JP2010285901A - Cetane number calculator - Google Patents
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Abstract
【課題】運転中失火のない、或いは、少なくとも失火を伴う可能性の低い形態で燃料のセタン価を算出する。
【解決手段】燃料噴射弁37から噴射する燃料噴射時期が運転状態に応じて決定される基準燃料噴射時期と共に燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量が運転状態に応じて決定される基準燃料噴射量に制御される。燃料のセタン価を算出すべきであると判断されたときに燃料噴射時期を基準燃料噴射時期から遅角させると共に機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を基準燃料噴射量よりも増大させるセタン価算出準備制御が実行される。遅角せしめられた燃料噴射時期と基準燃料噴射時期との差分が燃料噴射時期遅角量として算出されると共に増大せしめられた燃料噴射量と基準燃料噴射量との差分が燃料噴射量増分として算出される。これら燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分とに基づいて燃料のセタン価が算出されるセタン価算出制御が実行される。
【選択図】図1A cetane number of a fuel is calculated in a form that does not cause misfire during operation, or at least has a low possibility of being accompanied by misfire.
A reference fuel injection amount in which a fuel injection amount to be injected from a fuel injection valve is determined in accordance with an operating state together with a reference fuel injection timing in which the fuel injection timing to be injected from the fuel injection valve is determined in accordance with the operating state. To be controlled. When it is determined that the cetane number of fuel should be calculated, the fuel injection timing is retarded from the reference fuel injection timing and the fuel injection amount is set so that the engine speed becomes a predetermined engine speed. Cetane number calculation preparation control for increasing the injection amount is executed. The difference between the retarded fuel injection timing and the reference fuel injection timing is calculated as the fuel injection timing retard amount, and the difference between the increased fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as the fuel injection amount increment. Is done. Cetane number calculation control is performed in which the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount increment.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はセタン価算出装置に関する。 The present invention relates to a cetane number calculating apparatus.
例えば、内燃機関に利用される燃料のセタン価は燃料の燃焼性に関する1つの指標として知られている。すなわち、燃料のセタン価が大きいほど燃料の燃焼性が高く、逆に、燃料のセタン価が小さいほど燃料の燃焼性が低い。したがって、内燃機関の運転中に内燃機関において現在実際に消費されている燃料のセタン価を知ることができればこのセタン価に基づいて燃料を所望通りに燃焼させるように燃料の燃焼に関連する制御を制御することができる。 For example, the cetane number of a fuel used for an internal combustion engine is known as one index relating to the combustibility of the fuel. That is, the greater the cetane number of the fuel, the higher the combustibility of the fuel. Conversely, the smaller the cetane number of the fuel, the lower the combustibility of the fuel. Therefore, if the cetane number of the fuel actually consumed in the internal combustion engine can be known during the operation of the internal combustion engine, the control related to the combustion of the fuel is performed so that the fuel is burned as desired based on the cetane number. Can be controlled.
特許文献1にはこの燃料のセタン価を算出する技術が開示されている。この技術によれば、圧縮自着火式内燃機関において燃料噴射弁から燃料を噴射する時期(以下「燃料噴射時期」という)を燃料の燃焼の失火が生じるまで遅角させる。そして、燃料の燃焼の失火が生じたときの燃料噴射時期と基準となる燃料噴射時期との間の差分をとり、この差分に基づいて燃料のセタン価が算出される。このとき、差分が大きいほど算出されるセタン価は大きく、差分が小さいほど算出されるセタン価は小さい。すなわち、特許文献1に開示されている技術は燃料のセタン価が大きいほど燃料噴射時期を大きく遅角させても燃料の燃焼の失火が生じないという特性を利用して燃料のセタン価を算出するものである。
ところで、特許文献1に開示されている技術は燃料のセタン価が大きいほど燃料噴射時期を大きく遅角させても燃料の燃焼の失火が生じないという特性を燃料のセタン価の算出に利用するものであることから燃料のセタン価を算出するためには内燃機関において燃料の燃焼の失火を生じさせなければならない。しかしながら、このことは内燃機関の運転特性を高く維持するという観点からは好ましくない。
By the way, the technique disclosed in
そこで、本発明の目的は内燃機関の運転中に燃料の燃焼の失火を伴うことのない形態、或いは、少なくとも燃料の燃焼の失火を伴う可能性の低い形態で燃料のセタン価を算出することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to calculate the cetane number of the fuel in a form that does not accompany the misfiring of fuel combustion during operation of the internal combustion engine, or at least a form that is unlikely to accompany the misfiring of fuel combustion. is there.
1番目の発明では、圧縮自着火式の内燃機関であって燃料噴射弁から燃料を噴射する燃料噴射時期が当該内燃機関の運転状態に応じて決定される基準燃料噴射時期に制御されると共に燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量が当該内燃機関の運転状態に応じて決定される基準燃料噴射量に制御される圧縮自着火式内燃機関の運転中に消費されている燃料のセタン価を算出するセタン価算出装置において、燃料のセタン価を算出すべきであると判断されたときに燃料噴射時期を前記基準燃料噴射時期から遅角させると共に機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を前記基準燃料噴射量よりも増大させるセタン価算出準備制御が実行され、前記遅角せしめられた燃料噴射時期と前記基準燃料噴射時期との差分が燃料噴射時期遅角量として算出されると共に前記増大せしめられた燃料噴射量と前記基準燃料噴射量との差分が燃料噴射量増分として算出され、これら燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分とに基づいて燃料のセタン価が算出されるセタン価算出制御が実行される。 In the first aspect of the invention, the fuel injection timing for injecting fuel from the fuel injection valve is controlled to a reference fuel injection timing determined in accordance with the operating state of the internal combustion engine and the fuel. Calculates the cetane number of fuel consumed during operation of a compression ignition type internal combustion engine in which the fuel injection amount injected from the injection valve is controlled to a reference fuel injection amount determined according to the operating state of the internal combustion engine In the cetane number calculating device, when it is determined that the cetane number of the fuel should be calculated, the fuel injection timing is retarded from the reference fuel injection timing, and the engine speed is set to a predetermined engine speed. The cetane number calculation preparation control for increasing the fuel injection amount to be greater than the reference fuel injection amount is executed, and the difference between the retarded fuel injection timing and the reference fuel injection timing is the fuel injection timing delay. And the difference between the increased fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as a fuel injection amount increment, and based on the fuel injection timing retard amount and the fuel injection amount increment, the difference between the fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated. Cetane number calculation control for calculating the cetane number is executed.
2番目の発明では、1番目の発明において、前記セタン価算出準備制御において燃料噴射時期を前記基準燃料噴射時期から遅角させるときに燃料噴射時期が内燃機関の運転状態に応じて決定される予め定められた燃料噴射時期に遅角せしめられる。 In the second invention, in the first invention, when the fuel injection timing is retarded from the reference fuel injection timing in the cetane number calculation preparation control, the fuel injection timing is determined in advance according to the operating state of the internal combustion engine. The fuel injection timing is retarded.
3番目の発明では、1または2番目の発明の発明において、前記セタン価算出制御において前記燃料噴射時期遅角量が同じである場合には前記燃料噴射量増分が大きいほど算出されるセタン価が大きく、前記燃料噴射量増分が同じである場合には前記燃料噴射時期遅角量が大きいほど算出されるセタン価が大きい。 In the third invention, in the first or second invention, in the cetane number calculation control, when the fuel injection timing retard amount is the same, the larger the fuel injection amount increment is, the larger the cetane number calculated is. When the fuel injection amount increment is the same and the fuel injection timing retardation amount is larger, the calculated cetane number is larger.
