JP5949075B2 - 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係り、特に、筒内圧センサが搭載された火花点火式の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, and more particularly, to a control device for a spark ignition type internal combustion engine equipped with an in-cylinder pressure sensor.
従来、例えば特開2009−74515公報には、機関の始動時に燃料性状を判定することができる内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置では、機関クランキングされているときに、機関が自走回転することがない程度の微量の混合気を形成し、その混合気を圧縮上死点後の点火時期に火花点火燃焼させる。そして、この燃焼において、燃料の単位質量あたりの発熱量を算出し、その発熱量に基づいて燃料の性状を判定する。 Conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-74515 discloses a control device for an internal combustion engine that can determine the fuel property when the engine is started. In this control device, when the engine is cranked, a small amount of air-fuel mixture is formed so that the engine does not rotate by itself, and the air-fuel mixture is spark-ignited and combusted at the ignition timing after compression top dead center. . In this combustion, the calorific value per unit mass of the fuel is calculated, and the property of the fuel is determined based on the calorific value.
しかしながら、上記従来の制御装置において燃料性状の判定精度を確保するためには、燃料の単位質量あたりの発熱量を精度よく算出することが要求される。しかしながら、上記従来の制御装置では、機関が自走回転することがない程度の微量の混合気を燃焼させた場合の発熱量を算出する構成になっている。このため、圧縮による温度/圧力上昇の影響が相対的に大きい場合には、燃焼による発熱量を精度よく算出できず、燃料性状の判定精度が低下することも想定される。 However, in order to ensure the fuel property determination accuracy in the conventional control device, it is required to accurately calculate the heat generation amount per unit mass of the fuel. However, the conventional control device is configured to calculate the amount of heat generated when a small amount of air-fuel mixture is combusted so that the engine does not rotate by itself. For this reason, when the influence of the temperature / pressure increase due to compression is relatively large, it is assumed that the calorific value due to combustion cannot be accurately calculated, and the accuracy of determining the fuel property is lowered.
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、火花点火式の内燃機関において、使用燃料の性状を精度よく判定することのできる内燃機関の制御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 it is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately determine the properties of fuel used in a spark ignition type internal combustion engine. And
第1の発明は、上記の目的を達成するため、火花点火式の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の1又は複数の気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
前記内燃機関のクランキングを開始した後に始めて火花点火を実行する初爆サイクルにおいて、圧縮行程開始後且つ火花点火実行前の自着火による筒内圧変化を前記筒内圧検出手段により検出し、該筒内圧変化に基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for a spark ignition type internal combustion engine,
In-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure of one or more cylinders of the internal combustion engine;
In an initial explosion cycle in which spark ignition is performed for the first time after cranking of the internal combustion engine is started, a change in in-cylinder pressure due to self-ignition after the start of the compression stroke and before execution of spark ignition is detected by the in-cylinder pressure detecting means, Fuel property determination means for determining the fuel property of the fuel of the internal combustion engine based on a change;
It is characterized by having.
第2の発明は、第1の発明において、
前記燃料性状判定手段は、前記筒内圧変化の最大値を取得する手段を含み、該最大値に基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定することを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The fuel property determination means includes means for acquiring a maximum value of the in-cylinder pressure change, and determines the fuel property of the fuel of the internal combustion engine based on the maximum value.
第3の発明は、第1の発明において、
前記燃料性状判定手段は、前記筒内圧変化の変化速度を取得する手段を含み、該変化速度に基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定することを特徴としている。
According to a third invention, in the first invention,
The fuel property determination means includes means for acquiring a change rate of the in-cylinder pressure change, and determines the fuel property of the fuel of the internal combustion engine based on the change rate.
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、
前記筒内圧検出手段は、前記1又は複数の気筒の中の1つの気筒である特定気筒に搭載された筒内圧センサであり、
前記初爆サイクルを前記特定気筒にて行う気筒選択手段を更に備えることを特徴としている。
A fourth invention is any one of the first to third inventions,
The in-cylinder pressure detecting means is an in-cylinder pressure sensor mounted on a specific cylinder that is one of the one or more cylinders.
The apparatus further comprises cylinder selection means for performing the initial explosion cycle in the specific cylinder.
