JP4863119B2 - Internal combustion engine operation control method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、2種類の燃料を任意の混合割合で用いた火花点火式内燃機関に対する運転制御方法および装置に関する。   The present invention relates to an operation control method and apparatus for a spark ignition type internal combustion engine using two kinds of fuels in an arbitrary mixing ratio.

近年、資源枯渇および環境への懸念から、石油燃料に対する代替燃料の1つとしてアルコール燃料が有望視されており、ガソリンとアルコールとを混合した、いわゆるアルコール混合燃料として一部では実用化されている。ところが、このアルコール混合燃料はガソリン100%の燃料に比べ、その発熱量や気化特性が異なると共に、ガソリンに対する混合割合を示すそのアルコール濃度によっても特性が異なるので、ガソリン100%の燃料の使用を前提とするエンジンにそのままアルコール混合燃料を使用すると、制御空燃比が理論空燃比から外れ、排気成分が変化したり、運転性が悪化したりすることになる。   In recent years, due to resource depletion and environmental concerns, alcohol fuel has been considered promising as one of the alternative fuels to petroleum fuel, and is partially put into practical use as so-called alcohol mixed fuel in which gasoline and alcohol are mixed. . However, this alcohol-mixed fuel has different calorific value and vaporization characteristics compared to 100% gasoline fuel, and the characteristics also differ depending on the alcohol concentration indicating the mixing ratio to gasoline, so it is assumed that 100% gasoline fuel is used. If the alcohol-mixed fuel is used as it is in the engine, the control air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust component changes or the drivability deteriorates.

そこで、例えば特許文献1には、燃料の比誘電率の変化でアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出センサをガソリンタンク内やガソリンポンプの上流または下流に配設することにより、アルコール濃度を検出するガソリンの液種識別装置が開示されている。また、例えば特許文献2には、筒内圧を検出し、検出された筒内圧から求められる熱発生量に基づく低位発熱量から、燃料中に含まれるアルコール濃度を算出する技術が開示されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, an alcohol concentration detection sensor that detects an alcohol concentration based on a change in the relative permittivity of fuel is disposed in the gasoline tank or upstream or downstream of the gasoline pump, thereby detecting the alcohol concentration. A liquid type identification device is disclosed. Further, for example, Patent Document 2 discloses a technique for detecting the in-cylinder pressure and calculating the alcohol concentration contained in the fuel from the lower heating value based on the heat generation amount obtained from the detected in-cylinder pressure.

特開2004−125465号公報JP 2004-125465 A 特開昭64−88153号公報JP-A-64-88153

特許文献1に開示されているように、ガソリンタンク内やガソリンポンプの上流または下流に配設されたアルコール濃度検出センサを用いてアルコール濃度を検出する場合には、センサによって検出された燃料性状と実際にエンジンに噴射供給される燃料性状とが異なることがあり、適切な制御ができないことがある。例えば、燃料噴射弁に至る燃料経路内に古い燃料が残留した状態で、異なるアルコール濃度の燃料が新たに補給されたような場合、エンジンに実際に噴射供給される直前の燃料のアルコール濃度を検出することができない。このため、特に厳しい着火条件が要求される冷間始動時などにおいては、このアルコール濃度の検出値が不適切なために燃焼悪化や失火が発生し易く、排気エミッションの悪化を招くおそれがある。   As disclosed in Patent Document 1, when the alcohol concentration is detected using an alcohol concentration detection sensor disposed in the gasoline tank or upstream or downstream of the gasoline pump, the fuel property detected by the sensor is The fuel property actually injected and supplied to the engine may differ, and proper control may not be possible. For example, when old fuel remains in the fuel path to the fuel injection valve and fuel with a different alcohol concentration is newly replenished, the alcohol concentration of the fuel immediately before being injected and supplied to the engine is detected. Can not do it. For this reason, especially at the time of cold start where strict ignition conditions are required, the detected value of the alcohol concentration is inappropriate, so that combustion deterioration and misfire are likely to occur, and exhaust emission may be deteriorated.

また、特許文献2に開示の技術は、燃焼後のデータに基づいてアルコール濃度を算出しているため、実際に燃焼により発生した筒内圧に制御が依存することとなり、始動時の燃焼開始時点における燃料性状を検出することが本質的に不可能である。このため、上述した特許文献1と同様に、厳しい着火条件が要求される冷間始動時などにおいて、点火時期や燃料噴射量の同時補正が困難であり、失火やノッキングなどが発生し易く、排気エミッションの悪化を招くおそれがあった。   Further, since the technique disclosed in Patent Document 2 calculates the alcohol concentration based on the data after combustion, the control depends on the in-cylinder pressure actually generated by combustion, and at the start of combustion at the time of starting. It is essentially impossible to detect fuel properties. For this reason, as in the above-mentioned Patent Document 1, it is difficult to simultaneously correct the ignition timing and the fuel injection amount at the time of cold start where strict ignition conditions are required, and misfire and knocking are likely to occur. There was a risk of worsening emissions.

本発明の目的は、2種類の燃料を任意の混合割合で用いる火花点火式内燃機関において、冷間始動時であっても燃焼悪化や失火による排気エミッションの悪化を低減することのできる運転制御方法および装置を提供することにある。   An object of the present invention is an operation control method capable of reducing deterioration of combustion and deterioration of exhaust emission due to misfire even in a cold start in a spark ignition internal combustion engine using two kinds of fuels in an arbitrary mixing ratio. And providing an apparatus.

本発明の第1の形態は、第1の成分およびこの第1の成分と異なる第2の成分の少なくとも一方を燃料として用いる火花点火式内燃機関の運転制御方法であって、燃料が供給された燃焼室内の圧力を圧縮行程中の所定のクランク角位相にて検出するステップと、検出された圧力に基づき、燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるステップと、求めた第2の成分の割合に基づき、燃焼室に供給された燃料の供給量を補正するステップとを具えたことを特徴とするものである。   A first aspect of the present invention is an operation control method for a spark ignition type internal combustion engine using at least one of a first component and a second component different from the first component as fuel, and the fuel is supplied. A step of detecting the pressure in the combustion chamber at a predetermined crank angle phase during the compression stroke, and a ratio of the second component to the first component contained in the fuel supplied to the combustion chamber based on the detected pressure And a step of correcting the amount of fuel supplied to the combustion chamber based on the calculated ratio of the second component.

本発明の第1の形態による内燃機関の運転制御方法において、燃料の供給量を補正するステップが燃料供給量を増やすような補正の場合、このステップは燃焼室内の圧力を検出した圧縮工程中に行われることが好ましい。   In the internal combustion engine operation control method according to the first aspect of the present invention, when the step of correcting the fuel supply amount is a correction that increases the fuel supply amount, this step is performed during the compression process in which the pressure in the combustion chamber is detected. Preferably, it is done.

求めた第2の成分の割合に基づき、点火時期を補正するステップをさらに具えることができる。この場合、点火時期を補正するステップは、燃焼室内の圧力を検出したサイクルと同一サイクル中で行われることが好ましい。   The method may further include a step of correcting the ignition timing based on the obtained ratio of the second component. In this case, the step of correcting the ignition timing is preferably performed in the same cycle as the cycle in which the pressure in the combustion chamber is detected.