4番目の発明では、1番目の発明において、前記セタン価算出準備制御において燃料噴射時期を前記基準燃料噴射時期から遅角させるときに燃料噴射時期が内燃機関の運転状態に応じて決定される2つの異なる予め定められた燃料噴射時期に遅角せしめられ、前記セタン価算出制御においてこれら遅角せしめられた燃料噴射時期それぞれに基づいて燃料噴射時期遅角量が算出されると共にこれら遅角せしめられた燃料噴射時期それぞれに基づいて燃料噴射量増分が算出され、これら燃料噴射時期遅角量とこれら燃料噴射量増分とに基づいて単位燃料噴射時期遅角量当たりの燃料噴射量増分が燃料噴射量増分変化率として算出され、該燃料噴射量増分変化率に基づいて燃料のセタン価が算出される。 According to a fourth aspect, in the first aspect, when the fuel injection timing is retarded from the reference fuel injection timing in the cetane number calculation preparation control, the fuel injection timing is determined according to the operating state of the internal combustion engine. The fuel injection timing retard amount is calculated and retarded based on each of the fuel injection timings retarded in three different predetermined fuel injection timings and in the cetane number calculation control. The fuel injection amount increment is calculated based on each fuel injection timing, and the fuel injection amount increment per unit fuel injection timing retardation amount is calculated based on the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount increment. An incremental change rate is calculated, and a cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection amount incremental change rate.
5番目の発明では、4番目の発明において、前記セタン価算出制御において前記燃料噴射時期遅角量の一方が同じであって且つ前記燃料噴射時期遅角量の他方も同じである場合には燃料噴射量増分変化率が小さいほど算出されるセタン価が大きい。 According to a fifth aspect, in the fourth aspect, when one of the fuel injection timing retardation amounts is the same and the other of the fuel injection timing retardation amounts is the same in the cetane number calculation control, the fuel The smaller the injection rate incremental change rate, the larger the calculated cetane number.
6番目の発明では、1番目の発明において、前記セタン価算出準備制御において燃料噴射時期を前記基準燃料噴射時期から遅角させるときに燃料噴射時期が内燃機関の運転状態に応じて決定される2つの異なる予め定められた燃料噴射時期に遅角せしめられ、前記セタン価算出制御においてこれら遅角せしめられた燃料噴射時期それぞれに基づいて燃料噴射時期遅角量が算出されると共にこれら遅角せしめられた燃料噴射時期それぞれに基づいて燃料噴射量増分が算出され、横軸を燃料噴射時期遅角量とし且つ縦軸を燃料噴射量増分とした座標に前記燃料噴射時期遅角量と前記燃料噴射量増分との組み合わせによって定まる点をそれぞれ第1点および第2点としてプロットしたときに第1点と第2点とを結ぶ直線と、第2点と該第2点から横軸まで縦軸に対して平行に延びる直線と、横軸と、第1点から横軸まで縦軸に対して平行に延びる直線とによって囲まれる面積が遅角量対増分面積として算出され、該遅角量対増分面積に基づいて燃料のセタン価が算出される。 According to a sixth aspect, in the first aspect, when the fuel injection timing is retarded from the reference fuel injection timing in the cetane number calculation preparation control, the fuel injection timing is determined according to the operating state of the internal combustion engine. The fuel injection timing retard amount is calculated and retarded based on each of the fuel injection timings retarded in three different predetermined fuel injection timings and in the cetane number calculation control. The fuel injection amount increment is calculated based on each fuel injection timing, and the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount are coordinated with the horizontal axis as the fuel injection timing retardation amount and the vertical axis as the fuel injection amount increment. When the points determined by the combination with the increment are plotted as the first point and the second point, respectively, a straight line connecting the first point and the second point, and a horizontal line from the second point and the second point The area surrounded by the straight line extending in parallel to the vertical axis, the horizontal axis, and the straight line extending in parallel to the vertical axis from the first point to the horizontal axis is calculated as the retard amount vs. incremental area. The cetane number of the fuel is calculated based on the angular amount versus the incremental area.
7番目の発明では、6番目の発明において、前記セタン価算出制御において前記燃料噴射時期遅角量の一方が同じであって且つ前記燃料噴射時期遅角量の他方も同じである場合には前記遅角量対増分面積が小さいほど算出されるセタン価が大きい。 According to a seventh aspect, in the sixth aspect, when one of the fuel injection timing retardation amounts is the same and the other of the fuel injection timing retardation amounts is the same in the cetane number calculation control, The smaller the retarded amount versus the incremental area, the greater the calculated cetane number.
8番目の発明では、1〜7番目の発明において、前記セタン価算出準備制御において燃料噴射時期が燃料の燃焼の失火が生じない範囲内で遅角せしめられる。 In the eighth invention, in the first to seventh inventions, in the cetane number calculation preparation control, the fuel injection timing is retarded within a range in which no misfiring of fuel combustion occurs.
1番目の発明によれば、燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分とに基づいて燃料のセタン価が算出される。このように燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分とに基づいて燃料のセタン価が算出されるのであれば燃料の燃焼の失火が生じるまで燃料噴射時期を遅角させなくても燃料のセタン価が算出可能である。したがって、1番目の発明によれば、燃料の燃焼の失火を伴うことのない形態、或いは、燃料の燃焼の失火を伴う可能性が低い形態で燃料のセタン価が算出される。 According to the first aspect, the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount increment. Thus, if the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection timing retard amount and the fuel injection amount increment, the cetane of the fuel is not required even if the fuel injection timing is not retarded until the misfiring of fuel combustion occurs. The price can be calculated. Therefore, according to the first aspect of the invention, the cetane number of the fuel is calculated in a form that does not involve misfiring of fuel combustion or in a form that is unlikely to involve misfiring of fuel combustion.
2番目の発明によれば、燃料噴射時期が内燃機関の運転状態に応じて決定される予め定められた燃料噴射時期に遅角せしめられる。このように遅角後の燃料噴射時期が内燃機関の運転状態に応じて決定されるのであれば燃料の燃焼の失火が生じない遅角後の燃料噴射時期が設定可能である。したがって、2番目の発明によれば、より確実に燃料の燃焼の失火を伴うことのない形態、或いは、燃料の燃焼の失火を伴う可能性が低い形態で燃料のセタン価が算出される。 According to the second aspect of the invention, the fuel injection timing is retarded to a predetermined fuel injection timing that is determined according to the operating state of the internal combustion engine. Thus, if the fuel injection timing after retarding is determined according to the operating state of the internal combustion engine, it is possible to set the fuel injection timing after retarding so that misfiring of fuel combustion does not occur. Therefore, according to the second aspect of the invention, the cetane number of the fuel is calculated more reliably in a form that does not accompany the misfiring of fuel combustion or in a form that is less likely to accompany the misfiring of fuel combustion.
3番目の発明によれば、燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分との組み合わせ毎に燃料のセタン価が算出される。このため、より実際のセタン価に近いセタン価が算出される。 According to the third aspect, the cetane number of the fuel is calculated for each combination of the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount increment. For this reason, a cetane number closer to the actual cetane number is calculated.
4番目の発明によれば、単位燃料噴射時期遅角量当たりの燃料噴射量増分である燃料噴射量増分変化率に基づいて燃料のセタン価が算出される。このように燃料噴射量増分変化率に基づいて燃料のセタン価が算出されるのであれば仮に燃料噴射時期遅角量が実際の燃料噴射時期遅角量からずれていたとしても、或いは、燃料噴射量増分が実際の燃料噴射量増分からずれていたとしてもこうしたずれは燃料噴射量増分変化率が算出されるときに相殺される。したがって、4番目の発明によれば、燃料噴射時期遅角量が実際の燃料噴射時期遅角量からずれていたとしても、或いは、燃料噴射量増分が実際の燃料噴射量増分からずれていたとしても正確な燃料のセタン価が算出される。 According to the fourth aspect of the invention, the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection amount incremental change rate that is the fuel injection amount increment per unit fuel injection timing retardation amount. If the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection amount incremental change rate in this way, even if the fuel injection timing retardation amount deviates from the actual fuel injection timing retardation amount, Even if the quantity increment is deviated from the actual fuel injection quantity increment, such deviation is offset when the rate of change of the fuel injection quantity increment is calculated. Therefore, according to the fourth aspect of the invention, even if the fuel injection timing retardation amount is deviated from the actual fuel injection timing retardation amount, or the fuel injection amount increment is deviated from the actual fuel injection amount increment. The exact cetane number of the fuel is calculated.
