JP5482397B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来から、内燃機関の異常燃焼の一態様としてプレイグニッション(過早点火)が知られている。プレイグニッションは、ピストンの圧縮工程中に、点火プラグの正常な点火時期より前に燃焼室内の過熱した部位から混合気が自己着火してしまう現象である。プレイグニッションが発生すると、混合気が圧縮されながら燃焼するため、燃焼室内の圧力および温度が異常に高くなるおそれがある。 Conventionally, preignition (pre-ignition) is known as an aspect of abnormal combustion of an internal combustion engine. Preignition is a phenomenon in which, during the piston compression process, the air-fuel mixture self-ignites from an overheated portion in the combustion chamber before the normal ignition timing of the spark plug. When pre-ignition occurs, the air-fuel mixture is burned while being compressed, so the pressure and temperature in the combustion chamber may become abnormally high.
そこで、従来、例えば特開2004−52624号公報には、ガソリン燃料のオクタン価の大小にかかわらず、プレイグニッションの発生を抑制するためのシステムが開示されている。このシステムでは、ハイオクガソリン仕様の内燃機関にオクタン価の低いレギュラーガソリンが使用され、且つ、内燃機関の負荷増加時であると判断された場合に、燃料噴射が吸気行程と圧縮行程とに分割して実行される。これにより、点火プラグ周りの空燃比を一時的にリッチにすることができるので、気化潜熱の増大を利用して点火プラグ周りの温度上昇を抑制することができる。 Therefore, conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-52624 discloses a system for suppressing the occurrence of pre-ignition regardless of the octane number of gasoline fuel. In this system, regular gasoline with a low octane number is used for an internal combustion engine with high-octane gasoline specifications, and when it is determined that the load on the internal combustion engine is increasing, fuel injection is divided into an intake stroke and a compression stroke. Executed. Thereby, since the air-fuel ratio around the spark plug can be temporarily made rich, an increase in the temperature around the spark plug can be suppressed using the increase in latent heat of vaporization.
ところで、近年の高オクタン価のガソリン燃料には、オレフィン成分が多く含まれている。このオレフィン成分は、トルエンなどの物質と比べて燃焼反応が起きやすく、また点火プラグ等にも吸着しやすい性質を有している。このため、オレフィン成分の濃度が高い燃料ほど、点火プラグ周りにデポジットが多く堆積し、その結果プレイグニッションが発生しやすくなるおそれがある。つまり、高オクタン価のガソリン燃料であっても、オレフィン成分の濃度が高い場合には、逆にプレイグニッションが発生し易くなることも十分想定される。このため、低オクタン価のガソリン燃料を使用した場合にプレイグニッションの抑制制御を行う上記従来のシステムでは、高オクタン価のガソリン燃料を使用した場合のプレイグニッションの発生を有効に抑止することはできず、改善が望まれていた。 By the way, recent high-octane gasoline fuels contain many olefin components. This olefin component has a property that a combustion reaction is likely to occur as compared with a substance such as toluene, and is also easily adsorbed to a spark plug or the like. For this reason, the higher the concentration of the olefin component, the more deposits are accumulated around the spark plug, and as a result, preignition is likely to occur. That is, even if the gasoline fuel has a high octane number, if the concentration of the olefin component is high, it is sufficiently assumed that pre-ignition tends to occur. For this reason, in the above-mentioned conventional system that controls the pre-ignition when low-octane gasoline fuel is used, it is not possible to effectively suppress the occurrence of pre-ignition when high-octane gasoline fuel is used. Improvement was desired.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ガソリン燃料中のオレフィン成分の濃度を利用して、プレイグニッションの発生を抑制することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can suppress the occurrence of pre-ignition by using the concentration of an olefin component in gasoline fuel. The purpose is to do.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、
点火プラグを備える火花点火式の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関に供給されるガソリン燃料中のオレフィン成分濃度を検出する燃料性状検出手段と、
前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関の圧縮工程中の燃焼室内の温度をプレイグニッションが発生しない範囲に制御する制御手段と
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention provides
A spark ignition type internal combustion engine control device including a spark plug,
Fuel property detection means for detecting the concentration of an olefin component in gasoline fuel supplied to the internal combustion engine;
Control means for controlling the temperature in the combustion chamber during the compression process of the internal combustion engine to a range in which preignition does not occur when the olefin component concentration is higher than a predetermined value .
