JP5176911B2 - Cetane number determination device - Google Patents

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    • F02D2200/0612Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation

Description

本発明は、内燃機関に使用される燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置に関する。   The present invention relates to a cetane number determination apparatus for determining the cetane number of fuel used in an internal combustion engine.
セタン価は、内燃機関に使用される燃料のノッキングの起こりにくさや着火性の良さの指標である。このセタン価は、燃料の使用状況や給油によって変化する。そのため、内燃機関をより効率的に運転するためには、内燃機関の運転中にこのセタン価を判定し、判定されたセタン価に応じて燃料噴射量や燃料噴射時期を制御することが重要である。   The cetane number is an index of the difficulty of knocking the fuel used in the internal combustion engine and the good ignitability. This cetane number varies depending on the fuel usage and refueling. Therefore, in order to operate the internal combustion engine more efficiently, it is important to determine the cetane number during the operation of the internal combustion engine and control the fuel injection amount and the fuel injection timing according to the determined cetane number. is there.
従来のセタン価を判定する方法には、内燃機関がフューエルカット状態にあるときにセタン価測定のための燃料を噴射し、内燃機関の筒内の圧力を検出する筒内圧力センサを用いて噴射された燃料の着火時期を検出し、先の燃料噴射時期からこの着火時期までの期間に基づいてセタン価を判定するものがある(特許文献1参照)。
特開2005−344557号公報
The conventional method for determining the cetane number is to inject a fuel for measuring the cetane number when the internal combustion engine is in a fuel cut state and inject it using an in-cylinder pressure sensor that detects the pressure in the cylinder of the internal combustion engine. There is one that detects the ignition timing of the generated fuel and determines the cetane number based on the period from the previous fuel injection timing to this ignition timing (see Patent Document 1).
JP 2005-344557 A
上記特許文献1に開示された技術ではセタン価の判定のために筒内圧力センサが用いられている。しかしながら、この筒内圧力センサは内燃機関に比べて耐久性が十分ではなく且つ高価であった。また、この筒内圧力センサの検出信号にはノイズが発生する場合があり、精度良く筒内圧力の検出ができない、すなわちセタン価を精度良く判定できない場合があった。そのため、より安価に且つ精度良くセタン価を判定することが望まれる。   In the technique disclosed in Patent Document 1, an in-cylinder pressure sensor is used to determine the cetane number. However, this in-cylinder pressure sensor is not sufficiently durable and expensive compared to an internal combustion engine. In addition, noise may be generated in the detection signal of the in-cylinder pressure sensor, and the in-cylinder pressure cannot be detected with high accuracy, that is, the cetane number may not be determined with high accuracy. Therefore, it is desired to determine the cetane number at a lower cost and with higher accuracy.
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、安価に且つ精度良く燃料のセタン価を判定できるセタン価判定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to provide a cetane number determination device that can accurately determine the cetane number of fuel at low cost.
本発明は、内燃機関のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置であって、前記シリンダ内で前記燃料が燃焼したあとに前記シリンダから排出される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、前記排気温度検出手段により検出された排気温度と内燃機関の運転状態とに応じて、前記燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え、前記セタン価判定手段は、排気温度と燃料のセタン価との関係が内燃機関の機関負荷に応じて変化する関係を用いて、判定時の内燃機関の機関負荷に応じて前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする。 The present invention relates to a cetane number determination device for determining the cetane number of fuel directly injected into a cylinder of an internal combustion engine, wherein the temperature of exhaust gas discharged from the cylinder after the fuel combusts in the cylinder is determined. Exhaust gas temperature detection means for detecting, and cetane number determination means for determining the cetane number of the fuel according to the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detection means and the operating state of the internal combustion engine , the cetane number The determination means determines the cetane number of the fuel according to the engine load of the internal combustion engine at the time of determination using a relationship in which the relationship between the exhaust temperature and the cetane number of the fuel changes according to the engine load of the internal combustion engine. It is characterized by.
本発明によれば、排気温度に基づいて燃料のセタン価を測定している。排気温度を検出するために用いられる排気温度センサは比較的安価で耐久性やノイズに対しても良好な性能を有するので、安価に且つ精度よく燃料のセタン価を判定することができる。   According to the present invention, the cetane number of the fuel is measured based on the exhaust temperature. Since the exhaust temperature sensor used for detecting the exhaust temperature is relatively inexpensive and has good durability and noise performance, the cetane number of the fuel can be accurately determined at low cost.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第一の実施形態]
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
(システムの全体構成)
図1は、本発明の第一の実施形態に係るディーゼルエンジンを示す概略構成図である。図1に示すディーゼルエンジン40は、エンジン本体1、エンジン用コントロールユニット30等により構成され、自動車等の車両に搭載される。
(Overall system configuration)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine according to a first embodiment of the present invention. A diesel engine 40 shown in FIG. 1 includes an engine body 1, an engine control unit 30, and the like, and is mounted on a vehicle such as an automobile.
エンジン本体1は、シリンダ(「筒」、「燃焼室」と同義)内に直接燃料を噴射する直接噴射式内燃機関である。   The engine body 1 is a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder (synonymous with “cylinder” and “combustion chamber”).
図1において、過給機21のコンプレッサ2bは吸気通路2に介装されており、排気タービン3bにより駆動されて圧縮空気をエンジン本体1に供給する。排気タービン3bは排気通路3に介装されており、エンジン本体1からの排気により回転してコンプレッサ2bを駆動する。   In FIG. 1, a compressor 2 b of a supercharger 21 is interposed in an intake passage 2 and is driven by an exhaust turbine 3 b to supply compressed air to the engine body 1. The exhaust turbine 3b is interposed in the exhaust passage 3, and rotates by the exhaust from the engine body 1 to drive the compressor 2b.
吸気通路2には、上流側から下流側に向かってエアクリーナー2a、エアフローメータ7、コンプレッサ2b、吸気絞り弁6、吸気管2cが介装されている。   An air cleaner 2a, an air flow meter 7, a compressor 2b, an intake throttle valve 6 and an intake pipe 2c are interposed in the intake passage 2 from the upstream side toward the downstream side.
排気通路3には、上流側から下流側に向かって排気管3a、排気タービン3b、ケーシング20が介装されている。   An exhaust pipe 3a, an exhaust turbine 3b, and a casing 20 are interposed in the exhaust passage 3 from the upstream side toward the downstream side.
また、排気通路3には、排気管3aから分岐して吸気通路2に接続するEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路4が設けられ、このEGR通路4にはEGR弁5が介装されている。EGR弁5は、例えばステップモータを用いた電子制御式のものであり、その開度に応じて吸気通路2の吸気管2cに還流する排気の量、すなわち、エンジン本体1に吸入される排気再循環量(以下、「EGR量」とする)を制御する。   The exhaust passage 3 is provided with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 4 branched from the exhaust pipe 3 a and connected to the intake passage 2, and an EGR valve 5 is interposed in the EGR passage 4. The EGR valve 5 is of an electronic control type using, for example, a step motor, and the amount of exhaust gas recirculated to the intake pipe 2c of the intake passage 2 in accordance with the opening, that is, the exhaust gas recirculated to the engine body 1 The circulation amount (hereinafter referred to as “EGR amount”) is controlled.
