JPH03213640A - 燃焼圧による燃料の性状判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野Ｊ 本発明は、自動車用エンジン等に使用されるガソリン等
の燃料の性状を判別するのに用いて好適な燃焼圧による
燃料の性状判別装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車用エンジンの燃料として使用されるガソ
リンには、ペンタン等の炭化水素を主成分とする軽質ガ
ソリンと、ベンゼン等の炭化水素を主成分とする重質ガ
ソリンとがあり、重質ガソリンは軽質ガソリンに比較し
て気化しにくいという性質を有している。

そして、軽質ガソリンは一般的に「レギュラーガソリン
」として呼称されており、自動車用エンジンに用いられ
るガソリンエンジンは、通常軽質ガソリンにマツチング
して点火時期等が設定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、軽質ガソリンにマツ
チングさせてエンジンの点火時期等を制御するようにし
ているから、重質ガソリンを燃料として使用した場合に
、軽質ガソリンに対して性状の異なる重質ガソリンでは
点火時期がずれて、不完全燃焼を起こしてしまい、排気
ガス中の有害成分が増大するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明は燃料の性状（軽質であるか、重質であるか）
を燃焼圧によって簡単に判別でき、例えば適正な燃焼条
件等を与えうるようにした燃焼圧による燃料の性状判別
装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段１ 上述した課題を解決するために本発明は、シリンダ内に
吸込んだ燃料と吸入空気との混合気を燃焼させ、回転出
力を導出するエンジン本体と、該エンジン本体に取付け
られ、前記混合気の燃焼圧を検出する燃焼圧センサと、
前記エンジン本体の運転状態が所定の定常状態に達した
か否かを判定する運転状態判定手段と、該運転状態判定
手段によって所定の定常状態に達したと判定したときに
、前記燃焼圧センサで検出した混合気の燃焼圧に基づき
、前記燃料の性状を判別する性状判別手段とからなる構
成を採用している。

【作用Ｊ 上記構成により、エンジン本体の運転状態が所定の定常
状態に達したときに、燃料の性状を燃焼圧に基づいて判
別でき、例えば軽質燃料と重質燃料とを判別することに
よってそれぞれに適した点火時期制御を行なうことが可
能となる。

【実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づき説
明する。

図において、ｌはエンジン本体を示し、該エンジン本体
１は、例えば４気筒のシリンダＬＡ。

ＩＡ・・・と、該各シリンダＩＡ上に搭載されたシリン
ダヘッドＩＢと、各シリンダＩＡ内を往復動するピスト
ン（図示せず）と、該各ピストンに連結され、回転出力
を外部に導出させるクランク軸ＩＣとから大略構成され
ている。２はエンジン本体１の吸気側に接続された吸気
管を示し、該吸気管２の基端側は４本に分岐した吸気マ
ニホールド２Ａとなり、先端側にはエアクリーナ３が設
けられている。そして、該吸気管２の途中には吸入空気
量Ｑを検出するエアフロメータ４と、スロットルバルブ
５とが設けられている。

６．６．・・・は吸気マニホールド２Ａの各分岐管２Ｂ
に設けられた噴射弁を示し、該各噴射弁６は後述する燃
料ポンプ１７からの燃料Ｆをエンジン本体１の各シリン
ダＩＡ内に向けて噴射させ、この燃料Ｆと吸入空気との
混合気を各シリンダＩＡ内に吸込ませるようになってい
る。７，７．・・・は各シリンダヘッドに位置してシリ
ンダヘッドＩＢに設けられた点火プラグを示し、該多点
火プラグ７はイグニッションコイル（図示せず）等と共
に点火装置８（第２図参照）を構成し、後述のコントロ
ールユニット２１から点火信号が出力されるときに各シ
リンダＩＡ内の混合気に点火を行うようになっている。

これによって、エンジン本体１の各シリンダヘッドでは
混合気が燃焼して燃焼圧が発生し、クランク軸ｌＣから
回転出力が導出される。

９はエンジン本体ｌの排気側に接続された排気管を示し
、該排気管９は各シリンダＩＡからの排気ガスを外部に
排出させ、その途中には排気ガス中の有害成分を触媒作
用によって低減させる触媒装置１０が設けられている。

１１はエンジン本体ｌのクランク軸ｌＣ近傍等に設けら
れたクランク角センサを示し、該クランク角センサ１１
はエンジン本体１のエンジン回転数Ｎを検出すると共に
、クランク軸ＩＣ等の回転角をクランク角として検出し
、各シリンダＩＡのうちいずれのピストンが上死点（第
３図参照）近傍の点火時期に達しているか否かをコント
ロールユニット２１で気筒判別させるようになっている
。１２はエンジン本体１の冷却水温度を検出する水温セ
ンサ、１３は吸気マニホールド２Ａに設けられた圧力セ
ンサを示し、該圧力センサ１３は吸気マニホールド２Ａ
内のブースト圧を検出するようになっている。