燃料タンクへの燃料の補給があったか否かを判定するステップをさらに具え、第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるステップは、燃料タンクへの燃料の補給があったと判断した場合に行われることが好ましい。この場合、燃料タンクへの燃料の補給があったか否かを判定するステップは、燃料タンクのキャップの開閉操作があったか否かを判定するステップを含むことができる。また、第1の成分に対する第2の成分の割合を求めた後の燃焼室への燃料の供給量の積算値が予め設定された所定値以上に達したか否かを判定するステップをさらに具え、第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるステップは、燃料の積算値が所定値に到達したと判断するまで行われることが好ましい。   The method further includes the step of determining whether or not fuel has been supplied to the fuel tank, and the step of obtaining the ratio of the second component to the first component is performed when it is determined that fuel has been supplied to the fuel tank. Are preferred. In this case, the step of determining whether or not fuel has been supplied to the fuel tank can include the step of determining whether or not the cap of the fuel tank has been opened or closed. Further, the method further includes a step of determining whether or not the integrated value of the amount of fuel supplied to the combustion chamber after the ratio of the second component to the first component has reached a predetermined value or more set in advance. The step of obtaining the ratio of the second component to the first component is preferably performed until it is determined that the integrated value of the fuel has reached a predetermined value.

本発明の第2の形態は、第1の成分およびこの第1の成分と異なる第2の成分の少なくとも一方を燃料として用いる火花点火式内燃機関の運転制御装置であって、燃料タンクのキャップの開閉動作を検出するためのタンクキャップ開閉検出手段と、圧縮行程中の所定のクランク角位相における燃焼室内の圧力を検出するための筒内圧センサと、前記タンクキャップ開閉検出手段が燃料タンクのキャップの開閉動作を検出した場合、前記筒内圧センサによって検出された圧力に基づき、燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を算出する燃料成分割合算出手段と、この燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、燃焼室に供給された燃料の供給量を補正する燃料供給量補正手段と、前記燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、点火時期を補正する点火時期補正手段とを具えたことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an operation control device for a spark ignition type internal combustion engine that uses at least one of a first component and a second component different from the first component as fuel. Tank cap opening / closing detection means for detecting the opening / closing operation, an in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber at a predetermined crank angle phase during the compression stroke, and the tank cap opening / closing detection means Fuel component ratio calculating means for calculating a ratio of the second component to the first component contained in the fuel supplied to the combustion chamber based on the pressure detected by the in-cylinder pressure sensor when the opening / closing operation is detected; The fuel supply amount correcting means for correcting the supply amount of the fuel supplied to the combustion chamber based on the ratio of the second component calculated by the fuel component ratio calculating means; Fee based on a percentage of the second component calculated by the component ratio calculation means, is characterized in that it comprises an ignition timing correction means for correcting the ignition timing.

本発明においては、タンクキャップ開閉検出手段が燃料タンクのキャップの開閉動作を検出した場合、燃料噴射弁から所定量の燃料が供給された燃焼室内の圧力を圧縮行程中の所定のクランク角位相にて筒内圧センサにより検出する。燃料成分割合算出手段は、筒内圧センサによって検出された圧力に基づき、燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を算出する。燃料供給量補正手段は、燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、燃焼室に供給された燃料の供給量を補正する。また、点火時期補正手段は、燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、点火時期を補正する。   In the present invention, when the tank cap opening / closing detection means detects the opening / closing operation of the fuel tank cap, the pressure in the combustion chamber supplied with a predetermined amount of fuel from the fuel injection valve is changed to a predetermined crank angle phase during the compression stroke. This is detected by the cylinder pressure sensor. The fuel component ratio calculation means calculates a ratio of the second component to the first component contained in the fuel supplied to the combustion chamber based on the pressure detected by the in-cylinder pressure sensor. The fuel supply amount correction means corrects the supply amount of the fuel supplied to the combustion chamber based on the ratio of the second component calculated by the fuel component ratio calculation means. Further, the ignition timing correcting means corrects the ignition timing based on the ratio of the second component calculated by the fuel component ratio calculating means.

本発明の第2の形態による内燃機関の運転制御装置において、第1の成分に対する第2の成分の割合を求めた後の燃焼室への燃料の供給量を積算する燃料積算部と、この燃料積算部にて積算された値が予め設定された所定値に達したか否かを判定する比較判定手段とをさらに具え、燃料成分割合算出手段は、燃料積算部にて算出される積算値が予め設定された所定値に達するまで第2の成分の割合を算出するものであることが好ましい。この場合、予め設定した所定値は、燃料タンクから燃料噴射弁に至る燃料供給通路の容積に対応していることが好ましい。また、燃料の積算値が所定値に到達したと判断した場合、燃料タンクへの燃料の補給が次にあるまで、直前に求めた第2の成分の割合が保持されることが好ましい。   In the operation control apparatus for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, a fuel integrating unit for integrating the amount of fuel supplied to the combustion chamber after obtaining the ratio of the second component to the first component, and the fuel And a comparison determination unit that determines whether or not the value accumulated in the accumulation unit has reached a predetermined value that is set in advance, and the fuel component ratio calculation unit includes the integrated value calculated in the fuel integration unit. The ratio of the second component is preferably calculated until a predetermined value set in advance is reached. In this case, the predetermined value set in advance preferably corresponds to the volume of the fuel supply passage from the fuel tank to the fuel injection valve. Further, when it is determined that the integrated value of the fuel has reached a predetermined value, it is preferable that the ratio of the second component obtained immediately before is maintained until the next fuel supply to the fuel tank.

第1の成分がガソリンを含み、第2の成分がアルコールを含むものであってよい。   The first component may include gasoline and the second component may include alcohol.

本発明の内燃機関の運転制御方法によると、燃料が供給された燃焼室内の圧力を圧縮行程中の所定のクランク角位相にて検出し、これに基づいて燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を求め、この第2の成分の割合に基づいて燃焼室に供給された燃料の供給量を補正するようにしたので、燃料を燃焼させずとも燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を予測することが可能となる。この結果、遅くとも次サイクルでの燃焼制御に反映させることができ、場合によっては燃焼室内の圧力を検出したサイクルと同一サイクルでの燃焼制御に反映させることができる。従って、特に内燃機関の始動時に発生し易い失火やノッキングを抑制すると共にエミッションの悪化を阻止することが可能である。   According to the operation control method for an internal combustion engine of the present invention, the pressure in the combustion chamber to which fuel is supplied is detected at a predetermined crank angle phase during the compression stroke, and is included in the fuel supplied to the combustion chamber based on this. The ratio of the second component to the first component is calculated, and the amount of fuel supplied to the combustion chamber is corrected based on the ratio of the second component. It becomes possible to predict the ratio of the second component to the first component contained therein. As a result, it can be reflected in the combustion control in the next cycle at the latest, and in some cases, it can be reflected in the combustion control in the same cycle as the cycle in which the pressure in the combustion chamber is detected. Therefore, it is possible to suppress misfire and knocking that are likely to occur particularly at the time of starting the internal combustion engine, and to prevent deterioration of emissions.