排気通路3の下流側に配置されたケーシング20は、例えば酸化触媒、NOx触媒を内部に介装した排気浄化装置である。ケーシング20の入口には空燃比センサ37が設けられている。空燃比センサ37は、例えば酸素イオン伝導性固体電解質を用いて排気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度から空燃比を求める。   The casing 20 disposed on the downstream side of the exhaust passage 3 is an exhaust purification device in which, for example, an oxidation catalyst and a NOx catalyst are interposed. An air-fuel ratio sensor 37 is provided at the inlet of the casing 20. The air-fuel ratio sensor 37 detects the oxygen concentration in the exhaust gas using, for example, an oxygen ion conductive solid electrolyte, and obtains the air-fuel ratio from the oxygen concentration.
本実施形態におけるエンジン本体1の燃料供給系は、燃料タンク60、燃料タンク60内の燃料をエンジン本体1の燃料噴射装置10に供給するための燃料供給通路16、燃料噴射装置10からのリターン燃料(スピル燃料)を燃料タンク60に戻すための燃料戻り通路19により構成される。   The fuel supply system of the engine body 1 in this embodiment includes a fuel tank 60, a fuel supply passage 16 for supplying fuel in the fuel tank 60 to the fuel injection device 10 of the engine body 1, and return fuel from the fuel injection device 10. It is constituted by a fuel return passage 19 for returning (spill fuel) to the fuel tank 60.
燃料噴射装置10は、サプライポンプ11、コモンレール14及び燃料噴射弁15からなる公知のコモンレール式の燃料噴射装置である。   The fuel injection device 10 is a known common rail fuel injection device including a supply pump 11, a common rail 14, and a fuel injection valve 15.
サプライポンプ11は、燃料供給通路16を介して燃料タンク60から供給された燃料を加圧する。コモンレール14は、サプライポンプ11により加圧された高圧燃料を燃料供給通路12を介して受け取り、これを一時的に蓄える。コモンレール14に蓄えられた高圧燃料は、気筒毎に設けられた燃料噴射弁15に分配される。   The supply pump 11 pressurizes the fuel supplied from the fuel tank 60 via the fuel supply passage 16. The common rail 14 receives the high-pressure fuel pressurized by the supply pump 11 via the fuel supply passage 12, and temporarily stores the fuel. The high-pressure fuel stored in the common rail 14 is distributed to the fuel injection valve 15 provided for each cylinder.
また、サプライポンプ11内の燃料の一部は一方向弁18が設けられたオーバーフロー通路17を介して燃料供給通路16に戻される。具体的には、エンジン用コントロールユニット30がコモンレール14に設けられた圧力センサ34、温度センサ35で検出された信号に応じて圧力制御弁13にデューティ信号を送信し、圧力制御弁13にオーバーフロー通路17の流路面積を変えさせる。これによりサプライポンプ11内の燃料の一部は燃料供給通路16に戻され、コモンレール14の圧力は制御される。   A part of the fuel in the supply pump 11 is returned to the fuel supply passage 16 via the overflow passage 17 provided with the one-way valve 18. Specifically, the engine control unit 30 transmits a duty signal to the pressure control valve 13 in accordance with signals detected by the pressure sensor 34 and the temperature sensor 35 provided on the common rail 14, and the overflow passage to the pressure control valve 13. The flow path area of 17 is changed. As a result, part of the fuel in the supply pump 11 is returned to the fuel supply passage 16, and the pressure of the common rail 14 is controlled.
燃料噴射弁15は、エンジン用コントロールユニット30から受信したエンジン回転に同期するON−OFF信号によってシリンダ内に開口する燃料噴射口を開閉する電子式の噴射弁である。ON信号を受信すると燃料を燃焼室に噴射し、OFF信号を受信すると噴射を停止する。ON信号を受信する時間が長いほど、且つ、コモンレール14の燃料圧力が高いほど燃料噴射量は多くなる。   The fuel injection valve 15 is an electronic injection valve that opens and closes a fuel injection port that opens in the cylinder in response to an ON-OFF signal synchronized with the engine rotation received from the engine control unit 30. When the ON signal is received, the fuel is injected into the combustion chamber, and when the OFF signal is received, the injection is stopped. The longer the time for receiving the ON signal and the higher the fuel pressure in the common rail 14, the greater the fuel injection amount.
排気温度センサ38は、ケーシング20の出口に配設されてエンジン本体1のシリンダから排出される排気の温度を検出するセンサである。この排気温度センサ38は、エンジン本体1のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価の判定のために使用される。この排気温度センサ38の配設位置について図2を用いて補足する。   The exhaust temperature sensor 38 is a sensor that is disposed at the outlet of the casing 20 and detects the temperature of exhaust discharged from the cylinder of the engine body 1. The exhaust temperature sensor 38 is used for determining the cetane number of the fuel directly injected into the cylinder of the engine body 1. The location of the exhaust temperature sensor 38 will be supplemented with reference to FIG.
図2は、排気温度センサ38の配設位置を説明する図である。図2は、図1に示す燃料噴射装置10が備える複数の気筒のうちの一の気筒の周辺の概略を示している。排気温度センサ38はケーシング20の出口に配設されると前述したが、この場合に限らない。図2の排気温度センサ38aのように吸気管2cの上流側に配設されてもよいし、同図の排気温度センサ38bのように排気管3aの途中に配設されてもよい。特に、特定の気筒から排出される排気の温度を検出したいときには、排気温度センサ38aのように各々の気筒で排出された排気が合流する吸気管2cより前の位置、すなわち吸気管2cの上流側に配設されることが望ましい。また、全ての気筒から排出される排気の温度を検出したいときには、図2の排気温度センサ38bのように全ての気筒で排出された排気が合流した後の排気管3aの上流側且つEGR通路4よりも上流側の位置に配設されることが望ましい。   FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement position of the exhaust temperature sensor 38. FIG. 2 schematically shows the periphery of one of the plurality of cylinders included in the fuel injection device 10 shown in FIG. Although the exhaust temperature sensor 38 has been described as being disposed at the outlet of the casing 20, it is not limited to this case. It may be arranged upstream of the intake pipe 2c like the exhaust temperature sensor 38a in FIG. 2, or may be arranged in the middle of the exhaust pipe 3a like the exhaust temperature sensor 38b in the figure. In particular, when it is desired to detect the temperature of exhaust exhausted from a specific cylinder, a position before the intake pipe 2c where exhaust exhausted from each cylinder joins, such as the exhaust temperature sensor 38a, that is, upstream of the intake pipe 2c. It is desirable to be disposed in the area. Further, when it is desired to detect the temperature of the exhaust gas discharged from all the cylinders, the exhaust gas sensor 3b as shown in FIG. It is desirable to be disposed at a position upstream of the position.
