WO2016035173A1 - 圧縮比可変型内燃機関の燃料対応制御装置及び燃料対応制御方法 - Google Patents

圧縮比可変型内燃機関の燃料対応制御装置及び燃料対応制御方法 Download PDF

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豊 菖蒲
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日産自動車株式会社
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    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • This invention relates to control of a compression ratio and ignition timing according to the type of fuel used in an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism.
  • VTC variable compression ratio
  • the ignition timing is first retarded until the knock does not occur, and then the compression ratio Is reduced to the target compression ratio for regular gasoline. If the anti-knock property is ensured due to a decrease in the compression ratio, the ignition timing is gradually advanced (advanced) to control the target compression ratio for regular gasoline.
  • an object of the present invention is to suppress a temporary reduction in output during operation of an internal combustion engine using different types of gasoline.
  • the present invention controls the operation of an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism and a spark plug added to a mixture of gasoline and air according to the fuel burned by the internal combustion engine. It is applied to a fuel compatible control device for an internal combustion engine.
  • the fuel handling control device includes a programmable controller programmed as follows.
  • the controller starts the internal combustion engine based on the preset ignition timing for high octane gasoline and the compression ratio for high octane gasoline, determines the knock state of the internal combustion engine, and has a predetermined knock margin for the knock state. It is programmed to retard the ignition timing so that it is maintained.
  • the controller also determines whether the gasoline is regular gasoline or high-octane gasoline, and if it determines that the gasoline is regular gasoline, the compression ratio decreases by a constant amount from the compression ratio for high-octane gasoline to the compression ratio for regular gasoline.
  • the ignition timing tag is programmed to advance from the retarded position to the regular gasoline ignition timing by an advance amount corresponding to a constant decrease amount.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a variable compression ratio internal combustion engine and a fuel control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a fuel handling control routine executed by the engine controller according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an execution result of the fuel handling control routine.
  • FIG. 1 a fuel handling control apparatus for an internal combustion engine 1 according to an embodiment of the invention will be described.
  • the internal combustion engine 1 rotates by injecting gasoline fuel from the fuel injector 5 into the air sucked from the intake passage 2 and burning the generated air-fuel mixture in the combustion chamber 4.
  • a spark plug 6 that ignites the air-fuel mixture using sparks is provided facing the combustion chamber 4. The combustion gas generated by the combustion of the air-fuel mixture pushes down the piston 7 and is then released from the exhaust passage 3 into the atmosphere.
  • the internal combustion engine 1 includes a variable compression ratio mechanism 8.
  • the compression ratio variable mechanism 8 includes an upper link 11 and a lower link 12 that couple the piston 7 and the crankshaft 9.
  • the upper link 11 is coupled to the piston 7 via a piston pin.
  • the upper link 11 and the lower link 12 are coupled via a pin 10, and the lower link 12 and the crankshaft 9 are coupled via a crank pin 13.
  • the actuator 14 changes the angle formed by the upper link 11 and the lower link 12
  • the stroke area of the piston 7 changes, and as a result, the compression ratio of the internal combustion engine 1 changes.
  • the above-described structure of the compression ratio variable mechanism 8 is known, for example, from JP2009-41512A issued by the Japan Patent Office.
  • the operation of the actuator 14 is controlled by a control signal output from the engine controller 20 via a signal circuit. Further, the fuel injection amount of the fuel injector 5 and the ignition timing of the spark plug 6 are also controlled by control signals output from the engine controller 20 via signal circuits, respectively.
  • the engine controller 20 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). It is also possible to configure the engine controller 20 with a plurality of microcomputers.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • I / O interface input / output interface
  • the internal combustion engine 1 is designed on the assumption that high-octane gasoline is used, and the compression ratio and ignition timing of the spark plug 6 are also set on the premise of high-octane gasoline. In practice, however, high-octane gasoline is not always used. If regular gasoline is used under the compression ratio and ignition timing set on the assumption of high-octane gasoline, the internal combustion engine 1 is likely to knock.
  • maps for high-octane gasoline and regular gasoline are stored in advance in the engine controller 20 with respect to ignition timing and compression ratio.
  • point A indicates the target ignition timing when the internal combustion engine 1 burns high-octane gasoline.
  • a value obtained by retarding a predetermined angle from the minimum advance value (MBT) that gives the maximum torque is set as the target ignition timing.
  • the constant angle used here is referred to as a knock margin.
  • Point B indicates the target ignition timing when the internal combustion engine 1 burns regular gasoline. In a low compression ratio for regular gasoline, a value obtained by retarding the knock margin amount from MBT is set as the target ignition timing.