燃料の供給量を補正する際に、燃焼室内の圧力を検出した圧縮工程中に燃料供給量を増やすようにした場合、燃焼室内の圧力を検出したサイクルと同一サイクルでの燃焼制御に反映させることが可能となるため、失火やノッキングを確実に防止することができる。   When correcting the fuel supply amount, if the fuel supply amount is increased during the compression process in which the pressure in the combustion chamber is detected, it should be reflected in the combustion control in the same cycle as the cycle in which the pressure in the combustion chamber is detected. Therefore, misfire and knocking can be surely prevented.

求めた第2の成分の割合に基づいて点火時期を補正する場合、さらに失火やノッキングを抑制してエミッションの悪化を阻止することができる。   When correcting the ignition timing based on the obtained ratio of the second component, misfire and knocking can be further suppressed to prevent the emission from deteriorating.

燃料タンクへの燃料の補給があった時に第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるようにした場合、特に第1の成分に対する第2の成分の割合を求めた後の燃焼室への燃料の供給量の積算値が予め設定された所定値以上となるまで、第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるようにした場合、燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合が変化しない状況下での無駄な制御を行わないようにすることができる。   When the ratio of the second component to the first component is calculated when the fuel is supplied to the fuel tank, the ratio of the second component to the first component is calculated. When the ratio of the second component to the first component is calculated until the integrated value of the fuel supply amount is equal to or greater than a predetermined value, a second value for the first component contained in the fuel is obtained. It is possible to prevent unnecessary control from being performed in a situation where the ratio of components does not change.

本発明の内燃機関の運転制御装置によると、タンクキャップ開閉検出手段が燃料タンクのキャップの開閉動作を検出した場合、筒内圧センサによって検出された圧縮行程中の所定のクランク角位相における燃焼室内の圧力に基づき、この燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を算出する燃料成分割合算出手段と、この燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、燃焼室に供給された燃料の供給量を補正する燃料供給量補正手段ならびに点火時期を補正する点火時期補正手段とを具えているので、燃料を燃焼させずとも燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を予測することができる。従って、遅くとも次サイクルでの燃焼制御に反映させることが可能であり、場合によっては燃焼室内の圧力を検出したサイクルと同一サイクルでの燃焼制御に反映させることができる。この結果、特に内燃機関の始動時に発生し易い失火やノッキングを抑制すると共にエミッションの悪化を阻止することができる。   According to the operation control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when the tank cap opening / closing detection means detects the opening / closing operation of the fuel tank cap, the internal combustion engine in the combustion chamber at the predetermined crank angle phase during the compression stroke detected by the in-cylinder pressure sensor. Based on the pressure, the fuel component ratio calculating means for calculating the ratio of the second component to the first component contained in the fuel supplied to the combustion chamber, and the second calculated by the fuel component ratio calculating means. The fuel supply amount correction means for correcting the supply amount of the fuel supplied to the combustion chamber and the ignition timing correction means for correcting the ignition timing are provided based on the ratio of the components of the fuel. The ratio of the second component to the first component contained in can be predicted. Accordingly, it can be reflected in the combustion control in the next cycle at the latest, and in some cases, it can be reflected in the combustion control in the same cycle as the cycle in which the pressure in the combustion chamber is detected. As a result, it is possible to suppress misfire and knocking, which are likely to occur particularly at the start of the internal combustion engine, and to prevent deterioration of emissions.

第1の成分に対する第2の成分の割合を求めた後の燃焼室への燃料の供給量を積算する燃料積算部と、この燃料積算部にて積算された値が予め設定された所定値に達したか否かを判定する比較判定手段とをさらに具え、燃料積算部にて算出される積算値が予め設定された所定値に達するまで、燃料成分割合算出手段が第2の成分の割合を算出するようにした場合、燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合が変化しない状況下での無駄な制御を行わないようにすることが可能となる。   A fuel integration unit that integrates the amount of fuel supplied to the combustion chamber after determining the ratio of the second component to the first component, and a value integrated by the fuel integration unit to a predetermined value set in advance. Comparison determination means for determining whether or not the fuel component ratio has been reached, and the fuel component ratio calculation means calculates the ratio of the second component until the integrated value calculated by the fuel integration section reaches a predetermined value set in advance. When the calculation is performed, it is possible to prevent wasteful control in a situation where the ratio of the second component to the first component contained in the fuel does not change.

本発明の一実施形態について、図1〜図8を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。   One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. 8, but the present invention is not limited to such an embodiment and may be applied to any other technique belonging to the spirit of the present invention. Can be applied.

本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図1に示す。本実施形態におけるエンジン10は、燃料タンク11内に貯溜された燃料を燃料タンク11と燃料噴射弁12との間に配された燃料供給配管系13を介して燃料噴射弁12から燃焼室14内に直接噴射し、点火プラグ15によって着火させる型式のものである。本実施形態で用いられる燃料は、ガソリンに対してアルコールを任意の割合で混合したものであり、従ってガソリンに対するアルコールの混合割合が高いほど、同一出力に対して燃料供給量を増大させる必要があり、かつ点火時期を進角させる必要がある。   The concept of the engine system in this embodiment is shown in FIG. The engine 10 according to this embodiment is configured such that the fuel stored in the fuel tank 11 passes from the fuel injection valve 12 into the combustion chamber 14 via the fuel supply piping system 13 disposed between the fuel tank 11 and the fuel injection valve 12. This is a type in which the fuel is directly injected into the gas and ignited by the spark plug 15. The fuel used in this embodiment is a mixture of alcohol and gasoline in an arbitrary ratio. Therefore, the higher the mixing ratio of alcohol to gasoline, the more the fuel supply amount needs to be increased for the same output. In addition, it is necessary to advance the ignition timing.

燃料タンク11を開閉するための燃料キャップ16を開閉して燃料の補給が行われた場合、補給された燃料がそれまで使用していた燃料と異なる性状となる可能性がある。このため、本実施形態では燃料キャップ16の開閉が行われたことを検出するための燃料キャップセンサ17が組み込まれ、その検出信号がECU18に出力されるようになっている。この燃料キャップセンサ17は、本発明のタンクキャップ開閉検出手段として機能する。 When fuel is replenished by opening and closing the fuel cap 16 for opening and closing the fuel tank 11, there is a possibility that the replenished fuel may have a different property from the fuel used so far. For this reason, in the present embodiment, a fuel cap sensor 17 for detecting that the fuel cap 16 has been opened and closed is incorporated, and a detection signal thereof is output to the ECU 18. The fuel cap sensor 17 functions as the tank cap opening / closing detection means of the present invention.

