JP4986984B2 - Operation control method for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、アルコールとガソリンとの混合燃料を使用して運転を行う内燃機関の運転制御方法に関する。   The present invention relates to an operation control method for an internal combustion engine that operates using a mixed fuel of alcohol and gasoline.

近年、環境対策のために、燃料として、エタノール等のアルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能な内燃機関が自動車等の動力源として用いられるようになってきている。この種の混合燃料としては、例えば、エタノールを10%(体積%)の含有割合でガソリンに添加したE10燃料や、エタノールを20%(体積%)の含有割合でガソリンに添加したE20燃料、エタノールを85%(体積%)の含有割合でガソリンに添加したE85燃料等、燃料中のアルコール濃度が異なる複数種類の燃料が提供されている。   In recent years, for environmental measures, an internal combustion engine that can use a mixed fuel of alcohol such as ethanol and gasoline as a fuel has been used as a power source for automobiles and the like. As this type of mixed fuel, for example, E10 fuel in which ethanol is added to gasoline in a content ratio of 10% (volume%), E20 fuel in which ethanol is added to gasoline in a content ratio of 20% (volume%), ethanol There are provided a plurality of types of fuels having different alcohol concentrations in the fuel, such as E85 fuel added to gasoline at a content ratio of 85% (volume%).

そして、混合燃料中のアルコール濃度によらずに内燃機関を運転させることが可能な技術として、例えば特許文献1に見られる技術が本願出願人により提案されている。   As a technique that can operate the internal combustion engine regardless of the alcohol concentration in the mixed fuel, for example, a technique found in Patent Document 1 has been proposed by the present applicant.

特許文献1に見られる技術では、アルコールとガソリンとの混合燃料に水を添加し、これにより得られる混合液を、アルコールと水との混合液(以下、アルコール水溶液ということがある)とガソリンとに分離する。   In the technology found in Patent Document 1, water is added to a mixed fuel of alcohol and gasoline, and the resulting mixed liquid is mixed with a mixed liquid of alcohol and water (hereinafter sometimes referred to as an aqueous alcohol solution) and gasoline. To separate.

そして、特許文献1に見られる技術では、分離したアルコール水溶液と、ガソリンとを、それらの供給量を各別に制御しつつ内燃機関に供給して、該内燃機関の運転を行う。この場合、内燃機関は、予混合圧縮着火方式での運転と火花点火方式での運転が可能であり、これらの運転方式が内燃機関の負荷などに応じて切り換えられる。そして、いずれの運転方式でも、内燃機関に供給するアルコール水溶液及びガソリンの全体の燃料のオクタン価が、内燃機関の吸気温度や負荷に適したオクタン価になるように、アルコール水溶液及びガソリンのそれぞれの供給量(ひいては、それらの供給量の相互の割合い)が制御される。
特開2008−190478号公報
And in the technique seen in patent document 1, the separated alcohol aqueous solution and gasoline are supplied to an internal combustion engine, controlling the supply_amount | feed_rate separately, and this internal combustion engine is drive | operated. In this case, the internal combustion engine can be operated by the premixed compression ignition system and the spark ignition system, and these operation systems are switched according to the load of the internal combustion engine. In any of the operation methods, the supply amount of each of the aqueous alcohol solution and gasoline is set so that the octane number of the alcohol aqueous solution supplied to the internal combustion engine and the overall fuel of the gasoline becomes the octane number suitable for the intake temperature and load of the internal combustion engine. (And thus the mutual proportion of their supply) is controlled.
JP 2008-190478 A

ところで、自動車等に搭載される内燃機関で利用される上記混合燃料中のガソリンは、通常のレギュラーガソリンと同じ性状のものとは限らず、製造工程上の理由等によって、通常のレギュラーガソリンとはオクタン価が異なるものとなっている場合が多々ある。例えば、通常のレギュラーガソリンのオクタン価は約90であるのに対し、E10燃料中のガソリンのオクタン価や、E20燃料中のガソリンのオクタン価は、通常、それぞれ約80、約70である。   By the way, the gasoline in the above mixed fuel used in an internal combustion engine mounted on an automobile or the like is not necessarily the same property as ordinary regular gasoline, and for the reason of the manufacturing process, what is ordinary regular gasoline? There are many cases where the octane number is different. For example, the regular octane number of regular gasoline is about 90, whereas the octane number of gasoline in E10 fuel and the octane number of gasoline in E20 fuel are usually about 80 and about 70, respectively.

従って、内燃機関用の燃料タンクに充填する混合燃料の種類によって、該混合燃料中のガソリンのオクタン価が異なることとなる。さらに、燃料タンクに新たに充填(補充)される混合燃料と、燃料タンク内の既存の混合燃料とでそれらの種類が相違する場合には、それらが混ざり合った混合燃料中のガソリンのオクタン価は、新たに充填される混合燃料中のガソリンのオクタン価と既存の混合燃料中のガソリンのオクタン価との間の中間的なオクタン価となる。   Therefore, the octane number of gasoline in the mixed fuel differs depending on the type of the mixed fuel filled in the fuel tank for the internal combustion engine. In addition, if the type of fuel is different between the fuel mixture that is newly filled (replenished) in the fuel tank and the existing fuel mixture in the fuel tank, the octane number of the gasoline in the mixed fuel in which they are mixed is In other words, the octane number is intermediate between the octane number of gasoline in the newly filled mixed fuel and the gasoline octane number in the existing mixed fuel.

このように、内燃機関の燃料として燃料タンク内に充填される混合燃料中のガソリンのオクタン価は一定ではなく、ばらつきを生じる。   In this way, the octane number of gasoline in the mixed fuel filled in the fuel tank as the fuel for the internal combustion engine is not constant and varies.

しかるに、前記特許文献1に見られる技術では、燃料タンク内の混合燃料中のガソリンのオクタン価が上記の如くばらつくことが考慮されていない。このため、特に要求負荷が低い低負荷域での内燃機関の運転時に、排気中のNOx低減等のために効果的な予混合圧縮着火方式での運転を行うと、失火を生じる恐れがあった。また、この失火の発生を防止するために、予混合圧縮着火方式での運転領域(内燃機関の要求負荷の範囲)を狭めておくと、排気中のNOx低減等のために予混合圧縮着火方式での運転を行うことが好ましい状態であっても、火花点火方式での運転が行うこととなってしまうという不都合がある。   However, the technique found in Patent Document 1 does not consider that the octane number of gasoline in the mixed fuel in the fuel tank varies as described above. For this reason, when the internal combustion engine is operated in a low load range where the required load is particularly low, there is a risk that misfire may occur if the operation is performed by the premixed compression ignition method effective for reducing NOx in the exhaust gas. . In order to prevent the occurrence of misfire, if the operating range (required load range of the internal combustion engine) in the premixed compression ignition system is narrowed, the premixed compression ignition system is used to reduce NOx in the exhaust. Even in a state where it is preferable to perform the operation at, there is an inconvenience that the operation by the spark ignition method is performed.

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、内燃機関の運転を圧縮着火方式で行う要求負荷の範囲を、アルコールとガソリンとから成る混合燃料中のガソリンのオクタン価に適した範囲に可変的に設定しつつ、該圧縮着火方式での運転と火花点火方式での運転とをそれぞれに適した領域で行うことができる内燃機関の運転制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and the range of the required load for operating the internal combustion engine by the compression ignition method is variable to a range suitable for the octane number of gasoline in the mixed fuel composed of alcohol and gasoline. It is an object of the present invention to provide an operation control method for an internal combustion engine that can perform the operation in the compression ignition method and the operation in the spark ignition method in a region suitable for each.

本発明の内燃機関の運転制御方法は、かかる目的を達成するために、燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップを備え、その推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更することを基本構成とする。 An operation control method for an internal combustion engine according to the present invention is an operation control method for an internal combustion engine that uses a mixed fuel of alcohol and gasoline as a fuel to achieve such an object. A separation step for separating, and an ignition method selection step for selecting one of a compression ignition method and a spark ignition method according to an operating state of the internal combustion engine including at least a required load of the internal combustion engine, The internal combustion engine is operated by the ignition method selected in the ignition method selection step while supplying the alcohol and gasoline separated in the separation step to the internal combustion engine at a supply ratio determined at least according to the operation state of the internal combustion engine. In the operation control method, the gasoline octane number estimation for estimating the octane number of the gasoline separated in the separation step is performed. Comprising the step, in response to the estimated octane number, the basic configuration to change the range of load demand on the engine for selecting a compression ignition system with the ignition system selection step.

かかる基本構成によれば、前記ガソリンオクタン価推定ステップで推定したガソリンのオクタン価(分離ステップで分離したガソリンのオクタン価)に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更する。このため、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を、前記混合燃料中のガソリンのオクタン価に適した範囲に設定できる。その結果、前記圧縮着火方式での運転と火花点火方式での運転とをそれぞれに適した領域で行うことができる。 According to this basic configuration , the required load of the internal combustion engine that selects the compression ignition method in the ignition method selection step according to the gasoline octane number estimated in the gasoline octane number estimation step (the gasoline octane number separated in the separation step) is determined. Change the range. For this reason, the range of the required load of the internal combustion engine that selects the compression ignition method in the ignition method selection step can be set to a range suitable for the octane number of gasoline in the mixed fuel. As a result, the operation by the compression ignition method and the operation by the spark ignition method can be performed in regions suitable for each.

なお、前記基本構成において、内燃機関へのアルコールとガソリンとの供給割合は、基本的には、内燃機関の要求負荷が低いほど、内燃機関に供給する燃料の全体に対するガソリンの供給割合を増加させ、逆に、内燃機関の要求負荷が高いほど、内燃機関に供給する燃料の全体に対するアルコールの供給割合を増加させるようにすればよい。 In the basic configuration , the supply ratio of alcohol and gasoline to the internal combustion engine basically increases the supply ratio of gasoline to the total amount of fuel supplied to the internal combustion engine as the required load of the internal combustion engine is lower. Conversely, the higher the required load of the internal combustion engine, the higher the alcohol supply ratio relative to the total amount of fuel supplied to the internal combustion engine.

本発明では、上記基本構成において、前記推定したオクタン価が小さいほど、前記圧縮着火方式を選択する前記要求負荷の範囲を低負荷側に拡大するように、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更する(第1発明)。 In the present invention, in the basic configuration, the compression ignition method is selected in the ignition method selection step so that the range of the required load for selecting the compression ignition method is expanded to the low load side as the estimated octane number is small. to change the range of load demand on the internal combustion engine (first invention).

すなわち、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価が小さいほど、該ガソリンの着火性が高まるので、内燃機関への該ガソリンの供給割合を比較的多くすることで、要求負荷が低い状態で圧縮着火方式の内燃機関の運転を行っても、失火の発生を防止することができる。従って、第1発明では、前記推定したオクタン価が小さいほど、前記圧縮着火方式を選択する前記要求負荷の範囲を低負荷側に拡大する。これにより、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価が小さい場合に、圧縮着火方式での運転を行う内燃機関の運転領域を拡大し、内燃機関の排気中のNOx低減等の効果を高めることができる。 That is, the smaller the octane number of gasoline separated from the mixed fuel, the higher the ignitability of the gasoline. Therefore, by relatively increasing the supply ratio of the gasoline to the internal combustion engine, the compression ignition method can be used with a low required load. Even if the internal combustion engine is operated, misfires can be prevented. Therefore, in the first aspect of the invention , the smaller the estimated octane number is, the wider the required load range for selecting the compression ignition method is on the low load side. Thereby, when the octane number of the gasoline separated from the mixed fuel is small, the operating range of the internal combustion engine that performs the operation in the compression ignition system can be expanded, and the effects such as NOx reduction in the exhaust gas of the internal combustion engine can be enhanced.

また、本発明では、前記基本構成又は前記第1発明において、前記内燃機関に供給するアルコールとガソリンとの供給割合は、該内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合が、前記推定したオクタン価が低いほど、高くなるように、該内燃機関の運転状態と該推定したオクタン価とに応じて決定される(第2発明)。 Further, in the present invention, in the basic configuration or the first invention, the supply ratio of the alcohol and gasoline supplies before SL internal combustion engine, the supply ratio of the alcohol to the total fuel supplied to the internal combustion engine, and the estimated the lower the octane number, such that higher Ru is determined in accordance with the octane number that the operating state and the estimation of the internal combustion engine (second invention).

これによれば、前記推定したオクタン価が比較的低い場合に、内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合を高くするので、特に、内燃機関の要求負荷が比較的高い場合に、内燃機関のノッキングの発生の防止効果を高めることができる。また、上記と逆に、前記推定したオクタン価が比較的高い場合に、内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合を低くすることとなるので、特に、内燃機関の要求負荷が比較的低い場合に、失火の発生の防止効果を高めることができる。   According to this, when the estimated octane number is relatively low, the supply ratio of alcohol to the whole fuel supplied to the internal combustion engine is increased. Therefore, particularly when the required load of the internal combustion engine is relatively high, The effect of preventing the occurrence of knocking can be enhanced. In contrast to the above, when the estimated octane number is relatively high, the alcohol supply ratio to the whole fuel supplied to the internal combustion engine is reduced, and particularly when the required load of the internal combustion engine is relatively low. In addition, the effect of preventing the occurrence of misfire can be enhanced.

また、本発明では、前記基本構成において、前記分離ステップは、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離することが好適である。 Further, in the present invention, in the basic configuration, before Symbol separation step, the mixed fuel in the main fuel tank for storing the mixed fuel is supplied to the separation tank while mixing water into the blended fuel, the separation and gasoline a mixture of mixed fuel and water tanks, Ru preferably der be separated into an aqueous alcohol solution is a mixture of alcohol and water.

これによれば、分離タンクで、ガソリンとアルコール水溶液とをそれらの比重差によって上下に分離できるので、混合燃料の分離ための装置構成を簡略なものにすることができる。 According to this , since the gasoline and the alcohol aqueous solution can be separated in the vertical direction by the specific gravity difference in the separation tank, the apparatus configuration for separating the mixed fuel can be simplified.

本発明では、前記基本構成において、前記分離ステップが、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離するステップである場合に、次のようにして、混合燃料から分離したガソリン(分離タンク内のガソリン)のオクタン価を推定することが可能である。 In the present invention, in the basic configuration, the separation step supplies the mixed fuel in the main fuel tank storing the mixed fuel to the separation tank while mixing the mixed fuel with water, and mixes the mixed fuel in the separation tank. In the step of separating the mixed liquid of fuel and water into gasoline and the aqueous alcohol solution that is a mixed liquid of alcohol and water, the gasoline separated from the mixed fuel as follows (gasoline in the separation tank) It is possible to estimate the octane number.

すなわち、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充が行われた場合において、その補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量とを計測する第1ステップと、
前記補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値と前記補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値とから、前記主燃料タンクに補充された混合燃料のアルコール濃度を推定する第2ステップと、
前記補充された混合燃料のアルコール濃度の推定値から該補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価を推定する第3ステップと、
前記補充前において前記ガソリンオクタン価推定ステップで最後に推定された前記分離タンク内のガソリンのオクタン価の値と、前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価の推定値と、補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量の計測値とから、該補充後における分離タンク内のガソリンの使用量と該分離タンク内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータを設定する第4ステップとを備え、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、該補充の終了時から前記分離タンク内のガソリンの使用量を計測しつつ、該使用量の計測値と前記パラメータとに基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する(第3発明)。この第3発明は、前記第1発明又は第2発明と併用してもよい
That is, when the mixed fuel is replenished to the main fuel tank, the remaining amount of the mixed fuel in the main fuel tank before the replenishment and the alcohol concentration of the mixed fuel, and the mixing of the main fuel tank after the replenishment A first step of measuring a remaining amount of fuel and an alcohol concentration of the mixed fuel, and a remaining amount of gasoline in the separation tank before the replenishment;
The main fuel tank was replenished from the measured value of the remaining fuel and alcohol concentration in the main fuel tank before replenishment and the measured remaining fuel and alcohol concentration in the main fuel tank after replenishment. A second step of estimating the alcohol concentration of the mixed fuel;
A third step of estimating an octane number of gasoline in the supplemented mixed fuel from an estimated value of alcohol concentration of the supplemented mixed fuel;
Before the replenishment, the gasoline octane number estimated last in the gasoline octane number estimation step, the estimated octane number of gasoline in the replenished mixed fuel, and the separation tank before replenishment A fourth step of setting a parameter that defines the relationship between the amount of gasoline used in the separation tank after the replenishment and the change in the octane number of gasoline in the separation tank from the measured value of the remaining amount of gasoline With
In the gasoline octane number estimating step, in the period immediately after replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank, while measuring the amount of gasoline used in the separation tank from the end of the replenishment, Based on the parameters, the octane number of the gasoline separated in the separation step is estimated ( third invention). The third invention may be used in combination with the first invention or the second invention .

ここで、前記主燃料タンクに混合燃料の補充が行われた場合に、その補充された混合燃料のアルコール濃度と、該混合燃料のガソリンのオクタン価との間には、一般には相関性がある。すなわち、例えばE20燃料では、その燃料中のガソリンのオクタン価は約70程度であり、E10燃料では、その燃料中のガソリンのオクタン価は約80程度である。そこで、第3発明では、前記第1〜第3ステップの処理によって、前記補充された混合燃料のアルコール濃度を推定し、そのアルコール濃度の推定値から前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価を推定する。 Here, when the mixed fuel is replenished to the main fuel tank, there is generally a correlation between the alcohol concentration of the replenished mixed fuel and the gasoline octane number of the mixed fuel. That is, for example, in E20 fuel, the octane number of gasoline in the fuel is about 70, and in E10 fuel, the octane number of gasoline in the fuel is about 80. Therefore, in the third invention , the alcohol concentration of the supplemented mixed fuel is estimated by the processes of the first to third steps, and the octane number of gasoline in the supplemented mixed fuel is calculated from the estimated value of the alcohol concentration. presume.

一方、分離タンク内のガソリンは、主燃料タンクへの混合燃料の補充前に該分離タンクに残存していたガソリンが内燃機関の運転等によって使用されていくに伴い、最終的に、主燃料タンク内のガソリンによって置換されることとなる。従って、該分離タンク内のガソリンのオクタン価は、該ガソリンの使用に伴い、前記補充前におけるオクタン価から、前記補充後の混合燃料中のガソリンのオクタン価に変化することとなる。   On the other hand, the gasoline in the separation tank eventually becomes a main fuel tank as the gasoline remaining in the separation tank before replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank is used by the operation of the internal combustion engine or the like. It will be replaced by the gasoline inside. Therefore, the octane number of gasoline in the separation tank changes from the octane number before replenishment to the octane number of gasoline in the mixed fuel after replenishment as the gasoline is used.

そこで、第3発明では、前記補充前において前記ガソリンオクタン価推定ステップで最後に推定された前記分離タンク内のガソリンのオクタン価の値と、前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価の推定値と、補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量の計測値とから、該補充後における分離タンク内のガソリンの使用量と該分離タンク内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータを設定しておく。 Therefore, in the third invention , the value of the octane number of gasoline in the separation tank last estimated in the gasoline octane number estimation step before the replenishment, the estimated value of the octane number of gasoline in the supplemented mixed fuel, A parameter defining the relationship between the measured value of the remaining amount of gasoline in the separation tank before refilling and the change in the amount of gasoline used in the separation tank after refilling and the change in octane number of gasoline in the separation tank Is set in advance.

そして、前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、該補充の終了時から前記分離タンク内のガソリンの使用量を計測しつつ、該使用量の計測値と前記パラメータとに基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する。   In the gasoline octane number estimation step, the measured value of the usage amount is measured while measuring the usage amount of gasoline in the separation tank from the end of the replenishment in a period immediately after the replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank. And the parameter, the octane number of the gasoline separated in the separation step is estimated.

これにより、主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することができることとなる。   As a result, the octane number of the gasoline separated in the separation step can be estimated in the period immediately after the replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank.

また、本発明では、前記基本構成、第1発明又は第2発明において、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、次のようにして、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することも可能である。 Further, in the present invention, in the basic configuration, the first or second aspect, during operation of the internal combustion engine in front Symbol compression ignition mode, as follows, to estimate the octane number of gasoline separated from the mixed fuel Is also possible.

すなわち、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関での燃料の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータの値を計測する第5ステップと、該燃焼時期指標パラメータの計測値が示す燃焼時期を目標とする燃焼時期に一致させるように、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を調整するための第1操作量を決定し、該第1操作量に応じて前記供給割合を調整する第6ステップとを備え、前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記第1操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する(第4発明)。 That is, during operation of the internal combustion engine in the compression ignition system, a fifth step of measuring the value of the combustion timing index parameter indicating the combustion timing of fuel in the internal combustion engine, and the combustion indicated by the measured value of the combustion timing index parameter A first operation amount for adjusting the supply ratio of alcohol and gasoline to the internal combustion engine is determined so that the timing coincides with the target combustion timing, and the supply ratio is adjusted according to the first operation amount. The gasoline octane number estimating step estimates the octane number of the gasoline separated in the separation step based on the first manipulated variable when the internal combustion engine is operated in the compression ignition system ( fourth invention). ).

ここで、圧縮着火方式での内燃機関の運転時には、内燃機関に供給される燃料中のガソリンのオクタン価は、内燃機関での燃料の実際の燃焼時期に影響を及ぼす一要因となる。従って、前記第5ステップ及び第6ステップを備えて、前記第1操作量に応じて前記供給割合を調整した場合に、該第1操作量は、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価に依存して変化する。そこで、第4発明では、該第1操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する。これにより、圧縮着火燃焼方式での内燃機関の運転時に、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することができることとなる。 Here, when the internal combustion engine is operated in the compression ignition system, the octane number of gasoline in the fuel supplied to the internal combustion engine is one factor that affects the actual combustion timing of the fuel in the internal combustion engine. Therefore, when the supply ratio is adjusted in accordance with the first operation amount by providing the fifth step and the sixth step, the first operation amount depends on the octane number of gasoline separated from the mixed fuel. Change. Therefore, in the fourth aspect of the invention , the octane number of the gasoline separated in the separation step is estimated based on the first manipulated variable. As a result, the octane number of gasoline separated from the mixed fuel can be estimated during operation of the internal combustion engine in the compression ignition combustion system.