１４は排気管９の途中に設けられた酸素センサを示し、
該酸素センサ１４は排気ガス中の酸素濃度を検出し、コ
ントロールユニット２１によっ゛てエンジン本体１の空
燃比Ａ／Ｆをフィードバック制御させるようになってい
る。１５，１５．・・・は各シリンダヘッドに位置して
シリンダヘッドＩＢに設けられた燃焼圧センサを示し、
該各燃焼圧センサ１５は各シリンダＩＡ内でピストンが
圧縮行程、膨張行程を行う間に各シリンダＩＡの内圧（
燃焼圧）を第３図に示す特性線の如（検出すると共に、
例えばクランク角が上死点後１２°の位置で最大となる
最大燃焼圧Ｐうを各シリンダＩＡ毎に検出するようにな
っている。

１６はガソリン等の燃料Ｆを収容する燃料タンク、１７
は該燃料タンク１６内に設けられた燃料ポンプを示し、
該燃料ポンプ１７は燃料Ｆを燃料配管１８内に吐出させ
、各噴射弁６に向けて燃料Ｆを供給するようになってい
る。１９は燃料配管１８の先端側等に設けられた圧力レ
ギュレータを示し、該圧力レギュレータ１９は吸気マニ
ホールド２Ａ内の圧力を制御圧として導くことにより、
燃料配管１８内の燃圧を調整し、その余剰油を戻し配管
２０を介して燃料タンク１６内へとリターンさせるよう
になっている。

さらに、２１はマイクロコンピュータ等によって構成さ
れたコントロールユニットを示し、該コントロールユニ
ット２１はその入力側がエアフロメータ４．クランク角
センサ１１．水温センサ１２、圧力センサ１３．酸素セ
ンサ１４および各燃焼圧センサ１５等に接続され、出力
側が点火装置８等に接続されている。そして、該コント
ロールユニット２１は記憶回路内に第５図に示すプログ
ラム等を格納し、燃料Ｆの性状判別処理および点火装置
８による点火時期の制御処理等を行うようになっている
。また、該コントロールユニット２１の記憶回路には記
憶エリア２ＬＡ内に、各シリンダＩＡ内での混合気の点
火不良時を判別するための最低圧力Ｐａ、後述の第４図
に示す燃料Ｆの性状を判別するための最大燃焼圧Ｐｔ＋
に対応した判別圧Ｐ２等が格納されている。

ここで、第４図に示す特性線は燃料Ｆとして軽質ガソリ
ンまたは重質ガソリンを使用した場合に、例えばエンジ
ン回転数Ｎが２００　Ｏｒｐｍ程度で、エンジン本体１
の運転状態が所定の定常状態となったときに、最大燃焼
圧ＰＭに基づいて燃料Ｆが軽質ガソリンであるか、重質
ガソリンであるかを判別するための特性線であり、これ
は実験データによって確認されている。そして、燃料Ｆ
としてのガソリンは、例えば５０％留分の蒸留温度Ｔ　
（５０）に基づき、その性状が軽質と重質とに弁別され
るようになっており、最大燃焼圧Ｐ、が判別圧ＰＩより
も小さいときには燃料Ｆが軽質ガソリンとして判別でき
、判別圧２１以上のときには重質ガソリンとして判別す
ることができる。

本実施例による燃料Ｆの性状判別装置は上述の如き構成
を有するもので、次にコントロールユニット２１による
性状判別処理および点火時期制御処理について第５図を
参照しつつ説明する。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ１でクラン
ク角センサ１１からクランク軸ＩＣのクランク角検出信
号およびエンジン回転数Ｎを読込むと共に、エアフロメ
ータ４から吸入空気量Ｑを読込み、ステップ２で前記ク
ランク角検出信号に基づき各シリンダＩＡのうちいずれ
のシリンダＩＡが点火時期に達するかの気筒判別を行う
。また、ステップ３ではエンジン回転数Ｎと吸入空気量
Ｑとに基づき、基本噴射量Ｔ、を、 ＴＰ＝ＫＸＱ／Ｎ　　　−・−−−−（１）ただし、Ｋ
：定数 として演算し、この基本噴射量Ｔｐとエンジン回転数Ｎ
とに基づいてエンジン本体１の負荷状態を検出させる。