本実施形態における燃料キャップセンサ17の概念を図2に示す。この燃料キャップセンサ17は、イグニッションキースイッチの状態に関係なく、燃料キャップ16の開閉操作を検出してこれをECU18に知らせる必要がある。そこで、本実施形態における燃料キャップセンサ17は、車両に搭載されたバッテリー19につながる近接スイッチ20と、ECU18に接続するホールド回路21とを有する。近接スイッチ20は、燃料キャップ16が燃料タンク11に装着されている場合にオフとなり、逆に燃料キャップ16が燃料タンク11から取り外された場合にオンとなるような特性を持つ。これによってバッテリー19の無駄な電力消費を回避することができる。また、ホールド回路21は、近接スイッチ20がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、近接スイッチ20のオン信号に対応した開状態に回路が切り替わり、近接スイッチ20がオン状態からオフ状態に戻ったとしても、この開状態が保持されるような特性を持つ。ECU18がホールド回路21の開状態を認識した場合、つまり燃料キャップ16の開閉により燃料の補給が行われた可能性がある場合、近接スイッチ20がオフ信号の場合に限り、ホールド回路21は閉状態に回路が切り替えられるようになっている。この時、後述する燃料開閉フラグがセットされる(図8参照)。   The concept of the fuel cap sensor 17 in this embodiment is shown in FIG. The fuel cap sensor 17 needs to detect the opening / closing operation of the fuel cap 16 and notify the ECU 18 of this regardless of the state of the ignition key switch. Therefore, the fuel cap sensor 17 in the present embodiment includes a proximity switch 20 connected to a battery 19 mounted on the vehicle, and a hold circuit 21 connected to the ECU 18. The proximity switch 20 has such characteristics that it is turned off when the fuel cap 16 is attached to the fuel tank 11 and turned on when the fuel cap 16 is removed from the fuel tank 11. Thereby, useless power consumption of the battery 19 can be avoided. Further, when the proximity switch 20 is switched from the off state to the on state, the hold circuit 21 is switched to an open state corresponding to the on signal of the proximity switch 20, and the proximity switch 20 returns from the on state to the off state. Has such a characteristic that the open state is maintained. When the ECU 18 recognizes the open state of the hold circuit 21, that is, when there is a possibility that fuel has been replenished by opening and closing the fuel cap 16, the hold circuit 21 is closed only when the proximity switch 20 is an off signal. The circuit can be switched to. At this time, a fuel open / close flag described later is set (see FIG. 8).

燃焼室14にそれぞれ臨む吸気ポート22および排気ポート23が形成されたシリンダヘッド24には、吸気ポート22を開閉する吸気弁25および排気ポート23を開閉する排気弁26を含む動弁機構が組み込まれている。先の燃料噴射弁12や、燃焼室14内の混合気を着火させる点火プラグ15およびこの点火プラグ15に火花を発生させるイグニッションコイル27の他に、燃焼室14内の圧力を検出するための筒内圧センサ28もシリンダヘッド24に搭載されている。筒内圧センサ28によって検出された信号は、ECU18に出力される。   A valve operating mechanism including an intake valve 25 for opening and closing the intake port 22 and an exhaust valve 26 for opening and closing the exhaust port 23 is incorporated in the cylinder head 24 in which the intake port 22 and the exhaust port 23 facing the combustion chamber 14 are formed. ing. In addition to the previous fuel injection valve 12, the ignition plug 15 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 14, and the ignition coil 27 that generates a spark in the ignition plug 15, a cylinder for detecting the pressure in the combustion chamber 14 An internal pressure sensor 28 is also mounted on the cylinder head 24. A signal detected by the in-cylinder pressure sensor 28 is output to the ECU 18.

吸気ポート22に連通するようにシリンダヘッド24に連結されて吸気ポート22と共に吸気通路29を画成する吸気管30の上流端側には、大気中に含まれる塵埃などを除去して吸気通路29に導くためのエアクリーナ31が設けられている。このエアクリーナ31と、吸気管30の途中に形成されたサージタンク32との間の吸気管30の部分には、運転者によって操作されるアクセルペダル33の踏み込み量に基づき、吸気通路29の開度が調整されるスロットル弁34が組み込まれている。アクセルペダル33にはその踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ35が付設され、その検出情報がECU18に出力されるようになっている。本実施形態では、アクセルペダル33とスロットル弁34とを機械的に連結しているが、アクセルペダル33の踏み込み動作と、スロットル弁34の開閉動作とを切り離し、アクチュエータを用いてスロットル弁34の開閉動作を電気的に制御できるようにしたものであってもよい。また、アクセル開度センサ35に代えてスロットル弁34の開度を検出するスロットル開度センサを利用することも可能である。   At the upstream end side of the intake pipe 30 that is connected to the cylinder head 24 so as to communicate with the intake port 22 and defines the intake passage 29 together with the intake port 22, dust and the like contained in the atmosphere are removed to remove the intake passage 29. An air cleaner 31 is provided for guiding the air. In the portion of the intake pipe 30 between the air cleaner 31 and the surge tank 32 formed in the middle of the intake pipe 30, the opening degree of the intake passage 29 is based on the depression amount of the accelerator pedal 33 operated by the driver. A throttle valve 34 that adjusts the angle is incorporated. The accelerator pedal 33 is provided with an accelerator opening sensor 35 for detecting the depression amount, and the detection information is output to the ECU 18. In this embodiment, the accelerator pedal 33 and the throttle valve 34 are mechanically connected. However, the depression operation of the accelerator pedal 33 and the opening / closing operation of the throttle valve 34 are separated, and the opening / closing of the throttle valve 34 is performed using an actuator. The operation may be controlled electrically. It is also possible to use a throttle opening sensor that detects the opening of the throttle valve 34 instead of the accelerator opening sensor 35.

スロットル弁34とエアクリーナ31との間の吸気管30の途中には、吸気通路29内を流れる吸気流量を検出してこれをECU18に出力するエアフローメータ36が取り付けられている。吸気管30におけるエアフローメータ36の取り付け位置は、スロットル弁34の取り付け位置よりも上流側であればよく、図1の如き位置に限定されるものではない。   In the middle of the intake pipe 30 between the throttle valve 34 and the air cleaner 31, an air flow meter 36 for detecting the intake air flow flowing in the intake passage 29 and outputting the detected air flow to the ECU 18 is attached. The attachment position of the air flow meter 36 in the intake pipe 30 may be upstream from the attachment position of the throttle valve 34, and is not limited to the position shown in FIG.

排気ポート23に連通するようにシリンダヘッド24に連結されて排気ポート23と共に排気通路37を画成する排気管38の途中には、燃焼室14内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための三元触媒39が組み込まれている。なお、この三元触媒39を排気通路37に沿って直列に複数個組み込むことも有効である。   In the middle of the exhaust pipe 38 that is connected to the cylinder head 24 so as to communicate with the exhaust port 23 and defines the exhaust passage 37 together with the exhaust port 23, harmful substances generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 are present. A three-way catalyst 39 for detoxification is incorporated. It is also effective to incorporate a plurality of three-way catalysts 39 in series along the exhaust passage 37.

従って、エアクリーナ31を通って吸気管30から燃焼室14内に供給される吸気は、燃料噴射弁12から燃焼室14内に噴射される燃料と混合気を形成し、点火プラグ15の火花により着火して燃焼し、これによって生成する排気ガスが三元触媒39を通って排気管38から大気中に排出される。   Therefore, the intake air supplied from the intake pipe 30 into the combustion chamber 14 through the air cleaner 31 forms an air-fuel mixture with the fuel injected from the fuel injection valve 12 into the combustion chamber 14, and is ignited by the spark of the spark plug 15. The exhaust gas thus generated is exhausted through the three-way catalyst 39 from the exhaust pipe 38 to the atmosphere.