  • the target ignition timing changes depending on conditions such as the cooling water temperature of the internal combustion engine 1, the intake air temperature, and the outside air temperature.
  • these conditions are the same, and the ignition timing and compression ratio when using high-octane gasoline and when using regular gasoline are compared.
  • the ignition timing and compression ratio may be changed from point A to point B.
  • the fuel handling control device includes a knock sensor 21 for detecting a knock state.
  • the knock sensor 21 detects a vibration of a specific frequency accompanying the knocking of the internal combustion engine 1 and inputs a corresponding signal to the controller 20 via a signal circuit.
  • the engine controller 20 When the engine controller 20 detects a knock state by a signal input from the knock sensor 21, the engine controller 20 corrects the ignition timing in the retarded direction. The correction is performed little by little for each combustion, and an angle retarded by the knock margin amount from the last detected knock state, that is, FIG. The correction is stopped at point D of 3.
  • the engine controller 20 determines whether the gasoline used is high octane number gasoline or regular gasoline based on the retard amount from point A to point D, which is the ignition timing for the initial high octane number gasoline. Specifically, if the retard amount is equal to or greater than a certain value, it is determined that the gasoline being used is regular gasoline.
  • This fuel-compatible control device performs the following control in order to suppress such a temporary and large decrease in output torque in response to gasoline differences.
  • the engine controller 20 sets the target ignition timing and the target compression ratio to a point B in the figure, which is a value for regular gasoline.
  • the engine controller 20 decreases the compression ratio by a certain amount, and as a result, the ignition timing corresponding to the increased amount is advanced as the knock margin increases. In other words, the ignition timing is advanced while maintaining an equal knock margin.
  • the output of the internal combustion engine 1 does not decrease below the point D but increases stepwise from the point D to the point B.
  • FIG. 2 With reference to FIG. 2, the fuel corresponding
  • step S1 the engine controller 20 reads an input signal from the knock sensor 21.
  • step S2 the engine controller 20 determines whether or not the internal combustion engine 1 is in a knocked state or a state in which knocking is predicted based on an input signal from the knock sensor 21.
  • step S2 If the determination in step S2 is affirmative, the engine controller 20 retards the ignition timing by a certain amount in step S9. In the next step S10, the engine controller 20 stores the retard amount in the memory. After the process of step S10, the engine controller 20 repeats the processes of steps S1, S2, S9, and S10 until the determination of step S2 turns negative.
  • step S2 If the determination in step S2 turns negative, the engine controller 20 reads the total value of the retard amount of the ignition timing from the memory and compares it with a predetermined value in step S3.
  • This predetermined value is a determination reference value that is set in advance according to the specifications of the internal combustion engine 1 in order to determine the difference in ignition timing between high-octane gasoline and regular gasoline.
  • step S3 determines that the fuel in the internal combustion engine 1 is not regular gasoline. In this case, the engine controller 20 clears the memory in step S8 and ends the routine. In this case, in the subsequent operation of the internal combustion engine 1, the target values of the ignition timing and the compression ratio are FIG. The value corresponding to the point A of 3 is maintained.
  • step S3 determines that the fuel of the internal combustion engine 1 is regular gasoline. In this case, the engine controller 20 sets the ignition timing and compression ratio target values in FIG. A value corresponding to 3 point B is set.
  • the engine controller 20 decreases the compression ratio by a certain amount toward the target compression ratio.
  • a certain amount is a predetermined value, for example, 0.5.
  • the engine controller 20 advances the ignition timing by an amount corresponding to the knock margin amount increased by the decrease in the compression ratio.
  • the knock margin equivalent amount can be calculated using the amount of change in the compression ratio, the current ignition timing, and the intake air amount actually measured with an air flow meter or the like.
  • the engine controller 20 determines whether or not the compression ratio and the ignition timing have reached the target values.
  • step S7 If the determination in step S7 is positive, the engine controller 20 clears the memory in step S8 and ends the routine.
  • FIG. 3 when the internal combustion period 1 in which regular gasoline is supplied is started by the execution of the above fuel handling control routine, based on the knock state input from the knock sensor 21, the engine controller 20 performs steps S1, S2, S9, The process of S10 is repeated, and the ignition timing of the spark plug 6 is retarded step by step from the point A to the point D every time the air-fuel mixture burns in the combustion chamber 4, and the retard amount is stored in the memory.
  • the engine controller 20 compares the total correction amount of the ignition timing stored in the memory in step S3 with a predetermined value and determines that the fuel used in the internal combustion engine 1 is regular gasoline. .