次に、ステップ４では水温センサ１２．圧力センサ１６
および酸素センサ１４等からそれぞれ検出信号を読込む
。そして、ステップ５でこれらの検出信号とエンジン本
体１の負荷状態とから点火時期制御用の点火進角を演算
し、ステップ６に移ってエンジン本体１の運転状態が所
定の定常状態に達しているか否かを判定する。そして、
例えばエンジン回転数Ｎが２００　Ｏｒｐｍ程度で一定
となり、エンジンの負荷状態等も一定となり、エンジン
本体１の運転状態が安定した定常状態に達したときには
、ステップ６でｒＹＥＳＪと判定されるから、ステップ
７に移って燃焼圧センサ１５から最大燃焼圧ＰＭを読込
み、ステップ８で最大燃焼圧ＰＭが最低圧力Ｐ０よりも
高いか否かを判定する。

そして、ステップ８でｒＹＥｓＪと判定したときにはス
テップ９に移り、最大燃焼圧ＰＭが判別圧Ｐ＋よりも低
いか否かを判定し、ｒＹＥＳＪと判定したときには第４
図に示す特性線の如く、燃料Ｆが軽質ガソリンであると
判別できるから、ステップ１０に移って前記点火進角に
基づき点火装置８に点火信号を出力し、通常の点火時期
制御を行い、ステップ１２でリターンさせる。また、前
記ステップ６．８で「ＮＯ」と判定されたときにも、ス
テップ１０に移って通常の点火時期制御を行う。

また、ステップ９でｒＮＯＪと判定したときには最大燃
焼圧Ｐ２が判別圧２８以上となり、燃料Ｆは重質ガソリ
ンであると判別できるから、ステップ１１に移って前記
点火進角な重質ガソリンに対応した点火進角となるよう
に補正し、この補正した点火進角に基づいて点火装置８
に点火信号を出力しつつ、点火時期制御を行う。

かくして、本実施例によれば、燃焼圧センサ１５によっ
て検出した最大燃焼圧ＰＭに基づいて燃料Ｆの性状を、
軽質ガソリンであるか、重質ガソリンであるかとして簡
単に判別でき燃料Ｆが重質ガソリンである場合にはステ
ップ５で演算した点火進角を補正して点火時期を制御す
ることができ、エンジン本体１に燃料Ｆの性状に応じた
適正な燃焼条件を与えることができる。

従って従来技術で述べた如くエンジンの点火時期等を軽
質ガソリンにマツチングさせた場合でも、重質ガソリン
の使用時にはこの点火時期を重質ガソリンに対応した点
火時期に補正でき、点火時期がずれて不完全燃焼を起こ
す等の問題を解消でき、排気ガス中の有害成分を効果的
に低減できる等、種々の効果を奏する。

なお、前記実施例では、第５図に示すプログラムのうち
、ステップ６が本発明の構成要件である運転状態判定手
段の具体例を示し、ステップ９が性状判別手段の具体例
である。

［発明の効果］ 以上詳述した通り本発明によれば、エンジン本体の運転
状態が所定の定常状態に達したときに、燃焼圧に基づい
て燃料の性状を判別するようにしたから、例えばエンジ
ン本体の点火時期等を軽質ガソリンにマツチングさせた
場合でも、燃料として軽質ガソリンを使用しているか、
重質ガソリンを使用しているかを簡単に判別でき、重質
ガソリンの場合には点火時期を補正して適正な燃焼条件
を与えることができ、−排気ガス中の有害成分を確実に
低減できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエンジンおよび燃料噴射
装置等の全体図、第２図は点火時期制御装置のブロック
図、第３図はクランク角とシリンダ内圧との関係を示す
特性線図、第４図はガソリン性状と最大燃焼圧との関係
を示す特性線図、第５図はガソリンの性状判別処理およ
び点火時期制御処理を示す流れ図である。 １・・・エンジン本体、２・・・吸気管、４・・・エア
フロメータ、５・・・スロットルバルブ、６・・・噴射
弁、７・・・点火プラグ、９・・・排気管、１１・・・
クランク角センサ、１２・・・水温センサ、１３・・・
圧力センサ、１４・・・酸素センサ、１５・・・燃焼圧
センサ、１６・・・燃料タンク、１７・・・燃料ポンプ
、２１・・・コントロールユニット、Ｆ・・・燃料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリンダ内に吸込んだ燃料と吸入空気との混合気を燃
   焼させ、回転出力を導出するエンジン本体と、該エンジ
   ン本体に取付けられ、前記混合気の燃焼圧を検出する燃
   焼圧センサと、前記エンジン本体の運転状態が所定の定
   常状態に達したか否かを判定する運転状態判定手段と、
   該運転状態判定手段によって所定の定常状態に達したと
   判定したときに、前記燃焼圧センサで検出した混合気の
   燃焼圧に基づき、前記燃料の性状を判別する性状判別手
   段とから構成してなる燃焼圧による燃料の性状判別装置
   。