5番目の発明によれば、燃料噴射量増分変化率毎に燃料のセタン価が算出される。このため、より実際のセタン価に近いセタン価が算出される。 According to the fifth aspect, the cetane number of the fuel is calculated for each fuel injection amount incremental change rate. For this reason, a cetane number closer to the actual cetane number is calculated.
6番目の発明によれば、遅角量対増分面積に基づいて燃料のセタン価が算出される。このように遅角量対増分面積に基づいて燃料のセタン価が算出されるのであれば仮に燃料噴射時期遅角量が実際の燃料噴射時期遅角量からずれていたとしても、或いは、燃料噴射量増分が実際の燃料噴射量増分からずれていたとしてもこうしたずれは遅角量対増分面積が算出されるときに相殺される。したがって、6番目の発明によれば、燃料噴射時期遅角量が実際の燃料噴射時期遅角量からずれていたとしても、或いは、燃料噴射量増分が実際の燃料噴射時期遅角量からずれていたとしても正確な燃料のセタン価が算出される。 According to the sixth aspect, the cetane number of the fuel is calculated based on the retardation amount versus the incremental area. In this way, if the cetane number of the fuel is calculated based on the retard amount vs. the incremental area, even if the fuel injection timing retard amount deviates from the actual fuel injection timing retard amount, Even if the quantity increment deviates from the actual fuel injection quantity increment, this deviation is offset when the retard amount vs. incremental area is calculated. Therefore, according to the sixth aspect of the invention, even if the fuel injection timing retardation amount deviates from the actual fuel injection timing retardation amount, or the fuel injection amount increment deviates from the actual fuel injection timing retardation amount. If so, an accurate cetane number of the fuel is calculated.
7番目の発明によれば、遅角量対増分面積毎に燃料のセタン価が算出される。このため、より実際のセタン価に近いセタン価が算出される。 According to the seventh aspect, the cetane number of the fuel is calculated for each retarded amount vs. incremental area. For this reason, a cetane number closer to the actual cetane number is calculated.
8番目の発明によれば、燃料噴射時期が燃料の燃焼の失火が生じない範囲内で遅角せしめられる。このため、確実に燃料の燃焼の失火を伴うことのない形態、或いは、燃料の燃焼の失火を伴う可能性が低い形態で燃料のセタン価が算出される。 According to the eighth aspect of the invention, the fuel injection timing is retarded within a range where no misfiring of fuel combustion occurs. For this reason, the cetane number of the fuel is calculated in a form that does not reliably cause misfiring of fuel combustion, or in a form that is unlikely to accompany misfiring of fuel combustion.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1において、10は圧縮自着火式内燃機関(以下単に「内燃機関」という)である。内燃機関10はシリンダブロック、シリンダブロックロワケース、および、オイルパン等を含むシリンダブロック部20と、該シリンダブロック部20上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20に空気を供給するための吸気通路40と、シリンダブロック部20からの排気ガスを外部に放出するための排気通路50とを具備する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1,
シリンダブロック部20はシリンダヘッド21と、ピストン22と、コンロッド23と、クランクシャフト24とを有する。ピストン22はシリンダ21内で往復動し、該ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランクシャフト24に伝達され、これによってクランクシャフト24が回転せしめられる。また、シリンダ21の内壁面とピストン22の上壁面とシリンダヘッド部30の下壁面とによって燃焼室25が形成されている。
The cylinder block unit 20 includes a
シリンダヘッド部30は燃焼室25内に連通する吸気ポート31と、該吸気ポート31を開閉する吸気弁32と、該吸気弁32を駆動する九機弁駆動機構32aと、燃焼室25に連通する排気ポート33と、該排気ポート33を開閉する排気弁34と、該排気弁34を駆動する排気弁駆動機構34aと、燃料を燃焼室25内に噴射する燃料噴射弁37と、該燃料噴射弁37に燃料を高圧で供給する蓄圧室37aと、該蓄圧室37aに燃料を圧送する燃料ポンプ37bとを有する。吸気弁駆動機構32aおよび排気弁駆動機構34aは駆動回路38に接続されている。
The
吸気通路40は吸気ポート31に接続された吸気枝管41と、該吸気枝管41に接続されたサージタンク42と、該サージタンク42に接続された吸気ダクト43とを有する。吸気ダクト43にはその上流端から順にエアフィルタ44と、スロットル弁48とが配置されている。スロットル弁48は吸気ダクト43に回転可能に取り付けられており、スロットル弁駆動用アクチュエータ48aによって駆動される。
The
排気通路50は排気ポート33に接続された排気枝管49と、該排気枝管49に接続された排気管51とを有する。排気管51には排気ガス中の成分を浄化する排気浄化触媒52が配置されている。
The
さらに、内燃機関10は吸気ダクト43内を流れる空気の流量を検出するエアフローメータ61と、クランクシャフト24の回転位相、すなわち、クランク角度を検出するクランクポジションセンサ62と、燃焼室25内の圧力を検出する筒内圧センサ63と、アクセルペダル65の踏込量を検出するアクセル開度センサ64と、電気制御装置(ECU)70とを具備する。クランクポジションセンサ62はクランクシャフト24が1°回転する毎に幅狭のパルスを出力すると共にクランクシャフト24が360°回転する毎に幅広のパルスを出力する。クランクポジションセンサ62が出力するパルスに基づいて内燃機関の回転数(以下「機関回転数」という)を算出可能である。
Further, the
電気制御装置(ECU)70はマイクロコンピュータからなり、双方向性バスによって互いに接続されたCPU(マイクロプロセッサ)71と、ROM(リードオンリメモリ)72と、RAM(ランダムアクセスメモリ)73と、バックアップRAM74と、AD変換器を含むインターフェース75とを有する。エアフローメータ61、クランクポジションセンサ62、筒内圧センサ63、および、アクセル開度センサ64はインターフェース75に接続されている。
The electric control unit (ECU) 70 is composed of a microcomputer, and a CPU (microprocessor) 71, a ROM (read only memory) 72, a RAM (random access memory) 73, and a
ところで、本実施形態(以下「第1実施形態」ともいう)では、燃料噴射弁から燃料を噴射する時期(以下「燃料噴射時期」という)は以下のように決定される。すなわち、燃料噴射時期として最適な時期は内燃機関の運転状態によって異なる。そこで、第1実施形態では、内燃機関の運転状態に応じて最適な燃料噴射時期Tiを実験等によって求め、これを図2に示されているように内燃機関の運転状態、すなわち、機関回転数Nと機関負荷Lとの関数のマップの形でECU70に記憶させておく。そして、内燃機関の運転中、機関回転数Nと機関負荷Lとに応じて図2のマップから最適な燃料噴射時期Tfが読み込まれ、この燃料噴射時期Tiでもって燃料噴射弁から燃料が噴射される。
By the way, in the present embodiment (hereinafter also referred to as “first embodiment”), the timing for injecting fuel from the fuel injection valve (hereinafter referred to as “fuel injection timing”) is determined as follows. That is, the optimum time for the fuel injection time varies depending on the operating state of the internal combustion engine. Therefore, in the first embodiment, the optimum fuel injection timing Ti is obtained by experiments or the like according to the operating state of the internal combustion engine, and this is calculated as shown in FIG. 2, that is, the engine speed. It is stored in the
一方、第1実施形態では、燃料噴射弁から噴射する燃料の量(以下「燃料噴射量」という)は以下のように決定される。すなわち、燃料噴射量として最適な量は内燃機関の運転状態によって異なる。そこで、第1実施形態では、内燃機関の運転状態に応じて最適な燃料噴射量Afを実験等によって求め、これを図3に示されているように内燃機関の運転状態、すなわち、機関回転数Nと機関負荷Lとの関数のマップの形でECU70に記憶させておく。そして、内燃機関の運転中、機関回転数Nと機関負荷Lとに応じて図3のマップから最適な燃料噴射量Afが読み込まれ、この燃料噴射量Afだけ燃料噴射弁から燃料が噴射される。
On the other hand, in the first embodiment, the amount of fuel injected from the fuel injection valve (hereinafter referred to as “fuel injection amount”) is determined as follows. That is, the optimum fuel injection amount varies depending on the operating state of the internal combustion engine. Therefore, in the first embodiment, the optimum fuel injection amount Af is obtained by experiments or the like according to the operating state of the internal combustion engine, and this is calculated as shown in FIG. 3, that is, the engine speed. It is stored in the
ところで、上述したように第1実施形態において燃料噴射時期および燃料噴射量は機関回転数Nと機関負荷Lとに応じて決定される。ここで、燃料の燃焼性はそのセタン価によって異なる。すなわち、セタン価が大きければその燃料の燃焼性は高く、逆に、セタン価が小さければその燃料の燃焼性は低い。したがって、実際に内燃機関で使用されている燃料のセタン価が最適な燃料噴射時期および燃料噴射量を実験等によって求めるときに使用された燃料のセタン価と同じであるときには図2および図3のマップから読み込まれる燃料噴射時期および燃料噴射量が最適な時期および最適な量であると言える。一方、実際に内燃機関で使用されている燃料のセタン価が最適な燃料噴射時期および燃料噴射量を実験等によって求めるときに使用された燃料噴射弁量のセタン価と異なるときには図2および図3のマップから読み込まれる燃料噴射時期および燃料噴射量が必ずしも最適な時期および最適な量であるとは言えない。 Incidentally, as described above, in the first embodiment, the fuel injection timing and the fuel injection amount are determined according to the engine speed N and the engine load L. Here, the combustibility of the fuel varies depending on its cetane number. That is, if the cetane number is large, the combustibility of the fuel is high. Conversely, if the cetane number is small, the combustibility of the fuel is low. Therefore, when the cetane number of the fuel actually used in the internal combustion engine is the same as the cetane number of the fuel used when the optimum fuel injection timing and the fuel injection amount are obtained by experiments or the like, the fuel cell shown in FIGS. It can be said that the fuel injection timing and the fuel injection amount read from the map are the optimal timing and optimal amount. On the other hand, when the cetane number of the fuel actually used in the internal combustion engine is different from the cetane number of the fuel injection valve amount used when the optimum fuel injection timing and fuel injection amount are obtained by experiments or the like, FIG. 2 and FIG. It can not be said that the fuel injection timing and the fuel injection amount read from the map of FIG.