ピストン40が往復動するシリンダブロック41には、連接棒42を介してピストン40が連結されるクランク軸43の回転位相、つまりクランク角を検出してこれをECU18に出力するクランク角センサ44が取り付けられている。   A crank angle sensor 44 that detects the rotational phase of the crankshaft 43 to which the piston 40 is connected via the connecting rod 42, that is, the crank angle, and outputs it to the ECU 18 is attached to the cylinder block 41 in which the piston 40 reciprocates. It has been.

本実施形態の制御ブロックを図3に示す。上述したECU18は、上述したセンサ28,35,44およびエアフローメータ36からの検出情報などに基づき、予め設定されたプログラムに従って円滑なエンジン10の運転がなされるように、燃料噴射弁12やイグニッションコイル27などの作動を制御するようになっている。特に、燃料噴射弁12からの燃料の噴射量は、アクセル開度センサ35,エアフローメータ36,クランク角センサ44などからの情報に基づいてECU18内に組み込まれた燃料噴射量設定部45にて設定される。また、イグニッションコイル27に対する通電時期は、アクセル開度センサ35およびクランク角センサ44などからの情報に基づいてECU18の点火時期設定部46にて設定される。   The control block of this embodiment is shown in FIG. The ECU 18 described above is configured so that the fuel injection valve 12 and the ignition coil are operated smoothly according to a preset program based on detection information from the sensors 28, 35, 44 and the air flow meter 36 described above. 27 and the like are controlled. In particular, the fuel injection amount from the fuel injection valve 12 is set by a fuel injection amount setting unit 45 incorporated in the ECU 18 based on information from the accelerator opening sensor 35, the air flow meter 36, the crank angle sensor 44, and the like. Is done. Further, the energization timing for the ignition coil 27 is set by the ignition timing setting unit 46 of the ECU 18 based on information from the accelerator opening sensor 35 and the crank angle sensor 44.

本実施形態におけるECU18は、燃料中のガソリンに対するアルコールの割合(以下、単にアルコール濃度と記述する)を推定し、これに基づいて燃料噴射量を補正すると共に点火時期を補正する機能も具えている。このため、先の燃料噴射量設定部45および点火時期設定部46の他に、本発明の燃料成分割合算出手段としてのアルコール濃度算出部47と、本発明の燃料積算部としての燃料噴射量積算部48と、本発明の比較判定手段としての比較判定部49とを有する。 The ECU 18 in the present embodiment has a function of estimating the ratio of alcohol to gasoline in the fuel (hereinafter simply referred to as alcohol concentration), correcting the fuel injection amount based on this, and correcting the ignition timing. . Therefore, in addition to the fuel injection amount setting unit 45 and the ignition timing setting unit 46, the alcohol concentration calculation unit 47 as the fuel component ratio calculation means of the present invention and the fuel injection amount integration as the fuel integration unit of the present invention. And a comparison / determination unit 49 as a comparison / determination unit of the present invention .

アルコール濃度算出部47は、筒内圧センサ28からの検出情報に基づき、燃焼室14内に供給された燃料中のアルコール濃度を算出する。この場合、筒内圧センサ28は、圧縮行程中の所定のクランク角位相における燃焼室14内の圧力を検出する。圧縮行程中の所定のクランク角位相における筒内圧と、この燃焼室14に噴射された燃料中のアルコール濃度との関係を図4に模式的に示す。このグラフから明らかなように、ガソリンとアルコールとでは、気化特性が異なるため、圧縮行程における燃焼室14内の圧力がアルコール濃度によって変わることが理解されよう。従って、燃料が供給された燃焼室14内の圧力を圧縮行程中の所定のクランク角位相にて検出することにより、ガソリン中に含まれるアルコール濃度を一義的に決定することができる。つまり、ガソリンとアルコールとの混合燃料に限らず、気化特性が異なる2種類の成分からなる燃料でありさえすれば、一方の成分に対する他方の成分の割合を予測することが可能である。本実施形態におけるアルコール濃度算出部47は、図4に示すような圧縮行程中の所定のクランク角位相における燃焼室14内の圧力と、アルコール濃度との関係をマップ化したデータとして有している。   The alcohol concentration calculation unit 47 calculates the alcohol concentration in the fuel supplied into the combustion chamber 14 based on the detection information from the in-cylinder pressure sensor 28. In this case, the in-cylinder pressure sensor 28 detects the pressure in the combustion chamber 14 at a predetermined crank angle phase during the compression stroke. The relationship between the in-cylinder pressure at a predetermined crank angle phase during the compression stroke and the alcohol concentration in the fuel injected into the combustion chamber 14 is schematically shown in FIG. As is apparent from this graph, it is understood that the pressure in the combustion chamber 14 in the compression stroke varies depending on the alcohol concentration because the vaporization characteristics are different between gasoline and alcohol. Therefore, the concentration of alcohol contained in gasoline can be uniquely determined by detecting the pressure in the combustion chamber 14 supplied with fuel at a predetermined crank angle phase during the compression stroke. That is, the ratio of the other component to one component can be predicted as long as the fuel is not limited to a mixed fuel of gasoline and alcohol, but is a fuel composed of two types of components having different vaporization characteristics. The alcohol concentration calculation unit 47 in the present embodiment has data that maps the relationship between the pressure in the combustion chamber 14 and the alcohol concentration at a predetermined crank angle phase during the compression stroke as shown in FIG. .

本実施形態におけるアルコール濃度算出部47によると、燃焼前に燃料中のアルコール濃度を算出することができるため、燃料を減量させるような補正を除き、筒内圧を検出した同一サイクル中に燃焼制御を行うことができる。このため、冷態始動時での失火やノッキングの発生を確実に抑制することが可能となる利点を有する。   According to the alcohol concentration calculation unit 47 in this embodiment, since the alcohol concentration in the fuel can be calculated before combustion, the combustion control is performed during the same cycle in which the in-cylinder pressure is detected, except for correction that reduces the fuel. It can be carried out. For this reason, there is an advantage that the occurrence of misfire or knocking at the time of cold start can be surely suppressed.

本実施形態におけるアルコール濃度算出部47は、より高精度なアルコール濃度を算出するため、熱発生量指標算出部50と、低位発熱量指標算出部51とを有する。   The alcohol concentration calculation unit 47 in the present embodiment includes a heat generation amount index calculation unit 50 and a lower heating value index calculation unit 51 in order to calculate a more accurate alcohol concentration.

熱発生量指標算出部50は、膨張行程における燃焼室14内の圧力、つまり筒内圧Pと、この筒内圧Pの検出時における燃焼室14の容積Vを所定の指数κで累乗した値との積PVκを筒内圧Pの検出時における瞬時熱発生量hに関する制御パラメータ、つまり熱発生量指標として算出する。筒内圧Pおよびこの筒内圧Pの検出時における燃焼室14の容積Vを指数κで累乗した値Vκの積(以下、これを熱発生量パラメータと呼称する)PVκと、瞬時熱発生量hとが相関を有する、つまりh∽PVκとなることは、特開2005−36754号公報などで詳述されており、周知である。この熱発生量指標算出部50にて算出された熱発生量パラメータPVκは、低位発熱量指標算出部51に出力される。 The heat generation amount index calculation unit 50 calculates the pressure in the combustion chamber 14 in the expansion stroke, that is, the in-cylinder pressure P, and the value obtained by raising the volume V of the combustion chamber 14 at the time of detection of the in-cylinder pressure P by a predetermined index κ. The product PV κ is calculated as a control parameter related to the instantaneous heat generation amount h when the in-cylinder pressure P is detected, that is, as a heat generation amount index. The product of the in-cylinder pressure P and the value V κ obtained by raising the volume V of the combustion chamber 14 to the exponent κ at the time of detection of the in-cylinder pressure P (hereinafter referred to as a heat generation amount parameter) PV κ and the instantaneous heat generation amount The fact that h has a correlation, that is, h∽PV κ has been described in detail in JP-A-2005-36754 and is well known. The heat generation amount parameter PV κ calculated by the heat generation amount index calculation unit 50 is output to the lower heating value index calculation unit 51.