図1に戻って、エンジン用コントロールユニット30は、CPUおよびその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成されたコントロールユニットである。本実施形態におけるエンジン用コントロールユニット30は、エンジン本体1のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置である。   Returning to FIG. 1, the engine control unit 30 is a control unit constituted by a microcomputer including a CPU and its peripheral devices. The engine control unit 30 in the present embodiment is a cetane number determination device that determines the cetane number of fuel directly injected into the cylinder of the engine body 1.
エンジン用コントロールユニット30は、吸入空気量を検出するエアフローメータ7の信号(Qa)、水温を検出する水温センサ31の信号(Tw)、クランク角センサ32の信号(エンジン回転速度とクランク角度検出Ne)、クランク角センサ33からの信号(気筒判別信号Cyl)、コモンレール圧力を検出する圧力センサ34の信号(PCR)、燃料温度を検出する温度センサ35の信号(TF)、アクセル開度(負荷)センサ36の信号(アクセルペダルの踏み込み量、すなわち負荷に比例した出力Lを発生)、空燃比センサ37の信号(O2)、排気温度センサ38の信号(EG)を入力し、入力した各種信号に基づいてエンジン本体1の燃料噴射に係る各種制御を行う。各種制御とは、排気温度センサ38の信号を用いてエンジン本体1のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定する制御、判定された燃料のセタン価に応じて例えば燃料噴射圧力、燃料噴射量、燃料噴射時期を設定して燃料噴射弁15を駆動する制御である。 The engine control unit 30 includes an air flow meter 7 signal (Qa) for detecting the intake air amount, a water temperature sensor 31 signal (Tw) for detecting the water temperature, and a crank angle sensor 32 signal (engine rotational speed and crank angle detection Ne). ), A signal from the crank angle sensor 33 (cylinder discrimination signal Cyl), a signal from the pressure sensor 34 for detecting the common rail pressure (PCR), a signal from the temperature sensor 35 for detecting the fuel temperature (TF), and an accelerator opening (load). The signal of the sensor 36 (the amount of depression of the accelerator pedal, that is, the output L proportional to the load is generated), the signal (O 2 ) of the air-fuel ratio sensor 37, and the signal (EG) of the exhaust temperature sensor 38 are inputted, and various signals inputted Based on the above, various controls relating to fuel injection of the engine body 1 are performed. The various controls are controls for determining the cetane number of the fuel directly injected into the cylinder of the engine body 1 using the signal of the exhaust temperature sensor 38, and for example, the fuel injection pressure, the fuel according to the determined cetane number of the fuel In this control, the fuel injection valve 15 is driven by setting the injection amount and the fuel injection timing.
(エンジン用コントロールユニット30の制御ロジック)
図3は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックを示すフローチャートである。エンジン用コントロールユニット30は、エンジン用コントロールユニット30が起動している間は図3に示される制御ロジックを繰り返す。
(Control logic of engine control unit 30)
FIG. 3 is a flowchart showing the control logic of the engine control unit 30 according to the first embodiment of the present invention. The engine control unit 30 repeats the control logic shown in FIG. 3 while the engine control unit 30 is activated.
まずステップS1においてエンジン用コントロールユニット30は、運転状態を検出する(S1)。具体的には、エンジン本体1のエンジン負荷(機関負荷)をエアフローメータ7の信号(Qa)に基づいて検出する。   First, in step S1, the engine control unit 30 detects an operating state (S1). Specifically, the engine load (engine load) of the engine body 1 is detected based on the signal (Qa) of the air flow meter 7.
続いてステップS2へ進んでエンジン用コントロールユニット30は、セタン価を判定する運転状態か否かを判定する(S2)。具体的には、ステップS1で検出されたエンジン負荷がセタン価を判定するエンジン負荷であるか否かを判定する。セタン価を判定するエンジン負荷とは、エンジン負荷を高中低の三段階に分類した場合の低負荷又は高負荷をいう。   Then, it progresses to step S2 and the engine control unit 30 determines whether it is the driving | running state which determines a cetane number (S2). Specifically, it is determined whether or not the engine load detected in step S1 is an engine load for determining a cetane number. The engine load for determining the cetane number is a low load or a high load when the engine load is classified into three stages of high, medium and low.
ステップS2においてYESのときにステップS3へ進んでエンジン用コントロールユニット30は、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量でセタン価判定用の燃料を噴射する(S3)。   When YES in step S2, the process proceeds to step S3, and the engine control unit 30 injects fuel for cetane number determination at the set reference fuel injection timing and reference fuel injection amount (S3).
続いてステップS4へ進んでエンジン用コントロールユニット30は、排気温度を検出する(S4)。具体的には、排気温度センサ38を用いて排気温度を検出する。なお、排気温度を吸気温度により補正する。   Subsequently, the process proceeds to step S4, and the engine control unit 30 detects the exhaust gas temperature (S4). More specifically, the exhaust temperature sensor 38 is used to detect the exhaust temperature. The exhaust temperature is corrected by the intake air temperature.
続いてステップS5へ進んでエンジン用コントロールユニット30は、ステップS4で検出した排気温度とステップS1で検出された運転状態とに応じて燃料のセタン価を判定する(S5)。ステップS5の具体的な内容は後述する。   Subsequently, the process proceeds to step S5, and the engine control unit 30 determines the cetane number of the fuel according to the exhaust temperature detected in step S4 and the operating state detected in step S1 (S5). The specific contents of step S5 will be described later.
以上に示される処理により、エンジン用コントロールユニット30は、エンジン本体1の運転状態を検出し(ステップS1)、シリンダ内でセタン価判定用の燃料が燃焼したあとにシリンダから排出される排気の温度を検出し(ステップS4)、検出された排気温度とエンジン本体1の運転状態とに応じてセタン価判定用の燃料のセタン価を判定する(ステップS5)。以下、ステップS5の処理を具体的に説明する。   Through the processing described above, the engine control unit 30 detects the operating state of the engine body 1 (step S1), and the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder after the cetane number determination fuel burns in the cylinder. Is detected (step S4), and the cetane number of the fuel for cetane number determination is determined according to the detected exhaust temperature and the operating state of the engine body 1 (step S5). Hereinafter, the process of step S5 is demonstrated concretely.
(ステップS5の具体的な内容)
ステップS5においてエンジン用コントロールユニット30は、燃料のセタン価の判定のために、排気温度と燃料のセタン価との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について、エンジン負荷が低負荷のときと高負荷のときに分けて説明する。
(Specific contents of step S5)
In step S5, the engine control unit 30 uses a predetermined relationship established between the exhaust temperature and the cetane number of the fuel in order to determine the cetane number of the fuel. This predetermined relationship will be described separately when the engine load is low and when it is high.
まず、エンジン負荷が低負荷のときについて図4及び図5を用いて説明する。   First, the case where the engine load is low will be described with reference to FIGS.