したがって、内燃機関の運転中に該内燃機関で実際に使用されている燃料のセタン価を知ることができればこのセタン価に応じて図2および図3のマップから読み込まれた燃料噴射時期および燃料噴射量を最適な時期および最適な量に補正することができる。もちろん、燃料のセタン価は燃料噴射時期および燃料噴射量を補正する目的だけでなくその他の目的にも利用可能である。 Therefore, if the cetane number of the fuel actually used in the internal combustion engine can be known during operation of the internal combustion engine, the fuel injection timing and the fuel injection read from the maps of FIGS. 2 and 3 according to the cetane number. The amount can be corrected to the optimal time and optimal amount. Of course, the cetane number of the fuel can be used not only for the purpose of correcting the fuel injection timing and the fuel injection amount but also for other purposes.
そこで、第1実施形態では以下のようにして内燃機関で実際に使用されている燃料のセタン価を算出する。まず、そのときの機関回転数および機関負荷に基づいて図2および図3のマップから燃料噴射時期および燃料噴射量をそれぞれ基準燃料噴射時期および基準燃料噴射量として読み込む。そして、燃料噴射時期を予め定められた燃料噴射時期まで遅角させる。そして、燃料噴射時期を予め定められた燃料噴射時期まで遅角させたときに機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を増大させる。そして、機関回転数が予め定められた機関回転数となったときに上記予め定められた燃料噴射時期と上記基準燃料噴射時期との差分を燃料噴射時期遅角量として算出すると共にこのときの燃料噴射量と上記基準燃料噴射量との差分を燃料噴射量増分として算出する。 Therefore, in the first embodiment, the cetane number of the fuel actually used in the internal combustion engine is calculated as follows. First, based on the engine speed and engine load at that time, the fuel injection timing and the fuel injection amount are read as the reference fuel injection timing and the reference fuel injection amount from the maps of FIGS. Then, the fuel injection timing is retarded to a predetermined fuel injection timing. Then, the fuel injection amount is increased so that the engine speed becomes the predetermined engine speed when the fuel injection time is retarded to the predetermined fuel injection time. Then, when the engine speed reaches a predetermined engine speed, the difference between the predetermined fuel injection timing and the reference fuel injection timing is calculated as the fuel injection timing retard amount and the fuel at this time The difference between the injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as the fuel injection amount increment.
ここで、燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分と燃料のセタン価との間には図4に示されているような関係がある。すなわち、燃料噴射時期遅角量が同じであれば燃料噴射量増分が小さいほど燃料のセタン価は大きい。また、燃料噴射量増分が同じであれば燃料噴射時期遅角量が大きいほど燃料のセタン価は大きい。そして、セタン価が同じであれば燃料噴射時期遅角量が大きくなれば燃料噴射量増分も大きくなる。そこで、第1実施形態では燃料噴射時期遅角量ΔTiと燃料噴射量増分ΔAfと燃料のセタン価Cnとの関係を実験等によって求め、この関係を図5に示されているような燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分との関数のマップの形でECU70に記憶させておく。そして、上述したように算出された燃料噴射時期遅角量ΔTiと燃料噴射量増分ΔAfとに基づいて図5のマップから燃料のセタン価Cnを求める。
Here, there is a relationship as shown in FIG. 4 among the fuel injection timing retardation amount, the fuel injection amount increment, and the cetane number of the fuel. That is, if the fuel injection timing retardation amount is the same, the smaller the fuel injection amount increment, the larger the cetane number of the fuel. Further, if the fuel injection amount increment is the same, the larger the fuel injection timing retardation amount, the larger the cetane number of the fuel. If the cetane number is the same, the fuel injection amount increment increases as the fuel injection timing retardation amount increases. Therefore, in the first embodiment, the relationship between the fuel injection timing retardation amount ΔTi, the fuel injection amount increment ΔAf, and the cetane number Cn of the fuel is obtained by experiments or the like, and this relationship is shown in FIG. The
なお、上記予め定められた燃料噴射時期は内燃機関の運転状態、例えば、機関回転数と機関負荷とに応じた時期であることが好ましいが場合によっては特定の1つの時期でもよい。特に、機関回転数が特定の機関回転数であって且つ機関負荷が特定の機関負荷であるときに燃料のセタン価を算出する場合には上記予め定められた燃料噴射時期は特定の1つの時期でもよい。また、内燃機関の運転特性を高く維持する観点から上記予め定められた燃料噴射時期は燃料の燃焼の失火が生じない範囲内の時期であることが好ましい。また、上記予め定められた機関回転数は内燃機関の運転状態、例えば、機関負荷や予め定められた燃料噴射時期に応じた機関回転数であることが好ましいが特定の1つの機関回転数でもよい。特に、機関回転数が特定の機関回転数であって且つ機関負荷が特定の機関負荷であるときに燃料のセタン価を算出する場合には上記予め定められた機関回転数は特定の1つの機関回転数でもよい。 The predetermined fuel injection timing is preferably a timing according to the operating state of the internal combustion engine, for example, the engine speed and the engine load, but may be a specific timing depending on circumstances. In particular, when the cetane number of the fuel is calculated when the engine speed is a specific engine speed and the engine load is a specific engine load, the predetermined fuel injection timing is a specific one time. But you can. Further, from the viewpoint of maintaining high operating characteristics of the internal combustion engine, the predetermined fuel injection timing is preferably within a range in which misfiring of fuel combustion does not occur. Further, the predetermined engine speed is preferably an engine speed according to the operating state of the internal combustion engine, for example, the engine load or a predetermined fuel injection timing, but may be a specific engine speed. . In particular, when the cetane number of the fuel is calculated when the engine speed is a specific engine speed and the engine load is a specific engine load, the predetermined engine speed is a specific engine. The number of revolutions may be used.