なお、第3発明第4発明とを併用してもよい。この場合には、例えば、主燃料タンクへの混合燃料の補充直後で(例えば分離タンク内のガソリンの使用量が所定値以下である場合)、且つ、該内燃機関の機関温度(例えば冷却水温)が、所定温度以下であるという条件が成立する場合に、前記第3発明の手法で混合燃料から分離したガソリン(分離タンク内のガソリン)のオクタン価を推定し、上記条件が成立しない場合での圧縮着火燃焼方式での運転時に第4発明の手法で混合燃料から分離したガソリン(分離タンク内のガソリン)のオクタン価を推定することが好ましい。 In addition, you may use 3rd invention and 4th invention together. In this case, for example, immediately after replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank (for example, when the amount of gasoline used in the separation tank is not more than a predetermined value), and the engine temperature of the internal combustion engine (for example, cooling water temperature) However, when the condition that the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature is satisfied, the octane number of the gasoline separated from the mixed fuel (the gasoline in the separation tank) by the method of the third invention is estimated, and the compression when the above condition is not satisfied It is preferable to estimate the octane number of gasoline (gasoline in the separation tank) separated from the mixed fuel by the method of the fourth invention during operation in the ignition combustion system.

また、前記基本構成、第1発明又は第2発明では、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、次のようにして、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することも可能である。 In the basic configuration, the first invention, or the second invention, it is also possible to estimate the octane number of gasoline separated from the mixed fuel as follows when the internal combustion engine is operated in the spark ignition system.

すなわち、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を検知する第7ステップと、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を前記ノッキングの発生を防止するように調整するための第2操作量を、検知された前記ノッキングの発生の有無に応じて該第2操作量の値が増減するように決定し、該第2操作量に応じて前記供給割合を調整する第8ステップとを備え、前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記第操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する(第5発明)。 That is, when the internal combustion engine is operated by the spark ignition method, a seventh step of detecting whether or not knocking of the internal combustion engine has occurred, and the supply ratio of alcohol and gasoline to the internal combustion engine is prevented from occurring. The second operation amount is adjusted to be adjusted so that the value of the second operation amount is increased or decreased according to the detected presence or absence of the knocking, and the supply ratio is determined according to the second operation amount. The gasoline octane number estimating step estimates the octane number of the gasoline separated in the separation step based on the second manipulated variable when the internal combustion engine is operated by the spark ignition method ( first step) . 5 invention ).

ここで、内燃機関に供給するガソリンのオクタン価は、内燃機関のノッキングの発生の有無に影響を及ぼす一要因となる。従って、前記第7ステップ及び第8ステップを備えて、前記第2操作量に応じて前記供給割合を調整するようにした場合には、該第2操作量は、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価に依存して変化する。そこで、第5発明では、該第2操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する。これにより、火花点火方式での内燃機関の運転時に、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することができることとなる。 Here, the octane number of gasoline supplied to the internal combustion engine is one factor affecting the presence or absence of occurrence of knocking in the internal combustion engine. Therefore, when the seventh step and the eighth step are provided and the supply ratio is adjusted according to the second operation amount, the second operation amount is the octane number of gasoline separated from the mixed fuel. Varies depending on Therefore, in the fifth aspect of the invention , the octane number of the gasoline separated in the separation step is estimated based on the second manipulated variable. As a result, the octane number of gasoline separated from the mixed fuel can be estimated during operation of the internal combustion engine in the spark ignition system.

なお、第5発明第3発明又は第4発明とを併用してもよい。この場合、第3発明と併用する場合には、例えば、主燃料タンクへの混合燃料の補充直後で(例えば分離タンク内のガソリン及びエタノール水溶液の全体の使用量が所定値以下である場合)、且つ、該内燃機関の機関温度(例えば冷却水温)が、所定温度以下であるという条件が成立する場合に、前記第3発明の手法で混合燃料から分離したガソリン(分離タンク内のガソリン)のオクタン価を推定し、上記条件が成立しない場合での火花点火方式での運転時に第5発明の手法で混合燃料から分離したガソリン(分離タンク内のガソリン)のオクタン価を推定することが好ましい
また、前記第1発明、第2発明、第4発明又は第5発明では、前記第3発明と同様に、前記分離ステップは、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離するステップであることが好適である(第6発明)。これにより、分離タンクで、ガソリンとアルコール水溶液とをそれらの比重差によって上下に分離できるので、混合燃料の分離ための装置構成を簡略なものにすることができる。
In addition, you may use 5th invention , 3rd invention, or 4th invention together. In this case, when used in combination with the third invention , for example, immediately after replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank (for example, when the total amount of gasoline and ethanol aqueous solution in the separation tank is less than a predetermined value), And when the condition that the engine temperature (for example, cooling water temperature) of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined temperature is satisfied, the octane number of gasoline (gasoline in the separation tank) separated from the mixed fuel by the method of the third invention. It is preferable to estimate the octane number of gasoline (gasoline in the separation tank) separated from the mixed fuel by the method of the fifth invention at the time of operation in the spark ignition system when the above condition is not satisfied .
In the first invention, the second invention, the fourth invention, or the fifth invention, as in the third invention, in the separation step, the mixed fuel in the main fuel tank that stores the mixed fuel is It is preferable that the mixed fuel is mixed with water and supplied to the separation tank, and in the separation tank, the mixed liquid of the mixed fuel and water is separated into gasoline and an aqueous alcohol solution that is a mixed liquid of alcohol and water. (Sixth invention). Thereby, since gasoline and alcohol aqueous solution can be separated up and down by the difference in specific gravity in the separation tank, the configuration of the apparatus for separating the mixed fuel can be simplified.

本発明の一実施形態を図1〜図17を参照して説明する。まず、図1〜図3を参照して、本実施形態における内燃機関の運転制御システムの構成を説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, with reference to FIGS. 1-3, the structure of the operation control system of the internal combustion engine in this embodiment is demonstrated.

図1を参照して、本実施形態における内燃機関5への燃料供給を行う燃料供給システム1は、アルコールとガソリン(サブオクタンガソリン)との混合燃料を収容する主燃料タンクであるメインタンク2と、上記混合燃料を組成するアルコール及びガソリンを上下に分離させた状態で収容する分離タンク3と、メインタンク2内の混合燃料を分離させるための水を収容する水タンク4とを備える。上記アルコールは、本実施形態ではエタノールである。以降の説明では、メインタンク2に収容される混合燃料をメイン燃料という。該メイン燃料は、例えばE10燃料、E20燃料等である。   Referring to FIG. 1, a fuel supply system 1 that supplies fuel to an internal combustion engine 5 in the present embodiment includes a main tank 2 that is a main fuel tank that contains a mixed fuel of alcohol and gasoline (sub-octane gasoline). A separation tank 3 that accommodates the alcohol and gasoline composing the mixed fuel in a state of being vertically separated, and a water tank 4 that stores water for separating the mixed fuel in the main tank 2 are provided. The alcohol is ethanol in this embodiment. In the following description, the mixed fuel stored in the main tank 2 is referred to as main fuel. The main fuel is, for example, E10 fuel, E20 fuel or the like.

内燃機関5は、HCCI方式(HCCI:Homogeneous Charge Compression Ignition)と言われる予混合圧縮着火方式での運転(以下、HCCI運転という)と、SI方式(SI:Spark Ignition)と言われる火花点火方式での運転(以下、SI運転という)とが可能な機関である。本実施形態では、この内燃機関5は、複数気筒(例えば4気筒)を有する機関であり、図示しない車両の推進力発生源として該車両に搭載される。以下に、この内燃機関5の概略構成(より詳しくは吸排気系を含めた内燃機関5の概略構成)を図2を参照して説明しておく。なお、図2では、内燃機関5の1気筒分の概略構成だけを代表的に図示している。   The internal combustion engine 5 operates in a premixed compression ignition system (hereinafter referred to as HCCI operation) referred to as an HCCI system (HCCI: Homogeneous Charge Compression Ignition) and in a spark ignition system referred to as an SI system (SI: Spark Ignition). It is an engine that can be operated (hereinafter referred to as SI operation). In the present embodiment, the internal combustion engine 5 is an engine having a plurality of cylinders (for example, four cylinders), and is mounted on the vehicle as a propulsive force generation source of the vehicle (not shown). Hereinafter, a schematic configuration of the internal combustion engine 5 (more specifically, a schematic configuration of the internal combustion engine 5 including an intake and exhaust system) will be described with reference to FIG. In FIG. 2, only a schematic configuration for one cylinder of the internal combustion engine 5 is representatively illustrated.

内燃機関5の各気筒41は、シリンダブロックおよびシリンダヘッドなどから構成される機関基体42内に形成されている。各気筒41には、その軸心方向に往復動自在なピストン43が収容され、このピストン43の上側(シリンダヘッド側)の空間が燃焼室44として形成されている。各ピストン43は、コンロッド45を介して内燃機関5の出力軸であるクランク軸46に連結され、各気筒41のピストン43の往復動に伴いクランク軸46が回転する。   Each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 is formed in an engine base 42 composed of a cylinder block and a cylinder head. Each cylinder 41 accommodates a piston 43 that can reciprocate in the axial direction, and a space above the piston 43 (cylinder head side) is formed as a combustion chamber 44. Each piston 43 is connected to a crankshaft 46 that is an output shaft of the internal combustion engine 5 via a connecting rod 45, and the crankshaft 46 rotates as the piston 43 of each cylinder 41 reciprocates.

各気筒41の燃焼室44は、吸気バルブ47により開閉される吸気ポート48を介して吸気マニホールド49に連通していると共に、排気バルブ50により開閉される排気ポート51を介して排気マニホールド52に連通している。吸気バルブ47および排気バルブ50は、クランク軸46の回転に連動するカムシャフトを有するバルブ駆動機構(図示省略)を介して開閉駆動される。なお、吸気バルブ47及び排気バルブ50は電動式のバルブであってもよい。   The combustion chamber 44 of each cylinder 41 communicates with an intake manifold 49 through an intake port 48 opened and closed by an intake valve 47 and communicates with an exhaust manifold 52 through an exhaust port 51 opened and closed by an exhaust valve 50. is doing. The intake valve 47 and the exhaust valve 50 are driven to open and close via a valve drive mechanism (not shown) having a camshaft that interlocks with the rotation of the crankshaft 46. The intake valve 47 and the exhaust valve 50 may be electric valves.

各気筒41に対応する吸気マニホールド49は、全ての気筒41について共通の吸気路53に合流している。そして、この吸気路53には、電動式のスロットル弁54が設けられ、このスロットル弁54の開度を制御することによって、各気筒41の吸気量(空気供給量)が操作されるようになっている。   The intake manifold 49 corresponding to each cylinder 41 joins the common intake passage 53 for all the cylinders 41. The intake passage 53 is provided with an electric throttle valve 54. By controlling the opening degree of the throttle valve 54, the intake amount (air supply amount) of each cylinder 41 is operated. ing.

各気筒41に対応する排気マニホールド52は、全ての気筒41について共通の排気路55に合流しており、各気筒41で生成される排ガスは、該排気路55に設けられた浄化触媒(図示省略)を介して排出されるようになっている。   The exhaust manifold 52 corresponding to each cylinder 41 merges into a common exhaust passage 55 for all the cylinders 41, and the exhaust gas generated in each cylinder 41 is a purification catalyst (not shown) provided in the exhaust passage 55. ) To be discharged through.

また、内燃機関5には、各気筒41毎に、2つの燃料噴射弁6,7が備えられている。本実施形態では、これら燃料噴射弁6,7のうちの一方、例えば燃料噴射弁6は、ポート噴射型のものであり、各気筒41に対応する吸気ポート48に向かって燃料を噴射するように、吸気マニホールド49に装着されている。また、他方の燃料噴射弁7は、直噴型のものであり、各気筒41の燃焼室44に直接的に燃料を噴射するように、機関基体42(シリンダヘッドの部分)に装着されている。   The internal combustion engine 5 is provided with two fuel injection valves 6 and 7 for each cylinder 41. In the present embodiment, one of the fuel injection valves 6, 7, for example, the fuel injection valve 6 is a port injection type, and injects fuel toward the intake port 48 corresponding to each cylinder 41. The intake manifold 49 is mounted. The other fuel injection valve 7 is a direct injection type, and is mounted on the engine base 42 (cylinder head portion) so as to inject fuel directly into the combustion chamber 44 of each cylinder 41. .

これらの燃料噴射弁6,7は、後述するECU30によって、それぞれの噴射時間と開弁タイミングとを制御可能であり、その制御によって、各気筒41に対する燃料の供給量(1燃焼サイクル当たりの供給量)と、該燃料の供給タイミングとが制御される。   The fuel injection valves 6 and 7 can control the injection time and the valve opening timing by an ECU 30 to be described later. By the control, the fuel supply amount to each cylinder 41 (the supply amount per combustion cycle). ) And the fuel supply timing are controlled.

また、これらの燃料噴射弁6,7のうちの一方、例えば燃料噴射弁6は、前記分離燃料供給モードにおいて、ガソリンを噴射するために用いる噴射弁であり、他方の燃料噴射弁7は、前記分離燃料供給モードにおいて、エタノールを噴射するために用いる噴射弁である。さらに、燃料噴射弁6,7のうちの一方、例えば、燃料噴射弁6は、前記非分離燃料供給モードにおいては、メインタンク2内のメイン燃料を噴射するために用いる噴射弁である。従って、燃料噴射弁6は、分離燃料供給モードと、非分離燃料供給モードとで共用する噴射弁となっている。この場合、燃料噴射弁7は、非分離燃料供給モードでは使用されない。   In addition, one of these fuel injection valves 6 and 7, for example, the fuel injection valve 6 is an injection valve used to inject gasoline in the separated fuel supply mode, and the other fuel injection valve 7 This is an injection valve used for injecting ethanol in the separated fuel supply mode. Furthermore, one of the fuel injection valves 6, 7, for example, the fuel injection valve 6 is an injection valve used for injecting the main fuel in the main tank 2 in the non-separated fuel supply mode. Therefore, the fuel injection valve 6 is an injection valve shared by the separated fuel supply mode and the non-separated fuel supply mode. In this case, the fuel injection valve 7 is not used in the non-separated fuel supply mode.

なお、燃料噴射弁6,7の両方をポート噴射型のものとしてもよい。また、燃料噴射弁6の代わりに、燃料噴射弁7を分離燃料供給モードと、非分離燃料供給モードとで共用する噴射弁としてもよい。   Note that both the fuel injection valves 6 and 7 may be of the port injection type. Further, instead of the fuel injection valve 6, the fuel injection valve 7 may be an injection valve that is shared between the separated fuel supply mode and the non-separated fuel supply mode.

また、内燃機関5は、各気筒41毎に点火プラグ56を備えている。この点火プラグ56は、その電極を燃焼室44に臨ませて、機関基体42(シリンダヘッドの部分)に装着されている。   Further, the internal combustion engine 5 includes a spark plug 56 for each cylinder 41. The spark plug 56 is mounted on the engine base 42 (cylinder head portion) with its electrode facing the combustion chamber 44.

また、内燃機関5には、上記した構成のほか、内燃機関5の運転状態を検出する各種のセンサが付設されている。例えば、クランク軸46の回転角度を検出するクランク角センサ57、内燃機関5の吸気圧(絶対圧)を検出する吸気圧センサ58、各気筒41の燃焼室44での混合気の燃焼時に流れるイオン電流を検出するイオン電流センサ59、各気筒41で燃焼した混合気の空燃比を検出する空燃比センサ60等のセンサが備えられ、これらのセンサの出力が後述するECU30に入力されるようになっている。   In addition to the above-described configuration, the internal combustion engine 5 is provided with various sensors that detect the operating state of the internal combustion engine 5. For example, a crank angle sensor 57 that detects the rotation angle of the crankshaft 46, an intake pressure sensor 58 that detects the intake pressure (absolute pressure) of the internal combustion engine 5, and ions that flow when the air-fuel mixture burns in the combustion chamber 44 of each cylinder 41. Sensors such as an ion current sensor 59 for detecting current and an air-fuel ratio sensor 60 for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in each cylinder 41 are provided, and the outputs of these sensors are input to the ECU 30 described later. ing.

この場合、クランク角センサ57は、クランク軸46が所定角度、回転する毎に、パルス信号を制御装置2に出力するセンサである。そして、その出力は、クランク軸46の回転角度であるクランク角を把握するために利用されるほか、該クランク角の時間的変化率としてのクランク軸46の回転速度(すなわち内燃機関5の回転数)を把握するために利用される。   In this case, the crank angle sensor 57 is a sensor that outputs a pulse signal to the control device 2 every time the crankshaft 46 rotates by a predetermined angle. The output is used for grasping the crank angle, which is the rotation angle of the crankshaft 46, and the rotation speed of the crankshaft 46 as the time rate of change of the crank angle (that is, the rotational speed of the internal combustion engine 5). ) Is used to grasp.

また、吸気圧センサ58は、前記スロットル弁54の下流側(前記吸気マニホールド49の合流箇所の近傍)で吸気路53に装着されており、その箇所での吸気路53内の圧力(絶対圧)を内燃機関5の吸気圧として検出する。   The intake pressure sensor 58 is attached to the intake passage 53 on the downstream side of the throttle valve 54 (in the vicinity of the junction of the intake manifold 49), and the pressure (absolute pressure) in the intake passage 53 at that location. Is detected as the intake pressure of the internal combustion engine 5.

また、空燃比センサ60は、内燃機関5の各気筒41毎の排気マニホールド52の集合箇所の近傍で前記排気路55に装着され、排気中の酸素濃度によって表される空燃比を検出する。   The air-fuel ratio sensor 60 is attached to the exhaust passage 55 in the vicinity of the collection location of the exhaust manifold 52 for each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 and detects the air-fuel ratio represented by the oxygen concentration in the exhaust.

また、前記イオン電流センサ59は、上記イオン電流を流す導電性のプローブ59aと、該プローブ59aに流れるイオン電流を電圧信号に変換する信号生成部59bとから構成される。本実施形態では、プローブ59は、機関基体42と電気的に絶縁した状態で点火プラグ36と一体に設けられている。   The ion current sensor 59 includes a conductive probe 59a for passing the ion current and a signal generation unit 59b for converting the ion current flowing through the probe 59a into a voltage signal. In the present embodiment, the probe 59 is provided integrally with the spark plug 36 while being electrically insulated from the engine base 42.

なお、図示は省略するが、上記した各センサ57〜60の他、内燃機関5の機関温度(冷却水温)を検出する機関温度センサ、潤滑油の温度を検出する湯温センサ、吸気温度を検出する吸気温度センサ、内燃機関5のノッキング検知用センサ(例えば機関基体42の振動や、各気筒41の筒内圧、燃焼音などを検出するセンサ)、内燃機関5を搭載した車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ等も備えらており、これらのセンサの出力も後述するECU30に入力される。   Although not shown, in addition to the sensors 57 to 60 described above, an engine temperature sensor for detecting the engine temperature (cooling water temperature) of the internal combustion engine 5, a hot water temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil, and an intake air temperature are detected. An intake air temperature sensor that detects knocking of the internal combustion engine 5 (for example, a sensor that detects vibration of the engine base 42, in-cylinder pressure of each cylinder 41, combustion noise, etc.), and depression of an accelerator pedal of a vehicle in which the internal combustion engine 5 is mounted An accelerator sensor for detecting the amount is also provided, and the output of these sensors is also input to the ECU 30 described later.

以上のように構成されている内燃機関5では、前記HCCI運転においては、各気筒41の各燃焼サイクルの所要のタイミングで、該気筒41に対応する燃料噴射弁6,7の一方又は両方から各気筒41の燃焼室44に燃料が供給される。そして、その供給された燃料と該気筒41の吸気行程で燃焼室44内に充填される空気との混合気が該気筒44の圧縮行程で圧縮される。その圧縮により、該混合気が高温になって燃料の自着火燃焼が行なわれる。なお、このHCCI運転では、各気筒44の混合気の空燃比は、理論空燃比よりもリーンとなる空燃比である。   In the internal combustion engine 5 configured as described above, in the HCCI operation, at each required timing of each combustion cycle of each cylinder 41, one or both of the fuel injection valves 6 and 7 corresponding to the cylinder 41 are used. Fuel is supplied to the combustion chamber 44 of the cylinder 41. Then, an air-fuel mixture of the supplied fuel and air filled in the combustion chamber 44 in the intake stroke of the cylinder 41 is compressed in the compression stroke of the cylinder 44. As a result of the compression, the air-fuel mixture becomes hot and self-ignition combustion of the fuel is performed. In this HCCI operation, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in each cylinder 44 is an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

また、前記SI運転においては、上記と同様に各気筒41の燃焼室44内の混合気が該気筒41の圧縮行程で圧縮される。そして、その圧縮された混合気の燃料が、点火プラグ56から発せられる点火火花によって、着火燃焼する。なお、このSI運転では、各気筒41の混合気の空燃比は、理論空燃比近傍の空燃比である。   In the SI operation, the air-fuel mixture in the combustion chamber 44 of each cylinder 41 is compressed in the compression stroke of the cylinder 41 as described above. Then, the fuel of the compressed air-fuel mixture is ignited and burned by an ignition spark emitted from the spark plug 56. In this SI operation, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in each cylinder 41 is an air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.

図1に戻って、メインタンク2には、該メインタンク2内のメイン燃料を加圧して分離タンク3に供給するフィードポンプ8が付設されている。このフィードポンプ8は、その吸入口がメインタンク2内に開通し、吐出口が分離タンク3にメイン燃料供給路9を介して接続されている。そして、フィードポンプ8は、その吸入口から吸入したメインタンク2内のメイン燃料を所定の圧力に加圧し、その加圧したメイン燃料を吐出口からメイン燃料供給路9を介して分離タンク3に供給するようにしている。   Returning to FIG. 1, the main tank 2 is provided with a feed pump 8 that pressurizes the main fuel in the main tank 2 and supplies it to the separation tank 3. The feed pump 8 has an inlet port that opens into the main tank 2, and a discharge port that is connected to the separation tank 3 via a main fuel supply path 9. The feed pump 8 pressurizes the main fuel in the main tank 2 sucked from the suction port to a predetermined pressure, and the pressurized main fuel is supplied from the discharge port to the separation tank 3 through the main fuel supply path 9. I am trying to supply.