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、
前記初爆サイクルの圧縮比を上げるための制御を行う制御手段を更に備えることを特徴としている。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
Control means for performing control for increasing the compression ratio of the initial explosion cycle is further provided.
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、
前記内燃機関の水温および筒内空気量の何れかを用いて前記筒内圧変化を補正する補正手段を更に備えることを特徴としている。
A sixth invention is any one of the first to fifth inventions,
The apparatus further comprises correction means for correcting the change in the in-cylinder pressure using either the water temperature of the internal combustion engine or the in-cylinder air amount.
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、
前記燃料性状判定手段は、前記内燃機関の燃料のオクタン価を判定することを特徴としている。
A seventh invention is the invention according to any one of the first to sixth inventions,
The fuel property determining means determines the octane number of the fuel of the internal combustion engine.
第8の発明は、第7の発明において、
前記燃料性状判定手段により判定されたオクタン価が所定の基準値よりも低い場合に、ノッキングの発生を抑制するための制御を行うノック抑制手段を更に備えることを特徴としている。
In an eighth aspect based on the seventh aspect,
The apparatus further includes knock suppression means for performing control for suppressing occurrence of knocking when the octane number determined by the fuel property determination means is lower than a predetermined reference value.
第9の発明は、第8の発明において、
前記ノック抑制手段は、前記内燃機関の出力を制限する手段を含むことを特徴としている。
In a ninth aspect based on the eighth aspect,
The knock suppression means includes means for limiting the output of the internal combustion engine.
第10の発明は、第8または第9の発明において、
前記ノック抑制手段は、使用者への警告を発する警告手段を含むことを特徴としている。
In a tenth aspect based on the eighth or ninth aspect,
The knock suppression means includes warning means for issuing a warning to the user.
第1の発明によれば、クランキングの後に初めて火花点火を実行する初爆サイクルにおいて、圧縮行程開始後且つ火花点火実行前の自着火による筒内圧変化が検出される。この自着火による筒内圧変化は燃料性状と相関を有している。このため、本発明によれば、検出された筒内圧変化に基づいて、内燃機関の始動前に燃料性状を判定することが可能となる。 According to the first invention, in the initial explosion cycle in which spark ignition is executed for the first time after cranking, a change in in-cylinder pressure due to self-ignition after the start of the compression stroke and before execution of spark ignition is detected. This in-cylinder pressure change due to self-ignition correlates with fuel properties. Therefore, according to the present invention, it is possible to determine the fuel property before starting the internal combustion engine based on the detected in-cylinder pressure change.
第2の発明によれば、クランキングの後の初爆サイクルにおいて、筒内圧検出手段により自着火による筒内圧変化が検出され、その最大値(最大筒内圧)が取得される。最大筒内圧は燃料性状と相関を有している。このため、本発明によれば、取得された最大筒内圧に基づいて、内燃機関の始動前に燃料性状を判定することが可能となる。 According to the second invention, in the initial explosion cycle after cranking, the in-cylinder pressure change is detected by the in-cylinder pressure detecting means, and the maximum value (maximum in-cylinder pressure) is acquired. The maximum in-cylinder pressure has a correlation with the fuel property. For this reason, according to the present invention, it is possible to determine the fuel property before starting the internal combustion engine based on the acquired maximum in-cylinder pressure.
第3の発明によれば、クランキングの後に初めて火花点火を実行する初爆サイクルにおいて、筒内圧検出手段により自着火による筒内圧変化が検出され、その変化速度(筒内圧変化速度)が取得される。筒内圧変化速度は燃料性状と相関を有している。このため、本発明によれば、取得された筒内圧変化速度に基づいて、内燃機関の始動前に燃料性状を判定することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, in the initial explosion cycle in which spark ignition is executed for the first time after cranking, the in-cylinder pressure change due to self-ignition is detected by the in-cylinder pressure detecting means, and the change speed (in-cylinder pressure change speed) is acquired. The The in-cylinder pressure change speed has a correlation with the fuel property. Therefore, according to the present invention, it is possible to determine the fuel property before starting the internal combustion engine based on the acquired in-cylinder pressure change speed.