また、第1実施形態に従って燃料のセタン価を算出するためには燃料噴射時期を遅角させると共に燃料噴射量を増大させる必要がある。このため、第1実施形態に従った燃料のセタン価の算出は機関回転数が小さく且つ機関負荷が小さいとき、すなわち、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあるときに行うことが好ましい。 In order to calculate the cetane number of the fuel according to the first embodiment, it is necessary to retard the fuel injection timing and increase the fuel injection amount. Therefore, the calculation of the cetane number of the fuel according to the first embodiment is preferably performed when the engine speed is small and the engine load is small, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the idling operation state.
さらに、第1実施形態に従って燃料のセタン価を算出したときに内燃機関を冷却する冷却水の温度が極端に低かったり高かったりした場合、或いは、燃焼室に吸入される空気の温度が極端に低かったり高かったりした場合、或いは、燃焼室に吸入される空気の圧力が極端に低かったり高かったりした場合、或いは、燃焼室から排出される排気ガスを再び燃焼室に導入するタイプの内燃機関においては燃焼室に吸入される空気に対する燃焼室に再び導入される排気ガスの割合が極端に高い場合、或いは、機関負荷が極端に高い場合のように燃料のセタン価の算出に対する外乱が大きい場合、第1実施形態に従って算出された燃料のセタン価が実際のセタン価からずれている可能性がある。そこで、こうした場合、第1実施形態に従って算出された燃料のセタン価を採用しないようにしてもよい。 Furthermore, when the cetane number of the fuel is calculated according to the first embodiment, the temperature of the cooling water for cooling the internal combustion engine is extremely low or high, or the temperature of the air sucked into the combustion chamber is extremely low. In an internal combustion engine of the type in which the exhaust gas exhausted from the combustion chamber is reintroduced into the combustion chamber when the pressure of the air sucked into the combustion chamber is extremely low or high If the ratio of exhaust gas re-introduced into the combustion chamber to the air sucked into the combustion chamber is extremely high, or if the disturbance to the cetane number calculation of the fuel is large, such as when the engine load is extremely high, There is a possibility that the cetane number of the fuel calculated according to one embodiment may deviate from the actual cetane number. Therefore, in such a case, the cetane number of the fuel calculated according to the first embodiment may not be adopted.
また、第1実施形態に従って燃料のセタン価を算出したときに機関回転数や機関負荷以外の内燃機関の運転状態に関するパラメータを読み込み、このパラメータと機関回転数と機関負荷とに対応させた形で今回算出された燃料のセタン価を学習値としてECUに記憶させておき、次に燃料のセタン価を算出するときに機関回転数および機関負荷に加えて上記パラメータを燃料のセタン価を算出するときのパラメータとして利用するようにしてもよい。 Further, when the cetane number of the fuel is calculated according to the first embodiment, parameters relating to the operating state of the internal combustion engine other than the engine speed and the engine load are read, and the parameters, the engine speed and the engine load are associated with each other. When the calculated cetane number of the fuel is stored in the ECU as a learned value, and the cetane number of the fuel is calculated using the above parameters in addition to the engine speed and the engine load the next time the cetane number of the fuel is calculated It may be used as a parameter.
次に、第1実施形態に従って燃料のセタン価を算出するフローチャートの一例について図6および図7を参照して説明する。図6および図7のルーチンでは、始めに、ステップ100において現在の内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあるか否か、すなわち、機関回転数が小さく且つ機関負荷が小さい運転状態にあるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にないと判別されたときにはセタン価を算出することなくルーチンはそのまま終了する。一方、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあると判別されたときにはルーチンはステップ101に進む。
Next, an example of a flowchart for calculating the cetane number of fuel according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In the routines of FIGS. 6 and 7, first, at
ステップ101では、現在の内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしているか否か、すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の圧力が予め定められた範囲内の圧力であるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしていないと判別されたときにはセタン価を算出することなくルーチンはそのまま終了する。一方、内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしていると判別されたときにはルーチンはステップ102に進む。
In
ステップ102では、そのときの燃料噴射時期が基準燃料噴射時期Tibとして読み込まれる。次いで、ステップ103において、そのときの燃料噴射量が基準燃料噴射量Afbとして読み込まれる。
In
次いで、ステップ104において、燃料噴射時期Tiが予め定められた燃料噴射時期まで遅角される。次いで、ステップ105において、燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。次いで、ステップ106において、機関回転数Nが予め定められた機関回転数TNになっている(N=TN)か否かが判別される。ここで、T≠TNであると判別されたときにはルーチンはステップ105に戻り、再び燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。すなわち、図6のルーチンでは、ステップ106において、N=TNであると判別されるまでステップ105において燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大され続ける。一方、ステップ106において、N=TNであると判別されたときにはルーチンはステップ107に進む。
Next, at
ステップ107では、ステップ102で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対するこのときの燃料噴射時期の差分、すなわち、ステップ102で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対する上記予め定められた燃料噴射時期の差分が燃料噴射時期遅角量ΔTiとして算出される。次いで、ステップ108において、ステップ103で読み込まれた基準燃料噴射量Afbに対するこのときの燃料噴射量の差分が燃料噴射量増分ΔAfとして算出される。次いで、ステップ109において、ステップ107で算出された燃料噴射時期遅角量ΔTiとステップ108で算出された燃料噴射量増分ΔAfとに基づいて図5のマップから燃料のセタン価Cnが算出され、ルーチンはステップ110に進む。
In
ステップ110では、現在の内燃機関の運転状態が学習条件を満たしているか否か、すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の圧力が予め定められた範囲内の圧力であるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態が学習条件を満たしていると判別されたときにはルーチンはステップ111に進んでステップ109で算出された燃料のセタン価Cnが現在内燃機関で使用されている燃料のセタン価としてECU70に記憶されると共に機関回転数および機関負荷以外のパラメータと共に燃料のセタン価の学習値としてECU70に記憶される。一方、内燃機関の運転状態が学習条件を満たしていないと判別されたときにはステップ109で算出された燃料のセタン価Cnが実際のセタン価ではない可能性があると判断してステップ107で算出された燃料のセタン価を現在内燃機関で使用されている燃料のセタン価として採用せずにルーチンはそのまま終了する。
In
ところで、第1実施形態では、燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分とに基づいて燃料のセタン価を算出しているがこれに代えて以下のように燃料のセタン価を算出するようにしてもよい。すなわち、この実施形態(以下「第2実施形態」ともいう)では、まず、そのときの機関回転数および機関負荷に基づいて図2および図3のマップから燃料噴射時期および燃料噴射量をそれぞれ基準燃料噴射時期および基準燃料噴射量として読み込む。そして、燃料噴射時期を予め定められた燃料噴射時期(以下「第1燃料噴射時期」という)まで遅角させる。そして、燃料噴射時期を第1燃料噴射時期まで遅角させたときに機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を増大させる。そして、機関回転数が予め定められた機関回転数となったときに上記第1燃料噴射時期と上記基準燃料噴射時期との差分を第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1として算出すると共にこのときの燃料噴射量と上記基準燃料噴射量との差分を第1燃料噴射量増分ΔAf1として算出する。 Incidentally, in the first embodiment, the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount increment. Instead, the cetane number of the fuel is calculated as follows. May be. That is, in this embodiment (hereinafter, also referred to as “second embodiment”), first, based on the engine speed and the engine load at that time, the fuel injection timing and the fuel injection amount are respectively determined from the maps of FIG. 2 and FIG. The fuel injection timing and the reference fuel injection amount are read. Then, the fuel injection timing is retarded to a predetermined fuel injection timing (hereinafter referred to as “first fuel injection timing”). Then, the fuel injection amount is increased so that the engine speed becomes a predetermined engine speed when the fuel injection time is retarded to the first fuel injection time. Then, when the engine speed reaches a predetermined engine speed, the difference between the first fuel injection timing and the reference fuel injection timing is calculated as a first fuel injection timing retard amount ΔTi1, and at this time A difference between the fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as a first fuel injection amount increment ΔAf1.