第2の発明は、第1の発明において、
前記内燃機関の圧縮比を可変に設定する圧縮比可変手段を更に備え、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記圧縮比を通常時よりも低く設定することを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
A compression ratio variable means for variably setting the compression ratio of the internal combustion engine;
The control means is characterized in that the compression ratio is set lower than normal when the olefin component concentration is higher than a predetermined value.
第3の発明は、第2の発明において、
前記圧縮比可変手段は、吸気バルブの閉じ時期を可変に設定する手段を含み、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記吸気バルブの閉じ時期を通常時よりも遅角することを特徴とする。
According to a third invention, in the second invention,
The compression ratio variable means includes means for variably setting the closing timing of the intake valve,
The control means delays the closing timing of the intake valve from the normal time when the concentration of the olefin component is higher than a predetermined value.
第4の発明は、第1乃至第3の何れか1つの発明において、
過給機付きの内燃機関において、
過給圧の上限の制限値を可変に設定する手段を更に備え、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記制限値を通常時よりも低く設定することを特徴とする。
A fourth invention is any one of the first to third inventions,
In an internal combustion engine with a supercharger,
Means for variably setting the upper limit value of the supercharging pressure;
The control means sets the limit value lower than normal when the olefin component concentration is higher than a predetermined value.
第5の発明は、第1乃至第4の何れか1つの発明において、
前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段を更に備え、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記点火時期を通常時よりも遅角させることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
Further comprising ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine;
The control means retards the ignition timing from the normal time when the olefin component concentration is higher than a predetermined value.
第6の発明は、第1乃至第5の何れか1つの発明において、
前記内燃機関と電動機とを有し、前記内燃機関および/または前記電動機の駆動力により車両を駆動するハイブリッド車両において、
前記内燃機関と電動機との出力配分を可変に設定する手段を更に備え、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関に対する前記電動機の出力配分を通常時よりも増大させることを特徴とする。
A sixth invention is any one of the first to fifth inventions,
In the hybrid vehicle having the internal combustion engine and the electric motor, and driving the vehicle by the driving force of the internal combustion engine and / or the electric motor,
Means for variably setting output distribution between the internal combustion engine and the electric motor;
The control means is characterized in that when the olefin component concentration is higher than a predetermined value, the output distribution of the electric motor to the internal combustion engine is increased more than usual.
第7の発明は、第1乃至第6の何れか1つの発明において、
前記内燃機関の燃料タンクに燃料が給油されたことを判定する判定手段を更に備え、
前記燃料性状検出手段は、前記燃料タンクに燃料が給油されたことが判定された場合に、前記内燃機関に供給される燃料中のオレフィン成分濃度を検出することを特徴とする。
A seventh invention is the invention according to any one of the first to sixth inventions,
A determination means for determining that fuel has been supplied to the fuel tank of the internal combustion engine;
The fuel property detecting means detects an olefin component concentration in the fuel supplied to the internal combustion engine when it is determined that the fuel is supplied to the fuel tank.
第8の発明は、第1乃至第7の何れか1つの発明において、
前記燃料性状検出手段は、前記内燃機関の燃料タンクまたは該燃料タンクと前記内燃機関の燃料系とを接続する燃料配管に設けられたことを特徴とする。
According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions,
The fuel property detecting means is provided in a fuel tank connecting the fuel tank of the internal combustion engine or the fuel tank and the fuel system of the internal combustion engine.
本出願の発明者は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が高い場合に、プレイグニッションの発生温度が著しく低下することを見出した。第1の発明によれば、燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、圧縮行程中の燃焼室内の温度がプレイグニッションの発生しない温度範囲となるように制御される。このため、本発明によれば、供給されたガソリン燃料中のオレフィン成分濃度を利用することにより、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。
The inventors of the present application have found that when the concentration of olefin components in gasoline fuel is high, the pre-ignition generation temperature is significantly reduced. According to the first invention, when the concentration of the olefin component in the fuel is higher than a predetermined value , the temperature in the combustion chamber during the compression stroke is controlled to be in a temperature range where pre-ignition does not occur. For this reason, according to this invention, generation | occurrence | production of preignition can be suppressed effectively by utilizing the olefin component density | concentration in the supplied gasoline fuel.