第4の発明によれば、特定気筒に筒内圧センサが搭載され、当該特定気筒において初爆サイクルが行われるように気筒選択が行われる。このため、本発明によれば、複数の筒内圧センサを設けることなく、初爆サイクルにおける最大筒内圧を取得することができる。 According to the fourth invention, the cylinder pressure sensor is mounted on the specific cylinder, and the cylinder selection is performed so that the initial explosion cycle is performed in the specific cylinder. For this reason, according to the present invention, the maximum in-cylinder pressure in the initial explosion cycle can be acquired without providing a plurality of in-cylinder pressure sensors.
第5の発明によれば、初爆サイクルの圧縮比を上げるための制御が実行される。このため、本発明によれば、初爆サイクルにおいて自着火が起こりやすい条件を作ることができるので、燃料性状の判定精度を有効に高めることが可能となる。 According to the fifth aspect of the invention, control for increasing the compression ratio of the initial explosion cycle is executed. For this reason, according to the present invention, it is possible to create a condition in which self-ignition is likely to occur in the initial explosion cycle, so that it is possible to effectively increase the accuracy of determination of fuel properties.
第6の発明によれば、検出された筒内圧変化が、水温および筒内空気量の何れかを用いて補正される。自着火時の筒内圧は、水温および筒内空気量によって変化する。このため、本発明によれば、取得された筒内圧変化をこれらの運転条件によって補正することにより、燃料性状の判定精度を有効に高めることが可能となる。 According to the sixth aspect of the invention, the detected in-cylinder pressure change is corrected using either the water temperature or the in-cylinder air amount. The in-cylinder pressure during self-ignition varies depending on the water temperature and the in-cylinder air amount. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively improve the determination accuracy of the fuel property by correcting the obtained in-cylinder pressure change according to these operating conditions.
第7の発明によれば、取得された筒内圧変化に基づいて燃料のオクタン価が判定される。このため、本発明によれば、内燃機関の始動前にオクタン価を有効に判定することができる。 According to the seventh aspect, the octane number of the fuel is determined based on the obtained in-cylinder pressure change. For this reason, according to the present invention, the octane number can be effectively determined before the internal combustion engine is started.
第8の発明によれば、判定されたオクタン価が所定の判定値よりも低い場合に、ノッキングの発生を抑制するための制御が行われる。このため、本発明によれば、ノッキングの発生を有効に抑制することができる。 According to the eighth aspect, when the determined octane number is lower than the predetermined determination value, the control for suppressing the occurrence of knocking is performed. For this reason, according to the present invention, the occurrence of knocking can be effectively suppressed.
第9の発明によれば、判定されたオクタン価が所定の判定値よりも低い場合に、内燃機関の出力制限が行われる。このため、本発明によれば、ノッキングの発生を有効に回避することができる。 According to the ninth aspect, when the determined octane number is lower than the predetermined determination value, the output of the internal combustion engine is limited. For this reason, according to the present invention, occurrence of knocking can be effectively avoided.
第10の発明によれば、判定されたオクタン価が所定の判定値よりも低い場合に、使用者への警告が発せられる。このため、本発明によれば、オクタン価が低いことによる不具合を使用者に有効に告知し、ノッキングの発生を回避することができる。 According to the tenth invention, when the determined octane number is lower than the predetermined determination value, a warning to the user is issued. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively notify the user of a problem due to a low octane number and to avoid the occurrence of knocking.