低位発熱量指標算出部51は、熱発生量パラメータPVκを燃料噴射量設定部45にて設定された1つの気筒への1サイクル当たりの燃料の供給量(以下、これを設定噴射量と呼称する)τで除算した値を真の燃料の発熱量である低位発熱量Qに関する制御パラメータ、つまり低位発熱量指標h/τとして算出する。低位発熱量Qは、瞬時熱発生量hを設定噴射量τで除算したものであるが、上述したh∽PVκの関係から、Q∽PVκ/τとして表すことができる。この低位発熱量Qは、アルコール濃度が高くなるほど少なくなる傾向があり、図5に示すような右下がりのグラフとなる。本実施形態における低位発熱量指標算出部51は、図5に示すような低位発熱量Qとアルコール濃度との関係をマップ化したデータとして有している。 The lower calorific value index calculation unit 51 supplies fuel per cycle to one cylinder in which the heat generation amount parameter PV κ is set by the fuel injection amount setting unit 45 (hereinafter referred to as a set injection amount). The value divided by τ is calculated as a control parameter related to the lower heating value Q that is the heating value of the true fuel, that is, the lower heating value index h / τ. The lower heating value Q is obtained by dividing the instantaneous heat generation amount h by the set injection amount τ, and can be expressed as Q∽PV κ / τ from the relationship of h∽PV κ described above. The lower calorific value Q tends to decrease as the alcohol concentration increases, resulting in a downward-sloping graph as shown in FIG. The lower heating value index calculation unit 51 in the present embodiment has data as a map of the relationship between the lower heating value Q and the alcohol concentration as shown in FIG.

熱発生量指標算出部50と、低位発熱量指標算出部51とを用いてアルコール濃度を検出する場合、燃料を燃焼させる必要があるため、燃焼制御を次回以降の燃焼サイクルに反映させるしかなく、筒内圧を検出したサイクルでの燃焼制御を行うことが基本的にできない。しかしながら、燃料の燃焼前にアルコール濃度を算出する場合に対してより高精度にアルコール濃度を算出することができるため、エンジン10を始動して最初の1サイクルに関して燃料の燃焼前にアルコール濃度を算出し、同じサイクル中に燃焼制御を行うことで失火やノッキングの発生を確実に抑制し、2サイクル以降の燃焼制御において熱発生量指標算出部50と、低位発熱量指標算出部51とを用いてアルコール濃度を検出することが好ましい方法と言えよう。   When the alcohol concentration is detected using the heat generation amount index calculation unit 50 and the lower heating value index calculation unit 51, it is necessary to burn the fuel. Therefore, the combustion control must be reflected in the next and subsequent combustion cycles. It is basically impossible to perform combustion control in a cycle in which the in-cylinder pressure is detected. However, since the alcohol concentration can be calculated with higher accuracy than when the alcohol concentration is calculated before fuel combustion, the alcohol concentration is calculated before fuel combustion for the first cycle after the engine 10 is started. Then, by performing combustion control during the same cycle, the occurrence of misfire and knocking is reliably suppressed, and the heat generation amount index calculation unit 50 and the lower heating value index calculation unit 51 are used in the combustion control after the second cycle. It can be said that detecting the alcohol concentration is a preferable method.

燃料噴射量積算部48は、燃料噴射量設定部45からの噴射情報に基づき、この燃焼制御を開始してから燃焼室14への燃料の噴射量を積算し、これを比較判定部49に出力する。   Based on the injection information from the fuel injection amount setting unit 45, the fuel injection amount integration unit 48 integrates the fuel injection amount into the combustion chamber 14 after starting this combustion control, and outputs this to the comparison determination unit 49. To do.

比較判定部49は、燃料噴射量積算部48からの燃料積算情報と、燃料タンク11と燃料噴射弁12との間の燃料供給配管系13に介在する燃料の容積とを比較し、燃料積算量が燃料供給配管系13の燃料の容積以上となった場合、この燃焼制御を停止させるためのものである。従って、比較判定部49は、燃料供給配管系13に介在する燃料の容積を本発明の所定値である閾値FRとして記憶している。このように、燃料タンク内に新たな燃料が供給され、これが燃料噴射弁12に達するまで燃料の性状が不安定となることが見込まれるため、燃料タンク11内の新たな燃料が燃料噴射弁12に達するまで本発明の燃焼制御を継続することにより、失火やノッキングの発生を確実に抑制することができる。 The comparison determination unit 49 compares the fuel integration information from the fuel injection amount integration unit 48 with the volume of fuel intervening in the fuel supply piping system 13 between the fuel tank 11 and the fuel injection valve 12, and the fuel integration amount Is for stopping the combustion control when the fuel volume exceeds the fuel volume of the fuel supply piping system 13. Therefore, the comparison determination unit 49, the volume of fuel that is interposed in a fuel supply pipe system 13 are stored as a threshold value F R which is a predetermined value of the present invention. In this way, since new fuel is supplied into the fuel tank and the fuel property is expected to become unstable until it reaches the fuel injection valve 12, the new fuel in the fuel tank 11 is transferred to the fuel injection valve 12. By continuing the combustion control of the present invention until it reaches the value, the occurrence of misfire and knocking can be reliably suppressed.

燃料噴射量設定部45には、アルコール濃度算出部47によって算出された燃料中のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正部52が本発明の燃料供給量補正手段として組み込まれている。この燃料噴射量補正部52は、図6に示すような燃料噴射補正量とアルコール濃度との関係をマップ化したデータとして有している。 The fuel injection amount setting unit 45 incorporates a fuel injection amount correction unit 52 that corrects the fuel injection amount based on the alcohol concentration in the fuel calculated by the alcohol concentration calculation unit 47 as the fuel supply amount correction means of the present invention. ing. The fuel injection amount correction unit 52 has data as a map of the relationship between the fuel injection correction amount and the alcohol concentration as shown in FIG.

また、点火時期設定部46には、アルコール濃度算出部47によって算出された燃料中のアルコール濃度に基づいて点火進角量を補正する本発明の点火時期補正手段として進角量補正部53が組み込まれている。この進角量補正部53は、図7に示すような点火進角補正量とアルコール濃度との関係をマップ化したデータとして有している。 Further, the ignition timing setting unit 46 incorporates an advance angle correction unit 53 as an ignition timing correction unit of the present invention that corrects the ignition advance amount based on the alcohol concentration in the fuel calculated by the alcohol concentration calculation unit 47. It is. The advance angle correction unit 53 has data as a map of the relationship between the ignition advance correction amount and the alcohol concentration as shown in FIG.