図4は、エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度(熱発生率)の関係を示す図(その1)である。図5は、エンジン低負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。図4及び図5はいずれもエンジン本体1が通常運転時の関係を示している。   FIG. 4 is a diagram (No. 1) showing the relationship between the crank angle and the in-cylinder temperature (heat generation rate) when the engine is under low load. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the exhaust temperature and the cetane number of the fuel when the engine is under a low load. 4 and 5 both show the relationship when the engine body 1 is in normal operation.
セタン価の異なる燃料を同じ燃料噴射時期及び燃料噴射量で噴射すると、図4(a)のように燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長くなり燃焼時期が遅角側へ移行する。また、このときのエンジン負荷が低負荷であるために、燃料のセタン価が低いほど未燃燃料が増加して筒内温度、熱発生率が低下する(図4(a)及び(b)参照)。そうすると排気温度も併せて低下する。したがって、排気温度と燃料のセタン価との間には図5のように排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる関係がある。   When fuels having different cetane numbers are injected at the same fuel injection timing and fuel injection amount, as shown in FIG. 4A, the lower the cetane number of the fuel, the longer the ignition delay period, and the combustion timing shifts to the retarded side. Further, since the engine load at this time is low, unburned fuel increases as the cetane number of the fuel decreases, and the in-cylinder temperature and the heat generation rate decrease (see FIGS. 4A and 4B). ). As a result, the exhaust temperature also decreases. Therefore, there is a relationship between the exhaust gas temperature and the cetane number of the fuel, as the exhaust gas temperature becomes higher as shown in FIG.
次に、エンジン負荷が高負荷のときについて図6及び図7を用いて説明する。   Next, the case where the engine load is high will be described with reference to FIGS.
図6は、エンジン高負荷のときのクランク角度と筒内温度(熱発生率)の関係を示す図である。図7は、エンジン高負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。図6及び図7はいずれもエンジン本体1が通常運転時の関係を示している。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the in-cylinder temperature (heat generation rate) when the engine is heavily loaded. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the exhaust temperature and the cetane number of the fuel when the engine is highly loaded. 6 and 7 both show the relationship when the engine body 1 is in normal operation.
セタン価の異なる燃料を同じ燃料噴射時期及び燃料噴射量で噴射すると、図6(a)のように燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長くなり燃焼時期が遅角側へ移行する。また、このときのエンジン負荷が高負荷であるために、燃料のセタン価が低いほど未燃燃料が減少して筒内温度、熱発生率が上昇する(図6(a)及び(b)参照)。そうすると排気温度も併せて上昇する。したがって、排気温度と燃料のセタン価との間には図7のように排気温度が高いほど燃料のセタン価が低くなる関係がある。   When fuels having different cetane numbers are injected at the same fuel injection timing and fuel injection amount, as shown in FIG. 6A, the lower the cetane number of the fuel, the longer the ignition delay period, and the combustion timing shifts to the retarded side. Further, since the engine load at this time is high, the lower the cetane number of the fuel, the lower the unburned fuel and the higher the in-cylinder temperature and the heat generation rate (see FIGS. 6A and 6B). ). As a result, the exhaust temperature also increases. Therefore, there is a relationship between the exhaust gas temperature and the cetane number of the fuel, as the exhaust gas temperature becomes higher as shown in FIG.
なお、図6を補足すると、燃料のセタン価が高いほど着火遅れ期間が短く予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合に比して低くなるため、燃焼温度が低く抑えられて筒内温度、熱発生率は低くなる。また、燃料のセタン価が中程度のときには予混合燃焼と拡散燃焼が同程度の割合になるため、燃焼温度は中程度になる。また、燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長く予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合に比して高くなるため、燃焼温度が上昇して筒内温度、熱発生率は高くなる。   Note that supplementing FIG. 6, the higher the cetane number of the fuel, the shorter the ignition delay period and the lower the ratio of premix combustion, compared to the ratio of diffusion combustion. The incidence is low. Further, when the cetane number of the fuel is medium, the premixed combustion and the diffusion combustion are at the same ratio, so the combustion temperature is medium. Also, the lower the cetane number of the fuel, the longer the ignition delay period and the higher the ratio of premixed combustion compared to the ratio of diffusion combustion, so the combustion temperature rises and the in-cylinder temperature and heat generation rate increase.
以上のように、排気温度と燃料のセタン価との関係はエンジン本体1のエンジン負荷が低負荷であるか又は高負荷であるかに応じて変化する(図5及び図7参照)。   As described above, the relationship between the exhaust temperature and the cetane number of the fuel varies depending on whether the engine load of the engine body 1 is a low load or a high load (see FIGS. 5 and 7).
そこでステップS5においてエンジン用コントロールユニット30は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、排気温度が低いほど燃料のセタン価が低いと判定する。一方、判定時のエンジン負荷が高負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が低いと判定する。また、排気温度が低いほど燃料のセタン価が高いと判定する。   In step S5, the engine control unit 30 determines the cetane number of the fuel using this relationship. Specifically, when the engine load at the time of determination is low, it is determined that the higher the exhaust temperature, the higher the cetane number of the fuel. Further, it is determined that the lower the exhaust temperature, the lower the cetane number of the fuel. On the other hand, when the engine load at the time of determination is high, it is determined that the higher the exhaust temperature, the lower the cetane number of the fuel. Further, it is determined that the lower the exhaust temperature, the higher the cetane number of the fuel.
以上説明してきた第一の実施形態によれば、以下のような効果がある。   According to the first embodiment described above, there are the following effects.
すなわち、第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30は、エンジン本体1のシリンダ内で燃料が燃焼したあとにシリンダから排出される排気の温度に基づいて燃料のセタン価を判定している。ここで排気温度を検出するために用いられる排気温度センサ38は比較的安価で耐久性やノイズに対しても良好な性能を有するので、安価に且つ精度よく燃料のセタン価を判定することができる。   That is, the engine control unit 30 according to the first embodiment determines the cetane number of the fuel based on the temperature of the exhaust discharged from the cylinder after the fuel combusts in the cylinder of the engine body 1. Here, the exhaust temperature sensor 38 used for detecting the exhaust temperature is relatively inexpensive and has good durability and noise performance. Therefore, the cetane number of the fuel can be accurately determined at low cost. .
また、第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30は、判定時の運転状態に応じて変化する排気温度と燃料のセタン価との関係を用いて燃料のセタン価を判定している。そのため、検出頻度を増加させたり検出精度を向上させたりすることができる。   Further, the engine control unit 30 according to the first embodiment determines the cetane number of the fuel using the relationship between the exhaust gas temperature and the cetane number of the fuel that change according to the operation state at the time of determination. Therefore, the detection frequency can be increased and the detection accuracy can be improved.
[第一の実施形態の変形例]
続いて、本発明の第一の実施形態の変形例について説明する。
[Modification of First Embodiment]
Then, the modification of 1st embodiment of this invention is demonstrated.