水タンク4には、該水タンク4内の水を加圧して分離タンク3に供給するフィードポンプ13が付設されている。このフィードポンプ13は、その吸入口が水タンク4内に開通し、吐出口が分離タンク3に水供給路14を介して接続されている。そして、フィードポンプ13は、その吸入口から吸入した水を、分離タンク3内の圧力(前記フィードポンプ7の吐出圧)よりも若干高い圧力に加圧し、その加圧した水を吐出口から水供給路14を介して分離タンク3に供給するようにしている。この場合、水供給路14には、流量制御弁15が介装され、この流量制御弁15の開度を制御することで、分離タンク3に供給する水の量を調整することが可能となっている。   The water tank 4 is provided with a feed pump 13 that pressurizes the water in the water tank 4 and supplies it to the separation tank 3. The feed pump 13 has a suction port opened into the water tank 4 and a discharge port connected to the separation tank 3 via a water supply path 14. The feed pump 13 pressurizes water sucked from the suction port to a pressure slightly higher than the pressure in the separation tank 3 (discharge pressure of the feed pump 7), and the pressurized water is supplied from the discharge port to the water. It is made to supply to the separation tank 3 through the supply path 14. In this case, the water supply path 14 is provided with a flow control valve 15, and the amount of water supplied to the separation tank 3 can be adjusted by controlling the opening degree of the flow control valve 15. ing.

分離タンク3は、その内部空間の上部側にガソリンを収容すると共に、下部側にエタノールと水との混合液(以下、エタノール水溶液という)を収容するタンクである。   The separation tank 3 is a tank that contains gasoline in the upper part of the internal space and contains a mixed liquid of ethanol and water (hereinafter referred to as an ethanol aqueous solution) in the lower part.

ここで、本実施形態では、分離タンク3にメインタンク2から供給されるメイン燃料と、水タンク4から供給される水とは、図示を省略する撹拌機によって一旦、攪拌されて、混合されるようになっている。この場合、その混合液(エタノールとガソリンと水との混合液)のうちのエタノールはガソリンに比べて親水性が高いので、水と容易に混合する。また、ガソリンの比重は、エタノールおよび水の比重よりも小さい。このため、分離タンク3内で攪拌された混合液のうち、エタノールと水との混合液であるエタノール水溶液と、ガソリンとが、分離タンク3内で自然に分離し、該分離タンク3の内部空間の上部側と下部側とにそれぞれガソリン、エタノール水溶液が溜まることとなる。この場合、ガソリンとエタノール水溶液とは、エタノール水溶液の上端面を界面として互いに接した状態で分離タンク3内に収容される。これにより、分離タンク3内でのガソリンとエタノール水溶液との分離および収容がなされることとなり、本発明における分離ステップが実現されることとなる。そして、本実施形態では、分離タンク3の内部空間が、分離したガソリンおよびエタノール水溶液によって常時、満杯になると共に、これらの液体が前記フィードポンプ8の吐出圧とほぼ同程度の圧力に加圧された状態に保たれる。   Here, in this embodiment, the main fuel supplied from the main tank 2 to the separation tank 3 and the water supplied from the water tank 4 are once stirred and mixed by a stirrer (not shown). It is like that. In this case, since ethanol in the mixed solution (mixed solution of ethanol, gasoline, and water) has higher hydrophilicity than gasoline, it is easily mixed with water. Moreover, the specific gravity of gasoline is smaller than the specific gravity of ethanol and water. For this reason, among the mixed liquids stirred in the separation tank 3, an ethanol aqueous solution that is a mixed liquid of ethanol and water and gasoline are naturally separated in the separation tank 3, and the internal space of the separation tank 3. Gasoline and ethanol aqueous solution will accumulate on the upper side and the lower side, respectively. In this case, the gasoline and the aqueous ethanol solution are accommodated in the separation tank 3 in a state where they are in contact with each other with the upper end surface of the aqueous ethanol solution as an interface. As a result, the gasoline and the ethanol aqueous solution are separated and accommodated in the separation tank 3, and the separation step in the present invention is realized. In this embodiment, the internal space of the separation tank 3 is always filled with the separated gasoline and ethanol aqueous solution, and these liquids are pressurized to a pressure approximately equal to the discharge pressure of the feed pump 8. It is kept in the state.

このようにガソリンとエタノール水溶液とを分離させて収容する分離タンク3の内部空間のうち、ガソリンが溜まる上部側の空間は、該分離タンク3の上部から導出されたガソリン供給路16を介して前記燃料噴射弁6に接続されている。これにより、分離タンク3内の加圧されたガソリンがガソリン供給路16を介して燃料噴射弁6に供給されるようになっている。   Of the internal space of the separation tank 3 that separates and accommodates the gasoline and the aqueous ethanol solution in this way, the upper space where the gasoline accumulates is through the gasoline supply path 16 led out from the upper portion of the separation tank 3. The fuel injection valve 6 is connected. Thereby, the pressurized gasoline in the separation tank 3 is supplied to the fuel injection valve 6 via the gasoline supply path 16.

また、分離タンク3の内部空間のうち、エタノール水溶液が溜まる下部側の空間は、該分離タンク3の下部から導出されたエタノール供給路17を介して前記燃料噴射弁7に接続されている。これにより、分離タンク3内の加圧されたエタノール水溶液が第5燃料供給路17を介して燃料噴射弁7に供給されるようになっている。   In addition, a space on the lower side in which the aqueous ethanol solution is stored in the internal space of the separation tank 3 is connected to the fuel injection valve 7 via an ethanol supply path 17 led out from the lower portion of the separation tank 3. As a result, the pressurized aqueous ethanol solution in the separation tank 3 is supplied to the fuel injection valve 7 via the fifth fuel supply path 17.

さらに、分離タンク3の内部空間のうち、ガソリンが溜まる上部側の空間は、前記ガソリン供給路16とは別に該分離タンク3の上部から導出されたガソリン戻し通路18を介して前記メインタンク2に接続されている。そして、このガソリン戻し通路18には、流量制御弁19が介装されている。この場合、流量制御弁19を開弁することで、分離タンク3の内部空間の上部の加圧されたガソリンを、ガソリン戻し通路18を介してメインタンク2に戻すことが可能となっている。   Further, of the internal space of the separation tank 3, the space on the upper side in which gasoline accumulates is connected to the main tank 2 via a gasoline return passage 18 led out from the upper portion of the separation tank 3 separately from the gasoline supply passage 16. It is connected. A flow rate control valve 19 is interposed in the gasoline return passage 18. In this case, by opening the flow control valve 19, the pressurized gasoline in the upper part of the internal space of the separation tank 3 can be returned to the main tank 2 through the gasoline return passage 18.

本実施形態における燃料供給システム1は、さらに、メインタンク2内のメイン燃料中のエタノールの含有割合(エタノール濃度)に応じた出力を発生する第1エタノール濃度センサ20と、分離タンク3内のエタノール水溶液とガソリンとの界面の高さに応じた出力を発生するフロートセンサ21と、分離タンク3から燃料噴射弁7に供給されるエタノール水溶液中のエタノール濃度に応じた出力を発生する第2エタノール濃度センサ22と、メインタンク2内のメイン燃料の残量を検出するメイン燃料残量センサ23と、前記燃料噴射弁6,7の動作制御等の内燃機関5の運転制御を行う制御ユニット30(以下、ECU30という)とを備える。   The fuel supply system 1 in the present embodiment further includes a first ethanol concentration sensor 20 that generates an output corresponding to the content ratio (ethanol concentration) of ethanol in the main fuel in the main tank 2, and ethanol in the separation tank 3. A float sensor 21 that generates an output corresponding to the height of the interface between the aqueous solution and gasoline, and a second ethanol concentration that generates an output corresponding to the ethanol concentration in the aqueous ethanol solution supplied from the separation tank 3 to the fuel injection valve 7. A sensor 22, a main fuel remaining amount sensor 23 for detecting the remaining amount of main fuel in the main tank 2, and a control unit 30 for controlling the operation of the internal combustion engine 5 such as operation control of the fuel injection valves 6 and 7 , Referred to as ECU30).

第1エタノール濃度センサ20は、メインタンク2内に配置され、第2エタノール濃度センサ22は、前記第5燃料供給路17の途中に介装されている。これらのエタノール濃度センサ20,22はエタノールに反応する濃度センサである。   The first ethanol concentration sensor 20 is disposed in the main tank 2, and the second ethanol concentration sensor 22 is interposed in the middle of the fifth fuel supply path 17. These ethanol concentration sensors 20 and 22 are concentration sensors that react with ethanol.

以降の説明では、これらのエタノール濃度センサ20,22がそれぞれ検出するエタノール濃度を区別するため、第1エタノール濃度センサ20の出力が示すエタノール濃度をエタノール含有割合、第2エタノール濃度センサ22の出力が示すエタノール濃度をエタノール水溶液濃度ということがある。   In the following description, in order to distinguish the ethanol concentrations detected by these ethanol concentration sensors 20 and 22, respectively, the ethanol concentration indicated by the output of the first ethanol concentration sensor 20 is the ethanol content ratio, and the output of the second ethanol concentration sensor 22 is The ethanol concentration shown may be called ethanol aqueous solution concentration.

なお、メインタンク2内のメイン燃料中のエタノール含有割合をEt_r[%]としたとき、ガソリンの含有割合(ガソリン濃度)は100−Et_r[%]となる。このため、メインタンク2内のメイン燃料中のエタノール含有割合と、ガソリン含有割合とは、その一方を計測すれば、他方も間接的に計測されることとなる。従って、第1エタノール濃度センサ20の代わりに、ガソリン濃度を検出し得る濃度センサをメインタンク2内に配置してもよい。   When the ethanol content in the main fuel in the main tank 2 is Et_r [%], the gasoline content (gasoline concentration) is 100−Et_r [%]. For this reason, if one of the ethanol content ratio and the gasoline content ratio in the main fuel in the main tank 2 is measured, the other is also indirectly measured. Therefore, instead of the first ethanol concentration sensor 20, a concentration sensor that can detect the gasoline concentration may be disposed in the main tank 2.

フロートセンサ21は、分離タンク3内に上下方向に延在して設けられたガイドロッド21aに嵌合され、該ガイドロッド21aに沿って上下方向に移動自在とされている。このフロートセンサ21は、ガソリンの比重よりも大きく、且つ、エタノール水溶液の比重よりも小さい比重を有する。このため、該フロートセンサ21は、ガソリンとエタノール水溶液との界面の位置で浮遊し、該界面の上下動に伴い上下動するようになっている。そして、該フロートセンサ21は、該ガイドロッド21aに対する上下方向の相対的な位置に応じた出力を発生する。従って、該フロートセンサ21の出力は、分離タンク3内の界面の高さ(以降、界面高さH_FLという)に応じた出力となる。   The float sensor 21 is fitted into a guide rod 21a provided in the separation tank 3 so as to extend in the vertical direction, and is movable in the vertical direction along the guide rod 21a. The float sensor 21 has a specific gravity that is larger than the specific gravity of gasoline and smaller than the specific gravity of the aqueous ethanol solution. For this reason, the float sensor 21 floats at the position of the interface between the gasoline and the ethanol aqueous solution, and moves up and down as the interface moves up and down. The float sensor 21 generates an output corresponding to the relative position in the vertical direction with respect to the guide rod 21a. Therefore, the output of the float sensor 21 is an output corresponding to the height of the interface in the separation tank 3 (hereinafter referred to as interface height H_FL).

ここで、本実施形態では、分離タンク3の内部空間は、前記したようにガソリンおよびエタノール水溶液によって常時、満杯とされるので、分離タンク3内のガソリンの残量とエタノール水溶液の残量との総和は、分離タンク3の内部空間の容積に等しく、一定値となる。また、分離タンク3の横断面積(上方から見た断面積)は、上下方向でほぼ一定とされている。このため、前記フロートセンサ15の出力は、分離タンク3内の界面高さH_FLに応じた出力としての意味を持つだけでなく、分離タンク3におけるガソリンおよびエタノール水溶液のそれぞれの残量に応じた出力としての意味を持つ。   Here, in this embodiment, since the internal space of the separation tank 3 is always filled with gasoline and an aqueous ethanol solution as described above, the remaining amount of gasoline in the separation tank 3 and the remaining amount of aqueous ethanol solution The sum is equal to the volume of the internal space of the separation tank 3 and takes a constant value. Further, the cross-sectional area (cross-sectional area viewed from above) of the separation tank 3 is substantially constant in the vertical direction. For this reason, the output of the float sensor 15 not only has a meaning as an output corresponding to the interface height H_FL in the separation tank 3 but also an output corresponding to the respective remaining amounts of gasoline and ethanol aqueous solution in the separation tank 3. As meaning.

ECU23は、図示しないCPU、RAM、ROMを含む電子回路ユニットであり、上記の各センサ20〜22の出力が入力されると共に、前記したセンサ57〜60等の各種のセンサから、内燃機関5の運転状態に関する検出データが入力される。そして、該ECU23は、これらの入力データや、あらかじめ記憶保持したマップデータなどを基に、内燃機関5の運転制御に関する所定の制御処理を実行する。   The ECU 23 is an electronic circuit unit including a CPU, a RAM, and a ROM (not shown). The output of each of the sensors 20 to 22 is input to the ECU 23 from various sensors such as the sensors 57 to 60 described above. Detection data relating to the operating state is input. The ECU 23 executes a predetermined control process related to the operation control of the internal combustion engine 5 based on these input data, map data stored in advance, and the like.

本実施形態では、図3に示す如く、ECU30は、それが実行する制御処理により実現される主な機能として、メイン燃料中のガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定手段30aと、内燃機関5の運転モードを決定する運転モード決定手段30bと、前記燃料噴射弁6,7、点火プラグ56及びスロットル弁54を介して内燃機関5の運転を制御する運転制御手段30cとを有する。この場合、運転モード決定手段30bが決定する運転モードは、前記HCCI運転を行うHCCI運転モードと、前記SI運転を行うSI運転モードとを有する。そして、運転モード決定手段30bは、これらの運転モードを選択的に決定するための参照データとして、ガソリンオクタン価推定手段30aで推定されたガソリンのオクタン価RON(以下、ガソリンオクタン価推定値RONという)を用いる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the ECU 30 has a gasoline octane number estimating means 30 a for estimating the octane number of gasoline in the main fuel, and an internal combustion engine 5 as the main functions realized by the control processing executed by the ECU 30. An operation mode determining means 30b for determining an operation mode and an operation control means 30c for controlling the operation of the internal combustion engine 5 through the fuel injection valves 6 and 7, the spark plug 56 and the throttle valve 54 are provided. In this case, the operation modes determined by the operation mode determination means 30b include an HCCI operation mode for performing the HCCI operation and an SI operation mode for performing the SI operation. The operation mode determination means 30b uses the gasoline octane number RON estimated by the gasoline octane number estimation means 30a (hereinafter referred to as gasoline octane number estimation value RON) as reference data for selectively determining these operation modes. .

また、運転制御手段30cは、運転モード決定手段30bで決定された運転モードとその運転モードの変化に応じた態様で、燃料噴射弁6,7、点火プラグ56及びスロットル弁54を介して内燃機関5の運転を制御する。そして、この制御においては、運転制御手段30cは、上記オクタン価推定値RONを参照データとして使用する。   Further, the operation control means 30c is an internal combustion engine through the fuel injection valves 6 and 7, the spark plug 56 and the throttle valve 54 in a mode according to the operation mode determined by the operation mode determination means 30b and the change of the operation mode. 5 is controlled. In this control, the operation control means 30c uses the estimated octane value RON as reference data.

なお、図3での図示は省略したが、ECU30は、上記の機能的手段の他、燃料供給システム1の水タンク4から分離タンク3への水量を前記流量制御弁15を介して制御する水量制御手段や、分離タンク3からメインタンク2へのガソリンの戻し流量を前記流量制御弁19を介して制御するカソリン戻し制御手段も有する。この場合、水量制御手段は、例えば、第2エタノール濃度センサ22の出力が示すエタノール水溶液濃度が一定値に保たれるように水供給路14の流量制御弁15の開度を制御する。また、ガソリン戻し制御手段は、フロートセンサ21の出力が示す界面高さH_FLが所定値よりも低く、分離タンク3内のエタノール水溶液が不足気味(分離タンク3内のガソリンが過剰気味)である場合には、ガソリン戻し通路18の流量制御弁19を開弁する。これにより、分離タンク3内のガソリンの一部がガソリン戻し通路18を介してメインタンク2に戻され、分離タンク3内のガソリン及びエタノール水溶液のそれぞれの残量が不均衡になるのが防止される。   Although not shown in FIG. 3, the ECU 30 controls the amount of water from the water tank 4 of the fuel supply system 1 to the separation tank 3 through the flow control valve 15 in addition to the above functional means. There is also a control means and a cathode return control means for controlling the return flow rate of gasoline from the separation tank 3 to the main tank 2 via the flow rate control valve 19. In this case, for example, the water amount control means controls the opening degree of the flow rate control valve 15 of the water supply path 14 so that the ethanol aqueous solution concentration indicated by the output of the second ethanol concentration sensor 22 is maintained at a constant value. Further, the gasoline return control means has a case where the interface height H_FL indicated by the output of the float sensor 21 is lower than a predetermined value and the ethanol aqueous solution in the separation tank 3 is short (the gasoline in the separation tank 3 is excessive). The flow control valve 19 of the gasoline return passage 18 is opened. As a result, a part of the gasoline in the separation tank 3 is returned to the main tank 2 via the gasoline return passage 18 and the remaining amounts of the gasoline and the aqueous ethanol solution in the separation tank 3 are prevented from becoming unbalanced. The

次に、ECU30の制御処理をさらに詳細に説明する。まず、図4〜図13を参照して、前記運転モード決定手段30b及び運転制御手段30cに関する処理を説明する。   Next, the control process of the ECU 30 will be described in more detail. First, with reference to FIGS. 4 to 13, processing related to the operation mode determination unit 30 b and the operation control unit 30 c will be described.

ECU30は、内燃機関5の運転中に図4に示すフローチャートの処理を所定の演算処理周期で逐次実行する。以下説明すると、ECU30は、まず、S1において、前記運転モード決定手段30bにより、内燃機関5の運転モードを決定する処理を実行する。   The ECU 30 sequentially executes the processing of the flowchart shown in FIG. 4 at a predetermined arithmetic processing cycle during operation of the internal combustion engine 5. In the following, the ECU 30 first executes a process of determining the operation mode of the internal combustion engine 5 by the operation mode determination means 30b in S1.

この処理は、具体的には図5のフローチャートに示す如く実行される。すなわち、運転モード決定手段30bは、まず、S101において、内燃機関5の回転数の検出値Ne(以下、単に回転数検出値Neという)、内燃機関5の各気筒41の正味平均有効圧力Pmi(所謂BMEP)の目標値(以下、単に目標Pmiという)、及びメイン燃料のガソリンオクタン価推定値RONの現在値(今回の演算処理周期での値)を取得する。ここで、内燃機関5の回転数検出値Neは、前記クランク角センサ57の出力が示すクランク角の時間的変化率として、該クランク角センサ57の出力からECU30が認識した検出値である。また、目標Pmiは、内燃機関5を搭載した車両のアクセルペダルの踏み込み量の検出値に応じてECU30が決定した目標値である。この目標Pmiは、本実施形態では、内燃機関5の要求負荷を表す指標としての意味を持つ。また、ガソリンオクタン価推定値RONは、オクタン価推定手段30aの後述する推定処理により決定された推定値である。   Specifically, this processing is executed as shown in the flowchart of FIG. That is, first, in S101, the operation mode determination unit 30b detects the rotational speed detection value Ne of the internal combustion engine 5 (hereinafter simply referred to as the rotational speed detection value Ne) and the net average effective pressure Pmi () of each cylinder 41 of the internal combustion engine 5. A so-called BMEP target value (hereinafter simply referred to as a target Pmi) and a current value of the gasoline octane number estimated value RON of the main fuel (a value in the current processing cycle) are acquired. Here, the rotation speed detection value Ne of the internal combustion engine 5 is a detection value recognized by the ECU 30 from the output of the crank angle sensor 57 as a temporal change rate of the crank angle indicated by the output of the crank angle sensor 57. The target Pmi is a target value determined by the ECU 30 in accordance with the detected value of the accelerator pedal depression amount of the vehicle on which the internal combustion engine 5 is mounted. In the present embodiment, this target Pmi has a meaning as an index representing the required load of the internal combustion engine 5. The gasoline octane number estimated value RON is an estimated value determined by an estimation process described later of the octane number estimating means 30a.

なお、内燃機関5の要求負荷を表す指標としては、目標Pmiの代わりに、内燃機関5の目標トルク(出力トルクの目標値)、吸気圧、吸気量等を用いてもよい。   As an index representing the required load of the internal combustion engine 5, the target torque of the internal combustion engine 5 (target value of output torque), the intake pressure, the intake air amount, and the like may be used instead of the target Pmi.

次いで、S102において、運転モード決定手段30bは、HCCI運転を行うべき内燃機関5の要求負荷の適正範囲を規定するものとしての正味平均有効圧力Pmiの範囲(以下、HCCI運転用Pmi適正範囲という)の上限値H_Lmt_Pmi及び下限値L_Lmt_Pmiを、現在の回転数検出値Neとガソリンオクタン価推定値RONとに応じて決定する。上記HCCI運転用Pmi適正範囲は、換言すれば、内燃機関5の排気中のNOxの低減や、内燃機関5の熱効率の向上を図る上で、SI運転よりもHCCI運転を行うことが適した領域であると共に、内燃機関5の失火やノッキングを発生させることなく好適にHCCI運転を行い得る範囲である。   Next, in S102, the operation mode determining means 30b determines the range of the net average effective pressure Pmi that defines the appropriate range of the required load of the internal combustion engine 5 that should perform the HCCI operation (hereinafter referred to as the Pmi appropriate range for HCCI operation). The upper limit value H_Lmt_Pmi and the lower limit value L_Lmt_Pmi are determined according to the current rotation speed detection value Ne and the gasoline octane number estimation value RON. In other words, the PMI appropriate range for HCCI operation is a region in which HCCI operation is more suitable than SI operation in order to reduce NOx in the exhaust of the internal combustion engine 5 and improve the thermal efficiency of the internal combustion engine 5. In addition, the HCCI operation can be suitably performed without causing misfire or knocking of the internal combustion engine 5.