以上のような本実施形態による燃焼制御の手順について、図8を参照しつつ説明する。まず、S11のステップにて燃料キャップ開閉フラグがセットされているか否かを判定する。燃料タンク11への燃料の補給が継続的に行われていない場合、通常は燃料キャップ開閉フラグがセットされていないので、この場合には何もせずに終了する。   The procedure of the combustion control according to the present embodiment as described above will be described with reference to FIG. First, in step S11, it is determined whether or not a fuel cap opening / closing flag is set. If fuel supply to the fuel tank 11 is not continuously performed, the fuel cap opening / closing flag is not normally set, and in this case, the process is terminated without doing anything.

S11のステップにて燃料キャップ開閉フラグがセットされている、つまり燃料キャップ16の開閉があった(燃料が燃料タンク11に供給された可能性がある)と判断した場合には、S12のステップに移行して燃焼制御回数Cnを1つカウントアップし、S13のステップにて燃焼制御回数Cnが1、つまり初回であるか否かを判定する。 If it is determined in step S11 that the fuel cap opening / closing flag is set, that is, the fuel cap 16 has been opened or closed (there is a possibility that fuel has been supplied to the fuel tank 11), the process proceeds to step S12. migration was incremented by one combustion control number C n, it is determined that combustion control number C n at S13 in step 1, i.e. whether it is the first time.

エンジン10を始動した場合、最初は燃焼制御回数Cnが1回目であるので、S14のステップに移行し、圧縮行程における筒内圧からアルコール濃度をアルコール濃度算出部47にて算出する。そして、算出されたアルコール濃度から、S15のステップにて燃料噴射補正量および点火進角補正量を燃料噴射量設定部45の燃料噴射量補正部52および点火時期設定部46の進角量補正部53にて算出し、少なくとも同じサイクル中に点火進角を補正して燃料の燃焼を行う。燃料噴射補正量が燃料の追加を必要とする場合、つまり燃料中のアルコール濃度が高くなっていると判断した場合、点火前の同じサイクル中に燃料を燃焼室14に追加噴射する。逆に、燃料噴射補正量が燃料の減量を必要とする場合、つまり燃料中のアルコール濃度が低くなっていると判断した場合、次回の燃焼サイクルにて燃料噴射量の補正を行う。 When the engine 10 is started, since the combustion control number C n is first, the process proceeds to step S14, and the alcohol concentration calculation unit 47 calculates the alcohol concentration from the in-cylinder pressure in the compression stroke. Then, from the calculated alcohol concentration, in step S15, the fuel injection correction amount and the ignition advance correction amount are converted into the fuel injection amount correction unit 52 of the fuel injection amount setting unit 45 and the advance amount correction unit of the ignition timing setting unit 46. The fuel is burned by correcting the ignition advance at least during the same cycle. When the fuel injection correction amount requires addition of fuel, that is, when it is determined that the alcohol concentration in the fuel is high, fuel is additionally injected into the combustion chamber 14 during the same cycle before ignition. Conversely, when the fuel injection correction amount requires a reduction in fuel, that is, when it is determined that the alcohol concentration in the fuel is low, the fuel injection amount is corrected in the next combustion cycle.

さらにS16のステップにて燃料噴射量の積算を燃料噴射量積算部48にて行い、S17のステップにて積算燃料噴射量FCが予め設定した閾値FR以上であるか否かを比較判定部49にて判定する。最初は積算燃料噴射量FCが閾値FRよりも小さいので、S11のステップに戻り、上述した処理が繰り返される。ただし、2回目以降の燃焼サイクルの場合、S13のステップからS14のステップではなく、S18のステップへと移行する。このS18のステップでは、膨張行程での筒内圧からアルコール濃度をアルコール濃度算出部47の熱発生量指標算出部50および低位発熱量指標算出部51にて算出する。そして、先のS15のステップに移行して燃料噴射補正量および点火進角補正量を算出する。 Further the integration of the fuel injection amount performed by the fuel injection amount integration unit 48 at S16 in step, whether the comparison determination unit is cumulative fuel injection amount F C is the threshold value F R over a preset at step S17 Determination is made at 49. Initially, cumulative fuel injection amount F C is smaller than the threshold value F R, it returns to step S11 to repeat the foregoing processing. However, in the second and subsequent combustion cycles, the process proceeds from step S13 to step S18 instead of step S14. In step S18, the alcohol concentration is calculated by the heat generation amount index calculation unit 50 and the lower heating value index calculation unit 51 of the alcohol concentration calculation unit 47 from the in-cylinder pressure in the expansion stroke. Then, the process proceeds to step S15 to calculate the fuel injection correction amount and the ignition advance correction amount.

このようにして、燃料供給配管系13に新たな燃料が満たされるまで燃焼制御が繰り返され、S17のステップにて積算燃料噴射量FCが閾値FR以上に達した時点でS19のステップに移行して燃料キャップ開閉フラグをリセットし、さらにS20のステップにて燃焼制御回数Cnを0にリセットすると共に燃料噴射量の積算値FCを0にリセットしてこの燃焼制御を終了する。 In this way, the combustion control until a new fuel to the fuel supply pipe system 13 filled is repeated, proceeds to step S19, when the cumulative fuel injection amount F C reaches the threshold value or more F R at step S17 to reset the fuel cap closing flag, further combustion control number C n at step S20 resets the integrated value F C of the fuel injection amount to 0 is reset to 0 and ends this combustion control.

このように、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。   As described above, the present invention should be construed only from the matters described in the scope of the claims, and in the above-described embodiments, the matters described in all the changes and modifications included in the concept of the present invention are described. Other than possible. That is, all matters in the above-described embodiment are not intended to limit the present invention, and include any configuration not directly related to the present invention. To get.