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。尚、過給機の構成については多くの文献において公知であるため図示を省略する。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。
[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。また、複数気筒の中の1つの気筒には、当該気筒の筒内圧を検出するための筒内圧センサ(以下、「CPS」とも称する)22が搭載されている。以下、CPS22が搭載された気筒を「CPS搭載気筒」と称する。
In addition, the system according to the present embodiment includes a
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CPS22の他、クランク軸の回転位置を検知するためのクランク角センサ、水温を検知するための水温センサ、およびノッキングの発生を検知するノックセンサ等の各種センサが接続されている。また、ECU20の出力部には、スロットルバルブ、点火プラグ、および燃料噴射弁等の各種アクチュエータが接続されている。ECU20は、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御する。
The system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 20 as shown in FIG. In addition to the CPS 22 described above, the
[実施の形態1の動作]
(始動時の自着火現象について)
次に、図2乃至図4を参照して本実施の形態の動作について説明する。火花点火式の内燃機関10では、始動のためのクランキング中の初爆サイクルにおいて、筒内の混合気が自然着火する自着火が起きる場合がある。この自着火現象についてより具体的に説明すると、スタータモータによるクランキングは低回転(例えば260rpm)であるため、初爆サイクルの筒内の混合気は非常にゆっくりと圧縮される。すると、筒内では長期化した圧縮行程期間中に酸化反応が進行し、圧縮上死点(TDC)近傍において自然着火し、筒内の燃料が一気に燃焼してしまう。
[Operation of Embodiment 1]
(Self-ignition phenomenon at start-up)
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the spark ignition type
図2は、始動時の筒内圧センサ搭載気筒の筒内圧と機関回転数の変化を示すタイミングチャートである。この図に示す例では、クランキング中における初爆サイクルにおいて自着火が起きている様子を示している。上述したように、自着火では通常の火炎伝播による燃焼とは異なり筒内の燃料が一気に燃焼する。このため、図2に示すように、自着火が起こると筒内圧が急激に上昇する波形を示す。初爆によって機関回転数が上昇した後は圧縮行程時間が短くなるため、その後は自着火が起きることなく通常の燃焼が行われる。 FIG. 2 is a timing chart showing changes in the in-cylinder pressure and the engine speed of the cylinder equipped with the in-cylinder pressure sensor at the start. In the example shown in this figure, it is shown that self-ignition occurs in the first explosion cycle during cranking. As described above, in the self-ignition, the fuel in the cylinder burns at a time unlike the combustion by the normal flame propagation. For this reason, as shown in FIG. 2, when self-ignition occurs, the in-cylinder pressure rapidly increases. After the engine speed increases due to the first explosion, the compression stroke time is shortened, and thereafter normal combustion is performed without self-ignition.
尚、自着火による燃焼と点火による燃焼とは、上述した筒内圧の上昇度合によって判別することができるが、この他にも、例えば燃焼が起こるクランク角を用いて判別することもできる。すなわち、初爆サイクルにおける点火時期は通常ATDCに設定されているのに対して、自着火はTDC近傍において起こる。このため、燃焼が起きたクランク角を検出することにより、これらの判別を容易に行うことができる。 Combustion due to self-ignition and combustion due to ignition can be determined based on the above-described degree of increase in the in-cylinder pressure, but can also be determined using, for example, a crank angle at which combustion occurs. That is, the ignition timing in the initial explosion cycle is normally set to ATDC, whereas self-ignition occurs in the vicinity of TDC. For this reason, these determinations can be easily made by detecting the crank angle at which combustion has occurred.
(自着火とオクタン価との関係について)
上述したとおり、低オクタン価燃料を用いた内燃機関10の初爆サイクルでは、自着火による筒内圧の変化が起きる。ここで、本願の発明者は、この自着火による筒内圧変化と燃料のオクタン価(RON)との関係について鋭意研究を重ねた。その結果、本願の発明者は、自着火による筒内圧変化の最大値Pmaxと使用燃料のオクタン価(RON)との間に所定の相関関係があることを見出した。図3は、所定の運転条件における筒内圧変化の最大値Pmaxとオクタン価(RON)との関係を示す図である。この図に示すとおり、Pmaxは使用燃料のオクタン価が低いほど高い値になっている。
(About the relationship between self-ignition and octane number)