  • the total value of the ignition timing correction amount is FIG. 3 corresponds to the retard amount of the ignition timing from point A to point D.
  • the engine controller 20 that has determined that the fuel used in the internal combustion engine 1 is regular gasoline sets the target compression ratio of the internal combustion engine 1 and the target ignition timing of the spark plug 6 to values corresponding to point B in the figure.
  • step S5 the engine controller 20 first decreases the compression ratio by a certain amount toward the target compression ratio in step S5.
  • the ignition timing is advanced by an amount equivalent to the knock margin amount increased by the decrease in the compression ratio.
  • steps S5 and S6 the compression ratio and the ignition timing reach their target values in step S7, these values are gradually increased from point D to point B as shown by the broken lines in the figure. Change.
  • the output torque of the internal combustion period 1 also increases stepwise.
  • the reduction in the compression ratio for example, the actual compression ratio is detected from the operating position of the actuator 14, and feedback control of the compression ratio is performed based on the actual compression ratio, so that the compression ratio can be controlled with high accuracy. .
  • the output torque of the internal combustion engine 1 is reduced to the point D by the execution of the fuel-corresponding control routine, after that, it gradually recovers to the point B set for regular gasoline.
  • the compression ratio is reduced to the target compression ratio for regular gasoline at a time while the ignition timing is retarded to point D, the output torque is temporarily reduced to point C.
  • this fuel-compatible control apparatus it is possible to suppress a temporary decrease in output due to a difference in fuel of the internal combustion engine 1. Further, if the output of the internal combustion engine 1 is temporarily greatly reduced, the driver feels anxiety and depresses the accelerator pedal, resulting in an increase in fuel consumption. According to this fuel handling control device, the output of the internal combustion engine 1 does not decrease beyond the point D, so that the driver does not feel uneasy. Therefore, an increase in fuel consumption can also be suppressed.
  • the advance timing of the ignition timing from the point D to the point B is set within the range of the knock margin that increases with a certain amount of decrease in the compression ratio. Therefore, the knock margin amount is maintained constant throughout the entire control period, and stable combustion of the internal combustion engine 1 is ensured.
  • the reduction of the compression ratio and the advance angle of the ignition timing are performed alternately in stages, the output change of the internal combustion engine 1 becomes smooth, and deterioration of the driving feeling due to sudden torque fluctuations can be prevented.
  • the knock margin equivalent amount is calculated accurately by calculating the change amount of the compression ratio, the current ignition timing, and the intake air amount actually measured by an air flow meter or the like. be able to.
  • the ignition timing is retarded based on the knocking state where the knock sensor 21 is crimped, and it is determined whether the gasoline is regular gasoline or high-octane gasoline based on the retard amount of the ignition timing.
  • a difference in fuel quality can be accurately determined without using a sensor.
  • the present invention is applied to an internal combustion engine provided with a link type variable compression ratio mechanism.
  • the compression ratio of the internal combustion engine can be changed by other means, for example, by changing the valve timing of the intake valve and the exhaust valve.
  • the present invention can also be applied to an internal combustion engine provided with such a variable compression ratio mechanism based on valve timing.
  • this fuel-compatible control device changes the ignition timing and the compression ratio stepwise so that the internal combustion engine does not cause a significant decrease in output based on the difference in fuel quality. Accordingly, by applying this fuel control device to an internal combustion engine for vehicles on the premise of using high-octane gasoline, the response when regular gasoline is used is improved.