前述の第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30は、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量でセタン価判定用の燃料を噴射した(図3のステップS3)。ここでは、この噴射に加えてエンジン本体1の膨張行程において少量の燃料噴射量でセタン価判定用の燃料を噴射する形態、すなわちポスト噴射する形態について説明する。   The engine control unit 30 according to the first embodiment described above injects cetane number determination fuel at the set reference fuel injection timing and reference fuel injection amount (step S3 in FIG. 3). Here, in addition to this injection, a mode in which fuel for cetane number determination is injected with a small amount of fuel injection in the expansion stroke of the engine body 1, that is, a mode in which post injection is performed will be described.
第一の実施形態の変形例に係るシステムの全体構成、排気温度センサ38の配設位置及びエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックは、ステップS3及びステップS5の具体的内容を除いて前述の第一の実施形態と同様である(図1、2及び3参照)。そのため、ここではステップS3及びステップS5について説明する。   The overall configuration of the system according to the modification of the first embodiment, the arrangement position of the exhaust temperature sensor 38, and the control logic of the engine control unit 30 are the same as those described above except for the specific contents of steps S3 and S5. (See FIGS. 1, 2 and 3). Therefore, step S3 and step S5 are demonstrated here.
(ステップS3について)
ステップS3において本変形例に係るエンジン用コントロールユニット30は、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量で燃料噴射弁15により通常の燃料を噴射し(メイン噴射)、さらにエンジン本体1の膨張行程において少量の燃料噴射量でセタン価判定用の燃料をポスト噴射する(S3)。
(About Step S3)
In step S3, the engine control unit 30 according to this modification injects normal fuel from the fuel injection valve 15 at the set reference fuel injection timing and reference fuel injection amount (main injection), and further expands the engine body 1. In the stroke, the fuel for determining the cetane number is post-injected with a small amount of fuel injection (S3).
(ステップS5について)
ステップS5において本変形例に係るエンジン用コントロールユニット30は、燃料のセタン価の判定のために、エンジン負荷が低負荷のときに排気温度と燃料のセタン価との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について図8を用いて説明する。
(About step S5)
In step S5, the engine control unit 30 according to the present modification has a predetermined relationship established between the exhaust temperature and the fuel cetane number when the engine load is low, in order to determine the fuel cetane number. Use. This predetermined relationship will be described with reference to FIG.
図8は、エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度(熱発生率)の関係を示す図(その2)である。図8の太線は、メイン噴射のみ行ったときの関係を示している。図8の細線は、メイン噴射に加えてポスト噴射を行ったときの関係を示している。   FIG. 8 is a diagram (part 2) illustrating the relationship between the crank angle and the in-cylinder temperature (heat generation rate) when the engine is under a low load. The thick line in FIG. 8 shows the relationship when only main injection is performed. The thin line in FIG. 8 shows the relationship when post injection is performed in addition to main injection.
セタン価の異なる燃料をポスト噴射すると、図8(a)の細線のように燃料のセタン価が低いほど着火遅れ期間が長くなり燃焼時期が遅角側へ移行する。また、ポスト噴射時の筒内圧力は低下するため、燃料のセタン価が低いほど未燃燃料が増加して筒内温度、熱発生率が低下する(図8(a)及び(b)の細線参照)。そうすると排気温度も低下する。つまり、燃料のセタン価が低いほど排気温度は低下する。したがって、排気温度と燃料のセタン価との間には図5と同様に排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる関係がある。   When fuels with different cetane numbers are post-injected, the ignition delay period becomes longer as the cetane number of the fuel is lower as shown by the thin line in FIG. 8A, and the combustion timing shifts to the retarded side. Further, since the in-cylinder pressure at the time of post-injection decreases, the unburned fuel increases as the cetane number of the fuel decreases, and the in-cylinder temperature and heat generation rate decrease (the thin lines in FIGS. 8A and 8B). reference). If it does so, exhaust temperature will also fall. That is, the lower the cetane number of the fuel, the lower the exhaust temperature. Therefore, there is a relationship between the exhaust gas temperature and the cetane number of the fuel, as in FIG. 5, the higher the exhaust gas temperature, the higher the cetane number of the fuel.
以上のように、排気温度と燃料のセタン価との関係はエンジン負荷が低負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる。   As described above, the relationship between the exhaust temperature and the cetane number of the fuel is such that the higher the exhaust temperature, the higher the cetane number of the fuel when the engine load is low.
そこでステップS5においてエンジン用コントロールユニット30は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、排気温度が低いほど燃料のセタン価が低いと判定する。   In step S5, the engine control unit 30 determines the cetane number of the fuel using this relationship. Specifically, when the engine load at the time of determination is low, it is determined that the higher the exhaust temperature, the higher the cetane number of the fuel. Further, it is determined that the lower the exhaust temperature, the lower the cetane number of the fuel.
以上説明してきた本変形例によれば、以下のような効果がある。   According to the modification described above, the following effects are obtained.
すなわち、本変形例に係るエンジン用コントロールユニット30は、エンジン本体1の膨張行程においてポスト噴射したあとに検出される排気温度に基づいて燃料のセタン価を判定している。そのため、トルク変動が発生しない微小噴射量で燃料のセタン価を判定することができる。なお、ポスト噴射に係る燃料噴射時期および燃料噴射量を所定の値とすることで、燃料のセタン価を判定する運転状態を一定に保つことが可能になり、燃料のセタン価の判定精度をさらに向上させることができる。   That is, the engine control unit 30 according to the present modification determines the cetane number of the fuel based on the exhaust temperature detected after the post injection in the expansion stroke of the engine body 1. Therefore, the cetane number of the fuel can be determined with a minute injection amount that does not cause torque fluctuation. By setting the fuel injection timing and fuel injection amount for post injection to predetermined values, it is possible to keep the operating state for determining the cetane number of the fuel constant, and further improve the determination accuracy of the cetane number of the fuel. Can be improved.
[第二の実施形態]
続いて、本発明の第二の実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
前述の変形例に係るエンジン用コントロールユニット30は、エンジン本体1の膨張行程において少量の燃料噴射量でセタン価判定用の燃料をポスト噴射した。ここでは、このポスト噴射の際に燃料噴射量(以降、ポスト噴射に係る燃料噴射量を、「ポスト噴射量」、とする)を一定にして燃料噴射時期(以降、ポスト噴射に係る燃料噴射時期を、「ポスト噴射時期」、とする)を変化させる形態について説明する。   The engine control unit 30 according to the above-described modification example post-injects fuel for determining the cetane number with a small amount of fuel injection during the expansion stroke of the engine body 1. Here, during this post injection, the fuel injection amount (hereinafter, the fuel injection amount related to post injection is referred to as “post injection amount”) is made constant, and the fuel injection timing (hereinafter referred to as fuel injection timing related to post injection). Will be described as “post injection timing”.
第二の実施形態に係るシステムの全体構成、排気温度センサ38の配設位置は、前述の第一の実施形態と同様である(図1、2参照)。そのため、ここではエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックについて説明する。   The overall configuration of the system according to the second embodiment and the arrangement position of the exhaust temperature sensor 38 are the same as those in the first embodiment described above (see FIGS. 1 and 2). Therefore, the control logic of the engine control unit 30 will be described here.
