、(B)P・Vκ及び(C)内部エネルギー」の変化の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the change of "(A) cylinder pressure, (B) P * V ( kappa ), and (C) internal energy" with respect to a crank angle. クランク角に対する発熱相当量(熱発生量に相当する量)の変化の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the heat_generation | fever equivalent amount with respect to a crank angle (a quantity equivalent to heat generation amount). 低位発熱量相当値LHVとアルコール濃度(エタノール濃度)との関係を示したグラフ(テーブル)である。It is the graph (table) which showed the relationship between low calorific value equivalent value LHV and alcohol concentration (ethanol concentration). 本発明の第4実施形態に係るアルコール濃度対応値取得装置(第4装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the alcohol concentration corresponding | compatible value acquisition apparatus (4th apparatus) which concerns on 4th Embodiment of this invention performs.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、20…シリンダブロック部、21…シリンダ、22…ピストン、25…燃焼室、30…シリンダヘッド部、31…吸気ポート、32…吸気弁、33…吸気弁制御装置、34…排気ポート、35…排気弁、37…点火プラグ、38…イグナイタ、39…インジェクタ、40…吸気系統、41…インテークマニホールド、42…吸気管、44…スロットル弁、44a…スロットル弁アクチュエータ、50…排気系統、51…エキゾーストマニホールド、52…エキゾーストパイプ、53…三元触媒、54…三元触媒、61…熱線式エアフローメータ、62…スロットルポジションセンサ、63…カムポジションセンサ、64…クランクポジションセンサ、65…筒内圧センサ、66…冷却水温センサ、69…アクセル開度センサ、70…電気制御装置、71…CPU、74…バックアップRAM。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 20 ... Cylinder block part, 21 ... Cylinder, 22 ... Piston, 25 ... Combustion chamber, 30 ... Cylinder head part, 31 ... Intake port, 32 ... Intake valve, 33 ... Intake valve control apparatus, 34 ... Exhaust Port, 35 ... Exhaust valve, 37 ... Spark plug, 38 ... Igniter, 39 ... Injector, 40 ... Intake system, 41 ... Intake manifold, 42 ... Intake pipe, 44 ... Throttle valve, 44a ... Throttle valve actuator, 50 ... Exhaust system 51 ... Exhaust manifold, 52 ... Exhaust pipe, 53 ... Three-way catalyst, 54 ... Three-way catalyst, 61 ... Hot-wire air flow meter, 62 ... Throttle position sensor, 63 ... Cam position sensor, 64 ... Crank position sensor, 65 ... In-cylinder pressure sensor 66 ... cooling water temperature sensor 69 ... accelerator opening sensor 70 ... electric control unit, 71 ... CPU, 74 ... backup RAM.

Claims (3)

内燃機関の燃焼室内の圧力である筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記燃焼室に燃料及び空気を含む混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記混合ガスを圧縮する圧縮行程の開始後から前記混合ガスの燃焼が開始する前までの期間内の所定のタイミングの筒内圧であって前記筒内圧取得手段により取得される筒内圧である燃焼開始前筒内圧に基づき且つ前記混合ガスの燃焼が開始した後の筒内圧であって前記筒内圧取得手段により取得される筒内圧である燃焼開始後筒内圧に基づくことなく、同燃焼開始前筒内圧が大きいほど前記燃料に含まれるアルコールの濃度が小さいという関係にしたがって前記燃料に実際に含まれるアルコールの濃度に対応した値をアルコール濃度対応値として取得する第1取得手段と、
を備え
前記第1取得手段は、
前記燃焼開始前筒内圧が大きいほど前記アルコール濃度対応値としての前記燃料に含まれるアルコールの濃度が小さくなるように同アルコール濃度を第1アルコール濃度として取得する内燃機関用燃料のアルコール濃度対応値取得装置であって、
前記混合ガス供給手段は指示信号に応じて前記燃料を前記燃焼室に供給するように構成され、
更に、前記アルコール濃度対応値取得装置は、
前記機関の運転状態に基づいて指示燃料供給量を決定するとともに同決定した指示燃料供給量の燃料が前記混合ガス供給手段から前記燃焼室に供給されるように前記混合ガス供給手段に指示信号を送出する燃料供給量制御手段と、
少なくとも前記混合ガスの燃焼開始時から燃焼終了時までの期間において前記混合ガスの燃焼に伴って発生する熱の量である熱発生量に相当する量を推定する熱発生量推定手段と、
前記推定された熱発生量に相当する量と前記指示燃料供給量とに基づいて低位発熱量に相当する量を算出するとともに同算出した低位発熱量に相当する量に基づいて前記燃料に含まれるアルコールの濃度を第2アルコール濃度として取得する第2取得手段と、
前記取得された第1アルコール濃度と前記取得された第2アルコール濃度との差の大きさが所定閾値よりも大きいとき前記混合ガス供給手段が異常であると判定する異常判定手段と、
を備えたアルコール濃度対応値取得装置。
In-cylinder pressure acquisition means for acquiring an in-cylinder pressure that is a pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine;
Mixed gas supply means for supplying a mixed gas containing fuel and air to the combustion chamber;
Combustion start that is in-cylinder pressure at a predetermined timing within a period from the start of the compression stroke for compressing the mixed gas to before the start of combustion of the mixed gas, which is the in-cylinder pressure acquired by the in-cylinder pressure acquisition means The in-cylinder pressure before the start of combustion is based on the in-cylinder pressure after starting combustion based on the in-cylinder pressure after the start of combustion, which is the in-cylinder pressure after the start of combustion of the mixed gas. First acquisition means for acquiring, as an alcohol concentration corresponding value, a value corresponding to the concentration of alcohol actually contained in the fuel according to the relationship that the concentration of alcohol contained in the fuel is smaller as the