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Abstract

　コントローラはハイオクタン価ガソリンを想定した圧縮比と点火タイミングのもとで内燃機関を始動する。始動後に、所定のノック余裕量が保たれるように点火タイミングを遅角位置へと遅角させる。燃料にレギュラーガソリンが使用されていると判断すると、圧縮比を所定低下量ずつレギュラーガソリン用の目標圧縮比へと低下させるとともに、点火タイミングをレギュラーガソリン用点火タイミングへと一定低下量に対応した遅角量ずつ遅角位置から進角させる。この制御により内燃機関出力の一時的な大幅な低下を防止しつつ、レギュラーガソリンに適した運転状態を実現する。

Description

圧縮比可変型内燃機関の燃料対応制御装置及び燃料対応制御方法
　この発明は、圧縮比可変機構を備える内燃機関における、使用燃料の種類に応じた圧縮比と点火タイミングの制御に関する。
　車両用の内燃機関として、高出力とアンチノック性を両立させる目的で、圧縮比を変化させる可変圧縮比（ＶＴＣ）タイプの内燃機関が知られている。圧縮比を高めるとノッキングが起きやすくなるので、こうした高出力型の内燃機関ではアンチノック性に優れたハイオクタン価ガソリンが使用されることが多い。
　しかしながら、ハイオクタン価仕様の内燃機関であっても、必ずしもハイオクタン価ガソリンが使用されるとは限らない。日本国特許庁が１９８６年に発行したＪＰ６１－２５８８９５３Ａは、レギュラーガソリンが使用されている場合には、ガソリンのオクタン価と内燃機関のノッキング発生状況に応じて、内燃機関の圧縮比と点火タイミングをレギュラーガソリンに適した圧縮比と点火タイミングへと制御することを提案している。
　このようにして、圧縮比と点火タイミングとをガソリンの種類に応じて変化させることで、ガソリンの種類によらず、内燃機関のノッキングを防止することができる。
　従来技術が提案する制御において、アンチノック性がハイオクタン価ガソリンより低いレギュラーガソリンを使用して内燃機関を運転する場合、まずノックが発生しないところまで点火タイミングをリタード（遅角）させ、それから圧縮比をレギュラーガソリン用の目標圧縮比へと低下させる。圧縮比の低下によりアンチノック性が確保されれば、点火タイミングを徐々にアドバンス（進角）させて、レギュラーガソリン用の目標圧縮比へと制御する。
　しかしながら、点火タイミングのリタードも低圧縮比の適用も、内燃機関の出力を低下させる。その結果、内燃機関の出力が少なくとも一時的に大きく低下することは避けられない。例えば車両のドライバが給油するガソリンの種類を間違えてレギュラーガソリンを給油した場合など、こうした出力の低下に対して、車両のドライバが内燃機関の不調を疑ったり、運転に不安を感じたりする可能性がある。
　この発明の目的は、したがって、種類の異なるガソリンを使用した内燃機関の運転において、出力が一時的に大きく低下するのを抑制することである。
　以上の目的を達成するために、この発明は圧縮比可変機構とガソリンと空気の混合気に添加するスパークプラグとを備えた内燃機関の運転を、内燃機関が燃焼させる燃料に応じて制御する、内燃機関の燃料対応制御装置に適用される。燃料対応制御装置は次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラを備える。
　すなわち、コントローラは予め設定されたハイオクタン価ガソリン用点火タイミングとハイオクタン価ガソリン用圧縮比のもとで内燃機関を始動し、内燃機関のノック状態を判定し、ノック状態に対して所定のノック余裕が保たれるように点火タイミングを遅角させるようにプログラムされる。コントローラはまた、ガソリンがレギュラーガソリンかハイオクタン価ガソリンかを判定し、ガソリンがレギュラーガソリンであると判定した場合には、圧縮比をハイオクタン価ガソリン用圧縮比からレギュラーガソリン用圧縮比へと一定低下量ずつ低下させる一方、点火タイミンタグを遅角位置からレギュラーガソリン用点火タイミングへと一定低下量に対応した進角量ずつ進角させるようにプログラムされる。
　この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
ＦＩＧ．１はこの発明の実施形態による圧縮比可変型内燃機関と燃料対応制御装置の概略構成図である。 ＦＩＧ．２はこの発明の実施形態によるエンジンコントローラが実行する燃料対応制御ルーチンを説明するフローチャートである。 ＦＩＧ．３は燃料対応制御ルーチンの実行結果を示すダイアグラムである。
　図面のＦＩＧ．１を参照してこの発明の実施形態による内燃機関１の燃料対応制御装置を説明する。
　内燃機関１は吸気通路２から吸い込んだ空気に燃料インジェクタ５からガソリン燃料を噴射し、生成された混合気を燃焼室４内で燃焼させることで回転する。混合気に火花を用いて点火するスパークプラグ６が燃焼室４に臨んで設けられる。混合気の燃焼によって生じる燃焼ガスはピストン７を押し下げた後、排気通路３から大気中に放出される。