(エンジン用コントロールユニット30の制御ロジック)
図9は、本発明の第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックを示すフローチャートである。なお、以下では前述の第一の実施形態(図3)と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
(Control logic of engine control unit 30)
FIG. 9 is a flowchart showing the control logic of the engine control unit 30 according to the second embodiment of the present invention. In the following description, the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those in the first embodiment (FIG. 3) described above, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.
ステップS13へ進んだときにエンジン用コントロールユニット30は、ポスト噴射時期を変化させてセタン価判定用の燃料を噴射する(S13)。具体的には、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量で燃料噴射弁15により通常の燃料を噴射し(メイン噴射)、さらにエンジン本体1の膨張行程においてポスト噴射量を一定にしてポスト噴射時期を変化させてセタン価判定用の燃料をポスト噴射する。   When the routine proceeds to step S13, the engine control unit 30 changes the post injection timing and injects fuel for cetane number determination (S13). Specifically, normal fuel is injected by the fuel injection valve 15 at the set reference fuel injection timing and reference fuel injection amount (main injection), and the post injection amount is made constant in the expansion stroke of the engine body 1. The fuel for determining the cetane number is post-injected by changing the injection timing.
ステップS15へ進んだときにエンジン用コントロールユニット30は、ステップS4で検出された排気温度とステップS13の燃料噴射をしないときの排気温度との温度差、及び、ステップS1で検出された運転状態、に応じて燃料のセタン価を判定する(S15)。ステップS15の具体的な内容を後述する。   When the process proceeds to step S15, the engine control unit 30 detects the temperature difference between the exhaust temperature detected in step S4 and the exhaust temperature when fuel injection is not performed in step S13, and the operating state detected in step S1. Accordingly, the cetane number of the fuel is determined (S15). Specific contents of step S15 will be described later.
(ステップS15の具体的内容)
ステップS15においてエンジン用コントロールユニット30は、燃料のセタン価の判定のために、ポスト噴射時期を変化させたときにポスト噴射時期と排気温度(及び燃料のセタン価)との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について図10及び図11を用いて説明する。
(Specific contents of step S15)
In step S15, the engine control unit 30 determines a predetermined value which is established between the post injection timing and the exhaust gas temperature (and the fuel cetane number) when the post injection timing is changed to determine the cetane number of the fuel. Use relationships. This predetermined relationship will be described with reference to FIGS.
図10は、ポスト噴射時期と排気温度との関係を説明する図である。図11は、ポスト噴射時期と燃料のセタン価との関係を説明する図である。図10及び図11はいずれもエンジン本体1が通常運転時の関係を示している。   FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the post injection timing and the exhaust gas temperature. FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the post injection timing and the cetane number of the fuel. 10 and 11 both show the relationship when the engine body 1 is in normal operation.
セタン価の異なる燃料を同じポスト噴射量でポスト噴射時期を変化させて噴射したときに、そのときの排気温度とポスト噴射をしないときの排気温度との温度差が所定の温度差(図10では△T)となるポスト噴射時期を検出すると、図10のように燃料のセタン価が高いほどポスト噴射時期は遅角側へ移行し、燃料のセタン価が低いほどポスト噴射時期は進角側へ移行する。したがって、ポスト噴射時期と燃料のセタン価との間には図11のようにポスト噴射時期が遅角側へ移行するほど燃料のセタン価が高くなる関係がある。   When fuels having different cetane numbers are injected with the same post injection amount and the post injection timing is changed, the temperature difference between the exhaust temperature at that time and the exhaust temperature without post injection is a predetermined temperature difference (in FIG. 10). When the post-injection time of ΔT) is detected, the post-injection time shifts to the retard side as the cetane number of the fuel increases, as shown in FIG. Transition. Therefore, there is a relationship between the post-injection timing and the cetane number of the fuel that the cetane number of the fuel becomes higher as the post-injection timing shifts to the retard side as shown in FIG.
すなわち、ポスト噴射時期と燃料のセタン価との関係はポスト噴射時期が遅角側へ移行するか又は進角側へ移行するかに応じて変化する(図11参照)。   That is, the relationship between the post injection timing and the cetane number of the fuel changes depending on whether the post injection timing shifts to the retard side or the advance side (see FIG. 11).
そこでステップS15においてエンジン用コントロールユニット30は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときにステップS4で検出された実際の排気温度とステップS13の燃料噴射(ポスト噴射)をしないときの排気温度との温度差が所定の温度差となるポスト噴射時期を検出する。その後、検出されたポスト噴射時期が遅角側へ移行しているほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、検出されたポスト噴射時期が進角側へ移行しているほど燃料のセタン価が低いと判定する。   In step S15, the engine control unit 30 determines the cetane number of the fuel using this relationship. Specifically, the temperature difference between the actual exhaust temperature detected in step S4 when the engine load at the time of determination is low and the exhaust temperature when fuel injection (post injection) in step S13 is not performed is a predetermined value. Detect the post injection timing that is the temperature difference. Thereafter, it is determined that the cetane number of the fuel is higher as the detected post injection timing is shifted to the retard side. Further, it is determined that the cetane number of the fuel is lower as the detected post injection timing shifts to the advance side.
以上説明してきた第二の実施形態によれば、以下のような効果がある。   According to the second embodiment described above, there are the following effects.
すなわち、第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30は、ポスト噴射時期を変化させたときに検出される排気温度を用いて燃料のセタン価を判定している。そのため、燃料のセタン価が排気温度に与える影響を検出することが可能となり、燃料のセタン価の判定精度を向上させることができる。   That is, the engine control unit 30 according to the second embodiment determines the cetane number of the fuel using the exhaust gas temperature detected when the post injection timing is changed. Therefore, the influence of the cetane number of the fuel on the exhaust temperature can be detected, and the determination accuracy of the cetane number of the fuel can be improved.
[第三の実施形態]
続いて、本発明の第三の実施形態について説明する。
[Third embodiment]
Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described.
前述の第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30は、ポスト噴射の際にポスト噴射量を一定にしてポスト噴射時期を変化させた。ここでは、ポスト噴射の際にポスト噴射時期を一定にしてポスト噴射量を変化させる形態について説明する。   The engine control unit 30 according to the second embodiment described above changes the post injection timing while keeping the post injection amount constant during post injection. Here, a mode in which the post-injection amount is changed while the post-injection timing is constant during post-injection will be described.
第三の実施形態に係るシステムの全体構成、排気温度センサ38の配設位置は、前述の第一の実施形態と同様である(図1、2参照)。そのため、ここではエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックについて説明する。   The overall configuration of the system according to the third embodiment and the arrangement position of the exhaust temperature sensor 38 are the same as those in the first embodiment described above (see FIGS. 1 and 2). Therefore, the control logic of the engine control unit 30 will be described here.
