JP2015132241A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メタノールを含む燃料を使用する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 using a fuel containing methanol.
自動車の内燃機関用の燃料として、メタノールを含む燃料が用いられる場合がある。ところが、メタノールはエタノールに比べて粘度が低く、また、材料攻撃性が高いため、燃料系部品の劣化、具体的には腐食や磨耗の増加を招きやすい。特に、燃料噴射弁の弁部のように高い衝撃力が作用する部品では、燃料のメタノール濃度によって劣化の度合いに顕著な差が生じる。よって、メタノールを含む燃料を使用する内燃機関においては、燃料に含まれるメタノールの影響による燃料系部品の劣化を判断し、必要な措置をとれるようにしたい。 A fuel containing methanol may be used as a fuel for an internal combustion engine of an automobile. However, methanol has a lower viscosity than ethanol and has a high material aggression, so that it tends to cause deterioration of fuel system parts, specifically corrosion and wear. In particular, in a part where a high impact force acts, such as a valve portion of a fuel injection valve, a significant difference occurs in the degree of deterioration depending on the methanol concentration of the fuel. Therefore, in an internal combustion engine using a fuel containing methanol, it is desired to determine the deterioration of fuel system parts due to the influence of methanol contained in the fuel and take necessary measures.
下記の特許文献１には、部品の劣化度合いを推定し、劣化度合いに応じて内燃機関の制御を可変とすることが開示されている。しかし、メタノールの影響による燃料系部品の劣化については考慮されていない。 Patent Document 1 below discloses that the degree of deterioration of a component is estimated and the control of the internal combustion engine is made variable according to the degree of deterioration. However, the deterioration of fuel system parts due to the influence of methanol is not taken into consideration.
本発明は、燃料に含まれるメタノールの影響による燃料系部品の劣化を判断し、必要な措置を取れるようにすることを課題とする。 It is an object of the present invention to determine deterioration of fuel system parts due to the influence of methanol contained in fuel and to take necessary measures.
上記の課題を解決するために、本発明は、メタノールを含む燃料を使用する内燃機関の制御装置において、燃料が燃料系部品を劣化させる度合いを示す第１のパラメータの値を現在使用されている燃料のメタノール濃度に応じて決定する手段と、前記燃料系部品の作動回数或いは作動時間を示す第２のパラメータの値を取得する手段と、前記第１のパラメータの値と前記第２のパラメータの値とに基づいて、前記燃料系部品の劣化度合いを示す第３のパラメータの値を算出する手段と、前記第３のパラメータの値が所定値よりも大きくなった場合に、警告を発するか或いは前記燃料系部品の劣化を抑制する制御を実行する手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is currently using the value of the first parameter indicating the degree to which the fuel deteriorates the fuel system components in the control device for the internal combustion engine using the fuel containing methanol. Means for determining according to the methanol concentration of the fuel, means for obtaining a second parameter value indicating the number of operation times or operation time of the fuel system component, the value of the first parameter and the value of the second parameter A means for calculating a value of a third parameter indicating the degree of deterioration of the fuel system component based on the value, and a warning is issued when the value of the third parameter exceeds a predetermined value, or And a means for executing control for suppressing deterioration of the fuel system component.
本発明によれば、燃料に含まれるメタノールの影響による燃料系部品の劣化の度合いを定量的に評価することができ、その定量的な評価に基づいて必要な措置、つまり、警告を発したり或いは燃料系部品の劣化を抑制する制御を実行したりすることができる。 According to the present invention, the degree of deterioration of fuel system parts due to the influence of methanol contained in fuel can be quantitatively evaluated, and necessary measures based on the quantitative evaluation, that is, issuing warnings or The control which suppresses deterioration of fuel system parts can be performed.
本発明の実施の形態に係る制御装置は、メタノールを含む燃料、具体的には、メタノール混合ガソリンを使用可能な内燃機関に適用される。市販されているメタノール混合ガソリンのメタノール濃度は必ずしも一定ではないが、使用燃料のメタノール濃度は燃料系に設けられたメタノール濃度センサによって直接計測することもできるし、排気系に設けられた空燃比センサの出力から推定することもできる。制御装置は、給油が行われるごとに現在使用している燃料のメタノール濃度を計測或いは推定し、メモリに記憶する。 The control apparatus according to the embodiment of the present invention is applied to an internal combustion engine that can use fuel containing methanol, specifically, methanol-mixed gasoline. Although the methanol concentration of commercially available methanol-mixed gasoline is not necessarily constant, the methanol concentration of the fuel used can be directly measured by a methanol concentration sensor provided in the fuel system, or an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust system It can also be estimated from the output of. Each time fueling is performed, the control device measures or estimates the methanol concentration of the fuel that is currently used, and stores it in the memory.