第2の発明によれば、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、圧縮比が通常時よりも低く設定される。このため、本発明によれば、プレイグニッションの発生温度が低下している場合に、燃焼室内の温度上昇を抑制することができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。 According to the second invention, when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the compression ratio is set lower than that in the normal time. For this reason, according to the present invention, when the pre-ignition generation temperature is lowered, the temperature increase in the combustion chamber can be suppressed, so that the generation of the pre-ignition can be effectively suppressed.
第3の発明によれば、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、吸気弁の閉じ時期が通常時よりも遅角される。このため、本発明によれば、プレイグニッションの発生温度が低下している場合に、実圧縮比を下げることができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。 According to the third invention, when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the closing timing of the intake valve is retarded from the normal time. For this reason, according to the present invention, when the pre-ignition occurrence temperature is lowered, the actual compression ratio can be lowered, so that the occurrence of pre-ignition can be effectively suppressed.
第4の発明によれば、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、過給圧の上限値が通常時よりも低い値に設定される。このため、本発明によれば、プレイグニッションの発生温度が低下している場合に、過給圧を下げることができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。 According to the fourth invention, when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the upper limit value of the supercharging pressure is set to a value lower than normal. For this reason, according to the present invention, when the pre-ignition occurrence temperature is lowered, the supercharging pressure can be lowered, so that the occurrence of pre-ignition can be effectively suppressed.
第5の発明によれば、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、点火時期が通常時よりも遅角される。このため、本発明によれば、プレイグニッションの発生温度が低下している場合に、燃焼室内の温度上昇を抑制することができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。 According to the fifth invention, when the olefin component concentration in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the ignition timing is retarded from the normal time. For this reason, according to the present invention, when the pre-ignition generation temperature is lowered, the temperature increase in the combustion chamber can be suppressed, so that the generation of the pre-ignition can be effectively suppressed.
第6の発明によれば、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両において、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、内燃機関に対する電動機の出力配分が通常時よりも増大される。このため、本発明によれば、プレイグニッションの発生温度が低下している場合に、燃焼室内の温度上昇を抑制することができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。 According to the sixth invention, in a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the output distribution of the electric motor to the internal combustion engine is increased more than usual. . For this reason, according to the present invention, when the pre-ignition generation temperature is lowered, the temperature increase in the combustion chamber can be suppressed, so that the generation of the pre-ignition can be effectively suppressed.
第7の発明によれば、燃料を給油したことが判定された場合に、当該ガソリン燃料のオレフィン成分濃度が検出される。このため、本発明によれば、内燃機関に供給されるガソリン燃料の性状が変化するタイミングで濃度検出が行われるので、内燃機関に供給される燃料のオレフィン成分濃度を常に正確に把握することができる。 According to the seventh aspect, when it is determined that fuel has been supplied, the olefin component concentration of the gasoline fuel is detected. For this reason, according to the present invention, since the concentration detection is performed at the timing when the property of the gasoline fuel supplied to the internal combustion engine changes, the olefin component concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine can always be accurately grasped. it can.