(エンジン用コントロールユニット30の制御ロジック)
図12は、本発明の第三の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックを示すフローチャートである。なお、以下では前述の第一の実施形態(図3)と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
(Control logic of engine control unit 30)
FIG. 12 is a flowchart showing the control logic of the engine control unit 30 according to the third embodiment of the present invention. In the following description, the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those in the first embodiment (FIG. 3) described above, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.
ステップS23へ進んだときにエンジン用コントロールユニット30は、ポスト噴射量を変化させてセタン価判定用の燃料を噴射する(S23)。具体的には、設定された基準燃料噴射時期、基準燃料噴射量で燃料噴射弁15により通常の燃料を噴射し(メイン噴射)、さらにエンジン本体1の膨張行程においてポスト噴射時期を一定にしてポスト噴射量を変化させてセタン価判定用の燃料をポスト噴射する。   When the routine proceeds to step S23, the engine control unit 30 changes the post injection amount and injects fuel for cetane number determination (S23). Specifically, normal fuel is injected by the fuel injection valve 15 at the set reference fuel injection timing and reference fuel injection amount (main injection), and the post injection timing is made constant in the expansion stroke of the engine body 1. The fuel for determining the cetane number is post-injected by changing the injection amount.
ステップS25へ進んだときにエンジン用コントロールユニット30は、ステップS4で検出された排気温度とステップS23の燃料噴射をしないときの排気温度との温度差、及び、ステップS1で検出された運転状態、に応じて燃料のセタン価を判定する(S25)。ステップS25の具体的な内容を後述する。   When the process proceeds to step S25, the engine control unit 30 determines the temperature difference between the exhaust temperature detected in step S4 and the exhaust temperature when fuel injection is not performed in step S23, and the operating state detected in step S1. Accordingly, the cetane number of the fuel is determined (S25). Specific contents of step S25 will be described later.
(ステップS25の具体的内容)
ステップS25においてエンジン用コントロールユニット30は、燃料のセタン価の判定のために、ポスト噴射量を変化させたときにポスト噴射量と排気温度(及び燃料のセタン価)との間に成立する所定の関係を用いる。この所定の関係について図12及び図13を用いて説明する。
(Specific contents of step S25)
In step S25, the engine control unit 30 determines a predetermined value which is established between the post injection amount and the exhaust gas temperature (and the fuel cetane number) when the post injection amount is changed in order to determine the cetane number of the fuel. Use relationships. This predetermined relationship will be described with reference to FIGS.
図12は、ポスト噴射量と排気温度との関係を説明する図である。図13は、ポスト噴射量と燃料のセタン価との関係を説明する図である。図12及び図13はいずれもエンジン本体1が通常運転時の関係を示している。   FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between the post injection amount and the exhaust temperature. FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the post injection amount and the cetane number of the fuel. 12 and 13 both show the relationship when the engine body 1 is in normal operation.
セタン価の異なる燃料を同じポスト噴射時期にポスト噴射量を変化させて噴射したときに、そのときの排気温度とポスト噴射がないときの排気温度との温度差が所定の温度差(図12では△T)となるポスト噴射量を検出すると、図12のように燃料のセタン価が高いほどポスト噴射量は少なくなり、燃料のセタン価が低いほどポスト噴射量は多くなる。したがって、ポスト噴射量と燃料のセタン価との間には図13のようにポスト噴射量が多くなるほど燃料のセタン価が低くなる関係がある。   When fuels having different cetane numbers are injected at the same post injection timing with different post injection amounts, the temperature difference between the exhaust temperature at that time and the exhaust temperature when there is no post injection is a predetermined temperature difference (in FIG. When the post-injection amount of ΔT) is detected, as shown in FIG. 12, the post-injection amount decreases as the cetane number of the fuel increases, and the post-injection amount increases as the cetane number of the fuel decreases. Therefore, there is a relationship between the post-injection amount and the cetane number of the fuel that the cetane number of the fuel becomes lower as the post-injection amount increases as shown in FIG.
すなわち、ポスト噴射量と燃料のセタン価との関係はポスト噴射量が少ないか又は多いかに応じて変化する(図13参照)。   That is, the relationship between the post injection amount and the cetane number of the fuel changes depending on whether the post injection amount is small or large (see FIG. 13).
そこでステップS25においてエンジン用コントロールユニット30は、この関係を用いて燃料のセタン価を判定する。具体的には、判定時のエンジン負荷が低負荷であるときにステップS4で検出された実際の排気温度とステップS23の燃料噴射(ポスト噴射)をしないときの排気温度との温度差が所定の温度差となるポスト噴射量を検出する。その後、検出されたポスト噴射量が少ないほど燃料のセタン価が高いと判定する。また、検出されたポスト噴射量が多いほど燃料のセタン価が低いと判定する。   In step S25, the engine control unit 30 determines the cetane number of the fuel using this relationship. Specifically, the temperature difference between the actual exhaust temperature detected in step S4 when the engine load at the time of determination is low and the exhaust temperature when fuel injection (post injection) in step S23 is not performed is a predetermined value. Detects the post-injection amount that is a temperature difference. Thereafter, it is determined that the smaller the detected post-injection amount, the higher the cetane number of the fuel. Further, it is determined that the greater the detected post-injection amount, the lower the cetane number of the fuel.
以上説明してきた第三の実施形態によれば、以下のような効果がある。   The third embodiment described above has the following effects.
すなわち、第三の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30は、ポスト噴射量を変化させたときに検出される排気温度を用いて燃料のセタン価を判定している。そのため、燃料のセタン価が排気温度に与える影響を検出することが可能となり、燃料のセタン価の判定精度を向上させることができる。   That is, the engine control unit 30 according to the third embodiment determines the cetane number of the fuel using the exhaust gas temperature detected when the post injection amount is changed. Therefore, the influence of the cetane number of the fuel on the exhaust temperature can be detected, and the determination accuracy of the cetane number of the fuel can be improved.
以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記各実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   Each embodiment of the present invention has been described above. However, each of the above embodiments shows one application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of each of the above embodiments. It is not the purpose.
例えば、上記説明においては、本発明をディーゼルエンジンに適用した場合を例示して説明したが、筒内に直接燃料を噴射するガソリンエンジンに適用してもよい。   For example, in the above description, the case where the present invention is applied to a diesel engine is described as an example. However, the present invention may be applied to a gasoline engine that directly injects fuel into a cylinder.
また、上記第一の実施形態の説明においては、
また、上記第二の実施形態及び第三の実施形態の説明においては、エンジン用コントロールユニット30は、図9のステップS13又は図12のステップS23のようにポスト噴射時期、ポスト噴射量の少なくとも一方を変化させたが、この場合には限らない。その他、可変圧縮装置、吸気弁閉弁時期、吸入空気量、EGR量、排気弁開弁時期、燃料噴射圧力のうち少なくとも一つを変化させてもよい。
In the description of the first embodiment,
In the description of the second embodiment and the third embodiment, the engine control unit 30 performs at least one of the post injection timing and the post injection amount as in step S13 in FIG. 9 or step S23 in FIG. However, this is not necessarily the case. In addition, at least one of the variable compressor, the intake valve closing timing, the intake air amount, the EGR amount, the exhaust valve opening timing, and the fuel injection pressure may be changed.