As described above, in the first explosion cycle of the
そこで、本実施の形態のシステムでは、図3に示す関係を利用して、使用燃料のオクタン価(RON)を判定することとする。具体的には、図3に示すPmaxとオクタン価(RON)との関係をECU20にマップとして記憶しておき、取得されたPmaxに対応するオクタン価(RON)を当該マップから特定する。但し、Pmaxは、オクタン価(RON)だけでなく筒内空気量(圧縮比)および水温等の運転条件によっても変化する。図4は、筒内空気量および水温に対するPmaxの変化の傾向を示す図である。この図に示すとおり、Pmaxは、筒内空気量が多量であるほど(すなわち圧縮比が高いほど)、および水温が高いほど高い値となる傾向を示す。そこで、本実施の形態のシステムでは、取得したPmaxに筒内空気量および水温の影響を反映させる補正を行うこととする。そして、補正後のPmaxに対応するオクタン価(RON)を当該マップから特定する。以下、フローチャートを参照して、使用燃料のオクタン価(RON)を判定する具体的処理について詳細に説明する。
Therefore, in the system according to the present embodiment, the octane number (RON) of the fuel used is determined using the relationship shown in FIG. Specifically, the relationship between Pmax and octane number (RON) shown in FIG. 3 is stored in the
[実施の形態1における具体的処理]
図5は、ECU20が使用燃料のオクタン価(RON)を判定する処理を実行するルーチンのフローチャートである。この図に示すとおり、先ず、ECU20は、クランキングの開始後、CPS搭載気筒において初爆サイクルが実行されるように制御する(ステップ100)。この方法としては、例えば、クランキングによる気筒判別後、CPS搭載気筒に最初に燃料を噴射するようにすればよい。その後初爆サイクルにおいて自着火が起きると筒内圧が変化する。ECU20は、筒内圧センサ22を用いて係る筒内圧変化を検出し、その最大値をPmaxとして取得する(ステップ102)。次に、水温および筒内空気量に基づいて、取得されたPmaxを補正する(ステップ104)。ECU20は、Pmaxとオクタン価(RON)との関係をマップとして記憶している。ECU20は、Pmaxに対応するオクタン価(RON)を当該マップから特定する(ステップ106)。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 5 is a flowchart of a routine in which 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、始動時の初爆サイクルにおける自着火による筒内圧変化を利用して、使用燃料のオクタン価(RON)を判定することができる。これにより、燃料性状を検出するセンサ等を別途搭載することなく、既存のシステム構成によって使用燃料のオクタン価(RON)を判定することが可能となる。また、完爆前に使用燃料のオクタン価(RON)を把握することができるので、機関始動直後からオクタン価(RON)に応じた種々の制御を行うことが可能となる。 As described above, according to the system of the present embodiment, it is possible to determine the octane number (RON) of the fuel used using the change in the in-cylinder pressure due to self-ignition in the initial explosion cycle at the start. Accordingly, it is possible to determine the octane number (RON) of the fuel used by the existing system configuration without separately mounting a sensor or the like for detecting the fuel property. In addition, since the octane number (RON) of the fuel used can be ascertained before the complete explosion, various controls according to the octane number (RON) can be performed immediately after the engine is started.
ところで、上述した実施の形態1では、始動時の初爆サイクルの運転条件について特に限定していないが、係る運転条件を自着火が起きやすい条件とすることで、燃料性状の判定精度をより高めることが可能となる。具体的には、初爆サイクルにおける自着火は、圧縮比が高いほど起きやすい。このため、初爆サイクルにおいて筒内空気量を増やすことにより、圧縮比を有効に高めて自着火に有利な条件を作ることができる。尚、筒内空気量を増やすための方法としては、例えば、スロットルバルブの開度を拡大する方法や、電気式の可変バルブタイミング機構(電動VVT)を備えるシステムにおいて吸気バルブの閉じ時期(IVC)を遅角する方法が考えられる。また、内燃機関10として可変圧縮比(VCR)エンジンを用いて圧縮比を高めることとしてもよい。
By the way, in
また、始動時の初爆サイクルの運転条件について、初爆サイクルにおける自着火は、水温が高いほど起きやすい。そこで、水温センサにより検出された水温が所定の基準値よりも低い場合には、当該燃料性状の判定を制限することとしてもよい。これにより、自着火が起こらない場合の誤判定を有効に抑制することが可能となる。 In addition, regarding the operating conditions of the first explosion cycle at the time of starting, the self-ignition in the first explosion cycle is more likely to occur as the water temperature is higher. Therefore, when the water temperature detected by the water temperature sensor is lower than a predetermined reference value, the determination of the fuel property may be limited. As a result, it is possible to effectively suppress erroneous determination when self-ignition does not occur.