このS102の処理を図6(a),(b)及び図7を参照して以下に説明する。   The processing of S102 will be described below with reference to FIGS. 6 (a), 6 (b) and FIG.

本実施形態では、ガソリンのオクタン価の、あらかじめ定められた代表的な複数種類の値のそれぞれに対応して、内燃機関5の回転数と、HCCI運転を行うべき正味平均有効圧力Pmiの上限値及び下限値との間の関係を規定するデータであるHCCI運転範囲設定用データが、あらかじめECU30に記憶保持されている。各HCCI運転範囲設定用データは、分離タンク3内のガソリンが該HCCI運転範囲設定用データに対応する値のオクタン価を有するガソリンとなっている状態で、分離タンク3内のガソリン及びエタノール水溶液を使用して内燃機関5のHCCI運転を行った場合に、ノッキングや失火などを発生することなく、そのHCCI運転を好適に行い得る正味平均有効圧力Pmiの範囲を規定するものである。   In the present embodiment, the number of revolutions of the internal combustion engine 5 and the upper limit value of the net average effective pressure Pmi at which HCCI operation should be performed, corresponding to each of a plurality of predetermined typical values of the octane number of gasoline, HCCI operation range setting data, which is data defining the relationship with the lower limit value, is stored and held in the ECU 30 in advance. Each HCCI operation range setting data uses the gasoline and ethanol aqueous solution in the separation tank 3 in a state where the gasoline in the separation tank 3 has an octane number corresponding to the HCCI operation range setting data. Thus, when the HCCI operation of the internal combustion engine 5 is performed, the range of the net average effective pressure Pmi that can suitably perform the HCCI operation without causing knocking or misfire is defined.

より具体的には、本実施形態では、図6(a),(b)に示すように、ガソリンのオクタン価の2種類の値にそれぞれ対応する2種類のHCCI運転範囲設定用データが例えばデータテーブルの形態で用意されている。図6(a)は、ガソリンのオクタン価が例えば“80”である場合に対応しており、内燃機関5の回転数とHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値との間の関係を曲線a1により表し、該回転数とHCCI運転用Pmi適正範囲の下限値との間の関係を曲線a2により表している。従って、ガソリンオクタン価推定値RONが“80”である場合には、曲線a1,a2の間のPmiの範囲が、HCCI運転用Pmi適正範囲を示すものとなる。   More specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, two types of HCCI operation range setting data respectively corresponding to two types of gasoline octane numbers are, for example, a data table. It is prepared in the form of FIG. 6A corresponds to the case where the octane number of gasoline is “80”, for example, and the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine 5 and the upper limit value of the PMI appropriate range for HCCI operation is represented by a curve a1. The relationship between the rotational speed and the lower limit value of the PMI appropriate range for HCCI operation is represented by a curve a2. Therefore, when the gasoline octane number estimated value RON is “80”, the range of Pmi between the curves a1 and a2 indicates the appropriate Pmi range for HCCI operation.

また、図6(b)は、ガソリンのオクタン価が例えば“70”である場合に対応しており、内燃機関5の回転数とHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値との間の関係を曲線b1により表し、該回転数とHCCI運転用Pmi適正範囲の下限値との間の関係を曲線b2により表している。従って、ガソリンオクタン価推定値RONが“70”である場合には、曲線b1,b2の間のPmiの範囲が、HCCI運転用Pmi適正範囲を示すものとなる。   FIG. 6B corresponds to the case where the octane number of gasoline is, for example, “70”, and the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine 5 and the upper limit value of the PMI appropriate range for HCCI operation is represented by a curve b1. The relationship between the rotational speed and the lower limit value of the appropriate Pmi appropriate range for HCCI operation is represented by a curve b2. Therefore, when the gasoline octane number estimated value RON is “70”, the range of Pmi between the curves b1 and b2 indicates the appropriate Pmi range for HCCI operation.

なお、オクタン価“80”は、E10燃料中のガソリンの標準的なオクタン価、オクタン価“70”は、E20燃料中のガソリンの標準的なオクタン価である。また、図6(a),(b)における曲線a3,b3は、SI運転で可能な最大の正味平均有効圧力Pmi(最大要求負荷に対応するPmi)を表しており、曲線a3,b3の下側の領域で内燃機関5の運転を行うことが可能である。   The octane number “80” is the standard octane number of gasoline in E10 fuel, and the octane number “70” is the standard octane number of gasoline in E20 fuel. In addition, curves a3 and b3 in FIGS. 6 (a) and 6 (b) represent the maximum net average effective pressure Pmi (Pmi corresponding to the maximum required load) possible in the SI operation, and are below the curves a3 and b3. The internal combustion engine 5 can be operated in the region on the side.

この場合、図6(a),(b)を比較して判るように、HCCI運転用Pmi適正範囲は、ガソリンのオクタン価が“80”である場合よりも、“70”である場合の方が、Pmiの低い領域側(要求負荷の低い領域側)に拡大している。換言すれば、ガソリンのオクタン価が“80”である場合のHCCI運転用Pmi適正範囲の下限値よりも、ガソリンのオクタン価が“70”である場合のHCCI運転用Pmi適正範囲の下限値の方が低くなっている。これは、内燃機関5の要求負荷が低い状況(目標Pmiが低い状況)では、オクタン価のより低いガソリンを使用することで、失火の発生を防止しつつ、適切なHCCI運転を行うことができるからである。   In this case, as can be seen by comparing FIGS. 6 (a) and 6 (b), the Pmi appropriate range for HCCI operation is greater when the gasoline octane number is “80” than when it is “80”. , Pmi is expanded to the low area side (the low load area side). In other words, the lower limit value of the HCCI operation Pmi proper range when the gasoline octane number is “70” is lower than the lower limit value of the HCCI operation Pmi proper range when the gasoline octane number is “80”. It is low. This is because, in a situation where the required load of the internal combustion engine 5 is low (a situation where the target Pmi is low), it is possible to perform an appropriate HCCI operation while preventing misfire by using gasoline having a lower octane number. It is.

補足すると、本実施形態では、内燃機関5の供給するガソリン及びエタノール水溶液の量を任意に調整できるため、内燃機関5の要求負荷が比較的高い状況(目標Pmiが比較的高い状況)では、内燃機関5のノッキングを発生させずにHCCI運転を適切に行うために、基本的には、オクタン価がガソリンよりも高いエタノールの供給量が十分に多くなるように内燃機関5に分離タンク3内の燃料(ガソリン及びエタノール水溶液)を供給して、HCCI運転を行うこととなる。このため、図6(a),(b)に示すHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値は、ガソリンのオクタン価に依存せずに、互いに同等になっている。   Supplementally, in this embodiment, the amount of gasoline and ethanol aqueous solution supplied by the internal combustion engine 5 can be arbitrarily adjusted. Therefore, in a situation where the required load of the internal combustion engine 5 is relatively high (a situation where the target Pmi is relatively high), In order to properly perform HCCI operation without causing knocking of the engine 5, basically, the fuel in the separation tank 3 is supplied to the internal combustion engine 5 so that the supply amount of ethanol having an octane number higher than that of gasoline is sufficiently increased. (Gasoline and ethanol aqueous solution) will be supplied and HCCI operation will be performed. For this reason, the upper limit values of the PMI appropriate range for HCCI operation shown in FIGS. 6A and 6B are equal to each other without depending on the octane number of gasoline.

運転モード決定手段30bは、S102において、上記の2種類のHCCI運転範囲設定用データを使用して、現在の回転数検出値Ne及びガソリンオクタン価推定値RONに対応するHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値H_Lmt_Pmi及び下限値L_Lmt_Pmiを決定する。その決定処理は図7のブロック図で示す如く実行される。   In S102, the operation mode determination unit 30b uses the above-described two types of HCCI operation range setting data to set the upper limit of the HCCI operation Pmi appropriate range corresponding to the current rotational speed detection value Ne and the gasoline octane number estimation value RON. A value H_Lmt_Pmi and a lower limit L_Lmt_Pmi are determined. The determination process is executed as shown in the block diagram of FIG.

すなわち、運転モード決定手段30bは、まず、処理部S102a,S102bの処理を実行する。処理部S102aでは、内燃機関5の回転数検出値Neから、図6(a)のHCCI運転範囲設定用データに基づいて、ガソリンのオクタン価が“80”であると仮定した場合における該回転数検出値Neに対応するHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値H_Lmt80及び下限値L_Lmt80が求められる。また、処理部S102bでは、回転数検出値Neから、図6(b)のHCCI運転範囲設定用データに基づいて、ガソリンのオクタン価が“70”であると仮定した場合における該回転数検出値Neに対応するHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値H_Lm70及び下限値L_Lmt70が求められる。   That is, the operation mode determination unit 30b first executes the processing of the processing units S102a and S102b. In the processing unit S102a, based on the detected rotation speed value Ne of the internal combustion engine 5, based on the HCCI operating range setting data in FIG. 6A, the rotation speed detection when it is assumed that the octane number of gasoline is “80”. An upper limit value H_Lmt80 and a lower limit value L_Lmt80 of the PMI appropriate range for HCCI operation corresponding to the value Ne are obtained. Further, in the processing unit S102b, based on the rotation speed detection value Ne, based on the HCCI operation range setting data in FIG. 6B, the rotation speed detection value Ne when it is assumed that the octane number of gasoline is “70”. The upper limit value H_Lm70 and the lower limit value L_Lmt70 of the Pmi appropriate range for HCCI operation corresponding to the above are obtained.

次いで、運転モード決定手段30bは、処理部S102cの処理を実行する。処理部S102cでは、オクタン価が“80”である場合の上限値H_Lmt80と、オクタン価が“70”である場合の上限値H_Lmt70とから、補間処理によって、ガソリンオクタン価推定値RONに対応するHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値H_Lmt_Pmiが算出される。同様に、オクタン価が“80”である場合の下限値L_Lmt80と、オクタン価が“70”である場合の下限値L_Lmt70とから、補間処理によって、ガソリンオクタン価推定値RONに対応するHCCI運転用Pmi適正範囲の下限値L_Lmt_Pmiが算出される。   Next, the operation mode determination unit 30b executes the process of the processing unit S102c. In the processing unit S102c, from the upper limit value H_Lmt80 when the octane number is “80” and the upper limit value H_Lmt70 when the octane number is “70”, the PMI for HCCI operation corresponding to the estimated gasoline octane number RON is interpolated. The upper limit value H_Lmt_Pmi of the appropriate range is calculated. Similarly, from the lower limit L_Lmt80 when the octane number is “80” and the lower limit L_Lmt70 when the octane number is “70”, the PMI appropriate range for HCCI operation corresponding to the gasoline octane number estimated value RON by interpolation processing A lower limit value L_Lmt_Pmi is calculated.

上記補間処理では、ガソリンのオクタン価とHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値との間の関係、並びに、ガソリンのオクタン価とHCCI運転用Pmi適正範囲の下限値との間の関係が、それぞれ一次関数(直線)により近似され、その一次関数を用いて、ガソリンオクタン価推定値RONに対応するHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値H_Lmt_Pmiと下限値L_Lmt_Pmiとが算出される。   In the above interpolation process, the relationship between the octane number of gasoline and the upper limit value of the appropriate Pmi range for HCCI operation, and the relationship between the octane number of gasoline and the lower limit value of the Pmi appropriate range for HCCI operation are respectively linear functions ( The upper limit value H_Lmt_Pmi and the lower limit value L_Lmt_Pmi of the HCCI operating Pmi appropriate range corresponding to the gasoline octane number estimated value RON are calculated using the linear function.

この場合、HCCI運転用Pmi適正範囲は、前記したように、ガソリンのオクタン価が“80”である場合よりも、“70”である場合の方が、Pmiの低い領域側(要求負荷の低い領域側)に拡大している。このため、S102の処理によって、ガソリンオクタン価推定値RONが低いほど、HCCI運転用Pmi適正範囲が低負荷側(Pmiがより低い側)に拡大するように、該HCCI運転用Pmi適正範囲がガソリンオクタン価推定値RONに応じて可変的に設定されることとなる。   In this case, the Pmi appropriate range for HCCI operation is, as described above, the region where Pmi is lower (the region where the required load is lower) when the gasoline octane number is “70” than when it is “80”. Side). For this reason, as the gasoline octane number estimated value RON is lower by the processing of S102, the HCCI operation Pmi appropriate range is expanded to the low load side (Pmi is lower) so that the HCCI operation Pmi appropriate range is the gasoline octane number. It is set variably according to the estimated value RON.

図5の説明に戻って、次に、運転モード決定手段30bは、S103の判断処理を実行する。このS103の判断処理では、S101で取得した目標Pmiが、上記の如く決定したHCCI運転用Pmi適正範囲の上限値H_Lmt_Pmiと下限値L_Lmt_Pmiとの間に存するか否か(L_Lmt_Pmi≦目標Pmi≦H_Lmt_PmiHであるか否か)を判断する。   Returning to the description of FIG. 5, next, the operation mode determination unit 30 b executes the determination process of S <b> 103. In the determination process of S103, whether or not the target Pmi acquired in S101 exists between the upper limit value H_Lmt_Pmi and the lower limit value L_Lmt_Pmi of the PMI appropriate range for HCCI operation determined as described above (L_Lmt_Pmi ≦ target Pmi ≦ H_Lmt_PmiH Or not).

そして、この判断結果が否定的である場合、すなわち、目標PmiがHCCI運転用Pmi適正範囲から逸脱している場合には、運転モード決定手段30bは、内燃機関5の運転モードとしてSI運転モードを設定する(S104)。また、S103の判断結果が肯定的である場合、目標PmiがHCCI運転用Pmi適正範囲に存する場合には、運転モード決定手段30bは、内燃機関5の運転モードとしてHCCI運転モードを設定する(S105)。   When this determination result is negative, that is, when the target Pmi deviates from the HCCI operation Pmi appropriate range, the operation mode determination means 30b sets the SI operation mode as the operation mode of the internal combustion engine 5. Set (S104). When the determination result in S103 is affirmative and the target Pmi is within the PMI appropriate range for HCCI operation, the operation mode determination unit 30b sets the HCCI operation mode as the operation mode of the internal combustion engine 5 (S105). ).

以上が図4のS1における運転モード決定手段30bの処理の詳細である。   The above is the details of the processing of the operation mode determination means 30b in S1 of FIG.

補足すると、本実施形態では、S103〜S105の処理によって、本発明における着火方式選択ステップが実現されることとなる。   Supplementally, in the present embodiment, the ignition method selection step in the present invention is realized by the processing of S103 to S105.

なお、本実施形態では、2種類のHCCI運転範囲設定用データを用いたが、さらに多くのHCCI運転範囲設定用データを用いてもよい。   In the present embodiment, two types of HCCI operation range setting data are used, but more HCCI operation range setting data may be used.

次に、ECU30は、図4のS2〜S8において、前記運転制御手段30cの処理を実行する。   Next, the ECU 30 executes the processing of the operation control means 30c in S2 to S8 of FIG.

すなわち、運転制御手段30cは、まず、S2において、前記S1で決定された内燃機関5の運転モードがHCCI運転モードであるか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段30cは、さらにS3において、SI運転からHCCI運転への切換えが完了した状態であるか否かを判断する。   That is, the operation control means 30c first determines in S2 whether or not the operation mode of the internal combustion engine 5 determined in S1 is the HCCI operation mode. If the determination result is affirmative, the operation control means 30c further determines in S3 whether or not the switching from the SI operation to the HCCI operation has been completed.

ここで、連続的なSI運転時と、連続的なHCCI運転時とでは、内燃機関5の各気筒41に分離タンク3から供給すべきガソリンとエタノール水溶液との供給割合等、内燃機関5の運転制御形態が相違するため、SI運転とHCCI運転との間の切換えを急激に行うと、内燃機関5のノッキングや失火、排気中のNOx等の増加を招く恐れがある。   Here, in the continuous SI operation and the continuous HCCI operation, the operation of the internal combustion engine 5 such as the supply ratio of gasoline and ethanol aqueous solution to be supplied from the separation tank 3 to each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 is performed. Since the control mode is different, sudden switching between the SI operation and the HCCI operation may cause knocking or misfire of the internal combustion engine 5 or increase in NOx in the exhaust gas.

このため、本実施形態では、運転制御手段30cは、SI運転からHCCI運転への切換時と、HCCI運転からSI運転への切換時には、一時的な所定期間(内燃機関5の回転数に同期した所定期間)において、それらの切換用の運転制御を行う。   For this reason, in this embodiment, the operation control means 30c is synchronized with the rotational speed of the internal combustion engine 5 for a temporary predetermined period when switching from SI operation to HCCI operation and when switching from HCCI operation to SI operation. In a predetermined period), operation control for switching them is performed.

上記S3の判断処理は、SI運転からHCCI運転への切換用の運転制御を行うための所定期間が経過したか否かを判断する処理である。そして、このS3の判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段30cは、HCCI運転用制御の処理を実行する(S5)。また、S3の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段30cは、SI運転からHCCI運転への切換用制御の処理を実行する(S6)。   The determination process of S3 is a process of determining whether or not a predetermined period for performing operation control for switching from SI operation to HCCI operation has elapsed. If the determination result in S3 is affirmative, the operation control means 30c executes HCCI operation control processing (S5). If the determination result in S3 is negative, the operation control means 30c executes a control process for switching from the SI operation to the HCCI operation (S6).

一方、前記S2の判断結果が否定的である場合、すなわち、S1で決定された運転モードがSI運転モードである場合には、運転制御手段30cは、前記S3の判断処理の場合と同様に、S4において、HCCI運転からSI運転への切換えが完了したか否か(HCCI運転からSI運転への切換用の運転制御を行うための所定期間が経過したか否か)を判断する。そして、このS3の判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段30cは、SI運転用制御の処理を実行する(S7)。また、S3の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段30cは、HCCI運転からSI運転への切換用制御の処理を実行する(S8)。   On the other hand, when the determination result of S2 is negative, that is, when the operation mode determined in S1 is the SI operation mode, the operation control means 30c, as in the determination process of S3, In S4, it is determined whether or not switching from HCCI operation to SI operation is completed (whether or not a predetermined period for performing operation control for switching from HCCI operation to SI operation has elapsed). If the determination result in S3 is affirmative, the operation control means 30c executes SI operation control processing (S7). If the determination result in S3 is negative, the operation control means 30c executes a control process for switching from the HCCI operation to the SI operation (S8).

上記S5〜S8の制御処理をより具体的に以下に説明する。   The control processes of S5 to S8 will be described more specifically below.

まず、図8〜図13を参照して、S5におけるHCCI運転用制御の処理とS7におけるSI運転用制御の処理とを説明する。これらの処理では、運転制御手段30cは、図8のブロック図に示す処理を実行することによって、内燃機関5の各気筒41の燃焼サイクル毎に、前記燃料噴射弁6によるガソリンの噴射量と前記燃料噴射弁7によるエタノール水溶液の噴射量とをそれぞれ規定する操作量(制御入力)としてのガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを決定し、その決定した燃料噴射時間Ti_Ga,Ti_EWに応じて、それぞれ燃料噴射弁6,7の動作(開弁時間)を制御する
具体的には、運転制御手段30cは、まず、エタノール基本供給割合決定部301の処理を実行する。この処理では、内燃機関5の現在の回転数検出値Ne及び目標Pmiと、現在のガソリンオクタン価推定値RONとから、各気筒41に分離タンク3から供給する燃料全体中のエタノールの割合いの基本値であるエタノール基本供給割合Et_inj_rbが決定される。
First, with reference to FIGS. 8-13, the process of the HCCI operation control in S5 and the process of the SI operation control in S7 will be described. In these processes, the operation control means 30c executes the process shown in the block diagram of FIG. 8 so that the amount of gasoline injected by the fuel injection valve 6 and the fuel injection quantity for each combustion cycle of each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 are determined. The fuel injection time Ti_Ga for gasoline and the fuel injection time Ti_EW for ethanol are determined as operation amounts (control inputs) that respectively define the injection amount of the ethanol aqueous solution by the fuel injection valve 7, and the determined fuel injection times Ti_Ga and Ti_EW In response, the operation (opening time) of each of the fuel injection valves 6 and 7 is controlled. Specifically, the operation control means 30c first executes the processing of the ethanol basic supply ratio determination unit 301. In this process, the basic ratio of ethanol in the whole fuel supplied from the separation tank 3 to each cylinder 41 from the current rotational speed detection value Ne and target Pmi of the internal combustion engine 5 and the current gasoline octane number estimated value RON. The ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, which is a value, is determined.

ここで、本実施形態では、エタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定するために、HCCI運転モード及びSI運転モードの各運転モード毎に、ガソリンのオクタン価の代表的な複数種類の値、例えば、“80”と“70”との2種類の値のそれぞれに対応して、回転数検出値Ne及び目標Pmiと、エタノール基本供給割合Et_inj_rbとの間の関係を規定するデータとして、図9(a),(b)及び図10(a),(b)に例示するマップデータがあらかじめECU30に記憶保持されている。図9(a)は、運転モードがHCCI運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“80”である場合に対応するマップデータ、図9(b)は、運転モードがHCCI運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“70”である場合に対応するマップデータ、図10(a)は、運転モードがSI運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“80”である場合に対応するマップデータ、図10(b)は、運転モードがSI運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“70”である場合に対応するマップデータである。   Here, in this embodiment, in order to determine the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, for each operation mode of the HCCI operation mode and the SI operation mode, a plurality of typical values of the octane number of gasoline, for example, “80” And (70) as data defining the relationship between the rotation speed detection value Ne and the target Pmi and the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, corresponding to each of the two types of values “70” and “70”. The map data illustrated in b) and FIGS. 10A and 10B is stored and held in the ECU 30 in advance. FIG. 9A shows map data corresponding to a case where the operation mode is the HCCI operation mode and the octane number of the gasoline is “80”, for example. FIG. 9B shows that the operation mode is the HCCI operation mode. Further, map data corresponding to the case where the gasoline octane number is “70”, for example, FIG. 10A shows the case where the operation mode is the SI operation mode and the gasoline octane number is “80”, for example. Corresponding map data, FIG. 10B, is map data corresponding to the case where the operation mode is the SI operation mode and the octane number of the gasoline is, for example, “70”.