次いで、燃料噴射時期を上記第1燃料噴射時期よりも遅い時期である予め定められた燃料噴射時期(以下「第2燃料噴射時期」という)まで遅角させる。そして、燃料噴射時期を第2燃料噴射時期まで遅角させたときに機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を増大させる。そして、機関回転数が予め定められた機関回転数となったときに上記第2燃料噴射時期と上記基準燃料噴射時期との差分を第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2として算出すると共にこのときの燃料噴射量と上記基準燃料噴射量との差分を第2燃料噴射量増分ΔAf2として算出する。 Next, the fuel injection timing is delayed to a predetermined fuel injection timing (hereinafter referred to as “second fuel injection timing”) that is later than the first fuel injection timing. Then, the fuel injection amount is increased so that the engine speed becomes a predetermined engine speed when the fuel injection time is retarded to the second fuel injection time. Then, when the engine speed reaches a predetermined engine speed, the difference between the second fuel injection timing and the reference fuel injection timing is calculated as a second fuel injection timing retard amount ΔTi2, and at this time A difference between the fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as a second fuel injection amount increment ΔAf2.
そして、これら第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1、第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2、第1燃料噴射量増分ΔAf1、および、第2燃料噴射量増分ΔAf2とを利用して燃料噴射時期遅角量が第1燃料噴射時期遅角量から第2燃料噴射時期遅角量まで変化したときの燃料噴射量増分の変化率、すなわち、単位燃料噴射時期遅角量当たりの燃料噴射量増分の変化率を燃料噴射量増分変化率Gとして算出する。ここで、燃料のセタン価がそれぞれ異なる場合の燃料噴射量増分変化率が図8に示されている。すなわち、図8には、燃料のセタン価が比較的小さい場合の燃料噴射量増分変化率Gsと燃料のセタン価が比較的大きい場合の燃料噴射量増分変化率Glとが示されている。図8を参照すると判るように、燃料のセタン価が比較的小さい場合の燃料噴射量増分変化率Gsは燃料のセタン価が比較的大きい場合の燃料噴射量増分変化率よりも大きい。別の云い方をすれば、第1燃料噴射時期遅角量も第2燃料噴射時期遅角量も同じである場合には燃料のセタン価が大きいほど燃料噴射量増分変化率が小さくなる。 The first fuel injection timing retardation amount ΔTi1, the second fuel injection timing retardation amount ΔTi2, the first fuel injection amount increment ΔAf1, and the second fuel injection amount increment ΔAf2 are used to retard the fuel injection timing retardation. Change rate of the fuel injection amount increment when the amount changes from the first fuel injection timing retardation amount to the second fuel injection timing retardation amount, that is, the change rate of the fuel injection amount increment per unit fuel injection timing retardation amount Is calculated as the fuel injection amount incremental change rate G. Here, the fuel injection amount incremental change rate when the cetane numbers of the fuels are different is shown in FIG. That is, FIG. 8 shows the fuel injection amount incremental change rate Gs when the fuel cetane number is relatively small and the fuel injection amount incremental change rate Gl when the fuel cetane number is relatively large. As can be seen from FIG. 8, the fuel injection amount incremental change rate Gs when the fuel cetane number is relatively small is larger than the fuel injection amount incremental change rate when the fuel cetane number is relatively large. In other words, when the first fuel injection timing retard amount and the second fuel injection timing retard amount are the same, the fuel injection amount incremental change rate decreases as the cetane number of the fuel increases.
そこで、第2実施形態では、第1燃料噴射時期と第2燃料噴射時期との組合わせ毎に燃料噴射量増分変化率Rafと燃料のセタン価Cnとの関係を実験等によって求め、この関係を第1燃料噴射時期と第2燃料噴射時期との組合わせ毎に図9に示されているような燃料噴射量増分変化率の関数のマップの形でECU70に記憶させておく。そして、上述したように算出された燃料噴射量増分変化率Rafに基づいて第1燃料噴射時期と第2燃料噴射時期との組合わせに応じて図9のマップから燃料のセタン価Cnを求める。
Therefore, in the second embodiment, for each combination of the first fuel injection timing and the second fuel injection timing, the relationship between the fuel injection amount incremental change rate Raf and the cetane number Cn of the fuel is obtained by experiments or the like. Each combination of the first fuel injection timing and the second fuel injection timing is stored in the
なお、第2実施形態においても、第1燃料噴射時期および第2燃料噴射時期は第1実施形態と同様に決定されればよい。 In the second embodiment, the first fuel injection timing and the second fuel injection timing may be determined in the same manner as in the first embodiment.
また、第2実施形態においても、燃料のセタン価の算出は第1実施形態と同様に機関回転数が小さく且つ機関負荷が小さいとき、すなわち、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあるときに行うことが好ましい。 Also in the second embodiment, the calculation of the cetane number of the fuel is performed when the engine speed is small and the engine load is small, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the idling operating state, as in the first embodiment. Preferably it is done.
さらに、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、燃料のセタン価の算出に対する外乱が大きい場合、第2実施形態に従って算出された燃料のセタン価を採用しないようにしてもよい。 Further, in the second embodiment, as in the first embodiment, when the disturbance to the calculation of the cetane number of the fuel is large, the cetane number of the fuel calculated according to the second embodiment may not be adopted.
また、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、燃料のセタン価を算出したときに機関回転数や機関負荷以外の内燃機関の運転状態に関するパラメータを読み込み、このパラメータと機関回転数と機関負荷とに対応させた形で今回算出された燃料のセタン価を学習値としてECUに記憶させておき、次に燃料のセタン価を算出するときに機関回転数および機関負荷に加えて上記パラメータを燃料のセタン価を算出するときのパラメータとして利用するようにしてもよい。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when the cetane number of the fuel is calculated, parameters relating to the operating state of the internal combustion engine other than the engine speed and the engine load are read, and this parameter and the engine speed are read. The fuel cetane number calculated this time in a form corresponding to the engine load is stored in the ECU as a learned value, and the next time the fuel cetane number is calculated, in addition to the engine speed and the engine load, The parameter may be used as a parameter for calculating the cetane number of the fuel.