Equipped with a,
The first acquisition means includes
Acquire the alcohol concentration corresponding value of the fuel for the internal combustion engine that acquires the same alcohol concentration as the first alcohol concentration so that the concentration of the alcohol contained in the fuel as the alcohol concentration corresponding value decreases as the pre-combustion cylinder pressure increases. A device ,
The mixed gas supply means is configured to supply the fuel to the combustion chamber in response to an instruction signal,
Furthermore, the alcohol concentration corresponding value acquisition device includes:
The command fuel supply amount is determined based on the operating state of the engine, and an instruction signal is sent to the mixed gas supply means so that fuel of the determined fuel supply amount is supplied from the mixed gas supply device to the combustion chamber. Fuel supply amount control means for delivering;
Heat generation amount estimation means for estimating an amount corresponding to a heat generation amount that is an amount of heat generated with combustion of the mixed gas at least during a period from the start of combustion of the mixed gas to the end of combustion;
An amount corresponding to the lower heat generation amount is calculated based on the estimated heat generation amount and the indicated fuel supply amount, and is included in the fuel based on the calculated lower heat generation amount. Second acquisition means for acquiring the concentration of alcohol as the second alcohol concentration;
An abnormality determination unit that determines that the mixed gas supply unit is abnormal when the magnitude of the difference between the acquired first alcohol concentration and the acquired second alcohol concentration is greater than a predetermined threshold;
A device for acquiring a value corresponding to alcohol concentration.
請求項1に記載のアルコール濃度対応値取得装置において、  In the alcohol concentration corresponding value acquisition device according to claim 1,
前記第1取得手段は、  The first acquisition means includes
前記燃焼開始前筒内圧と前記所定のタイミングにおける前記燃焼室の容積との積に基づいて同所定のタイミングにおける前記燃焼室内のガスの内部エネルギーを算出する内部エネルギー算出手段を含むとともに、同算出した内部エネルギーに基づいて前記第1アルコール濃度を取得するように構成されたアルコール濃度対応値取得装置。  An internal energy calculating means for calculating the internal energy of the gas in the combustion chamber at the predetermined timing based on the product of the cylinder internal pressure before the combustion start and the volume of the combustion chamber at the predetermined timing; An alcohol concentration corresponding value acquisition device configured to acquire the first alcohol concentration based on internal energy.
請求項1又は請求項2に記載のアルコール濃度対応値取得装置であって、  The alcohol concentration corresponding value acquisition device according to claim 1 or 2,
前記圧縮行程の開始時に前記燃焼室内に存在する既燃ガスの量を取得する既燃ガス量取得手段を備え、  Comprising a burned gas amount obtaining means for obtaining the amount of burned gas present in the combustion chamber at the start of the compression stroke;
前記第1取得手段は、  The first acquisition means includes
前記燃焼開始前筒内圧が同一であっても前記取得された既燃ガス量が大きいほど前記第1アルコール濃度が大きくなるように同第1アルコール濃度を取得するアルコール濃度対応値取得装置。  An alcohol concentration corresponding value acquisition device that acquires the first alcohol concentration so that the first alcohol concentration increases as the acquired amount of burned gas increases even if the in-cylinder pressure before the start of combustion is the same.
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