本発明を火花点火式内燃機関が搭載された車両に応用した一実施形態の主要部の概念図である。It is a conceptual diagram of the principal part of one Embodiment which applied this invention to the vehicle by which the spark ignition internal combustion engine is mounted. 図1に示した実施形態における燃料キャップセンサの概略構造を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the schematic structure of the fuel cap sensor in embodiment shown in FIG. 図1に示した実施形態における制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram in the embodiment shown in FIG. 1. 図1に示した実施形態において、所定クランク角位相における筒内圧とアルコール濃度との関係を模式的に表すグラフである。In the embodiment shown in FIG. 1, it is a graph which represents typically the relationship between the cylinder pressure and alcohol concentration in a predetermined crank angle phase. 図1に示した実施形態において、低位発熱量とアルコール濃度との関係を模式的に表すグラフである。In the embodiment shown in FIG. 1, it is a graph which represents typically the relationship between the low calorific value and alcohol concentration. 図1に示した実施形態において、燃料噴射補正量とアルコール濃度との関係を模式的に表すグラフである。2 is a graph schematically showing a relationship between a fuel injection correction amount and an alcohol concentration in the embodiment shown in FIG. 図1に示した実施形態において、点火進角補正量とアルコール濃度との関係を模式的に表すグラフである。In the embodiment shown in FIG. 1, it is a graph which represents typically the relationship between ignition advance correction amount and alcohol concentration. 図1に示した実施形態における燃料噴射量および点火時期制御のためのフローチャートである。2 is a flowchart for controlling fuel injection amount and ignition timing in the embodiment shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
11 燃料タンク
12 燃料噴射弁
13 燃料供給配管系
14 燃焼室
15 点火プラグ
16 燃料キャップ
17 燃料キャップセンサ
18 ECU
19 バッテリー
20 近接スイッチ
21 ホールド回路
22 吸気ポート
23 排気ポート
24 シリンダヘッド
25 吸気弁
26 排気弁
27 イグニッションコイル
28 筒内圧センサ
29 吸気通路
30 吸気管
31 エアクリーナ
32 サージタンク
33 アクセルペダル
34 スロットル弁
35 アクセル開度センサ
36 エアフローメータ
37 排気通路
38 排気管
39 三元触媒
40 ピストン
41 シリンダブロック
42 連接棒
43 クランク軸
44 クランク角センサ
45 燃料噴射量設定部
46 点火時期設定部
47 アルコール濃度算出部
48 燃料噴射量積算部
49 比較判定部
50 熱発生量指標算出部
51 低位発熱量指標算出部
52 燃料噴射量補正部
53 進角量補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Fuel tank 12 Fuel injection valve 13 Fuel supply piping system 14 Combustion chamber 15 Spark plug 16 Fuel cap 17 Fuel cap sensor 18 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Battery 20 Proximity switch 21 Hold circuit 22 Intake port 23 Exhaust port 24 Cylinder head 25 Intake valve 26 Exhaust valve 27 Ignition coil 28 In-cylinder pressure sensor 29 Intake passage 30 Intake pipe 31 Air cleaner 32 Surge tank 33 Accelerator pedal 34 Throttle valve 35 Accelerator opening Degree sensor 36 Air flow meter 37 Exhaust passage 38 Exhaust pipe 39 Three-way catalyst 40 Piston 41 Cylinder block 42 Connecting rod 43 Crankshaft 44 Crank angle sensor 45 Fuel injection amount setting unit 46 Ignition timing setting unit 47 Alcohol concentration calculation unit 48 Fuel injection amount Integration unit 49 Comparison determination unit 50 Heat generation amount index calculation unit 51 Lower heating value index calculation unit 52 Fuel injection amount correction unit 53 Advance angle correction unit

Claims (7)

第1の成分およびこの第1の成分と異なる第2の成分の少なくとも一方を燃料として用いる火花点火式内燃機関の運転制御方法であって、
燃料が供給された燃焼室内の圧力を圧縮行程中の所定のクランク角位相にて検出するステップと、
検出された圧力に基づき、燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるステップと、
求めた第2の成分の割合に基づき、燃焼室に供給された燃料の供給量を補正するステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
An operation control method for a spark ignition internal combustion engine using at least one of a first component and a second component different from the first component as fuel,
Detecting the pressure in the combustion chamber supplied with fuel at a predetermined crank angle phase during the compression stroke;
Determining a ratio of the second component to the first component contained in the fuel supplied to the combustion chamber based on the detected pressure;
An operation control method for an internal combustion engine, comprising: correcting a supply amount of fuel supplied to the combustion chamber based on the obtained ratio of the second component.
燃料の供給量を補正する前記ステップが燃料供給量を増やすような補正の場合、このステップは燃焼室内の圧力を検出した圧縮工程中に行われることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の運転制御方法。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the step of correcting the fuel supply amount is a correction that increases the fuel supply amount, this step is performed during a compression process in which the pressure in the combustion chamber is detected. Operation control method. 求めた第2の成分の割合に基づき、点火時期を補正するステップをさらに具えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の運転制御方法。   3. The operation control method for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a step of correcting the ignition timing based on the obtained ratio of the second component. 燃料タンクへの燃料の補給があったか否かを判定するステップをさらに具え、
第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるステップは、燃料タンクへの燃料の補給があったと判断した場合に行われることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
And further comprising determining whether or not the fuel tank has been refilled,
The step of obtaining the ratio of the second component to the first component is performed when it is determined that fuel has been supplied to the fuel tank. An operation control method for an internal combustion engine.
第1の成分に対する第2の成分の割合を求めた後の燃焼室への燃料の供給量の積算値が予め設定された所定値以上に達したか否かを判定するステップをさらに具え、
第1の成分に対する第2の成分の割合を求めるステップは、燃料の積算値が所定値に到達したと判断するまで行われることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の運転制御方法。
Further comprising the step of determining whether or not an integrated value of the amount of fuel supplied to the combustion chamber after the ratio of the second component to the first component has reached a predetermined value or more set in advance.
5. The operation control method for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the step of obtaining the ratio of the second component to the first component is performed until it is determined that the integrated value of the fuel has reached a predetermined value.
第1の成分およびこの第1の成分と異なる第2の成分の少なくとも一方を燃料として用いる火花点火式内燃機関の運転制御装置であって、
燃料タンクのキャップの開閉動作を検出するためのタンクキャップ開閉検出手段と、
圧縮行程中の所定のクランク角位相における燃焼室内の圧力を検出するための筒内圧センサと、
前記タンクキャップ開閉検出手段が燃料タンクのキャップの開閉動作を検出した場合、前記筒内圧センサによって検出された圧力に基づき、燃焼室に供給された燃料中に含まれる第1の成分に対する第2の成分の割合を算出する燃料成分割合算出手段と、
この燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、燃焼室に供給された燃料の供給量を補正する燃料供給量補正手段と、
前記燃料成分割合算出手段にて算出された第2の成分の割合に基づき、点火時期を補正する点火時期補正手段と
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
An operation control device for a spark ignition internal combustion engine that uses at least one of a first component and a second component different from the first component as fuel,
Tank cap opening / closing detection means for detecting the opening / closing operation of the fuel tank cap;
An in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber at a predetermined crank angle phase during the compression stroke;
When the tank cap opening / closing detection means detects the opening / closing operation of the fuel tank cap, the second means for the first component contained in the fuel supplied to the combustion chamber based on the pressure detected by the in-cylinder pressure sensor. Fuel component ratio calculating means for calculating the ratio of components;
Fuel supply amount correction means for correcting the supply amount of fuel supplied to the combustion chamber based on the ratio of the second component calculated by the fuel component ratio calculation means;
An internal combustion engine operation control device comprising: ignition timing correction means for correcting ignition timing based on the ratio of the second component calculated by the fuel component ratio calculation means.
第1の成分に対する第2の成分の割合を求めた後の燃焼室への燃料の供給量を積算する燃料積算部と、この燃料積算部にて積算された値が予め設定された所定値に達したか否かを判定する比較判定手段とをさらに具え、
前記燃料成分割合算出手段は、燃料積算部にて算出される積算値が予め設定された所定値に達するまで第2の成分の割合を算出することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の運転制御装置。
A fuel integration unit that integrates the amount of fuel supplied to the combustion chamber after determining the ratio of the second component to the first component, and a value integrated by the fuel integration unit to a predetermined value set in advance. And a comparison determination means for determining whether or not
The internal combustion engine according to claim 6 , wherein the fuel component ratio calculating means calculates the ratio of the second component until the integrated value calculated by the fuel integrating unit reaches a predetermined value set in advance. Operation control device.
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