本発明の第一の実施形態に係るディーゼルエンジンを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine according to a first embodiment of the present invention. 排気温度センサ38の配設位置を説明する図である。It is a figure explaining the arrangement | positioning position of the exhaust temperature sensor 38. FIG. 本発明の第一の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control logic of the engine control unit 30 which concerns on 1st embodiment of this invention. エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度(熱発生率)の関係を示す図(その1)である。FIG. 3 is a diagram (part 1) illustrating a relationship between a crank angle and an in-cylinder temperature (heat generation rate) when the engine is under a low load. エンジン低負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the exhaust temperature at the time of engine low load, and the cetane number of a fuel. エンジン高負荷のときのクランク角度と筒内温度(熱発生率)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle at the time of engine high load, and in-cylinder temperature (heat generation rate). エンジン高負荷のときの排気温度と燃料のセタン価との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the exhaust temperature at the time of engine high load, and the cetane number of a fuel. エンジン低負荷のときのクランク角度と筒内温度(熱発生率)の関係を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating a relationship between a crank angle and an in-cylinder temperature (heat generation rate) when the engine is under a low load. 本発明の第二の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control logic of the engine control unit 30 which concerns on 2nd embodiment of this invention. ポスト噴射時期と排気温度との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between post injection timing and exhaust temperature. ポスト噴射時期と燃料のセタン価との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between post injection time and the cetane number of fuel. 本発明の第三の実施形態に係るエンジン用コントロールユニット30の制御ロジックを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control logic of the engine control unit 30 which concerns on 3rd embodiment of this invention. ポスト噴射量と排気温度との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between post injection quantity and exhaust temperature. ポスト噴射量と燃料のセタン価との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the post injection amount and the cetane number of fuel.
符号の説明Explanation of symbols
30 エンジン用コントロールユニット(セタン価判定装置)
38 排気温度センサ
ステップS1 運転状態検出手段
ステップS2 運転状態判定手段
ステップS3、S13、S23 燃料噴射制御手段
ステップS4 排気温度検出手段
ステップS5、S15、S25 セタン価判定手段
30 Engine control unit (cetane number determination device)
38 Exhaust temperature sensor step S1 Operating state detecting means step S2 Operating state determining means steps S3, S13, S23 Fuel injection control means step S4 Exhaust temperature detecting means steps S5, S15, S25 Cetane number determining means

Claims (8)

  1. 内燃機関のシリンダ内に直接噴射された燃料のセタン価を判定するセタン価判定装置であって、
    前記シリンダ内で前記燃料が燃焼したあとに前記シリンダから排出される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
    前記排気温度検出手段により検出された排気温度と内燃機関の運転状態とに応じて、前記燃料のセタン価を判定するセタン価判定手段と、を備え
    前記セタン価判定手段は、排気温度と燃料のセタン価との関係が内燃機関の機関負荷に応じて変化する関係を用いて、判定時の内燃機関の機関負荷に応じて前記燃料のセタン価を判定する、
    ことを特徴とするセタン価判定装置。
    A cetane number determination device for determining a cetane number of fuel directly injected into a cylinder of an internal combustion engine,
    Exhaust temperature detecting means for detecting the temperature of exhaust discharged from the cylinder after the fuel burns in the cylinder;
    Cetane number determination means for determining the cetane number of the fuel according to the exhaust temperature detected by the exhaust temperature detection means and the operating state of the internal combustion engine ,
    The cetane number determination means determines the cetane number of the fuel according to the engine load of the internal combustion engine at the time of determination using a relationship in which the relationship between the exhaust gas temperature and the cetane number of the fuel changes according to the engine load of the internal combustion engine. judge,
    A cetane number determination device characterized by that.
  2. 前記排気温度とセタン価との関係とは、内燃機関の機関負荷が低いときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が高くなる関係であることを特徴とする請求項に記載のセタン価判定装置。 2. The cetane number determination device according to claim 1 , wherein the relationship between the exhaust temperature and the cetane number is a relationship in which the cetane number of the fuel increases as the exhaust temperature increases when the engine load of the internal combustion engine is low. .
  3. 前記排気温度とセタン価との関係とは、内燃機関の機関負荷が高いときには排気温度が高いほど燃料のセタン価が低くなる関係であることを特徴とする請求項又はに記載のセタン価判定装置。 Wherein a relationship between the exhaust temperature and the cetane, cetane number according to claim 1 or 2, characterized in that when a high load of the internal combustion engine is a relationship to the cetane number of fuel higher exhaust gas temperature is lowered Judgment device.
  4. 前記内燃機関の膨張行程で前記シリンダ内に前記燃料を噴射する燃料噴射制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のセタン価判定装置。 The cetane number determination device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising fuel injection control means for injecting the fuel into the cylinder during an expansion stroke of the internal combustion engine.
  5. 前記セタン価判定手段は、燃料噴射量、燃料噴射時期の少なくとも一方を変化させたときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度に基づいて、前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項に記載のセタン価判定装置。 The cetane number determining means determines the cetane number of the fuel based on an exhaust temperature detected by the exhaust temperature detecting means when at least one of a fuel injection amount and a fuel injection timing is changed. The cetane number determination apparatus according to claim 4 .
  6. 前記セタン価判定手段は、前記燃料噴射制御手段が燃料を噴射したときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度と前記燃料噴射制御手段が燃料を噴射しないときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度との温度差に基づいて、前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項に記載のセタン価判定装置。 The cetane number determination means is detected by the exhaust temperature detection means when the fuel injection control means injects fuel and the exhaust temperature detection means when the fuel injection control means does not inject fuel. The cetane number determination device according to claim 5 , wherein the cetane number of the fuel is determined based on a temperature difference from an exhaust gas temperature.
  7. 前記セタン価判定手段は、可変圧縮装置、吸気弁開弁時期、吸入空気量、排気再循環量、排気弁開弁時期、燃料噴射圧力のうちの少なくとも一つを変化させたときに前記排気温度検出手段により検出される排気温度に基づいて、前記燃料のセタン価を判定することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のセタン価判定装置。 The cetane number determining means is configured to change the exhaust temperature when at least one of a variable compressor, intake valve opening timing, intake air amount, exhaust recirculation amount, exhaust valve opening timing, and fuel injection pressure is changed. based on the exhaust gas temperature detected by the detecting means, the cetane number determination apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to determine the cetane number of the fuel.
  8. 前記排気温度検出手段は、排気管又は排気浄化装置の出口に配置された排気温度センサを用いて排気温度を検出することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のセタン価判定装置。 The cetane number according to any one of claims 1 to 7 , wherein the exhaust gas temperature detecting means detects an exhaust gas temperature using an exhaust gas temperature sensor disposed at an outlet of an exhaust pipe or an exhaust gas purification device. Judgment device.
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