次に、第2実施形態に従って燃料のセタン価を算出するフローチャートの一例について図10および図11を参照して説明する。図10および図11のルーチンでは、始めに、ステップ200において現在の内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあるか否か、すなわち、機関回転数が小さく且つ機関負荷が小さい運転状態にあるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にないと判別されたときにはセタン価を算出することなくルーチンはそのまま終了する。一方、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあると判別されたときにはルーチンはステップ201に進む。
Next, an example of a flowchart for calculating the cetane number of fuel according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the routines of FIGS. 10 and 11, first, at
ステップ201では、現在の内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしているか否か、すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の圧力が予め定められた範囲内の圧力であるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしていないと判別されたときにはセタン価を算出することなくルーチンはそのまま終了する。一方、内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしていると判別されたときにはルーチンはステップ202に進む。
In
ステップ202では、そのときの燃料噴射時期が基準燃料噴射時期Tibとして読み込まれる。次いで、ステップ203において、そのときの燃料噴射量が基準燃料噴射量Afbとして読み込まれる。
In
次いで、ステップ204において、燃料噴射時期Tiが第1燃料噴射時期まで遅角される。次いで、ステップ205において、燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。次いで、ステップ206において、機関回転数Nが予め定められた機関回転数TN1になっている(N=TN1)か否かが判別される。ここで、T≠TN1であると判別されたときにはルーチンはステップ205に戻り、再び燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。すなわち、図10および図11のルーチンでは、ステップ206において、N=TN1であると判別されるまでステップ205において燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大され続ける。一方、ステップ206において、N=TN1であると判別されたときにはルーチンはステップ207に進む。
Next, at
ステップ207では、ステップ202で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対するこのときの燃料噴射時期の差分、すなわち、ステップ202で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対する上記第1燃料噴射時期の差分が第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1として算出される。次いで、ステップ208において、ステップ203で読み込まれた基準燃料噴射量Afbに対するこのときの燃料噴射量の差分が第1燃料噴射量増分ΔAf1として算出される。
In
次いで、ステップ209において、燃料噴射時期Tiが第2燃料噴射時期まで遅角される。次いで、ステップ210において、燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。次いで、ステップ211において、機関回転数Nが予め定められた機関回転数TN2になっている(N=TN2)か否かが判別される。ここで、T≠TN2であると判別されたときにはルーチンはステップ210に戻り、再び燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。すなわち、図10および図11のルーチンでは、ステップ211において、N=TN2であると判別されるまでステップ210において燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大され続ける。一方、ステップ211において、N=TN2であると判別されたときにはルーチンはステップ212に進む。
Next, at
ステップ212では、ステップ202で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対するこのときの燃料噴射時期の差分、すなわち、ステップ202で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対する第2燃料噴射時期の差分が第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2として算出される。次いで、ステップ213において、ステップ203で読み込まれた基準燃料噴射量Afbに対するこのときの燃料噴射量の差分が第2燃料噴射量増分ΔAf2として算出される。
In
次いで、ステップ214において、ステップ207で算出された第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1、ステップ208で算出された第1燃料噴射量増分ΔAf1、ステップ212で算出された第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2、および、ステップ213で算出された第2燃料噴射量増分ΔAf2に基づいて燃料噴射量増分変化率Rafが算出される。次いで、ステップ215において、ステップ214で算出された燃料噴射量増分変化率Rafに基づいて図9のマップから燃料のセタン価Cnが算出され、ルーチンはステップ216に進む。
Next, at
ステップ216では、現在の内燃機関の運転状態が学習条件を満たしているか否か、すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の圧力が予め定められた範囲内の圧力であるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態が学習条件を満たしていると判別されたときにはルーチンはステップ217に進んでステップ215で算出された燃料のセタン価Cnが現在内燃機関で使用されている燃料のセタン価としてECU70に記憶されると共に機関回転数および機関負荷以外のパラメータと共に燃料のセタン価の学習値としてECU70に記憶される。一方、内燃機関の運転状態が学習条件を満たしていないと判別されたときにはステップ215で算出された燃料のセタン価Cnが実際のセタン価ではない可能性があると判断してステップ215で算出された燃料のセタン価を現在内燃機関で使用されている燃料のセタン価として採用せずにルーチンはそのまま終了する。
In
ところで、第1実施形態では、燃料噴射時期遅角量と燃料噴射量増分とに基づいて燃料のセタン価を算出し、第2実施形態では、燃料噴射量増分変化率に基づいて燃料のセタン価を算出しているがこれに代えて以下のように燃料のセタン価を算出するようにしてもよい。すなわち、この実施形態(以下「第3実施形態」という)では、まず、そのときの機関回転数および機関負荷に基づいて図2および図3のマップから燃料噴射時期および燃料噴射量をそれぞれ基準燃料噴射時期および基準燃料噴射量として読み込む。そして、燃料噴射時期を予め定められた燃料噴射時期(以下「第1燃料噴射時期」という)まで遅角させる。そして、燃料噴射時期を第1燃料噴射時期まで遅角させたときに機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を増大させる。そして、機関回転数が予め定められた機関回転数となったときに上記第1燃料噴射時期と上記基準燃料噴射時期との差分を第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1として算出すると共にこのときの燃料噴射量と上記基準燃料噴射量との差分を第1燃料噴射量増分ΔAf1として算出する。 In the first embodiment, the cetane number of the fuel is calculated based on the fuel injection timing retardation amount and the fuel injection amount increment. In the second embodiment, the cetane number of the fuel is calculated based on the rate of change in the fuel injection amount increment. However, instead of this, the cetane number of the fuel may be calculated as follows. That is, in this embodiment (hereinafter referred to as “third embodiment”), first, based on the engine speed and the engine load at that time, the fuel injection timing and the fuel injection amount are respectively obtained from the maps of FIG. 2 and FIG. Read as injection timing and reference fuel injection amount. Then, the fuel injection timing is retarded to a predetermined fuel injection timing (hereinafter referred to as “first fuel injection timing”). Then, the fuel injection amount is increased so that the engine speed becomes a predetermined engine speed when the fuel injection time is retarded to the first fuel injection time. Then, when the engine speed reaches a predetermined engine speed, the difference between the first fuel injection timing and the reference fuel injection timing is calculated as a first fuel injection timing retard amount ΔTi1, and at this time A difference between the fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as a first fuel injection amount increment ΔAf1.
次いで、燃料噴射時期を上記第1燃料噴射時期よりも遅い時期である予め定められた燃料噴射時期(以下「第2燃料噴射時期」という)まで遅角させる。そして、燃料噴射時期を第2燃料噴射時期まで遅角させたときに機関回転数が予め定められた機関回転数となるように燃料噴射量を増大させる。そして、機関回転数が予め定められた機関回転数となったときに上記第2燃料噴射時期と上記基準燃料噴射時期との差分を第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2として算出すると共にこのときの燃料噴射量と上記基準燃料噴射量との差分を第2燃料噴射量増分ΔAf2として算出する。 Next, the fuel injection timing is delayed to a predetermined fuel injection timing (hereinafter referred to as “second fuel injection timing”) that is later than the first fuel injection timing. Then, the fuel injection amount is increased so that the engine speed becomes a predetermined engine speed when the fuel injection time is retarded to the second fuel injection time. Then, when the engine speed reaches a predetermined engine speed, the difference between the second fuel injection timing and the reference fuel injection timing is calculated as a second fuel injection timing retard amount ΔTi2, and at this time A difference between the fuel injection amount and the reference fuel injection amount is calculated as a second fuel injection amount increment ΔAf2.
そして、横軸を燃料噴射時期遅角量とし、縦軸を燃料噴射量増分とした座標に第1燃料噴射時期遅角量と第1燃料噴射量増分との組合わせによって定まる点を第1点としてプロットすると共に第2燃料噴射時期遅角量と第2燃料噴射量増分との組合わせによって定まる点を第2点としてプロットする。そして、第1点と第2点とを結ぶ直線と、第2点と該第2点から横軸まで縦軸に対して平行に延びる直線と、横軸と、第1点から横軸まで縦軸に対して平行に延びる直線とによって囲まれる面積を遅角量対増分面積Aとして算出する。 A point determined by a combination of the first fuel injection timing retardation amount and the first fuel injection amount increment is a first point on the coordinates where the horizontal axis is the fuel injection timing retardation amount and the vertical axis is the fuel injection amount increment. And a point determined by the combination of the second fuel injection timing retardation amount and the second fuel injection amount increment is plotted as the second point. And, a straight line connecting the first point and the second point, a straight line extending in parallel to the vertical axis from the second point to the horizontal axis, the horizontal axis, and the vertical from the first point to the horizontal axis An area surrounded by a straight line extending in parallel to the axis is calculated as retardation amount versus incremental area A.
ここで、燃料のセタン価がそれぞれ異なる場合の遅角量対増分面積が図12に示されている。すなわち、図12(A)には、燃料のセタン価が比較的小さい場合の遅角量対増分面積Asが示されており、図12(B)には、燃料のセタン価が比較的大きい場合の遅角量対増分面積Alが示されている。図12を参照すると判るように、燃料のセタン価が比較的小さい場合の遅角量対増分面積Asは燃料のセタン価が比較的大きい場合の燃料噴射量増分変化率よりも小さい。別の云い方をすれば、第1燃料噴射時期遅角量も第2燃料噴射時期遅角量も同じである場合には燃料のセタン価が大きいほど遅角量対増分面積が小さくなる。 Here, the retarded amount versus the incremental area when the cetane numbers of the fuels are different is shown in FIG. That is, FIG. 12 (A) shows the retardation amount vs. incremental area As when the cetane number of the fuel is relatively small, and FIG. 12 (B) shows the case where the cetane number of the fuel is relatively large. The amount of retarded angle vs. the incremental area Al is shown. As can be seen from FIG. 12, the retardation amount vs. incremental area As when the cetane number of the fuel is relatively small is smaller than the rate of change of the fuel injection amount increment when the cetane number of the fuel is relatively large. In other words, when the first fuel injection timing retard amount and the second fuel injection timing retard amount are the same, the larger the cetane number of the fuel, the smaller the retard amount vs. the incremental area.