これらのマップデータは、分離タンク3内の実際のガソリンのオクタン価が、各マップデータに対応するオクタン価に一致することを前提とすると共に、内燃機関5の運転状態が、機関温度(冷却水温)、吸気温度、潤滑油の温度等(内燃機関5の回転数及び要求負荷以外の運転条件)がある標準的な範囲内に収まるような定常運転状態であることを前提として、ノッキングや失火などを発生することなく、内燃機関5のHCCI運転又はSI運転をできるだけ高効率で行い、また、排気中のNOx等をできるだけ低減させることができるように設定されている。   These map data are based on the premise that the octane number of the actual gasoline in the separation tank 3 matches the octane number corresponding to each map data, and the operating state of the internal combustion engine 5 is the engine temperature (cooling water temperature), Assuming that the intake air temperature, the temperature of the lubricating oil, etc. (operating conditions other than the rotational speed of the internal combustion engine 5 and the required load) are within a certain standard range, knocking or misfire may occur. Therefore, the HCCI operation or SI operation of the internal combustion engine 5 is performed as efficiently as possible, and NOx and the like in the exhaust gas can be reduced as much as possible.

この場合、HCCI運転モード及びSI運転モードのいずれの運転モードにおいても、目標Pmiが比較的高いものとなる領域(要求負荷が比較的高い領域)において、ガソリンのオクタン価が“80”である場合よりも、該オクタン価が“70”である場合の方が、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが大きくなるように上記マップデータが設定されている。また、HCCI運転モード及びSI運転モードのいずれの運転モードにおいても、目標Pmiが(ひいては要求負荷が)高いほど、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが大きくなるように上記マップデータが設定されている。   In this case, in both the HCCI operation mode and the SI operation mode, the gasoline octane number is “80” in the region where the target Pmi is relatively high (the region where the required load is relatively high). However, the map data is set so that the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb is larger when the octane number is “70”. In any of the operation modes of the HCCI operation mode and the SI operation mode, the map data is set so that the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb increases as the target Pmi is higher (and the required load is higher).

エタノール基本供給割合決定部301は、これらマップデータを使用して、内燃機関5の現在の回転数検出値Ne及び目標Pmiと、ガソリンオクタン価推定値RONとに対応するエタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定する。   The ethanol basic supply ratio determining unit 301 uses these map data to determine the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb corresponding to the current rotation speed detection value Ne and target Pmi of the internal combustion engine 5 and the gasoline octane number estimated value RON. .

具体的には、エタノール基本供給割合決定部301は、前記S5のHCCI運転用制御においては、内燃機関5の現在の回転数検出値Ne及び目標Pmiから、ガソリンのオクタン価が“80”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbと、ガソリンのオクタン価が“70”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbとをそれぞれ、図9(a)のマップデータ、図9(b)のマップデータに基づいて求める。そして、これらのエタノール基本供給割合Et_inj_rbから、前記運転モード決定手段30bの処理部S102cと同様の補間処理によって、現在のガソリンオクタン価推定値RONに対応するエタノール基本供給割合Et_inj_rbを算出する。   Specifically, the ethanol basic supply ratio determination unit 301 determines that the octane number of gasoline is “80” from the current rotational speed detection value Ne and the target Pmi of the internal combustion engine 5 in the HCCI operation control of S5. The ethanol basic supply ratio Et_inj_rb when assumed and the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb when the gasoline octane number is assumed to be “70” are respectively shown in the map data of FIG. 9A and the map of FIG. 9B. Find based on data. And from these ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb corresponding to the current gasoline octane number estimated value RON is calculated by the same interpolation process as the processing unit S102c of the operation mode determining means 30b.

また、前記S7のSI運転用制御においては、エタノール基本供給割合決定部301は、内燃機関5の現在の回転数検出値Ne及び目標Pmiから、ガソリンのオクタン価が“80”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbと、ガソリンのオクタン価が“70”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbとをそれぞれ、図10(a)のマップデータ、図10(b)のマップデータに基づいて求める。そして、これらのエタノール基本供給割合Et_inj_rbから、前記運転モード決定手段30bの処理部S102cと同様の補間処理によって、現在のガソリンオクタン価推定値RONに対応するエタノール基本供給割合Et_inj_rbを算出する。   Further, in the SI operation control of S7, the ethanol basic supply ratio determination unit 301 assumes that the octane number of gasoline is “80” from the current rotational speed detection value Ne and the target Pmi of the internal combustion engine 5. The basic ethanol supply ratio Et_inj_rb and the basic ethanol supply ratio Et_inj_rb when the gasoline octane number is assumed to be “70” are based on the map data in FIG. 10A and the map data in FIG. Ask. And from these ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb corresponding to the current gasoline octane number estimated value RON is calculated by the same interpolation process as the processing unit S102c of the operation mode determining means 30b.

この場合、ガソリンのオクタン価が“80”である場合と、“70”である場合とで、前記の如く、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが設定されているので、HCCI運転モード及びSI運転モードのいずれの運転モードにおいても、目標Pmiが比較的高いものとなる領域(要求負荷が比較的高い領域)において、該目標Pmiと回転数検出値Neとを一定とした場合、ガソリンオクタン価推定値RONが低いほど、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが高くなり、また、ガソリンオクタン価推定値RONが高いほど、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが低くなる。   In this case, since the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb is set as described above for the gasoline octane number “80” and “70”, both the HCCI operation mode and the SI operation mode are set. Even in the operation mode, in a region where the target Pmi is relatively high (region where the required load is relatively high), when the target Pmi and the rotation speed detection value Ne are constant, the lower the gasoline octane number estimated value RON is, the lower the value is. The ethanol basic supply ratio Et_inj_rb is increased, and the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb is decreased as the gasoline octane number estimated value RON is higher.

次いで、運転制御手段30cは、上記の如く求めたエタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正する処理を処理部302,303で実行することで、内燃機関5の各気筒41に対する実際のエタノールの供給割合である実エタノール供給割合Et_inj_ratを決定する。   Next, the operation control means 30c is the actual ethanol supply ratio to each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 by executing processing for correcting the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb obtained as described above in the processing units 302 and 303. The actual ethanol supply ratio Et_inj_rat is determined.

処理部302での補正処理は、内燃機関5のHCCI運転時(前記S5のHCCI運転用制御時)に、各気筒41での燃料の実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期からずれるのを防止するために後述する如く決定される燃焼時期調整用補正係数K_hcciをエタノール基本供給割合Et_inj_rbを乗じることによって、該エタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正する処理である。   The correction process in the processing unit 302 prevents the actual combustion timing of the fuel in each cylinder 41 from deviating from the target combustion timing during the HCCI operation of the internal combustion engine 5 (during the HCCI operation control in S5). This is a process for correcting the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb by multiplying the correction coefficient K_hcci for combustion timing adjustment determined as described later by the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb.

また、処理部303での補正処理は、内燃機関5のSI運転時(前記S7のSI運転用制御時)に、内燃機関5のノッキングの発生を防止するために後述する如く決定されるノッキング防止用補正係数K_siをエタノール基本供給割合Et_inj_rbを乗じることによって、該エタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正する処理である。   Further, the correction processing in the processing unit 303 is the knocking prevention determined as described later in order to prevent the occurrence of knocking of the internal combustion engine 5 during the SI operation of the internal combustion engine 5 (at the time of SI operation control in S7). This is a process of correcting the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb by multiplying the correction coefficient K_si for use by the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb.

なお、内燃機関5のHCCI運転時(前記S5のHCCI運転用制御時)には、K_si=1とされ、処理部303での補正処理は実質的に省略される。また、内燃機関5のSI運転時(前記S7のSI運転用制御時)には、K_hcci=1とされ、処理部302での補正処理は実質的に省略される。従って、HCCI運転時には、Et_inj_rat=Et_inj_rb×K_hcciにより、実エタノール供給割合Et_inj_ratが決定され、SI運転時には、Et_inj_rat=Et_inj_rb×K_siにより、実エタノール供給割合Et_inj_ratが決定されることとなる。   Note that, during the HCCI operation of the internal combustion engine 5 (during the HCCI operation control in S5), K_si = 1 is set, and the correction processing in the processing unit 303 is substantially omitted. Further, at the time of SI operation of the internal combustion engine 5 (at the time of SI operation control of S7), K_hcci = 1 is set, and the correction processing in the processing unit 302 is substantially omitted. Therefore, the actual ethanol supply rate Et_inj_rat is determined by Et_inj_rat = Et_inj_rb × K_hcci during HCCI operation, and the actual ethanol supply rate Et_inj_rat is determined by Et_inj_rat = Et_inj_rb × K_si during SI operation.

前記燃焼時期調整用補正係数K_hcciは、内燃機関5のHCCI運転時に、前記イオン電流センサ59の出力を利用して、以下に説明する如く運転制御手段30cにより決定される。   The combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci is determined by the operation control means 30c using the output of the ion current sensor 59 during the HCCI operation of the internal combustion engine 5 as described below.

まず、イオン電流センサ59の出力と、内燃機関5の各気筒41における燃料の実際の燃焼時期との関係について図11参照して説明する。図11はイオン電流センサ50の出力が示す各気筒41のイオン電流の検出値の波形(横軸をクランク角とした波形)を例示している。その波形は、各燃焼サイクルにおいて、クランク角がある値CA_ionmaxである時にピーク値(最大値)を持つような波形となる。そして、イオン電流の検出値が、最大値となるクランク角CA_ionmax(以下、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxという)は、各気筒41における燃料の実際の燃焼時期と強い相関性を有し、該燃焼時期を表す指標値となる。   First, the relationship between the output of the ion current sensor 59 and the actual combustion timing of the fuel in each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 will be described with reference to FIG. FIG. 11 illustrates the waveform of the detected value of the ion current of each cylinder 41 indicated by the output of the ion current sensor 50 (waveform with the horizontal axis as the crank angle). The waveform has a peak value (maximum value) when the crank angle is a certain value CA_ionmax in each combustion cycle. The crank angle CA_ionmax (hereinafter referred to as ion current peak crank angle CA_ionmax) at which the detected value of the ionic current becomes the maximum value has a strong correlation with the actual combustion timing of the fuel in each cylinder 41, and the combustion timing. It becomes an index value representing.

そこで、本実施形態では、各気筒41におけるイオン電流ピーククランク角CA_ionmaxを、実際の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータとして用いる。そして、運転制御手段30cは、イオン電流センサ59の出力の時系列を基に、燃焼時期指標パラメータとしてイオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの値を逐次検出するようにしている。これにより、本発明における第5ステップが実現される。   Therefore, in this embodiment, the ionic current peak crank angle CA_ionmax in each cylinder 41 is used as a combustion timing index parameter that represents the actual combustion timing. Then, the operation control means 30c sequentially detects the value of the ion current peak crank angle CA_ionmax as the combustion timing index parameter based on the time series of the output of the ion current sensor 59. Thereby, the fifth step in the present invention is realized.

そして、運転制御手段30cは、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの検出値を、各気筒41における目標とする燃焼時期に相当するイオン電流ピーククランク角の目標値CA_ionmax_objに一致させるように、フィードバック制御則により前記燃焼時期調整用補正係数K_hcciを逐次決定する。具体的には、運転制御手段30cは、各気筒41の燃焼サイクルに同期して、図12のブロック図に示す処理を実行することによって、前記燃焼時期調整用補正係数K_hcciを逐次決定する。すなわち、運転制御手段30cは、演算部302aにより、イオン電流ピーククランク角の目標値CA_ionmax_objと、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの現在の検出値との偏差ΔCA_ionmax(=CA_ionmax_obj−CA_ionmax)を算出する。この場合、目標値CA_ionmax_objは、内燃機関5の現在の回転数検出値Ne及び目標Pmiから図示しないマップデータに基づいて決定される。さらに、運転制御手段30cは、この偏差ΔCA_ionmaxから、該偏差ΔCA_ionmaxを“0”に収束させるように、F/B演算部302bにより燃焼時期調整用補正係数K_hcciを算出する。この場合、F/B演算部302bにおけるフィードバック制御則としては、例えば比例則を用いる。すなわち、F/B演算部302bは、ΔCA_ionmaxに所定のゲイン(比例ゲイン)を乗じ、これに“1”を加えることで燃焼時期調整用補正係数K_hcciを算出する。なお、上記フィードバック制御則は、比例則に限られるものではなく、PID則などの他の制御則を使用してもよい。   Then, the operation control means 30c uses a feedback control law so that the detected value of the ion current peak crank angle CA_ionmax matches the target value CA_ionmax_obj of the ion current peak crank angle corresponding to the target combustion timing in each cylinder 41. The combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci is sequentially determined. Specifically, the operation control unit 30c sequentially determines the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci by executing the processing shown in the block diagram of FIG. 12 in synchronization with the combustion cycle of each cylinder 41. That is, the operation control means 30c calculates the deviation ΔCA_ionmax (= CA_ionmax_obj−CA_ionmax) between the target value CA_ionmax_obj of the ionic current peak crank angle and the current detected value of the ionic current peak crank angle CA_ionmax by the calculation unit 302a. In this case, the target value CA_ionmax_obj is determined based on map data (not shown) from the current rotational speed detection value Ne of the internal combustion engine 5 and the target Pmi. Further, the operation control means 30c calculates a combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci from the deviation ΔCA_ionmax by the F / B calculation unit 302b so that the deviation ΔCA_ionmax converges to “0”. In this case, for example, a proportional law is used as the feedback control law in the F / B calculation unit 302b. That is, the F / B calculation unit 302b calculates a combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci by multiplying ΔCA_ionmax by a predetermined gain (proportional gain) and adding “1” thereto. The feedback control law is not limited to the proportional law, and other control law such as a PID law may be used.

以上の如く、燃焼時期調整用補正係数K_hcciは、HCCI運転時(前記S5のHCCI運転用制御時)に、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの検出値を目標値CA_ionmax_objに一致させるように、ひいては、各気筒41における実際の燃焼時期を目標とする燃焼時期に一致させるようにフィードバック制御則により決定される。この場合、実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期よりも遅角している場合には、各気筒41に供給する燃料全体に対するエタノールの供給割合を減少させて、該燃料全体のオクタン価を低下させるために、燃焼時期調整用補正係数K_hcciは“1”よりも小さい値に決定される。また、実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期よりも進角している場合には、各気筒41に供給する燃料全体に対するエタノールの供給割合を増加させて、該燃料全体のオクタン価を高めるために、燃焼時期調整用補正係数K_hcciは“1”よりも大きい値に決定される。   As described above, the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci is set so that the detected value of the ionic current peak crank angle CA_ionmax coincides with the target value CA_ionmax_obj during HCCI operation (HCC operation control in S5). The actual combustion timing in the cylinder 41 is determined by a feedback control law so as to coincide with the target combustion timing. In this case, when the actual combustion timing is retarded from the target combustion timing, the supply ratio of ethanol to the entire fuel supplied to each cylinder 41 is decreased to lower the octane number of the entire fuel. Therefore, the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci is determined to be smaller than “1”. Further, when the actual combustion timing is advanced from the target combustion timing, in order to increase the octane number of the entire fuel by increasing the supply ratio of ethanol to the entire fuel supplied to each cylinder 41 The combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci is determined to be a value larger than “1”.

なお、本実施形態では、実際の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータとして、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxを用いたが、該燃焼時期指標パラメータとしては、例えば、各気筒41の筒内圧力を用いるようにしてもよい。   In the present embodiment, the ionic current peak crank angle CA_ionmax is used as the combustion timing index parameter representing the actual combustion timing. For example, the in-cylinder pressure of each cylinder 41 is used as the combustion timing index parameter. It may be.

補足すると、図8の処理部302の処理と、図12のブロック図で示す処理とによって、本発明における第6ステップが実現される。   Supplementally, the sixth step of the present invention is realized by the processing of the processing unit 302 of FIG. 8 and the processing shown in the block diagram of FIG.

また、前記ノッキング防止用補正係数K_siは、内燃機関5のSI運転時に、図13のフローチャートに示す処理によって、運転制御手段30cが逐次決定する。   Further, the knocking prevention correction coefficient K_si is sequentially determined by the operation control means 30c by the process shown in the flowchart of FIG. 13 during the SI operation of the internal combustion engine 5.

すなわち、運転制御手段30cは、SI運転時に、図示しないノッキング検知用センサの出力を基に、ノッキングの発生が検出されたか否かをS331で判断する。なお、ノッキング検知用センサは、機関基体42の振動や、各気筒41の筒内圧、燃焼音などを検出するセンサ等により構成される。また、S331の処理により、本発明における第7ステップが実現される。   That is, the operation control means 30c determines in S331 whether or not the occurrence of knocking has been detected based on the output of a knocking detection sensor (not shown) during SI operation. The knocking detection sensor includes a sensor that detects vibration of the engine base 42, in-cylinder pressure of each cylinder 41, combustion noise, and the like. Further, the seventh step of the present invention is realized by the processing of S331.

S331の判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段30cは、ノッキング防止用補正係数K_siの値を所定値だけ増加させる(S332)。なお、ノッキング防止用補正係数K_isの初期値(内燃機関5の運転開始時、あるいは、SI運転の開始時の値)は“1”に設定される。   If the determination result in S331 is affirmative, the operation control means 30c increases the value of the knocking prevention correction coefficient K_si by a predetermined value (S332). The initial value of the knocking prevention correction coefficient K_is (the value at the start of the operation of the internal combustion engine 5 or at the start of the SI operation) is set to “1”.

また、S331の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段30cはさらに、S333において、ノッキングの未検出状態(S331の判断結果が否定的となる状態)が、所定時間以上継続したか否かを判断する。この判断結果が、肯定的である場合、すなわち、所定時間以上継続して、ノッキングの発生が検出されなかった場合には、運転制御手段30cは、S334において、ノッキング防止用補正係数K_siの値を所定値だけ減少させる。そして、S333の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段30cは、S334の処理を省略し、ノッキング防止用補正係数K_siの値を現状に維持する。   If the determination result in S331 is negative, the operation control unit 30c further determines in S333 that the knocking non-detection state (state in which the determination result in S331 is negative) has continued for a predetermined time or more. Judge whether or not. If the determination result is affirmative, that is, if the occurrence of knocking is not detected for a predetermined time or longer, the operation control means 30c sets the value of the knocking prevention correction coefficient K_si in S334. Decrease by a predetermined value. If the determination result in S333 is negative, the operation control unit 30c omits the process in S334 and maintains the value of the knocking prevention correction coefficient K_si as it is.

以上のようにして、ノッキング防止用補正係数K_siの値は、ノッキングの発生が検出されると増加するように決定される。そして、ノッキングの発生が検出されない場合には、その状態が所定時間以上、継続することを条件として、ノッキング防止用補正係数K_siの値が減少される。   As described above, the value of the knocking prevention correction coefficient K_si is determined so as to increase when the occurrence of knocking is detected. If the occurrence of knocking is not detected, the value of the knocking prevention correction coefficient K_si is decreased on condition that the state continues for a predetermined time or longer.

これにより、内燃機関5のSI運転時に、ノッキングが発生すると、各気筒41に供給する燃料全体に対するエタノールの供給割合を増加させ、ひいては、該燃料全体のオクタン価を高めるように、ノッキング防止用補正係数K_siの値が決定される。   As a result, when knocking occurs during SI operation of the internal combustion engine 5, the correction ratio coefficient for preventing knocking is increased so that the supply ratio of ethanol to the entire fuel supplied to each cylinder 41 is increased and, consequently, the octane number of the entire fuel is increased. The value of K_si is determined.

補足すると、図8の処理部303の処理と、図13のS332、334の処理によって、本発明における第8ステップが実現される。   Supplementally, the eighth step of the present invention is realized by the processing of the processing unit 303 of FIG. 8 and the processing of S332 and 334 of FIG.

図8の説明に戻って、運転制御手段30cは、次に、エタノール要求噴射量決定部304の処理を実行する。このエタノール要求噴射量決定部304は、内燃機関5の現在の回転数検出値Neおよび目標PMiと、上記の如く決定された実エタノール供給割合Et_inj_ratとを基に、前記燃料噴射弁7によるエタノールの要求噴射量Et_injを決定する。この処理は例えば、次のように実行される。   Returning to the description of FIG. 8, the operation control unit 30 c then executes the process of the ethanol required injection amount determination unit 304. The ethanol required injection amount determination unit 304 is configured to determine the amount of ethanol by the fuel injection valve 7 based on the current rotational speed detection value Ne and the target PMi of the internal combustion engine 5 and the actual ethanol supply rate Et_inj_rat determined as described above. The required injection amount Et_inj is determined. This process is executed as follows, for example.

すなわち、エタノール要求噴射量決定部304は、まず、現在の回転数検出値Neおよび目標Pmiから、あらかじめECU30に記憶保持されたマップデータ(図示省略)により、目標Pmiを実現するために内燃機関5の各気筒41に供給すべき燃料全体の総発熱量を要求総発熱量として求め、その要求総発熱量を発生するために必要なエタノールの量を、エタノール要求総量Inj_allとして求める。該エタノール要求総量Inj_allは、上記要求総発熱量を、エタノールの低位発熱量により除算することで算出される。   That is, the ethanol required injection amount determination unit 304 first determines the internal combustion engine 5 to realize the target Pmi from the current rotation speed detection value Ne and the target Pmi by using map data (not shown) stored and held in the ECU 30 in advance. The total calorific value of the entire fuel to be supplied to each of the cylinders 41 is obtained as the required total calorific value, and the amount of ethanol necessary to generate the required total calorific value is obtained as the ethanol required total amount Inj_all. The required ethanol total amount Inj_all is calculated by dividing the required total calorific value by the lower calorific value of ethanol.

そして、エタノール要求噴射量決定部304は、上記のようにして求めたエタノール要求総量Inj_allに、前記実エタノール供給割合Et_inj_ratを乗じることによって、エタノール要求噴射量Et_injを算出する。   Then, the required ethanol injection amount determination unit 304 calculates the required ethanol injection amount Et_inj by multiplying the total required ethanol amount Inj_all obtained as described above by the actual ethanol supply ratio Et_inj_rat.