第8の発明によれば、燃料検出手段は、燃料タンクまたは燃料配管に設けられる。このため、本発明によれば、内燃機関に供給される前のガソリン燃料中のオレフィン成分濃度を検出することができる。 According to the eighth invention, the fuel detecting means is provided in the fuel tank or the fuel pipe. For this reason, according to the present invention, the concentration of the olefin component in the gasoline fuel before being supplied to the internal combustion engine can be detected.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施の形態のシステムは、内燃機関(エンジン)10を備えている。内燃機関10は過給機付きの火花点火式内燃機関として構成されている。内燃機関10の排気側には、排気通路16が連通している。排気通路16には、排気ガス中の有害成分を浄化するための排気浄化触媒18が配置されている。排気浄化触媒18としては、例えば、三元触媒などの公知の触媒を用いることができる。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an internal combustion engine (engine) 10. The
また、本実施の形態のシステムは、給油されたガソリン燃料を貯留するための燃料タンク12を備えている。燃料タンク12には、燃料配管14の一端が接続されている。該燃料配管14の他端は、内燃機関10の燃料系に接続されている。
In addition, the system according to the present embodiment includes a
また、本実施の形態のシステムは、燃料タンク12内に貯留されているガソリン燃料に含まれるオレフィン成分の濃度を検出するための燃料性状検出装置22が設けられている。燃料性状検出装置22としては、例えば、赤外分光法(FT-IR)を利用して検出する装置や、ガスクロマトグラフィなどを利用して検出する装置等を用いることができる。尚、燃料性状検出装置22の配置および構造については、燃料タンク12内に貯留されているガソリン燃料のオレフィン成分濃度を検出できるのであれば特に限定しない。
Further, the system according to the present embodiment is provided with a fuel
本実施の形態のシステムは、図1に示すとおり、ECU(Electronic Control Unit)20を備えている。ECU20の入力部には、上述した燃料性状検出装置22の他、内燃機関10の運転条件および運転状態を検出するための種々のセンサ類が接続されている。また、ECU20の出力部には、内燃機関10を駆動するための種々のアクチュエータ類が接続されている。ECU20は、入力された各種の情報に基づいて、図1に示すシステムの状態を制御することができる。
The system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 20 as shown in FIG. In addition to the fuel
[実施の形態1の動作]
次に、図2を参照して本実施の形態の動作について説明する。内燃機関10では、ピストンの圧縮工程中に、点火プラグの正常な点火時期より前に燃焼室内の過熱した部位から混合気が自己着火してしまうプレイグニッションが発生する場合がある。プレイグニッションが発生すると、混合気が圧縮されながら燃焼するため、燃焼室内の圧力および温度が異常に高くなるおそれがある。特に、近年、小排気量で高出力を確保するために過給エンジンや高圧縮比エンジンへの需要が高まりつつあるが、これらの高圧縮比エンジンは、筒内の圧縮圧力が高いためプレイグニッションがより発生し易い条件を有している。
[Operation of Embodiment 1]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the
プレイグニッションの発生を抑止するためには、圧縮工程中の燃焼室内の温度を該プレイグニッションの発生温度よりも低くなるように制御すればよい。しかしながら、このプレイグニッションの発生温度は、内燃機関10の圧縮比や供給されるガソリン燃料の燃料性状によって複雑に変化する。そこで、本出願の発明者は、プレイグニッションの発生と燃料性状との関係に着目し鋭意研究を重ねた。その結果、本出願の発明者は、プレイグニッションの発生と、ガソリン燃料中に含まれるオレフィン成分の濃度との間に図2に示す関係があることを見出した。
In order to suppress the occurrence of pre-ignition, the temperature in the combustion chamber during the compression process may be controlled to be lower than the temperature at which the pre-ignition occurs. However, the pre-ignition generation temperature varies in a complicated manner depending on the compression ratio of the
図2は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度と、プレイグニッションの発生温度との関係を説明するための図である。この図に示すとおり、プレイグニッションの発生温度は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が高い領域において、急激に低下している。この理由としては、オレフィン成分は、トルエンなどの物質と比べて燃焼反応が起きやすく、また点火プラグの碍子等のセラミックに吸着しやすい性質を有しているためと考えられる。このため、オレフィン成分の濃度が高い燃料ほど、点火プラグ周りにデポジットが多く堆積し、その結果プレイグニッションが発生しやすくなってしまう。また、図2に示すとおり、内燃機関10の圧縮比が高いほど、プレイグニッションの発生温度は低下している。特に、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が高い領域においては、その傾向が顕著に現れる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the olefin component concentration in gasoline fuel and the pre-ignition generation temperature. As shown in this figure, the pre-ignition generation temperature rapidly decreases in the region where the olefin component concentration in the gasoline fuel is high. The reason for this is considered that the olefin component is more likely to cause a combustion reaction than a substance such as toluene, and also has a property of being easily adsorbed to a ceramic such as an insulator of a spark plug. For this reason, the higher the concentration of the olefin component, the more deposits are deposited around the spark plug, and as a result, preignition tends to occur. As shown in FIG. 2, the higher the compression ratio of the
ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度については、一部地域を除いて特に規制が設けられていない。このため、非在来型石油の普及やオクタン価向上剤としての改質油利用によって、ガソリン燃料にオレフィン成分が多量に含まれることも想定される。このようなオレフィン成分濃度の高いガソリン燃料が給油された場合、内燃機関のプレイグニッション発生温度が著しく低下して、予期せぬプレイグニッションの発生が起きるおそれがある。 There are no specific restrictions on the concentration of olefin components in gasoline fuel except in some areas. For this reason, it is also assumed that gasoline fuel contains a large amount of olefin components due to the spread of unconventional oil and the use of reformed oil as an octane improver. When gasoline fuel having such a high olefin component concentration is supplied, the pre-ignition generation temperature of the internal combustion engine is remarkably lowered, and unexpected pre-ignition may occur.