そこで、第3実施形態では、第1燃料噴射時期と第2燃料噴射時期との組合わせ毎に遅角量対増分面積Aと燃料のセタン価Cnとの関係を実験等によって求め、この関係を第1燃料噴射時期と第2燃料噴射時期との組合わせ毎に図13に示されているような遅角量対増分面積の関数のマップの形でECU70に記憶させておく。そして、上述したように算出された遅角量対増分面積Aに基づいて第1燃料噴射時期と第2燃料噴射時期との組合わせに応じて図13のマップから燃料のセタン価Cnを求める。
Therefore, in the third embodiment, for each combination of the first fuel injection timing and the second fuel injection timing, the relationship between the retard amount vs. the incremental area A and the cetane number Cn of the fuel is obtained by experiments, and this relationship is obtained. Each combination of the first fuel injection timing and the second fuel injection timing is stored in the
なお、第3実施形態においても、第1燃料噴射時期および第2燃料噴射時期は第1実施形態と同様に決定されればよい。 In the third embodiment, the first fuel injection timing and the second fuel injection timing may be determined in the same manner as in the first embodiment.
また、第3実施形態においても、燃料のセタン価の算出は第1実施形態と同様に機関回転数が小さく且つ機関負荷が小さいとき、すなわち、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあるときに行うことが好ましい。 Also in the third embodiment, the calculation of the cetane number of the fuel is performed when the engine speed is small and the engine load is small, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the idling operating state, as in the first embodiment. Preferably it is done.
さらに、第3実施形態においても、第1実施形態と同様に、燃料のセタン価の算出に対する外乱が大きい場合、第3実施形態に従って算出された燃料のセタン価を採用しないようにしてもよい。 Further, in the third embodiment, as in the first embodiment, when the disturbance to the calculation of the cetane number of the fuel is large, the cetane number of the fuel calculated according to the third embodiment may not be adopted.
また、第3実施形態においても、第1実施形態と同様に、燃料のセタン価を算出したときに機関回転数や機関負荷以外の内燃機関の運転状態に関するパラメータを読み込み、このパラメータと機関回転数と機関負荷とに対応させた形で今回算出された燃料のセタン価を学習値としてECUに記憶させておき、次に燃料のセタン価を算出するときに機関回転数および機関負荷に加えて上記パラメータを燃料のセタン価を算出するときのパラメータとして利用するようにしてもよい。 Also in the third embodiment, as in the first embodiment, when the cetane number of the fuel is calculated, parameters relating to the operating state of the internal combustion engine other than the engine speed and the engine load are read, and this parameter and the engine speed are read. The fuel cetane number calculated this time in a form corresponding to the engine load is stored in the ECU as a learned value, and the next time the fuel cetane number is calculated, in addition to the engine speed and the engine load, The parameter may be used as a parameter for calculating the cetane number of the fuel.
次に、第3実施形態に従って燃料のセタン価を算出するフローチャートの一例について図14および図15を参照して説明する。図14および図15のルーチンでは、始めに、ステップ300において現在の内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあるか否か、すなわち、機関回転数が小さく且つ機関負荷が小さい運転状態にあるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にないと判別されたときにはセタン価を算出することなくルーチンはそのまま終了する。一方、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態にあると判別されたときにはルーチンはステップ301に進む。
Next, an example of a flowchart for calculating the cetane number of fuel according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. In the routines of FIGS. 14 and 15, first, at
ステップ301では、現在の内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしているか否か、すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の圧力が予め定められた範囲内の圧力であるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしていないと判別されたときにはセタン価を算出することなくルーチンはそのまま終了する。一方、内燃機関の運転状態がセタン価を算出する条件を満たしていると判別されたときにはルーチンはステップ302に進む。
In
ステップ302では、そのときの燃料噴射時期が基準燃料噴射時期Tibとして読み込まれる。次いで、ステップ303において、そのときの燃料噴射量が基準燃料噴射量Afbとして読み込まれる。
In
次いで、ステップ304において、燃料噴射時期Tiが第1燃料噴射時期まで遅角される。次いで、ステップ305において、燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。次いで、ステップ306において、機関回転数Nが予め定められた機関回転数TN1になっている(N=TN1)か否かが判別される。ここで、T≠TN1であると判別されたときにはルーチンはステップ305に戻り、再び燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。すなわち、図14および図15のルーチンでは、ステップ306において、N=TN1であると判別されるまでステップ305において燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大され続ける。一方、ステップ306において、N=TN2であると判別されたときにはルーチンはステップ307に進む。
Next, at
ステップ307では、ステップ302で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対するこのときの燃料噴射時期の差分、すなわち、ステップ302で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対する上記第1燃料噴射時期の差分が第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1として算出される。次いで、ステップ308において、ステップ303で読み込まれた基準燃料噴射量Afbに対するこのときの燃料噴射量の差分が第1燃料噴射量増分ΔAf1として算出される。
In
次いで、ステップ309において、燃料噴射時期Tiが第2燃料噴射時期まで遅角される。次いで、ステップ310において、燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。次いで、ステップ311において、機関回転数Nが予め定められた機関回転数TN2になっている(N=TN2)か否かが判別される。ここで、T≠TN2であると判別されたときにはルーチンはステップ310に戻り、再び燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大せしめられる。すなわち、図14および図15のルーチンでは、ステップ311において、N=TN2であると判別されるまでステップ310において燃料噴射量Afが予め定められた量だけ増大され続ける。一方、ステップ311において、N=TN2であると判別されたときにはルーチンはステップ312に進む。
Next, at
ステップ312では、ステップ302で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対するこのときの燃料噴射時期の差分、すなわち、ステップ302で読み込まれた基準燃料噴射時期Tibに対する第2燃料噴射時期の差分が第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2として算出される。次いで、ステップ313において、ステップ203で読み込まれた基準燃料噴射量Afbに対するこのときの燃料噴射量の差分が第2燃料噴射量増分ΔAf2として算出される。
In
次いで、ステップ314において、ステップ307で算出された第1燃料噴射時期遅角量ΔTi1、ステップ308で算出された第1燃料噴射量増分ΔAf1、ステップ312で算出された第2燃料噴射時期遅角量ΔTi2、および、ステップ313で算出された第2燃料噴射量増分ΔAf2に基づいて遅角量対増分面積Aが算出される。次いで、ステップ315において、ステップ314で算出された遅角量対増分面積Aに基づいて図13のマップから燃料のセタン価Cnが算出され、ルーチンはステップ316に進む。
Next, at
ステップ316では、現在の内燃機関の運転状態が学習条件を満たしているか否か、すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の温度が予め定められた範囲内の温度であり、燃焼室に吸入される空気の圧力が予め定められた範囲内の圧力であるか否かが判別される。ここで、内燃機関の運転状態が学習条件を満たしていると判別されたときにはルーチンはステップ317に進んでステップ315で算出された燃料のセタン価Cnが現在内燃機関で使用されている燃料のセタン価としてECU70に記憶されると共に機関回転数および機関負荷以外のパラメータと共に燃料のセタン価の学習値としてECU70に記憶される。一方、内燃機関の運転状態が学習条件を満たしていないと判別されたときにはステップ315で算出された燃料のセタン価Cnが実際のセタン価ではない可能性があると判断してステップ315で算出された燃料のセタン価を現在内燃機関で使用されている燃料のセタン価として採用せずにルーチンはそのまま終了する。
In
10…内燃機関、25…燃焼室、37…燃料噴射弁、40…吸気通路、50…排気通路、70…電子制御装置(ECU)
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Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009139092A JP2010285901A (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Cetane number calculator |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2009139092A JP2010285901A (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Cetane number calculator |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014148953A (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Yanmar Co Ltd | Control device of engine |
| WO2014129049A1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 三菱重工業株式会社 | Fuel-cetane-number estimation method and device |
| JP2018031339A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | マツダ株式会社 | Fuel property determination device and combustion control device for engine |
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2009
- 2009-06-10 JP JP2009139092A patent/JP2010285901A/en active Pending
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