運転制御手段30cは、次に、ガソリン要求噴射量決定部305の処理と、演算部306の処理とを実行する。この場合、ガソリン要求噴射量決定部305は、エタノール要求噴射量決定部304で上記の如く求められたエタノール要求噴射量Et_injとエタノール要求総量Inj_allとから次式(1)により、ガソリン要求噴射量Ga_injを算出する。   Next, the operation control means 30c performs the process of the gasoline requirement injection amount determination part 305 and the process of the calculating part 306. In this case, the gasoline required injection amount determination unit 305 calculates the gasoline request injection amount Ga_inj from the ethanol request injection amount Et_inj and the ethanol request total amount Inj_all obtained as described above by the ethanol request injection amount determination unit 304 according to the following equation (1). Is calculated.


Ga_inj=((Inj_all−Et_inj)×エタノールの低位発熱量)/ガソリンの低位発熱量
……(1)

この式(1)の分子は、エタノール要求総量Inj_allに相当する前記要求総発熱量から、エタノール要求噴射量Et_injに相当する発熱量を差し引いた残余の発熱量を意味する。従って、その残余の発熱量を発生するために必要なガソリンの量が、ガソリン要求噴射量Ga_injとして算出される。なお、式(1)におけるガソリンの低位発熱量は、基準のオクタン価(例えば“80”あるいは“70”)のガソリンの低位発熱量である。

Ga_inj = ((Inj_all−Et_inj) × Lower heating value of ethanol) / Lower heating value of gasoline
...... (1)

The numerator of the equation (1) means a residual heat generation amount obtained by subtracting a heat generation amount corresponding to the ethanol required injection amount Et_inj from the required total heat generation amount corresponding to the ethanol required total amount Inj_all. Accordingly, the amount of gasoline required to generate the remaining heat generation amount is calculated as the gasoline required injection amount Ga_inj. The lower calorific value of gasoline in the formula (1) is the lower calorific value of gasoline having a standard octane number (for example, “80” or “70”).

また、演算部306の処理では、エタノール要求噴射量決定部304で算出されたエタノール要求噴射量Et_injを、前記第2エタノール濃度センサ22の出力が示すエタノール水溶液濃度EW_rの検出値により除算することによって、エタノール水溶液要求噴射量EW_injが求められる。   In the processing of the calculation unit 306, the ethanol required injection amount Et_inj calculated by the ethanol required injection amount determination unit 304 is divided by the detected value of the ethanol aqueous solution concentration EW_r indicated by the output of the second ethanol concentration sensor 22. The required aqueous ethanol solution injection amount EW_inj is obtained.

なお、前記ガソリン要求噴射量Ga_injは、次のようにして決定してもよい。すなわち、前記要求総発熱量を発生するために必要なガソリンの量としてのガソリン要求総量を求め(要求総発熱量をガソリンの低位発熱量で除算する)、そのガソリン要求総量に、前記実エタノール供給割合Et_inj_ratに対応するガソリンの供給割合(=100−Et_inj_rat[%])を乗じることによって、ガソリン要求噴射量Ga_injを決定する。この場合には、ガソリン要求噴射量Ga_injをエタノール要求噴射量Et_injよりも先に決定するようにしてもよい。   The gasoline required injection amount Ga_inj may be determined as follows. That is, a gasoline demand total amount as the amount of gasoline necessary to generate the demand total heat generation amount is obtained (the demand total heat generation amount is divided by the lower heat generation amount of gasoline), and the actual ethanol supply is supplied to the gasoline demand total amount. The gasoline demand injection amount Ga_inj is determined by multiplying the gasoline supply ratio (= 100−Et_inj_rat [%]) corresponding to the ratio Et_inj_rat. In this case, the gasoline required injection amount Ga_inj may be determined before the ethanol required injection amount Et_inj.

次いで、運転制御手段30cは、流量・時間変換部307,308の処理を実行する。   Next, the operation control means 30c executes the processing of the flow rate / time conversion units 307 and 308.

この場合、流量・時間変換部307は、ガソリン要求噴射量決定部305で決定されたガソリン要求噴射量Ga_injから、あらかじめECU30に記憶保持されたテーブルデータまたは所定の演算式に基づいて、前記ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaを求める。また、流量・時間変換部308は、演算部306で求められたエタノール水溶液要求噴射量EW_injから、あらかじめECU30に記憶保持されたテーブルデータまたは所定の演算式に基づいて、前記エタノール用燃料噴射時間Ti_EWを求める。   In this case, the flow rate / time conversion unit 307 uses the gasoline required injection amount Ga_inj determined by the gasoline required injection amount determination unit 305 based on the table data stored in advance in the ECU 30 or a predetermined arithmetic expression. The fuel injection time Ti_Ga is obtained. In addition, the flow rate / time conversion unit 308 calculates the ethanol fuel injection time Ti_EW based on the table data stored in advance in the ECU 30 or a predetermined calculation formula from the ethanol aqueous solution required injection amount EW_inj obtained by the calculation unit 306. Ask for.

運転制御手段30cは、前記S5のHCCI運転用制御時と、前記S7のSI運転用制御時とにおいて、上記の如く決定したガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWに従って、それぞれ燃料噴射弁6,7の開弁時間を制御する。この場合、運転制御手段30cは、各燃料噴射弁5,6の開弁開始タイミング(噴射タイミング)を、内燃機関5の回転数検出値Neと目標Pmiとから図示しないマップデータに基づいて決定したタイミングに制御する。なお、該マップデータは、HCCI運転用とSI運転用とで各別に用意される。   The operation control means 30c performs fuel injection according to the gasoline fuel injection time Ti_Ga and ethanol fuel injection time Ti_EW determined as described above during the HCCI operation control in S5 and the SI operation control in S7. The valve opening time of the valves 6 and 7 is controlled. In this case, the operation control means 30c determines the valve opening start timing (injection timing) of each of the fuel injection valves 5 and 6 based on map data (not shown) from the rotation speed detection value Ne of the internal combustion engine 5 and the target Pmi. Control to timing. The map data is prepared separately for HCCI operation and SI operation.

また、SI運転時(S7のSI運転用制御時)には、運転制御手段30cは、前記点火プラグ30の放電タイミング、すなわち、燃料の点火時期を、内燃機関5の回転数検出値Neと目標Pmiとから図示しないマップデータに基づいて決定したタイミングに制御する。   Further, during SI operation (SI operation control in S7), the operation control means 30c determines the discharge timing of the spark plug 30, that is, the fuel ignition timing, the detected rotational speed value Ne of the internal combustion engine 5 and the target. Control is performed at a timing determined based on map data (not shown) from Pmi.

また、HCCI運転時とSI運転時とにおいて、運転制御手段30cは、スロットル弁54を次のように制御する。すなわち、内燃機関5の現在の回転数検出値NEと目標Pmiとから、図示しないマップデータに基づき、目標Pmiを実現するために適切な内燃機関5の目標吸気圧を決定する。なお、該マップデータは、HCCI運転用とSI運転用とで各別に用意される。そして、運転制御手段30cは、この目標吸気圧に、前記吸気圧センサ58の出力が示す吸気圧の検出値を一致させるように、フィードバック制御によりスロットル弁54の開度を制御する。   In addition, during the HCCI operation and the SI operation, the operation control means 30c controls the throttle valve 54 as follows. That is, the target intake pressure of the internal combustion engine 5 appropriate for realizing the target Pmi is determined from the current rotational speed detection value NE of the internal combustion engine 5 and the target Pmi based on map data (not shown). The map data is prepared separately for HCCI operation and SI operation. Then, the operation control means 30c controls the opening degree of the throttle valve 54 by feedback control so that the detected value of the intake pressure indicated by the output of the intake pressure sensor 58 matches the target intake pressure.

以上が、S5のHCCI運転用制御、及びS7のSI運転用制御の処理の詳細である。   The above is the details of the HCCI operation control in S5 and the SI operation control in S7.

なお、HCCI運転用制御とSI運転用制御のいずれにおいても、実エタノール供給割合Et_inj_ratを決定する際に、燃焼時期調整用補正係数K_hcci又はノッキング防止用補正係数K_siによる補正処理に加えて、内燃機関5の運転状態が比較的急激に変化する過渡期における燃焼状態の適正化等を目的とした補正処理をエタノール基本供給割合Et_inj_rbに施すようにしてもよい。また、SI運転用制御においては、前記空燃比センサ60で検出された空燃比を目標とする空燃比に一致させるための補正処理をエタノール基本供給割合Et_inj_rbに施すようにしてもよい。さらに、HCCI運転制御時とSI運転制御時のいずれにおいても、前記界面高さH_FLやメインタンク2内のエタノール含有割合Et_rに応じて実エタノール供給割合Et_inj_ratを適宜調整することで、分離タンク3内のガソリンの残量とエタノール水溶液の残量とが過度に不均衡になるのを防止するようにしてもよい。   In both the HCCI operation control and the SI operation control, when determining the actual ethanol supply ratio Et_inj_rat, in addition to the correction process using the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci or the knocking prevention correction coefficient K_si, the internal combustion engine 5 may be applied to the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb for the purpose of optimizing the combustion state in the transition period in which the operation state 5 changes relatively rapidly. In the SI operation control, a correction process for making the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 60 coincide with the target air-fuel ratio may be performed on the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb. Further, in both the HCCI operation control and the SI operation control, the actual ethanol supply ratio Et_inj_rat is appropriately adjusted in accordance with the interface height H_FL and the ethanol content ratio Et_r in the main tank 2, so that the inside of the separation tank 3. The remaining amount of gasoline and the remaining amount of ethanol aqueous solution may be prevented from becoming excessively unbalanced.

次に、前記S6及びS7の切換用制御の処理を説明する。なお、これらの処理は、HCCI運転時の制御処理又はSI運転時の制御処理と同様の処理に付加的な処理を組み合わせたものである。   Next, the switching control process in S6 and S7 will be described. In addition, these processes combine the additional process with the process similar to the control process at the time of HCCI operation, or the control process at the time of SI operation.

前記S6の処理、すなわち、SI運転からHCCI運転への切換用制御の処理では、運転制御手段30cは、HCCI運転時と同じ処理により、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを算出する。ただし、ここで、算出するTi_Ga,Ti_EWは、内燃機関5の運転制御のために実際に使用する噴射時間そのものではないので、以降の説明では、便宜上、それぞれをガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWという。   In the process of S6, that is, the process of control for switching from SI operation to HCCI operation, the operation control means 30c calculates the fuel injection time Ti_Ga for gasoline and the fuel injection time Ti_EW for ethanol by the same process as during HCCI operation. To do. However, since Ti_Ga and Ti_EW calculated here are not the injection times actually used for operation control of the internal combustion engine 5, in the following description, for convenience, the fuel injection reference values for gasoline Ti_Ga, ethanol are used respectively. This is referred to as a fuel injection reference value Ti_EW.

そして、運転制御手段30cは、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを、それぞれ、SI運転の終了時(運転モードがSI運転モードからHCCI運転モードに切り換わった直前のタイミング)に算出された値から、所定の変化パターンで徐々に変化させ、最終的に、上記ガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWに収束させるように逐次決定する。   The operation control means 30c then sets the gasoline fuel injection time Ti_Ga and the ethanol fuel injection time Ti_EW at the end of the SI operation (timing immediately before the operation mode is switched from the SI operation mode to the HCCI operation mode). The calculated values are gradually changed in a predetermined change pattern, and finally determined so as to converge to the gasoline fuel injection reference value Ti_Ga and the ethanol fuel injection reference value Ti_EW.

運転制御手段30cは、このように決定したガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWに従って、それぞれ燃料噴射弁6,7の開弁時間を制御する。この場合、運転制御手段30cは、各燃料噴射弁5,6の開弁開始タイミング(噴射タイミング)を、内燃機関5の回転数検出値Neと目標Pmiとから図示しないマップデータ(HCCI運転用のマップデータ)に基づいて決定したタイミングに制御する。さらに、運転制御手段30cは、点火プラグ30による点火時期を、内燃機関5の回転数検出値Neと目標PmiとからSI運転時と同じマップデータに基づいて決定した基本タイミングに、所定の変化パターンの補正量を加えたタイミングに逐次制御し、最終的に点火プラグ30の放電動作を停止させる。なお、スロットル弁54の制御は、HCCI運転時と同じである。   The operation control means 30c controls the valve opening times of the fuel injection valves 6 and 7, respectively, according to the gasoline fuel injection time Ti_Ga and the ethanol fuel injection time Ti_EW determined as described above. In this case, the operation control means 30c determines the opening timing (injection timing) of each of the fuel injection valves 5, 6 from map data (for HCCI operation) (not shown) from the detected rotation speed Ne of the internal combustion engine 5 and the target Pmi. The timing is determined based on the map data. Furthermore, the operation control means 30c has a predetermined change pattern at the basic timing determined based on the same map data as that during SI operation, based on the ignition timing of the ignition plug 30 from the detected rotation speed value Ne of the internal combustion engine 5 and the target Pmi. Are sequentially controlled at the timing when the correction amount is added, and finally the discharge operation of the spark plug 30 is stopped. The control of the throttle valve 54 is the same as during HCCI operation.

以上が前記S6における、SI運転からHCCI運転への切換用制御の処理である。   The above is the process of the control for switching from SI operation to HCCI operation in S6.

また、前記S7の処理、すなわち、HCCI運転からSI運転への切換用制御の処理では、運転制御手段30cは、SI運転時と同じ処理により、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを算出する。ただし、ここで、算出するTi_Ga,Ti_EWは、前記S7の処理の場合と同様に、内燃機関5の運転制御のために実際に使用する噴射時間そのものではないので、以降の説明では、それぞれをガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWという。   In the process of S7, that is, the process of control for switching from the HCCI operation to the SI operation, the operation control means 30c performs the same fuel injection time Ti_Ga and ethanol fuel injection time Ti_EW as in the SI operation. Is calculated. However, since Ti_Ga and Ti_EW calculated here are not the injection time itself actually used for operation control of the internal combustion engine 5 as in the case of the process of S7, in the following explanation, each of them is gasoline. The fuel injection reference value Ti_Ga for ethanol and the fuel injection reference value Ti_EW for ethanol are called.

そして、運転制御手段30cは、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを、それぞれ、HCCI運転の終了時(運転モードがHCCI運転モードからSI運転モードに切り換わった直前のタイミング)に算出された値から、所定の変化パターンで徐々に変化させ、最終的に、上記ガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWに収束させるように逐次決定する。   The operation control means 30c then sets the gasoline fuel injection time Ti_Ga and the ethanol fuel injection time Ti_EW at the end of the HCCI operation (timing immediately before the operation mode is switched from the HCCI operation mode to the SI operation mode). The calculated values are gradually changed in a predetermined change pattern, and finally determined so as to converge to the gasoline fuel injection reference value Ti_Ga and the ethanol fuel injection reference value Ti_EW.

運転制御手段30cは、このように決定したガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWに従って、それぞれ燃料噴射弁6,7の開弁時間を制御する。この場合、運転制御手段30cは、各燃料噴射弁5,6の開弁開始タイミング(噴射タイミング)を、内燃機関5の回転数検出値Neと目標Pmiとから図示しないマップデータ(HCCI運転用のマップデータ)に基づいて決定したタイミングに制御する。さらに、運転制御手段30cは、点火プラグ30による点火時期を、内燃機関5の回転数検出値Neと目標PmiとからSI運転時と同じマップデータに基づいて決定した基本タイミングに、所定の変化パターンの補正量を付加したタイミングに逐次制御し、最終的に該点火時期を上記基本タイミングに収束させる。なお、スロットル弁54の制御は、SI運転時と同じである。   The operation control means 30c controls the valve opening times of the fuel injection valves 6 and 7, respectively, according to the gasoline fuel injection time Ti_Ga and the ethanol fuel injection time Ti_EW determined as described above. In this case, the operation control means 30c determines the opening timing (injection timing) of each of the fuel injection valves 5, 6 from map data (for HCCI operation) (not shown) from the detected rotation speed Ne of the internal combustion engine 5 and the target Pmi. The timing is determined based on the map data. Furthermore, the operation control means 30c has a predetermined change pattern at the basic timing determined based on the same map data as that during SI operation, based on the ignition timing of the ignition plug 30 from the detected rotation speed value Ne of the internal combustion engine 5 and the target Pmi. Are sequentially controlled at the timing to which the correction amount is added, and finally the ignition timing is converged to the basic timing. The control of the throttle valve 54 is the same as during SI operation.

以上が前記S7における、SI運転からHCCI運転への切換用制御の処理である。   The above is the control processing for switching from SI operation to HCCI operation in S7.

次に、前記ガソリンオクタン価推定手段30aの処理を説明する。この処理は、本発明におけるガソリンオクタン価推定ステップを実現するものである。   Next, processing of the gasoline octane number estimating means 30a will be described. This process realizes the gasoline octane number estimation step in the present invention.

ECU30は、ガソリンオクタン価推定手段30aによって、図14のフローチャートに示す処理を所定の演算処理周期で実行する。なお、この処理は、前記運転モード決定手段30b及び運転制御手段30cの処理よりも低速で行われる。   The ECU 30 causes the gasoline octane number estimating means 30a to execute the processing shown in the flowchart of FIG. 14 at a predetermined calculation processing cycle. This process is performed at a lower speed than the processes of the operation mode determination unit 30b and the operation control unit 30c.

ガソリンオクタン価推定手段30aは、まず、S11において、前記したセンサの出力から、内燃機関5の運転状態を検出する。具体的には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、内燃機関5の回転数検出値Ne及び目標Pmiを前記S101(図5を参照)と同様に取得すると共に、さらに図示しないセンサによって内燃機関5の冷却水温の検出値、吸気温度の検出値、潤滑油の温度の検出値などを取得する。   The gasoline octane number estimating means 30a first detects the operating state of the internal combustion engine 5 from the output of the sensor in S11. Specifically, the gasoline octane number estimation means 30a acquires the detected rotation speed Ne and the target Pmi of the internal combustion engine 5 in the same manner as in S101 (see FIG. 5), and further cools the internal combustion engine 5 by a sensor (not shown). The detection value of the water temperature, the detection value of the intake air temperature, the detection value of the temperature of the lubricating oil, and the like are acquired.

次いで、S12において、ガソリンオクタン価推定手段30aは、分離タンク3の燃料流出積算量が所定値よりも小さいか否かを判断する。ここで、上記燃料流出積算量は、メインタンク2へのメイン燃料の補充(以下、給油という)が行われた後に、分離タンク3から流出した燃料(ガソリン及びエタノール水溶液)の総積算量、すなわち、分離タンク3内の燃料全体の総使用量を意味する。この燃料流出積算量は、本実施形態では、分離タンク3から内燃機関5に供給した燃料の積算量と分離タンク3からガソリン戻し通路18を介してメインタンク2に戻されたガソリンの積算量との総和である。そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、メインタンク2の給油がおこなれる毎に、燃料流出積算量を“0”にリセットすると共に、各回の給油後から次の給油時まで、燃料流出積算量を算出するようにしている。この場合、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWによりそれぞれ規定されるガソリンの供給量とエタノール水溶液の供給量とを累積加算することで、分離タンク3から内燃機関5に供給された燃料の積算量が算出される。また、前記流量制御弁19に対する制御指令により規定されるガソリン戻し通路18の流量を累積加算することで、分離タンク3からメインタンク2に戻されたガソリンの積算量が算出される。そして、これらの積算量の総和を求めることで、分離タンク3の燃料流出積算量が算出される。   Next, in S12, the gasoline octane number estimating means 30a determines whether or not the fuel outflow integrated amount of the separation tank 3 is smaller than a predetermined value. Here, the accumulated fuel outflow amount is the total accumulated amount of fuel (gasoline and ethanol aqueous solution) flowing out from the separation tank 3 after the main fuel is replenished to the main tank 2 (hereinafter referred to as refueling). Means the total amount of fuel used in the separation tank 3. In the present embodiment, this accumulated fuel spill amount is the accumulated amount of fuel supplied from the separation tank 3 to the internal combustion engine 5 and the accumulated amount of gasoline returned from the separation tank 3 to the main tank 2 via the gasoline return passage 18. Is the sum of The gasoline octane number estimating means 30a resets the fuel outflow integrated amount to “0” every time the main tank 2 is refueled, and calculates the fuel outflow integrated amount from each refueling to the next refueling. Like to do. In this case, the gasoline supply amount and the ethanol aqueous solution supply amount respectively defined by the gasoline fuel injection time Ti_Ga and the ethanol fuel injection time Ti_EW are cumulatively added to the internal combustion engine 5 from the separation tank 3. An integrated amount of fuel is calculated. Further, the cumulative amount of gasoline returned from the separation tank 3 to the main tank 2 is calculated by cumulatively adding the flow rate in the gasoline return passage 18 defined by the control command for the flow rate control valve 19. Then, by calculating the sum of these integrated amounts, the integrated fuel outflow amount of the separation tank 3 is calculated.

なお、次回の給油時までの燃料流出積算量の算出値は、内燃機関5の運転停止中は、EEPROM等の図示しない不揮発性メモリに記憶保持される。   Note that the calculated value of the accumulated fuel outflow amount until the next refueling is stored and held in a nonvolatile memory (not shown) such as an EEPROM while the internal combustion engine 5 is stopped.

S12の判断結果が肯定的であるということは、メインタンク2への給油後に分離タンク3から流出した燃料の総積算量が小さく、給油直後の状態であることを意味する。この場合には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、次に、S13において、内燃機関5の現在の冷却水温(S11で取得した検出値)が所定温度よりも低いか否か、すなわち、内燃機関5が冷機状態であるか否かを判断する。   If the determination result in S12 is affirmative, it means that the total amount of fuel flowing out from the separation tank 3 after refueling the main tank 2 is small, and that the state is immediately after refueling. In this case, the gasoline octane number estimating means 30a next determines whether or not the current cooling water temperature of the internal combustion engine 5 (detected value acquired in S11) is lower than a predetermined temperature in S13, that is, the internal combustion engine 5 It is determined whether or not it is cold.