そこで、本実施の形態のシステムでは、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度に基づいて、圧縮行程中の燃焼室内の温度が、プレイグニッションが発生しない温度範囲、具体的にはオレフィン成分濃度に対応するプレイグニッション発生温度に至らない温度範囲となるように、以下の制御を実行することとしている。この制御では、ガソリン燃料中のオレフィン成分の濃度が高い場合に、プレイグニッションの発生リスクが高いと判断して、プレイグニッション回避制御を実行する。より具体的には、先ず、燃料性状検出装置22を用いて燃料タンク12内のガソリン燃料のオレフィン成分濃度Coを検出する。そして、該オレフィン成分濃度Coが所定の規定値x(例えば、25%)よりも高い場合に、過給圧の上限値を通常の設定値よりも低い所定の許容値に変更することとする。これにより、高過給時の過給圧を有効に制限することができるので、プレイグニッションが発生し易い運転領域での点火プラグ周りの温度上昇を有効に抑制することができる。これにより、プレイグニッションの発生を効果的に抑止することができる。
Therefore, in the system of the present embodiment, based on the olefin component concentration in the gasoline fuel, the temperature in the combustion chamber during the compression stroke is a temperature range in which pre-ignition does not occur, specifically, a pre-corresponding to the olefin component concentration. The following control is executed so that the temperature range does not reach the ignition generation temperature. In this control, when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is high, it is determined that the risk of occurrence of pre-ignition is high, and pre-ignition avoidance control is executed. More specifically, first, the olefin component concentration Co of the gasoline fuel in the
尚、オレフィン成分濃度が高い場合の過給圧の許容値は、予め実験等で特定しておくことが好ましい。より具体的には、オレフィン成分濃度が規定値xより高いガソリン燃料を使用して機関燃焼を行った場合に、プレイグニッションの発生を回避し得る過給圧の許容値(上限値)を予め実験等で求めてECU20に記憶しておくこととする。これにより、オレフィン成分濃度が高い燃料を使用した場合であっても、プレイグニッションの発生を有効に抑制することが可能となる。
It should be noted that the allowable value of the supercharging pressure when the olefin component concentration is high is preferably specified in advance through experiments or the like. More specifically, when the engine combustion is performed using gasoline fuel having an olefin component concentration higher than the specified value x, an allowable value (upper limit value) of the supercharging pressure that can avoid the occurrence of pre-ignition is previously tested. For example, the
また、過給圧上限値の許容値は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が高いほど、該許容値が低い値になるように設定してもよい。これらの設定は、例えば、オレフィン成分濃度と許容値との関係をデータ化したマップデータを作成し、このマップデータをECU20に予め記憶させておくことにより実現することができる。このような構成によれば、オレフィン成分濃度に応じた過給圧の上限値の最適化を図ることも可能となる。
Further, the allowable value of the supercharging pressure upper limit value may be set such that the higher the olefin component concentration in the gasoline fuel, the lower the allowable value. These settings can be realized, for example, by creating map data in which the relationship between the olefin component concentration and the allowable value is converted into data and storing the map data in the
また、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度は、主に燃料が給油された後に変化する。そこで、オレフィン成分濃度検出のタイミングは、ガソリン燃料が給油されたタイミングが好ましい。これにより、オレフィン成分濃度が変化した場合に、当該変化後のオレフィン成分濃度を逸早く検出することができる。 Further, the olefin component concentration in the gasoline fuel changes mainly after the fuel is supplied. Therefore, the timing for detecting the olefin component concentration is preferably the timing at which gasoline fuel is supplied. Thereby, when the olefin component concentration changes, the olefin component concentration after the change can be detected quickly.