また、上述した実施の形態1では、CPS22によって検出されたPmaxを筒内空気量および水温を用いて補正することにより、燃料性状の判定にこれらの運転条件を反映させることとしているが、当該方法はこれに限られない。すなわち、Pmaxにオクタン価(RON)を対応付けたマップを筒内空気量や水温等の運転条件毎に記憶しておき、運転条件に応じたマップを選択することにより、運転条件を反映させた燃料性状の判定を行うこととしてもよい。また、補正対象の運転条件に関しては、上記筒内空気量や水温に限られず、噴射量や大気圧等の他の運転条件を更なる補正対象として用いてもよい。 In the first embodiment described above, Pmax detected by the CPS 22 is corrected using the in-cylinder air amount and the water temperature, so that these operating conditions are reflected in the determination of the fuel property. Is not limited to this. That is, a map in which an octane number (RON) is associated with Pmax is stored for each operating condition such as in-cylinder air amount and water temperature, and the fuel reflecting the operating condition is selected by selecting a map according to the operating condition. The property may be determined. Further, regarding the operation conditions to be corrected, the operation conditions are not limited to the in-cylinder air amount and the water temperature, and other operation conditions such as the injection amount and the atmospheric pressure may be used as further correction objects.
また、上述した実施の形態1では、複数気筒の中の1つの気筒にCPS22を搭載することとしているが、CPS22を複数気筒に搭載することとしてもよい。この場合、初爆サイクルが何れかのCPS搭載気筒で行われるように制御すればよい。 In the first embodiment described above, the CPS 22 is mounted on one of the cylinders. However, the CPS 22 may be mounted on the plurality of cylinders. In this case, the initial explosion cycle may be controlled so as to be performed in any CPS-equipped cylinder.
また、上述した実施の形態1では、初爆サイクルの自着火による筒内圧変化の最大値(Pmax)を利用して、使用燃料のオクタン価(RON)を判定することとしているが、判定に使用可能な筒内圧変化の指標は最大値に限られない。すなわち、自着火はクランク角に同期した現象であるため、Pmaxが大きいほどPmaxまでの筒内圧の変化速度も必然的に大きくなる。そこで、筒内圧変化の変化速度として、例えば、単位クランク角あたりの筒内圧変化量(ΔP/ΔCA°)を取得し、該筒内圧変化量を利用して使用燃料のオクタン価(RON)を判定することとしてもよい。
In
尚、上述した実施の形態1においては、CPS22が前記第1の発明における「筒内圧検出手段」に相当しているとともに、ECU20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の発明における「燃料性状判定手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the CPS 22 corresponds to the “in-cylinder pressure detecting means” in the first aspect of the invention, and 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100の処理を実行することにより、前記第4の発明における「気筒選択手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより、前記第6の発明における「補正手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
実施の形態2.
[実施の形態2の特徴]
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2は、図1に示すシステムを用いて、後述する図6に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
[Features of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment can be realized by executing a routine shown in FIG. 6 to be described later using the system shown in FIG.
本実施の形態のシステムは、ノッキング制御システム(以下、「KCS」と称する)を備えている。KCSは、ノックセンサによってノッキングの発生或いはその予兆が検出された場合に、点火時期を遅角してノッキングを回避するシステムである。但し、KCSの作動域にも限界がある。すなわち、例えば、KCSが想定しているオクタン価(RON)よりも低いオクタン価の燃料が給油された場合においては、KCSにおいて十分に対応することができず、ノッキングを回避しきれないことも想定される。 The system of the present embodiment includes a knocking control system (hereinafter referred to as “KCS”). The KCS is a system that avoids knocking by retarding the ignition timing when the occurrence of knocking or its sign is detected by a knock sensor. However, there is a limit to the operating range of KCS. That is, for example, when fuel with an octane number lower than the octane number (RON) assumed by the KCS is supplied, it is assumed that the KCS cannot sufficiently cope and knocking cannot be avoided. .