ここで、本実施形態では、内燃機関5の運転中に、基本的には、後述するHCCI運転時用オクタン価推定処理、又は、SI運転時用オクタン価推定処理により分離タンク3内のガソリンのオクタン価を推定する(ガソリンオクタン価推定値RONを決定する)。ただし、各気筒41での燃料の燃焼が不安定なものとなりやすい内燃機関5の冷機状態では、HCCI運転時用オクタン価推定処理、又は、SI運転時用オクタン価推定処理にゆるガソリンのオクタン価の推定精度が低下しやすい。   Here, in the present embodiment, during operation of the internal combustion engine 5, basically, the octane number of gasoline in the separation tank 3 is determined by the HCCI operation octane number estimation process or the SI operation octane number estimation process described later. Estimate (determine gasoline octane number estimate RON). However, in the cold state of the internal combustion engine 5 where the combustion of fuel in each cylinder 41 is likely to be unstable, the accuracy of estimating the octane number of gasoline that is moderate to the octane number estimation process for HCCI operation or the octane number estimation process for SI operation Is prone to decline.

そこで、S13の判断結果が肯定的である場合には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、S14において、給油直後用オクタン価推定処理を実行する。   Therefore, if the determination result in S13 is affirmative, the gasoline octane number estimating means 30a executes an octane number estimation process for refueling immediately after S14.

また、S12の判断結果又はS13の判断結果が否定的でる場合には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、S15において、前回の運転モード(前回の演算処理周期での運転モード)がHCCI運転モードであるか否かを判断する。そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、S15の判断結果が肯定的である場合には、HCCI運転時用オクタン価推定処理を実行し(S16)、否定的である場合には、SI時運転用オクタン価推定処理を実行する(S17)。   If the determination result of S12 or the determination result of S13 is negative, the gasoline octane number estimation means 30a determines that the previous operation mode (operation mode in the previous calculation processing cycle) is the HCCI operation mode in S15. Determine whether or not. Then, the gasoline octane number estimating means 30a executes the HCCI operation octane number estimation process when the determination result of S15 is affirmative (S16), and if negative, the gasoline octane number estimation unit for SI operation is estimated. The process is executed (S17).

以下に、前記給油直後用オクタン価推定処理、HCCI運転時オクタン価推定処理、SI運転時オクタン価推定処理を具体的に説明する。   Hereinafter, the octane number estimation process immediately after refueling, the HCCI operation octane number estimation process, and the SI operation octane number estimation process will be specifically described.

給油直後用オクタン価推定処理は、次のように実行される。ガソリンオクタン価推定手段30aは、メインタンク2の給油が行われた場合に、給油直後用オクタン価推定処理の事前準備処理を実行する。この事前準備処理は、メインタンク2の給油が行われる毎に実行され、後述する変化率dRon/dQgを算出しておく処理である。   The octane number estimation process immediately after refueling is executed as follows. The gasoline octane number estimating means 30a executes pre-preparation processing for the octane number estimation processing for immediately after refueling when the main tank 2 is refueled. This pre-preparation process is executed every time the main tank 2 is refueled, and is a process for calculating a rate of change dRon / dQg described later.

この事前準備処理では、メインタンク2の給油開始時と給油終了時とにおいて、メインタンク2内の混合燃料の残量と、該混合燃料中のエンタノール含有割合とが前記メイン燃料残量センサ23及び前記第1エタノール濃度センサ20を介して検出される。また、給油開始時における分離タンク3内のガソリンの残量VolGが前記フロートセンサ21の出力(界面高さH_FLの検出値)から計測される。これにより、本発明における第1ステップが実現される。   In this pre-preparation process, the remaining amount of the mixed fuel in the main tank 2 and the entanol content ratio in the mixed fuel at the start and end of refueling of the main tank 2 are the main fuel remaining amount sensor 23. And detected through the first ethanol concentration sensor 20. Further, the remaining amount VolG of gasoline in the separation tank 3 at the start of refueling is measured from the output of the float sensor 21 (detected value of the interface height H_FL). Thereby, the first step in the present invention is realized.

そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、メインタンク2の給油前後における前記メイン燃料残量センサ23による検出値と、前記第1エタノール濃度センサ20による検出値とを用いて、メインタンク2に新たに補充されたメイン燃料(以下、補充燃料という)のエタノール含有割合Et_rBを推定する。具体的には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、メインタンク2の給油開始時にメイン燃料残量センサ23を介して検出されたメインタンク2内のメイン燃料の残量(体積)VolAと、給油終了時にメイン燃料残量センサ23に検出されたメインタンク2内のメイン燃料の残量(体積)VolCと、給油開始時に第1エタノール濃度センサ20により検出されたメイン燃料のエタノール含有割合Et_rAと、給油終了時に第1エタノール濃度センサ20により検出されたメイン燃料のエタノール含有割合Et_rCとから次式(2)により、補充燃料中のエタノール含有割合Et_rBを推定する。これにより、本発明におえる第2ステップが実現される。   Then, the gasoline octane number estimating means 30a newly replenishes the main tank 2 using the detected value by the main fuel remaining amount sensor 23 before and after refueling the main tank 2 and the detected value by the first ethanol concentration sensor 20. The ethanol content ratio Et_rB of the main fuel (hereinafter referred to as supplementary fuel) is estimated. Specifically, the gasoline octane number estimating means 30a is configured to detect the main fuel remaining amount (volume) VolA in the main tank 2 detected via the main fuel remaining amount sensor 23 at the start of refueling of the main tank 2, and the refueling end. The remaining amount (volume) VolC of the main fuel in the main tank 2 detected by the main fuel remaining amount sensor 23, the ethanol content ratio Et_rA of the main fuel detected by the first ethanol concentration sensor 20 at the start of refueling, and the end of refueling From time to time, the ethanol content ratio Et_rB in the supplementary fuel is estimated from the ethanol content ratio Et_rC of the main fuel detected by the first ethanol concentration sensor 20. Thereby, the second step according to the present invention is realized.


Et_rB=(Et_rC×VolC−Et_rA×VolA)/VolB ……(2)
ただし、VolB=VolC−VolA

なお、式(2)の右辺の分子は、給油後のメイン燃料のエタノールの体積(=Et_rC×VolC)と、給油前のメイン燃料のエタノールの体積(=Et_rA×VolA)との差、すなわち、補充燃料のエタノールの体積を表している。また、式(2)の分母は、補充燃料の体積を表している。

Et_rB = (Et_rC × VolC−Et_rA × VolA) / VolB (2)
However, VolB = VolC−VolA

The numerator on the right side of the formula (2) is the difference between the volume of ethanol in the main fuel after refueling (= Et_rC × VolC) and the volume of ethanol in the main fuel before refueling (= Et_rA × VolA), that is, It represents the volume of ethanol in the supplementary fuel. Further, the denominator of the formula (2) represents the volume of the supplementary fuel.

次いで、ガソリンオクタン価推定手段30aは、上記の如く推定した補充燃料のエタノール含有割合Et_rBから、該補充燃料のガソリンの概略的なオクタン価RonBを推定する。   Next, the gasoline octane number estimating means 30a estimates a rough octane number RonB of gasoline of the supplementary fuel from the ethanol content ratio Et_rB of the supplementary fuel estimated as described above.

ここで、本実施形態では、E10燃料、E20燃料など、メインタンク2に補充され得る代表的な複数種類のメイン燃料のガソリンの標準的なオクタン価の値がデータベースとしてECU30にあらかじめ記憶保持されている。その標準的なオクタン価の値は、例えばE10燃料では“80”、E20燃料では“70”である。そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、補充燃料のエタノール含有割合Et_rBの推定値から、上記データベールを参照することで、該推定値に対応するメイン燃料の種類を特定し、その特定した種類のメイン燃料の標準的なオクタン価の値を補充燃料のガソリンのオクタン価RonBの概略的な推定値として決定する。これにより、本発明における第3ステップが実現される。   Here, in the present embodiment, standard octane values of a plurality of types of typical main fuel gasoline that can be replenished to the main tank 2, such as E10 fuel and E20 fuel, are stored in advance in the ECU 30 as a database. . The standard octane value is, for example, “80” for E10 fuel and “70” for E20 fuel. Then, the gasoline octane number estimating means 30a identifies the main fuel type corresponding to the estimated value by referring to the data bale from the estimated value of the ethanol content ratio Et_rB of the supplementary fuel, and the main type of the identified type The standard octane number value of the fuel is determined as a rough estimate of the octane number RonB of the supplementary fuel gasoline. Thereby, the 3rd step in the present invention is realized.

次いで、ガソリンオクタン価推定手段30aは、上記の如く推定した補充燃料のガソリンのオクタン価RonBと、給油前のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonAと、前記式(2)の演算で用いた給油前後のメイン燃料の残量VolA,VolCの検出値及び補充燃料の体積VolB(=VolC−VolA)とから、次式(3)により、給油後のメインタンク2内のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCを推定する。   Next, the gasoline octane number estimating means 30a calculates the gasoline octane number RonB of the supplementary fuel estimated as described above, the gasoline octane number RonA of the main fuel before refueling, and the main fuel before and after refueling used in the calculation of the equation (2). From the detected values of the remaining amounts VolA and VolC and the volume of supplementary fuel VolB (= VolC−VolA), the octane number RonC of the main fuel gasoline in the main tank 2 after refueling is estimated by the following equation (3).


RonC=(RonA×VolA+RonB×VolB)/VolC ……(3)

すなわち、VolA/VolC,VolB/VolCを重み係数として、RonAとRonBとの重み付き平均を求めることにより、給油後のメインタンク2内のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCを推定する。この場合、給油前のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonAの値としては、給油前の内燃機関5の運転中に、ガソリンオクタン価推定手段30aが推定した分離タンク3内のガソリンのオクタン価である前記ガソリンオクタン価推定値RONの最新値が用いられる。

RonC = (RonA x VolA + RonB x VolB) / VolC (3)

That is, the octane number RonC of the main fuel gasoline in the main tank 2 after refueling is estimated by obtaining a weighted average of RonA and RonB using VolA / VolC and VolB / VolC as weighting factors. In this case, the gasoline octane number RonA of the main fuel before refueling is the gasoline octane number which is the octane number of gasoline in the separation tank 3 estimated by the gasoline octane number estimation means 30a during operation of the internal combustion engine 5 before refueling. The latest value of the estimated value RON is used.

ここで、分離タンク3内のガソリンは、給油直後では、メインタンク2内のメイン燃料のガソリンそのものではないものの、内燃機関5の運転を行う(分離タンク3内のガソリンを消費する)ことによって、メインタンク2内のメイン燃料のガソリンで置換されていく。   Here, the gasoline in the separation tank 3 is not the main fuel gasoline itself in the main tank 2 immediately after refueling, but by operating the internal combustion engine 5 (consuming the gasoline in the separation tank 3), The main fuel in the main tank 2 is replaced with gasoline.

この場合、分離タンク3内のガソリンのオクタン価は、図15のグラフで示す如く、メインタンク2の給油前における値(=RonA)を初期値として、その初期値からほぼ直線的に、給油後のメインタンク2内のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCに向かって変化していくこと考えられる。なお、図15のグラフでは、例示的にRonA>RonCとしている。また、図15の横軸のガソリン流出積算量は、給油後に分離タンク3から流出したガソリンの積算量を意味する。   In this case, as shown in the graph of FIG. 15, the octane number of gasoline in the separation tank 3 is approximately linear from the initial value (= RonA) before the main tank 2 is refueled. It can be considered that the main fuel in the main tank 2 changes toward the octane number RonC of gasoline. In the graph of FIG. 15, RonA> RonC is exemplified. Further, the accumulated gasoline spillage on the horizontal axis in FIG. 15 means the accumulated amount of gasoline spilled from the separation tank 3 after refueling.

そこで、本実施形態では、ガソリンオクタン価推定手段30aは、前記式(3)により算出した給油後のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCの推定値と、給油前の分離タンク3のガソリンオクタン価推定値RONの最新値(=RonA)と、給油開始時の前記フロートセンサ21の出力(界面高さH_FLの検出値)から計測された分離タンク3内のガソリンの残量VolGとから、次式(4)により、分離タンク3のガソリン流出積算量に対する、分離タンク3内のガソリンのオクタン価の変化率dRon/dQg(すなわち、図5のグラフの傾き)を算出し、この値を次回の給油時まで記憶保持しておく。これにより前記事前準備処理が完了する。   Therefore, in the present embodiment, the gasoline octane number estimating means 30a calculates the estimated value of the octane number RonC of the gasoline as the main fuel after refueling calculated by the equation (3) and the estimated value of the gasoline octane number RON of the separation tank 3 before refueling. From the latest value (= RonA) and the remaining amount of gasoline VolG in the separation tank 3 measured from the output of the float sensor 21 at the start of refueling (detected value of the interface height H_FL), Calculate the change rate dRon / dQg of gasoline in the separation tank 3 relative to the total gasoline spillage in the separation tank 3 (that is, the slope of the graph in FIG. 5), and store this value until the next refueling. Keep it. Thereby, the advance preparation process is completed.


dRon/dQg=(RonC−RonA)/VolG ……(4)

補足すると、本実施形態では、前記式(3)によりオクタン価RonCを推定する処理と、式(4)とにより、変化率dRon/dQgを算出する処理とによって、本発明における第4ステップが実現される。この場合、変化率dRon/dQgは、給油後における分離タンク3内のガソリンの使用量(流出量)と該分離タンク3内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータとしての意味を持つ。

dRon / dQg = (RonC−RonA) / VolG (4)

Supplementally, in the present embodiment, the fourth step in the present invention is realized by the process of estimating the octane number RonC by the above formula (3) and the process of calculating the change rate dRon / dQg by the formula (4). The In this case, the rate of change dRon / dQg is a parameter that defines the relationship between the amount of gasoline used (outflow) in the separation tank 3 after refueling and the change in the octane number of gasoline in the separation tank 3. have.

そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、前記給油直後オクタン価推定処理では、上記の如く事前準備処理で決定した変化率dRon/dQgを使用して、分離タンク3のガソリンオクタン価推定値RONを求める。   The gasoline octane number estimation means 30a obtains the estimated gasoline octane number value RON of the separation tank 3 using the change rate dRon / dQg determined in the preliminary preparation process as described above in the octane number estimation process immediately after refueling.

具体的には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、前記燃料流出積算量と同様に、給油後に分離タンク3から流出したガソリンの積算量である前記ガソリン流出積算量を計測しておく。この場合、前記ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaにより規定されるガソリンの供給量を累積加算することで、分離タンク3から内燃機関5に供給されたガソリンの積算量が算出される。また、前記流量制御弁19に対する制御指令により規定されるガソリン戻し通路18の流量を累積加算することで、分離タンク3からメインタンク2に戻されたガソリンの積算量が算出される。そして、これらの積算量の総和を求めることで、分離タンク3のガソリン流出積算量が算出される。あるいは、前記燃料流出積算量から、前記エタノール用燃料噴射時間Ti_EWにより規定されるエタノール水溶液の供給量を累積加算てなる値(分離タンク3から内燃機関5に供給されたエタノール水溶液の積算量)を減じることによって、ガソリン流出積算量を算出するようにしてもよい。   Specifically, the gasoline octane number estimating means 30a measures the accumulated gasoline spillage amount, which is the accumulated amount of gasoline spilled from the separation tank 3 after refueling, in the same manner as the accumulated fuel spill amount. In this case, the cumulative amount of gasoline supplied from the separation tank 3 to the internal combustion engine 5 is calculated by cumulatively adding the gasoline supply amount defined by the gasoline fuel injection time Ti_Ga. Further, the cumulative amount of gasoline returned from the separation tank 3 to the main tank 2 is calculated by cumulatively adding the flow rate in the gasoline return passage 18 defined by the control command for the flow rate control valve 19. Then, by calculating the sum of these integrated amounts, the integrated gasoline outflow amount of the separation tank 3 is calculated. Alternatively, a value (cumulative amount of the ethanol aqueous solution supplied from the separation tank 3 to the internal combustion engine 5) obtained by cumulatively adding the supply amount of the ethanol aqueous solution defined by the fuel injection time Ti_EW for ethanol from the fuel outflow integrated amount is obtained. By subtracting, the gasoline outflow integrated amount may be calculated.

そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、上記の如く求めたガソリン流出積算量と、給油前の分離タンク3のガソリンオクタン価推定値RONの最新値(=RonA)と、前記変化率dRon/dQgとから次式(5)により、新たなガソリンオクタン価推定値RONを求める。   Then, the gasoline octane number estimating means 30a calculates the following from the gasoline spill accumulated amount obtained as described above, the latest value (= RonA) of the gasoline octane number estimated value RON of the separation tank 3 before refueling, and the rate of change dRon / dQg. A new gasoline octane number estimated value RON is obtained from equation (5).


RON=RonA+(dRon/dQg)×ガソリン流出積算量 ……(5)

以上が、給油直後オクタン価推定処理の詳細である。なお、図14のフローチャートから判るように、給油直後オクタン価推定処理は、給油直後で、且つ、内燃機関5が冷機状態である場合にのみ実行される推定処理である。

RON = RonA + (dRon / dQg) x gasoline spill cumulative amount ... (5)

The above is the details of the octane number estimation process immediately after refueling. As can be seen from the flowchart of FIG. 14, the octane number estimation process immediately after refueling is an estimation process that is executed only immediately after refueling and when the internal combustion engine 5 is in the cold state.

次に、HCCI運転時オクタン価推定処理を説明する。この推定処理では、HCCI運転時にエタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正するための燃焼時期調整用補正係数K_hcciがガソリンオクタン価推定値RONを求めるために使用される。   Next, the octane number estimation process during HCCI operation will be described. In this estimation process, the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci for correcting the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb during HCCI operation is used to obtain the gasoline octane number estimated value RON.

ここで、前記エタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定するために用いるマップデータ(図9(a),(b)並びに図10(a),(b)のマップデータ)は、前記したように、分離タンク3内の実際のガソリンのオクタン価が、各マップデータに対応するオクタン価に一致することを前提とすると共に、内燃機関5の機関温度(冷却水温)、吸気温度、潤滑油の温度等の運転状態(内燃機関5の回転数及び要求負荷以外の運転状態)が所定の標準的な範囲内に収まるような定常運転状態(以下、基準運転状態という)であることを前提として、ノッキングや失火などを発生することなく、内燃機関5のHCCI運転又はSI運転をできるけ高効率で行うことができ、また、排気中のNOx等をできるだけ少なくできるような燃料の燃焼が実現されるように設定されている。   Here, the map data used to determine the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb (the map data in FIGS. 9A and 9B and FIGS. 10A and 10B) is the separation tank as described above. 3 is based on the assumption that the octane number of the actual gasoline in 3 matches the octane number corresponding to each map data, and the operating state (engine temperature (cooling water temperature), intake air temperature, lubricating oil temperature, etc.) of the internal combustion engine 5 ( Knocking or misfiring occurs on the assumption that the internal combustion engine 5 is in a steady operating state (hereinafter referred to as a reference operating state) in which the rotational speed and operating conditions other than the required load are within a predetermined standard range. Therefore, it is possible to perform the HCCI operation or SI operation of the internal combustion engine 5 with as high efficiency as possible, and to realize the combustion of fuel so that NOx in the exhaust gas can be reduced as much as possible. Is set to

このため、分離タンク3内のガソリンの実際のオクタン価(以下、単に実ガソリンオクタン価という)が、前記エタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定するために用いるガソリンオクタン価推定値RONと異なる場合には、燃料の実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期に対してずれを生じ、ひいては、燃焼時期調整用補正係数K_hcciが“1”からずれることなる。従って、HCCI運転モードでの前記基準運転状態において、ガソリンオクタン価推定値RONの実ガソリンオクタン価に対する誤差は、燃焼時期調整用補正係数K_hcciに影響を及ぼす要因となり、該燃焼時期調整用補正係数K_hcciの値がガソリンオクタン価推定値RONの誤差の程度を表す指標値となる。   Therefore, if the actual octane number of gasoline in the separation tank 3 (hereinafter simply referred to as the actual gasoline octane number) is different from the estimated gasoline octane number RON used to determine the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, the actual fuel This causes the combustion timing to deviate from the target combustion timing, and the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci deviates from “1”. Accordingly, in the reference operation state in the HCCI operation mode, an error in the estimated gasoline octane number RON with respect to the actual gasoline octane number becomes a factor affecting the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci, and the value of the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci Is an index value representing the degree of error of the gasoline octane number estimated value RON.

そこで、本実施形態では、HCCI運転時オクタン価推定処理においては、ガソリンオクタン価推定手段30aは、内燃機関5の運転状態が前記基準運転状態である場合に、図16のブロック図に示す処理を実行することで、分離タンク3のガソリンオクタン価推定値RONを求める。   Therefore, in the present embodiment, in the HCCI operation octane number estimation process, the gasoline octane number estimation means 30a executes the process shown in the block diagram of FIG. 16 when the operation state of the internal combustion engine 5 is the reference operation state. Thus, the gasoline octane number estimated value RON of the separation tank 3 is obtained.

具体的には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、“1”と燃焼時期調整用補正係数K_hcciとの偏差(=1−K_hcci)を演算部S116aで求める。そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、この偏差から、該偏差を“0”に収束させるように、F/B演算部116bにより、ガソリンオクタン価推定値RONの補正量(操作量)を求める。この場合、F/B演算部116bの演算では、比例則等のフィードバック制御則が用いられる。   Specifically, the gasoline octane number estimating means 30a obtains a deviation (= 1−K_hcci) between “1” and the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci by the calculation unit S116a. Then, the gasoline octane number estimating means 30a obtains a correction amount (operation amount) of the gasoline octane number estimated value RON by the F / B calculation unit 116b so that the deviation is converged to “0”. In this case, a feedback control law such as a proportional law is used in the calculation of the F / B calculation unit 116b.

次いで、ガソリンオクタン価推定手段30aは、F/B演算部116bで求めた補正量を、ガソリンオクタン価推定値RONの前回値(ガソリンオクタン価推定手段30aが前回の処理で求めた値)に演算部116cで加算することにより、新たなガソリンオクタン価推定値RONを算出する。   Next, the gasoline octane number estimating means 30a sets the correction amount obtained by the F / B calculating section 116b to the previous value of the gasoline octane number estimated value RON (the value obtained by the gasoline octane number estimating means 30a in the previous processing) by the calculating section 116c. By adding, a new gasoline octane number estimated value RON is calculated.