このように、本実施の形態のシステムによれば、内燃機関10に供給されるガソリン燃料のオレフィン成分濃度Coが所定の規定値xよりも高い場合に、過給圧の上限値が通常時よりも低い値に変更される。このため、係る変更後の過給圧制限に基づいて機関燃焼を行うことにより、高過給時にプレイグニッションが発生する事態を有効に抑制することができる。
Thus, according to the system of the present embodiment, when the olefin component concentration Co of the gasoline fuel supplied to the
[実施の形態1における具体的処理]
次に、図3を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図3は、ECU20が実行するルーチンのフローチャートである。図3に示すルーチンでは、先ず、燃料タンク12内の燃料性状が判定される(ステップ100)。ここでは、具体的には、燃料性状検出装置22を用いて、燃料タンク12内のガソリン燃料のオレフィン成分濃度Co(%)が検出される。
[Specific Processing in Embodiment 1]
Next, with reference to FIG. 3, the specific content of the process performed in this Embodiment is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the
次に、オレフィン成分濃度Coが所定値xよりも大きいか否かが判定される(ステップ102)。所定値xは、内燃機関10の圧縮行程中にプレイグニッションが発生するオレフィン成分濃度として、予め設定された値が読み込まれる。その結果、Co>xの成立が認められない場合には、内燃機関10の燃焼中にプレイグニッションが発生する可能性は低いと判断されて、次のステップに移行し、通常適合による内燃機関10の制御が実行される(ステップ104)。
Next, it is determined whether or not the olefin component concentration Co is greater than a predetermined value x (step 102). As the predetermined value x, a preset value is read as the olefin component concentration at which pre-ignition occurs during the compression stroke of the
一方、上記ステップ102において、Co>xの成立が認められた場合には、内燃機関10の高過給時にプレイグニッションが発生する可能性があると判断されて、次のステップに移行し、プレイグニッション回避制御が実行される (ステップ106)。ECU20は、所定値xよりも高オレフィン成分濃度のガソリン燃料を使用した場合に、プレイグニッションの発生を回避し得る過給圧の上限の許容値を予め記憶している。ここでは、具体的には、過給圧の上限値がかかる許容値に変更されて、機関燃焼が行われる。
On the other hand, if it is determined in
次に、燃料タンク12内にガソリン燃料が給油されたか否かが判定される(ステップ108)。尚、燃料の給油の有無は、燃料キャップの開閉を検知することや、燃料残量の変化を検知することにより判定することができる。その結果、燃料が給油されていないと判定された場合には、燃料タンク12内の燃料性状が変化していないと判断されて、上記ステップ106の処理が繰り返し実行される。一方、上記ステップ106において、燃料が給油されたと判定された場合には、燃料タンク12内の燃料性状が変化した可能性があると判断されて、上記ステップ100に戻り、本ルーチンが再度実行される。
Next, it is determined whether gasoline fuel has been supplied into the fuel tank 12 (step 108). The presence / absence of fuel supply can be determined by detecting the opening / closing of the fuel cap or detecting a change in the remaining amount of fuel. As a result, when it is determined that the fuel is not supplied, it is determined that the fuel property in the
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、供給されるガソリン燃料のオレフィン成分濃度Coが所定値xよりも高い場合に、過給運転の過給圧上限値が通常時よりも低い値に変更された上で、内燃機関10が運転される。これにより、オレフィン成分濃度が高いガソリン燃料を使用する場合であっても、プレイグニッションの発生を有効に抑制することができる。
As described above, according to the system of the present embodiment, when the olefin component concentration Co of the supplied gasoline fuel is higher than the predetermined value x, the supercharging pressure upper limit value of the supercharging operation is lower than normal. The
ところで、上述した実施の形態1においては、プレイグニッション回避制御の一態様として、過給機付きの内燃機関10において、過給圧の上限値を低減することを説明したが、実行可能なプレイグニッション回避制御はこれに限られない。すなわち、プレイグニッションが発生する運転領域において、内燃機関10の圧縮行程中の燃焼室温度を低減することができるのであれば、以下に示すような他の制御を実行することとしてもよい。
By the way, in Embodiment 1 mentioned above, although it demonstrated reducing the upper limit of supercharging pressure in the
すなわち、プレイグニッション回避制御の他の態様として、例えば、圧縮比を可変に設定可能な内燃機関において、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、圧縮比を通常時のそれよりも低く設定することとしてもよい。圧縮比を下げる手段としては、例えば、内燃機関として可変圧縮比エンジンを使用する方法や、吸気バルブタイミングを可変可能な内燃機関において該吸気バルブの閉じ時期を遅角(遅閉じ)して実圧縮比を下げる方法等が考えられる。圧縮比の設定は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定のしきい値よりも高い場合に、所定の低圧縮比に設定することとしてもよいし、また、オレフィン成分濃度が高いほど低圧縮比になるように設定してもよい。特に、可変圧縮比エンジンの場合には、高負荷時の圧縮比を低く設定して、高圧縮比領域を高負荷域に広げないことが好ましい。これらの設定は、例えば、オレフィン成分濃度と、圧縮比或いは該圧縮比に対応する吸気バルブの閉じ時期の遅角量との関係をデータ化したマップデータを作成し、このマップデータをECU20に記憶させておくことで実現することができる。これにより、内燃機関10の圧縮行程中の燃焼室温度を低減することができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。