制御装置は、燃料噴射弁の劣化を判断して必要な措置をとる機能を有している。燃料噴射弁の劣化は、作動のたびに弁部のニードルとシートが衝突することで進んでいく。燃料はニードルとシートの衝突による衝撃を緩和するクッションとなる。ところが、本実施形態の内燃機関の使用燃料に含まれるメタノールは、粘度が低く他の高分子燃料のような衝撃緩和力を有していない。よって、燃料噴射弁の弁部の摩耗は燃料のメタノール濃度に応じて、また、燃料噴射弁の作動回数に応じて増加することになる。そこで、制御装置は、使用燃料のメタノール濃度と、燃料噴射弁の作動回数とに基づいて、燃料噴射弁の劣化度合いを定量的に判断する。 The control device has a function of determining deterioration of the fuel injection valve and taking necessary measures. The deterioration of the fuel injection valve proceeds by the collision between the needle of the valve portion and the seat each time the fuel injection valve is operated. The fuel serves as a cushion to reduce the impact caused by the collision between the needle and the seat. However, methanol contained in the fuel used in the internal combustion engine of the present embodiment has a low viscosity and does not have an impact relaxation force like other polymer fuels. Therefore, the wear of the valve portion of the fuel injection valve increases according to the methanol concentration of the fuel and according to the number of operations of the fuel injection valve. Therefore, the control device quantitatively determines the degree of deterioration of the fuel injection valve based on the methanol concentration of the fuel used and the number of operations of the fuel injection valve.
以下、メタノールを含む燃料による燃料噴射弁の劣化の度合いを判断する方法について図１を用いて説明する。図１のチャートの横軸は運転時間、縦軸は上から使用燃料のメタノール濃度、メタノール濃度から決まる部品劣化度、部品作動回数、積算劣化度である。 Hereinafter, a method for determining the degree of deterioration of the fuel injection valve caused by the fuel containing methanol will be described with reference to FIG. The horizontal axis of the chart of FIG. 1 is the operation time, and the vertical axis is the methanol concentration of the fuel used, the component deterioration degree determined from the methanol concentration, the number of component operations, and the integrated deterioration degree.
使用燃料のメタノール濃度は、計測値であっても推定値であってもよい。給油が行われるたびにメモリに記憶されているメタノール濃度の値が更新され、次回の給油までその値は保持される。 The methanol concentration of the fuel used may be a measured value or an estimated value. Every time refueling is performed, the value of the methanol concentration stored in the memory is updated, and the value is held until the next refueling.
部品劣化度は、燃料が燃料噴射弁を劣化させる度合いを示すパラメータであり、その値は予め用意されたテーブルを参照して使用燃料のメタノール濃度によって決定される。使用燃料のメタノール濃度が高いほど、部品劣化度は大きい値になる。メモリに記憶されているメタノール濃度の値が更新されるたびに部品劣化度の値も更新され、次回のメタノール濃度の値の更新までその値は保持される。 The degree of component deterioration is a parameter indicating the degree to which the fuel deteriorates the fuel injection valve, and the value is determined by the methanol concentration of the fuel used with reference to a table prepared in advance. The higher the methanol concentration of the fuel used, the greater the component deterioration level. Each time the methanol concentration value stored in the memory is updated, the component deterioration degree value is also updated, and the value is held until the next methanol concentration value update.
部品作動回数は、燃料噴射弁の作動回数、つまり、弁部のニードルとシートの衝突の回数である。制御装置は、燃料噴射弁の初期状態からの作動回数を継続的にカウントし、作動のたびにメモリに記憶している値を更新する。 The number of times of component operation is the number of operations of the fuel injection valve, that is, the number of collisions between the needle of the valve portion and the seat. The control device continuously counts the number of operations from the initial state of the fuel injection valve, and updates the value stored in the memory each time the operation is performed.
積算劣化度は、第１のパラメータである部品劣化度を第２のパラメータである部品作動回数で積分した値として表される。積算劣化度は、燃料噴射弁の劣化度合いを示すパラメータである。メタノール濃度が高い燃料が使用される頻度が高いほど、作動回数に対する劣化の進行が速いことが積算劣化度の値の変化から読み取れる。制御装置は、第３のパラメータとしての積算劣化度を部品作動回数がインクリメントされるごとに計算し、メモリに記憶している値を更新する。 The integrated deterioration level is expressed as a value obtained by integrating the component deterioration level, which is the first parameter, with the number of component operations, which is the second parameter. The integrated deterioration degree is a parameter indicating the deterioration degree of the fuel injection valve. It can be read from the change in the value of the integrated deterioration degree that the more frequently the fuel having a high methanol concentration is used, the faster the deterioration proceeds with respect to the number of operations. The control device calculates the integrated deterioration degree as the third parameter every time the number of component operations is incremented, and updates the value stored in the memory.