以上のようにして、HCCI運転時オクタン価推定処理では、ガソリンオクタン価推定値RONは、燃焼時期調整用補正係数K_hcciが“1”に収束するように、フィードバック制御により逐次更新される。これにより、内燃機関5の機関温度や吸気温度等の運転状態(回転数及び目標Pmi以外の運転状態)が前記基準運転状態となる場合に、内燃機関5の各気筒41における燃料の実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期に一致させ得るように、ガソリンオクタン価推定値RONが求められることとなる。   As described above, in the HCCI operation octane number estimation process, the gasoline octane number estimated value RON is sequentially updated by feedback control so that the combustion timing adjustment correction coefficient K_hcci converges to “1”. As a result, when the operating state of the internal combustion engine 5 such as the engine temperature and the intake air temperature (the operating state other than the rotational speed and the target Pmi) becomes the reference operating state, the actual combustion of fuel in each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 The gasoline octane number estimated value RON is obtained so that the timing can coincide with the target combustion timing.

以上がHCCI運転時オクタン価推定処理の詳細である。なお、本実施形態では、内燃機関5の運転状態が前記基準運転状態である場合にガソリンオクタン価推定値RONを更新するようにしたが、内燃機関5の機関温度や吸気温度等が基準運転状態から逸脱している場合に、該機関温度や吸気温度に応じた補正を追加してガソリンオクタン価推定値RONを求めるようにしてもよい。   The above is the details of the HCCI operation octane number estimation process. In the present embodiment, the gasoline octane number estimated value RON is updated when the operation state of the internal combustion engine 5 is the reference operation state. However, the engine temperature, the intake air temperature, and the like of the internal combustion engine 5 are changed from the reference operation state. In the case of deviating, the gasoline octane number estimated value RON may be obtained by adding correction according to the engine temperature or intake air temperature.

次に、SI運転時オクタン価推定処理を説明する。この推定処理では、SI運転時にエタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正するためのノッキング防止用補正係数K_siがガソリンオクタン価推定値RONを求めるために使用される。   Next, SI operation octane number estimation processing will be described. In this estimation process, the knocking prevention correction coefficient K_si for correcting the ethanol basic supply ratio Et_inj_rb during SI operation is used to obtain the gasoline octane number estimated value RON.

内燃機関5の回転数及び要求負荷以外の運転状態が前記基準運転状態である場合に、軽度のノッキングが発生するような内燃機関5の回転数及び要求負荷の組は、概ね分離タンク3内のガソリンのオクタン価に依存すると考えられる。   When the operating state other than the rotational speed and the required load of the internal combustion engine 5 is the reference operating state, the combination of the rotational speed and the required load of the internal combustion engine 5 that causes slight knocking is approximately in the separation tank 3. It is thought to depend on the octane number of gasoline.

そこで、本実施形態では、内燃機関5の機関温度や吸気温度等の運転状態が前記基準運転状態であることを前提とした場合に、軽度のノッキングが発生し得る内燃機関5の回転数及び目標Pmiの範囲(以下、ノッキング発生範囲)をあらかじめ設定して、ECU30に記憶保持しておく。そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、SI運転モードでの内燃機関5の運転時に、内燃機関5の機関温度や吸気温度等の運転状態が前記基準運転状態となり、且つ、内燃機関5の回転数検出値Neと目標Pmiとが上記ノッキング発生範囲に存する状態となった場合に、図17のブロック図に示す処理を実行することで、分離タンク3のガソリンオクタン価推定値RONを求める。   Therefore, in the present embodiment, when it is assumed that the operation state such as the engine temperature and the intake air temperature of the internal combustion engine 5 is the reference operation state, the rotational speed and target of the internal combustion engine 5 that may cause slight knocking. A range of Pmi (hereinafter referred to as knocking occurrence range) is set in advance and stored in the ECU 30. The gasoline octane number estimating means 30a detects the rotational speed of the internal combustion engine 5 when the internal combustion engine 5 is operating in the SI operation mode when the internal combustion engine 5 is in the reference operation state such as the engine temperature or the intake air temperature. When the value Ne and the target Pmi are in the knocking occurrence range, the process shown in the block diagram of FIG. 17 is performed to obtain the estimated gasoline octane number RON of the separation tank 3.

具体的には、ガソリンオクタン価推定手段30aは、“1”とノッキング防止用補正係数K_siとの偏差(=1−K_si)を演算部S117aで求める。そして、ガソリンオクタン価推定手段30aは、この偏差から、該偏差を“0”に収束させるように、F/B演算部117bにより、ガソリンオクタン価推定値RONの補正量(操作量)を求める。この場合、F/B演算部117bの演算では、比例則等のフィードバック制御則が用いられる。   Specifically, the gasoline octane number estimating means 30a obtains the deviation (= 1−K_si) between “1” and the knocking prevention correction coefficient K_si by the calculation unit S117a. Then, the gasoline octane number estimating means 30a obtains a correction amount (operation amount) of the gasoline octane number estimated value RON by the F / B calculation unit 117b so that the deviation is converged to “0”. In this case, a feedback control law such as a proportional law is used in the calculation of the F / B calculation unit 117b.

次いで、ガソリンオクタン価推定手段30aは、F/B演算部117bで求めた補正量を、ガソリンオクタン価推定値RONの前回値(ガソリンオクタン価推定手段30aが前回の処理で求めた値)に演算部117cで加算することにより、新たなガソリンオクタン価推定値RONを算出する。   Next, the gasoline octane number estimating means 30a uses the correction amount obtained by the F / B calculating section 117b as the previous value of the gasoline octane number estimated value RON (the value obtained by the gasoline octane number estimating means 30a in the previous processing) by the calculating section 117c. By adding, a new gasoline octane number estimated value RON is calculated.

以上のようにして、SI運転時オクタン価推定処理では、ガソリンオクタン価推定値RONは、ノッキング防止用補正係数K_siが“1”に収束するように、フィードバック制御により逐次更新される。これにより、内燃機関5の回転数及び目標Pmi以外の運転状態が基準運転状態であり、また、回転数検出値Neと目標Pmiとがノッキング発生範囲に存する場合に、ガソリンオクタン価推定値RONが求められることとなる。   As described above, in the octane number estimation process during SI operation, the gasoline octane number estimated value RON is sequentially updated by feedback control so that the knocking prevention correction coefficient K_si converges to “1”. As a result, when the operating state other than the rotational speed of the internal combustion engine 5 and the target Pmi is the reference operating state, and the rotational speed detection value Ne and the target Pmi are within the knocking occurrence range, the gasoline octane number estimated value RON is obtained. Will be.

以上がSI運転時オクタン価推定処理の詳細である。なお、本実施形態では、内燃機関5の回転数及び目標Pmi(要求負荷)以外の運転状態が前記基準運転状態である場合にガソリンオクタン価推定値RONを更新するようにしたが、内燃機関5の機関温度や吸気温度等が基準運転状態から逸脱している場合に、該機関温度や吸気温度に応じた補正を追加してガソリンオクタン価推定値RONを求めるようにしてもよい。   The above is the details of the octane number estimation process during SI operation. In the present embodiment, the gasoline octane number estimated value RON is updated when the operating state other than the rotational speed of the internal combustion engine 5 and the target Pmi (required load) is the reference operating state. When the engine temperature, the intake air temperature, or the like deviates from the reference operation state, the gasoline octane number estimated value RON may be obtained by adding a correction according to the engine temperature or the intake air temperature.

以上説明した本実施形態によれば、分離タンク3内のガソリンのオクタン価を推定し、その推定値(ガソリンオクタン価推定値RON)に応じて、HCCI運転を行うためのHCCI運転用Pmi適正範囲が可変的に設定される。このため、分離タンク3内のガソリンのオクタン価に適したHCCI運転用Pmi適正範囲を設定できる。特に、ガソリンオクタン価推定値RONが低い場合に、HCCI運転用Pmi適正範囲を、正味平均有効圧力Pmiの低い側(要求負荷の低い側)に拡大できるので、内燃機関5の排気中のNOx等を低減できる内燃機関5の運転領域を広げることができる。   According to the present embodiment described above, the octane number of gasoline in the separation tank 3 is estimated, and the PMI appropriate range for HCCI operation for performing HCCI operation is variable according to the estimated value (gasoline octane number estimated value RON). Is set automatically. For this reason, the Pmi appropriate range for HCCI operation suitable for the octane number of gasoline in the separation tank 3 can be set. In particular, when the gasoline octane number estimated value RON is low, the PMI proper range for HCCI operation can be expanded to the side where the net average effective pressure Pmi is low (the side where the required load is low), so NOx etc. in the exhaust of the internal combustion engine 5 can be reduced. The operating range of the internal combustion engine 5 that can be reduced can be expanded.

また、内燃機関5の各気筒41に分離タンク3から供給する燃料全体中のエタノールの割合いの基本値であるエタノール基本供給割合Et_inj_rbが、ガソリンオクタン価推定値RONに応じて可変的に決定される。このため、内燃機関5の各気筒41に分離タンク3から供給するガソリン及びエタノールの供給割合を、分離タンク3内のガソリンのオクタン価に適した供給割合に設定することができる。   Further, an ethanol basic supply ratio Et_inj_rb, which is a basic value of the ratio of ethanol in the whole fuel supplied from the separation tank 3 to each cylinder 41 of the internal combustion engine 5, is variably determined according to the gasoline octane number estimated value RON. . For this reason, the supply ratio of gasoline and ethanol supplied from the separation tank 3 to each cylinder 41 of the internal combustion engine 5 can be set to a supply ratio suitable for the octane number of gasoline in the separation tank 3.

なお、以上説明した実施形態では、メイン燃料のうちのアルコールがエタノールである場合を例にとって説明したが、該アルコールは例えばメタノールであってもよい。   In the embodiment described above, the case where the alcohol in the main fuel is ethanol has been described as an example, but the alcohol may be, for example, methanol.

本発明の一実施形態における内燃機関の運転制御システムにおける燃料供給システムの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the fuel supply system in the operation control system of the internal combustion engine in one Embodiment of this invention. 実施形態における内燃機関の要部構成の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the principal part structure of the internal combustion engine in embodiment. 図1に示す制御ユニット(ECU)の主要な機能を示すブロック図。The block diagram which shows the main functions of the control unit (ECU) shown in FIG. 図3に示す制御ユニット(ECU)の運転モード決定手段及び運転制御手段に関する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process regarding the operation mode determination means and the operation control means of the control unit (ECU) shown in FIG. 図4のS1の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of S1 of FIG. 図6(a),(b)は図5のS102の処理で使用する2種類のHCCI運転範囲設定用データを示す図。6A and 6B are diagrams showing two types of HCCI operation range setting data used in the process of S102 of FIG. 図5のS102の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of S102 of FIG. 図4のS5及びS7で実行する運転制御手段の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of the operation control means performed by S5 and S7 of FIG. 図9(a),(b)は、図8に示すエタノール基本供給割合決定部で使用するマップデータを示す図。9A and 9B are diagrams showing map data used in the ethanol basic supply ratio determination unit shown in FIG. 図10(a),(b)は、図8に示すエタノール基本供給割合決定部で使用するマップデータを示す図。10A and 10B are diagrams showing map data used in the ethanol basic supply ratio determination unit shown in FIG. 実施形態の内燃機関に備えたイオン電流センサの出力特性を示すグラフ。The graph which shows the output characteristic of the ion current sensor with which the internal combustion engine of embodiment was equipped. 図8に示す燃焼時期調整用補正係数K_hcciを決定する処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process which determines the correction coefficient K_hcci for combustion timing adjustment shown in FIG. 図8に示すノッキング防止用補正係数K_siを決定する処理を示すフローチャート。9 is a flowchart showing processing for determining a knocking prevention correction coefficient K_si shown in FIG. 図3に示す制御ユニット(ECU)のガソリンオクタン価推定手段の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of the gasoline octane number estimation means of the control unit (ECU) shown in FIG. 図14のS14の処理を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the process of S14 of FIG. 図14のS16の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of S16 of FIG. 図14のS17の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of S17 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2…メインタンク(主燃料タンク)、3…分離タンク、5…内燃機関、30a…ガソリンオクタン価推定手段、30b…運転モード決定手段。   2 ... main tank (main fuel tank), 3 ... separation tank, 5 ... internal combustion engine, 30a ... gasoline octane number estimation means, 30b ... operation mode determination means.

Claims (6)

燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、
前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップを備え、その推定したオクタン価が小さいほど、前記圧縮着火方式を選択する前記要求負荷の範囲を低負荷側に拡大するように、当該推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
An operation control method for an internal combustion engine using a mixed fuel of alcohol and gasoline as a fuel, the separation step for separating alcohol and gasoline from the mixed fuel, and the operation of the internal combustion engine including at least a required load of the internal combustion engine An ignition method selection step for selecting either the compression ignition method or the spark ignition method according to the state, and the alcohol and gasoline separated in the separation step according to at least the operating state of the internal combustion engine In the operation control method for causing the internal combustion engine to operate with the ignition method selected in the ignition method selection step while supplying the internal combustion engine with the determined supply ratio,
A gasoline octane number estimating step for estimating the octane number of the gasoline separated in the separation step, and the smaller the estimated octane number , the larger the required load range for selecting the compression ignition method to the low load side. An operation control method for an internal combustion engine, wherein a range of a required load of the internal combustion engine for selecting a compression ignition system in the ignition system selection step is changed according to the estimated octane number .
燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、
前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップを備え、その推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲が変更され、
前記内燃機関に供給するアルコールとガソリンとの供給割合は、該内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合が、前記推定したオクタン価が低いほど、高くなるように、該内燃機関の運転状態と該推定したオクタン価とに応じて決定されることを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
An operation control method for an internal combustion engine using a mixed fuel of alcohol and gasoline as a fuel, the separation step for separating alcohol and gasoline from the mixed fuel, and the operation of the internal combustion engine including at least a required load of the internal combustion engine An ignition method selection step for selecting either the compression ignition method or the spark ignition method according to the state, and the alcohol and gasoline separated in the separation step according to at least the operating state of the internal combustion engine In the operation control method for causing the internal combustion engine to operate with the ignition method selected in the ignition method selection step while supplying the internal combustion engine with the determined supply ratio,
A gasoline octane number estimation step for estimating the octane number of the gasoline separated in the separation step, and the range of the required load of the internal combustion engine for selecting the compression ignition method in the ignition method selection step is changed according to the estimated octane number ;
The supply ratio of alcohol to gasoline supplied to the internal combustion engine is such that the supply ratio of alcohol to the whole fuel supplied to the internal combustion engine is higher as the estimated octane number is lower. An operation control method for an internal combustion engine, which is determined according to the estimated octane number .
燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において
前記分離ステップは、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離するステップであり、
前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップと、
前記主燃料タンクへの混合燃料の補充が行われた場合において、その補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量とを計測する第1ステップと、
前記補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値と前記補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値とから、前記主燃料タンクに補充された混合燃料のアルコール濃度を推定する第2ステップと、
前記補充された混合燃料のアルコール濃度の推定値から該補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価を推定する第3ステップと、
前記補充前において前記ガソリンオクタン価推定ステップで最後に推定された前記分離タンク内のガソリンのオクタン価の値と、前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価の推定値と、補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量の計測値とから、該補充後における分離タンク内のガソリンの使用量と該分離タンク内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータを設定する第4ステップとを備えており
前記ガソリンオクタン価推定ステップで推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲が変更され、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、該補充の終了時から前記分離タンク内のガソリンの使用量を計測しつつ、該使用量の計測値と前記パラメータとに基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することを特徴とする内燃機関の内燃機関の運転制御方法。
An operation control method for an internal combustion engine using a mixed fuel of alcohol and gasoline as a fuel, the separation step for separating alcohol and gasoline from the mixed fuel, and the operation of the internal combustion engine including at least a required load of the internal combustion engine An ignition method selection step for selecting either the compression ignition method or the spark ignition method according to the state, and the alcohol and gasoline separated in the separation step according to at least the operating state of the internal combustion engine In the operation control method for causing the internal combustion engine to operate with the ignition method selected in the ignition method selection step while supplying the internal combustion engine with the determined supply ratio ,
In the separation step, the mixed fuel in the main fuel tank that stores the mixed fuel is supplied to the separation tank while mixing water with the mixed fuel, and the mixed liquid of the mixed fuel and water is supplied to the gasoline in the separation tank. And an alcohol aqueous solution that is a mixture of alcohol and water,
A gasoline octane number estimating step for estimating the octane number of the gasoline separated in the separation step ;
When the mixed fuel is replenished to the main fuel tank, the remaining amount of the mixed fuel in the main fuel tank and the alcohol concentration of the mixed fuel before the replenishment, and the mixed fuel of the main fuel tank after the replenishment A first step of measuring a remaining amount and an alcohol concentration of the mixed fuel, and a remaining amount of gasoline in the separation tank before the replenishment;
The main fuel tank was replenished from the measured value of the remaining fuel and alcohol concentration in the main fuel tank before replenishment and the measured remaining fuel and alcohol concentration in the main fuel tank after replenishment. A second step of estimating the alcohol concentration of the mixed fuel;
A third step of estimating an octane number of gasoline in the supplemented mixed fuel from an estimated value of alcohol concentration of the supplemented mixed fuel;
Before the replenishment, the gasoline octane number estimated last in the gasoline octane number estimation step, the estimated octane number of gasoline in the replenished mixed fuel, and the separation tank before replenishment A fourth step of setting a parameter that defines the relationship between the amount of gasoline used in the separation tank after the replenishment and the change in the octane number of gasoline in the separation tank from the measured value of the remaining amount of gasoline With
According to the octane number estimated in the gasoline octane number estimation step, the range of the required load of the internal combustion engine for selecting the compression ignition method in the ignition method selection step is changed,
In the gasoline octane number estimating step, in the period immediately after replenishment of the mixed fuel to the main fuel tank, while measuring the amount of gasoline used in the separation tank from the end of the replenishment, An operation control method for an internal combustion engine of the internal combustion engine , wherein the octane number of the gasoline separated in the separation step is estimated based on a parameter .
燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、
前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップと、
前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関での燃料の実際の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータの値を計測する第5ステップと、
該燃焼時期指標パラメータの計測値が示す燃焼時期を目標とする燃焼時期に一致させるように、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を調整するための第1操作量を決定し、該第1操作量に応じて前記供給割合を調整する第6ステップとを備えており、
前記ガソリンオクタン価推定ステップで推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲が変更され、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記第1操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
An operation control method for an internal combustion engine using a mixed fuel of alcohol and gasoline as a fuel, the separation step for separating alcohol and gasoline from the mixed fuel, and the operation of the internal combustion engine including at least a required load of the internal combustion engine An ignition method selection step for selecting either the compression ignition method or the spark ignition method according to the state, and the alcohol and gasoline separated in the separation step according to at least the operating state of the internal combustion engine In the operation control method for causing the internal combustion engine to operate with the ignition method selected in the ignition method selection step while supplying the internal combustion engine with the determined supply ratio,
A gasoline octane number estimating step for estimating the octane number of the gasoline separated in the separation step ;
A fifth step of measuring a value of a combustion timing index parameter representing an actual combustion timing of fuel in the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine in the compression ignition method;
A first operation amount for adjusting the supply ratio of alcohol and gasoline to the internal combustion engine is determined so that the combustion timing indicated by the measured value of the combustion timing index parameter coincides with the target combustion timing, and the first operation amount is determined. And a sixth step of adjusting the supply ratio according to the operation amount,
According to the octane number estimated in the gasoline octane number estimation step, the range of the required load of the internal combustion engine for selecting the compression ignition method in the ignition method selection step is changed,
The gasoline octane number estimation step estimates the octane number of the gasoline separated in the separation step based on the first manipulated variable when the internal combustion engine is operated in the compression ignition system. .
燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、
前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップと、
前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を検知する第7ステップと、
内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を前記ノッキングの発生を防止するように調整するための第2操作量を、検知された前記ノッキングの発生の有無に応じて該第2操作量の値が増減するように決定し、該第2操作量に応じて前記供給割合を調整する第8ステップとを備えており、
前記ガソリンオクタン価推定ステップで推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲が変更され、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記第2操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
An operation control method for an internal combustion engine using a mixed fuel of alcohol and gasoline as a fuel, the separation step for separating alcohol and gasoline from the mixed fuel, and the operation of the internal combustion engine including at least a required load of the internal combustion engine An ignition method selection step for selecting either the compression ignition method or the spark ignition method according to the state, and the alcohol and gasoline separated in the separation step according to at least the operating state of the internal combustion engine In the operation control method for causing the internal combustion engine to operate with the ignition method selected in the ignition method selection step while supplying the internal combustion engine with the determined supply ratio,
A gasoline octane number estimating step for estimating the octane number of the gasoline separated in the separation step ;
A seventh step of detecting whether or not knocking of the internal combustion engine occurs during operation of the internal combustion engine in the spark ignition method;
The second manipulated variable for adjusting the supply ratio of alcohol and gasoline to the internal combustion engine so as to prevent the occurrence of knocking is determined based on the detected presence or absence of the occurrence of knocking. And an eighth step of determining to increase or decrease and adjusting the supply ratio according to the second operation amount,
According to the octane number estimated in the gasoline octane number estimation step, the range of the required load of the internal combustion engine for selecting the compression ignition method in the ignition method selection step is changed,
The gasoline octane number estimating step estimates the octane number of the gasoline separated in the separation step based on the second manipulated variable during operation of the internal combustion engine in the spark ignition method. .
請求項1、2、4、5のいずれか1項に記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記分離ステップは、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離することを特徴とすることを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
The operation control method for an internal combustion engine according to any one of claims 1, 2, 4, and 5 ,
In the separation step, the mixed fuel in the main fuel tank that stores the mixed fuel is supplied to the separation tank while mixing water with the mixed fuel, and the mixed liquid of the mixed fuel and water is supplied to the gasoline in the separation tank. And an alcohol aqueous solution, which is a mixed liquid of alcohol and water, and an operation control method for an internal combustion engine.
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