That is, as another mode of pre-ignition avoidance control, for example, in an internal combustion engine in which the compression ratio can be variably set, when the olefin component concentration in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the compression ratio is set to be higher than that in the normal state. It is good also as setting low. As a means for lowering the compression ratio, for example, a method of using a variable compression ratio engine as an internal combustion engine, or an internal compression engine in which the intake valve timing can be varied, the intake valve closing timing is retarded (delayed) and actual compression is performed. A method of reducing the ratio is conceivable. The compression ratio may be set to a predetermined low compression ratio when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is higher than a predetermined threshold, or the lower the compression ratio, the higher the olefin component concentration. You may set so that it becomes. In particular, in the case of a variable compression ratio engine, it is preferable that the compression ratio at the time of high load is set low and the high compression ratio region is not expanded to the high load region. These settings are made, for example, by creating map data in which the relationship between the olefin component concentration and the compression ratio or the retard amount of the intake valve closing timing corresponding to the compression ratio is created, and this map data is stored in the
また、プレイグニッション回避制御の他の態様として、例えば、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、内燃機関10の点火時期を遅角することとしてもよい。点火時期遅角量の設定は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定のしきい値よりも高い場合に、所定の遅角量に設定することとしてもよいし、また、オレフィン成分濃度が高いほど遅角量が大きくなるように設定してもよい。これらの設定は、例えば、オレフィン成分濃度と、点火時期遅角量との関係をデータ化したマップデータを作成し、このマップデータをECU20に記憶させておくことで実現することができる。これにより、内燃機関10の圧縮行程中の燃焼室温度を低減することができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。
Further, as another aspect of the pre-ignition avoidance control, for example, when the olefin component concentration in the gasoline fuel is higher than a predetermined value, the ignition timing of the
更に、プレイグニッション回避制御の他の態様として、例えば、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両において、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、内燃機関の出力配分を小さくして、電動機の出力配分を大きくすることとしてもよい。出力配分の設定は、ガソリン燃料中のオレフィン成分濃度が所定のしきい値よりも高い場合に、所定の出力配分に設定することとしてもよいし、また、オレフィン成分濃度が高いほど電動機の出力配分が大きくなるように設定してもよい。これらの設定は、例えば、オレフィン成分濃度と、出力配分との関係をデータ化したマップデータを作成し、このマップデータをECU20に記憶させておくことで実現することができる。これにより、内燃機関10の圧縮行程中の燃焼室温度を低減することができるので、プレイグニッションの発生を有効に抑止することができる。
Further, as another aspect of the pre-ignition avoidance control, for example, in a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, when the olefin component concentration in gasoline fuel is higher than a predetermined value, the output distribution of the internal combustion engine is reduced. The output distribution of the electric motor may be increased. The output distribution may be set to a predetermined output distribution when the concentration of the olefin component in the gasoline fuel is higher than a predetermined threshold, or the output distribution of the motor is increased as the olefin component concentration is higher. May be set to be larger. These settings can be realized, for example, by creating map data in which the relationship between the olefin component concentration and the output distribution is converted into data, and storing this map data in the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU20が、上記ステップ100の処理を実行することにより、前記第1の発明における「燃料性状検出手段」が上記ステップ102および106の処理を実行することにより、前記第1乃至第6の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
また、上述した実施の形態1においては、ECU20が、上記ステップ108の処理を実行することにより、前記第7の発明における「判定手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the “determination means” according to the seventh aspect of the present invention is implemented when the
10 内燃機関(過給機付きエンジン)
12 燃料タンク
14 燃料配管
16 排気通路
18 排気浄化触媒
20 ECU(Electronic Control Unit)
22 燃料性状検出装置
10 Internal combustion engine (supercharged engine)
12
22 Fuel property detection device
Claims (8)