燃料噴射弁の劣化度合いは、積算劣化度の値から定量的に判断することができる。積算劣化度には、予めその上限値が定められている。図１のチャートにおいて劣化限界判定値で示されている値がそれであり、燃料噴射弁が使用に耐えうる限界まで劣化したことが推定される値に相当する。制御装置は、積算劣化度が劣化限界判定値より大きくなった場合に、必要な措置を講じる。その必要な措置には、インパネの警告ランプを点灯させる等の方法によってユーザーに対して警告を発することと、弁部の衝撃を緩和して燃料噴射弁の劣化を抑制する制御を実行することが含まれる。具体的な制御の例には、燃料噴射弁の作動速度を低減することや、燃料温度を低下させることが含まれる。また、必要に応じて、燃料噴射弁の劣化によるエンジン性能の低下を補償するための補正制御を行うようにしてもよい。 The degree of deterioration of the fuel injection valve can be determined quantitatively from the value of the integrated deterioration degree. An upper limit value is determined in advance for the integrated deterioration degree. This is the value indicated by the deterioration limit determination value in the chart of FIG. 1, and corresponds to a value that is estimated to have deteriorated to a limit that the fuel injection valve can withstand. The control device takes necessary measures when the integrated deterioration degree becomes larger than the deterioration limit judgment value. The necessary measures include issuing a warning to the user by a method such as turning on a warning lamp on the instrument panel, and executing control to reduce the impact of the valve portion and suppress deterioration of the fuel injection valve. included. Specific examples of control include reducing the operating speed of the fuel injection valve and lowering the fuel temperature. Moreover, you may make it perform correction | amendment control for compensating the fall of the engine performance by deterioration of a fuel injection valve as needed.
次に、燃料噴射弁の劣化による車両寿命の低下を防止する方法について図２を用いて説明する。図２のチャートの横軸は車両の運転距離、縦軸は前述の積算劣化度である。 Next, a method for preventing a decrease in vehicle life due to deterioration of the fuel injection valve will be described with reference to FIG. The horizontal axis of the chart of FIG. 2 is the driving distance of the vehicle, and the vertical axis is the above-described integrated deterioration degree.
図２のチャートに示す機能劣化予測線は、現時点での運転距離に対する積算劣化度の増加率から予測される積算劣化度の変化を示している。運転距離には、設計上の車両寿命に相当する車両寿命基準が設定されている。制御装置は、運転距離に対する積算劣化度の増加率から、運転距離が車両寿命基準に達した時点での積算劣化度の値を予測する。そして、運転距離が車両寿命基準に達した時点での積算劣化度が劣化限界判定値を超えることが予測された場合、制御装置は、ユーザーに対する告知を行う。その告知の内容には、メタノール濃度の低い燃料の使用を推奨することが含まれる。告知の方法には、情報ディスプレイに告知内容を表示することや、インパネのランプを点灯させることが含まれる。ユーザーがメタノール濃度の高い燃料の使用を控えることにより、燃料噴射弁の劣化を抑制し、車両寿命がその基準寿命よりも短くなることを防ぐことができる。 The function deterioration prediction line shown in the chart of FIG. 2 shows the change in the integrated deterioration degree predicted from the increasing rate of the integrated deterioration degree with respect to the current driving distance. A vehicle life standard corresponding to the designed vehicle life is set for the driving distance. The control device predicts the value of the integrated deterioration degree at the time when the driving distance reaches the vehicle life standard from the increasing rate of the integrated deterioration degree with respect to the driving distance. Then, when it is predicted that the cumulative deterioration level at the time when the driving distance reaches the vehicle life criterion exceeds the deterioration limit determination value, the control device notifies the user. The announcement includes recommending the use of fuels with low methanol concentrations. The notification method includes displaying the notification content on the information display and lighting the instrument panel lamp. By refraining from using fuel with a high methanol concentration, the user can suppress deterioration of the fuel injection valve and prevent the vehicle life from becoming shorter than the reference life.
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、燃料噴射弁の作動回数に代えて燃料噴射弁の作動時間を第２のパラメータとして用いてもよい。また、車両寿命は車両の運転距離の距離に代えて運転時間で判断してもよい。さらに、劣化度合いの判断対象となる燃料系部品には、燃料噴射弁だけでなく、燃料ポンプやレギュレータなども含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the operation time of the fuel injection valve may be used as the second parameter instead of the number of operations of the fuel injection valve. Further, the vehicle life may be determined by driving time instead of the driving distance of the vehicle. Further, the fuel system parts that are subject to determination of the degree of deterioration include not only fuel injection valves but also fuel pumps and regulators.
Claims (1)
燃料が燃料系部品を劣化させる度合いを示す第１のパラメータの値を現在使用されている燃料のメタノール濃度に応じて決定する手段と、
前記燃料系部品の作動回数或いは作動時間を示す第２のパラメータの値を取得する手段と、
前記第１のパラメータの値と前記第２のパラメータの値とに基づいて、前記燃料系部品の劣化度合いを示す第３のパラメータの値を算出する手段と、
前記第３のパラメータの値が所定値よりも大きくなった場合に、警告を発するか或いは前記燃料系部品の劣化を抑制する制御を実行する手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine using a fuel containing methanol,
Means for determining a value of a first parameter indicating the degree to which the fuel degrades the fuel system parts according to the methanol concentration of the fuel currently used;
Means for obtaining a value of a second parameter indicating the number of operations or operation time of the fuel system component;
Means for calculating a value of a third parameter indicating the degree of deterioration of the fuel system component based on the value of the first parameter and the value of the second parameter;
Means for issuing a warning when the value of the third parameter is larger than a predetermined value, or executing control for suppressing deterioration of the fuel system component;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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Publications (1)
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| WO2020032155A1 (en) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | いすゞ自動車株式会社 | Exchange determination device |
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