ここで、上述したとおり、本実施の形態のシステムは、初爆サイクルにおける自着火のPmaxに基づいて、使用燃料のオクタン価(RON)を判定することができる。そこで、本実施の形態2のシステムでは、判定されたオクタン価(RON)がKCS作動限界よりも低い場合に、ノッキングを回避するための内燃機関10の出力制限を行うとともに、運転者に警告を発することとする。尚、出力制限としては、例えば、リンプホームモードやフェールセーフモードを実施すること等が考えられる。また、警告としては、例えば、MILの点灯や警告音等が考えられる。これにより、オクタン価の低い粗悪燃料が給油された場合であっても、ノッキングの発生を有効に回避することが可能となる。
Here, as described above, the system according to the present embodiment can determine the octane number (RON) of the fuel used based on the Pmax of the self-ignition in the initial explosion cycle. Therefore, in the system according to the second embodiment, when the determined octane number (RON) is lower than the KCS operation limit, the output of the
[実施の形態2における具体的処理]
図6は、ECU20がノッキングを回避する処理を実行するルーチンのフローチャートである。この図に示すとおり、先ず、ECU20は、クランキングの開始後、CPS搭載気筒において初爆サイクルが実行されるように制御する(ステップ200)。その後初爆サイクルにおいて自着火が起きると筒内圧が変化する。ECU20は、筒内圧センサ22を用いて係る筒内圧変化を検出し、その最大値をPmaxとして取得する(ステップ202)。次に、水温および筒内空気量に基づいて、取得されたPmaxを補正する(ステップ204)。ECU20は、Pmaxとオクタン価(RON)との関係をマップとして記憶している。ECU20は、Pmaxに対応するオクタン価(RON)を当該マップから特定する(ステップ206)。尚、上記ステップ200〜206では、上記ステップ100〜106の処理と同様の処理が実行される。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 6 is a flowchart of a routine in which the
次に、上記ステップ206により判定されたオクタン価(RON)が所定の基準値よりも低いか否かが判定される(ステップ208)。所定の基準値は、KCS作動域の下限値であって、予めECU20に記憶されている値が読み込まれる。その結果、オクタン価(RON)<基準値の成立が認められない場合には、KCSによってノッキングを回避可能と判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ208において、オクタン価(RON)<基準値の成立が認められた場合には、KCSによってノッキングの発生を回避できないと判断されて、次のステップに移行し、内燃機関10の出力制限および運転者への警告が行われる(ステップ210)。
Next, it is determined whether or not the octane number (RON) determined in
以上説明したとおり、本実施の形態2のシステムによれば、オクタン価(RON)がKCS作動限界よりも低い場合に内燃機関10の出力が制限されるので、ノッキングの発生を有効に回避することができる。
As described above, according to the system of the second embodiment, since the output of the
尚、上述した実施の形態2においては、CPS22が前記第1の発明における「筒内圧検出手段」に相当しているとともに、ECU20が、上記ステップ202および206の処理を実行することにより、前記第1の発明における「燃料性状判定手段」が、それぞれ実現されている。
In the second embodiment described above, the CPS 22 corresponds to the “in-cylinder pressure detecting means” in the first aspect of the invention, and the
また、上述した実施の形態2においては、ECU20が、上記ステップ200の処理を実行することにより、前記第4の発明における「気筒選択手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより、前記第6の発明における「補正手段」が、それぞれ実現されている。
In the second embodiment described above, the
また、上述した実施の形態2においては、ECU20が、上記ステップ208および210の処理を実行することにより、前記第8乃至10の発明における「ノック抑制手段」が、それぞれ実現されている。
In the second embodiment described above, the “knock suppression means” according to the eighth to tenth aspects of the present invention is realized by the
10 内燃機関
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 筒内圧センサ(CPS)
DESCRIPTION OF
22 In-cylinder pressure sensor (CPS)
Claims (10)
前記内燃機関の1又は複数の気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
前記内燃機関のクランキングを開始した後に始めて火花点火を実行する初爆サイクルにおいて、圧縮行程開始後且つ火花点火実行前の自着火による筒内圧変化を前記筒内圧検出手段により検出し、該筒内圧変化に基づいて、前記内燃機関の燃料の燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A spark ignition internal combustion engine control device,
In-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure of one or more cylinders of the internal combustion engine;
In an initial explosion cycle in which spark ignition is performed for the first time after cranking of the internal combustion engine is started, a change in in-cylinder pressure due to self-ignition after the start of the compression stroke and before execution of spark ignition is detected by the in-cylinder pressure detecting means, Fuel property determination means for determining the fuel property of the fuel of the internal combustion engine based on a change;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記初爆サイクルを前記特定気筒にて行う気筒選択手段を更に備え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。 The in-cylinder pressure detecting means is an in-cylinder pressure sensor mounted on a specific cylinder that is one of the one or more cylinders.
4. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising cylinder selection means for performing the initial explosion cycle in the specific cylinder.
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