前記内燃機関に供給されるガソリン燃料中のオレフィン成分濃度を検出する燃料性状検出手段と、
前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関の圧縮工程中の燃焼室内の温度をプレイグニッションが発生しない範囲に制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A spark ignition type internal combustion engine control device including a spark plug,
Fuel property detection means for detecting the concentration of an olefin component in gasoline fuel supplied to the internal combustion engine;
Control means for controlling the temperature in the combustion chamber during the compression process of the internal combustion engine to a range in which preignition does not occur when the olefin component concentration is higher than a predetermined value. .
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記圧縮比を通常時よりも低く設定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 A compression ratio variable means for variably setting the compression ratio of the internal combustion engine;
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means sets the compression ratio lower than normal when the olefin component concentration is higher than a predetermined value.
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記吸気バルブの閉じ時期を通常時よりも遅角することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。 The compression ratio variable means includes means for variably setting the closing timing of the intake valve,
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control means retards the closing timing of the intake valve from the normal time when the olefin component concentration is higher than a predetermined value.
過給圧の上限の制限値を可変に設定する手段を更に備え、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記制限値を通常時よりも低く設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 In an internal combustion engine with a supercharger,
Means for variably setting the upper limit value of the supercharging pressure;
4. The control of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit sets the limit value lower than normal when the olefin component concentration is higher than a predetermined value. 5. apparatus.
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記点火時期を通常時よりも遅角させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 Further comprising ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine;
The internal combustion engine control according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means retards the ignition timing from a normal time when the olefin component concentration is higher than a predetermined value. apparatus.
前記内燃機関と電動機との出力配分を可変に設定する手段を更に備え、
前記制御手段は、前記オレフィン成分濃度が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関に対する前記電動機の出力配分を通常時よりも増大させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 In the hybrid vehicle having the internal combustion engine and the electric motor, and driving the vehicle by the driving force of the internal combustion engine and / or the electric motor,
Means for variably setting output distribution between the internal combustion engine and the electric motor;
The said control means increases the output distribution of the said electric motor with respect to the said internal combustion engine rather than the normal time, when the said olefin component density | concentration is higher than predetermined value, The any one of Claims 1 thru | or 5 Control device for internal combustion engine.
前記燃料性状検出手段は、前記燃料タンクに燃料が給油されたことが判定された場合に、前記内燃機関に供給される燃料中のオレフィン成分濃度を検出することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 A determination means for determining that fuel has been supplied to the fuel tank of the internal combustion engine;
7. The fuel property detecting means detects an olefin component concentration in fuel supplied to the internal combustion engine when it is determined that fuel is supplied to the fuel tank. The control device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
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