　内燃機関１は圧縮比可変機構８を備える。圧縮比可変機構８はとピストン７とクランク軸９とを結合するアッパリンク１１とロワリンク１２とを備える。アッパリンク１１はピストンピンを介してピストン７に結合する。アッパリンク１１とロワリンク１２はピン１０を介して結合し、ロワリンク１２とクランク軸９はクランクピン１３を介して結合する。アッパリンク１１とロワリンク１２とがなす角度をアクチュエータ１４が変化させることで、ピストン７のストローク領域が変化し、結果として内燃機関１の圧縮比が変化する。
　圧縮比可変機構８の以上の構造は例えば日本国特許庁が発行したＪＰ２００９－４１５１２Ａにより公知である。
　アクチュエータ１４の動作はエンジンコントローラ２０が信号回路を介して出力する制御信号により制御される。また、燃料インジェクタ５の燃料噴射量及びスパークプラグ６の点火タイミングもエンジンコントローラ２０がそれぞれ信号回路を介して出力する制御信号により制御される。
　エンジンコントローラ２０は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ　インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。エンジンコントローラ２０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
　内燃機関１はハイオクタン価ガソリンを用いることを前提に設計され、圧縮比とスパークプラグ６の点火タイミングもハイオクタン価ガソリンを前提に設定される。しかしながら、実際には必ずしもハイオクタン価ガソリンが使用されるとは限らない。ハイオクタン価ガソリンを前提に設定された圧縮比と点火タイミングのもとでレギュラーガソリンを使用すると、内燃機関１はノッキングを起こす可能性が高い。
　そこで、エンジンコントローラ２０にはあらかじめ点火タイミングと圧縮比に関して、ハイオクタン価ガソリン用とレギュラーガソリン用のマップが格納される。
　ＦＩＧ．３を参照すると、点Ａは内燃機関１がハイオクタン価ガソリンを燃焼させる場合の目標点火タイミングを示す。ここでは、ハイオクタン価ガソリン用の高い圧縮比において、最大トルクを与える最小進角値（ＭＢＴ）から一定角度遅角させた値が目標点火タイミングに設定される。ここで用いる一定角度をノック余裕量と称する。点Ｂは内燃機関１がレギュラーガソリンを燃焼させる場合の目標点火タイミングを示す。レギュラーガソリン用の低い圧縮比において、ＭＢＴからノック余裕量遅角させた値が目標点火タイミングに設定される。
　実際には、内燃機関１の冷却水温、吸気温度、外気温などの条件で目標点火タイミングは変化する。ここでは、これらの条件は同じとしてハイオクタン価ガソリン使用時とレギュラーガソリン使用時の点火タイミングと圧縮比を比較している。
　したがって、使用するガソリンがハイオクタン価ガソリンからレギュラーガソリンへと変わった場合には、点火タイミングと圧縮比とを点Ａから点Ｂに変化させれば良い。
　しかしながら、そのためには内燃機関１が使用しているガソリンがハイオクタン価ガソリンかレギュラーガソリンかを判定しなければならない。
　この判定のために、燃料対応制御装置はノック状態を検出するノックセンサ２１を備える。ノックセンサ２１は内燃機関１のノッキングに伴う特定周波数の振動を検出して対応する信号を、信号回路を介してコントローラ２０に入力する。
　エンジンコントローラ２０はノックセンサ２１からの信号入力によりノッキ状態を検出すると、点火タイミングを遅角方向へ補正する。補正は燃焼ごとに少しずつ行なわれ、最後に検出されたノック状態からノック余裕量分遅角した角度、すなわちＦＩＧ．３の点Ｄで補正を停止する。エンジンコントローラ２０は当初のハイオクタン価ガソリン用の点火タイミグである点Ａから点Ｄへの遅角量に基づき使用されているガソリンがハイオクタン価ガソリンかレギュラーガソリンかを判定する。具体的には、遅角量が一定値以上であれば、使用されているガソリンがレギュラーガソリンであると判定する。
　しかしながら、レギュラーガソリンであると判定した結果、圧縮比をレギュラーガソリン用の低い圧縮比へと低下させると、図の点Ｃに示すように内燃機関１の出力トルクは大幅に低下してしまう。出力トルクの低下は、図の点Ｂがあらたな目標点火タイミングに設定されることで所定のレベルまで回復する。しかしながら、一時的であっても出力トルクが大幅に低下すると、ドライバに内燃機関１の運転状態についての疑念を抱かせたり、不安を感じさせたりすることになる。
　この燃料対応制御装置はガソリンの違いへの対応におけるこうした一時的かつ大幅な出力トルクの低下を抑制すべく次のような制御を行なう。
　内燃機関１への供給燃料がレギュラーガソリンであると判定すると、エンジンコントローラ２０は目標点火タイミングと目標圧縮比をレギュラーガソリン用の値である図の点Ｂに設定する。しかしながら、直ちに圧縮比をレギュラーガソリン用の目標圧縮比へと低下させると、点Ｃに示すように内燃機関１の出力が大幅に低下してしまう。そこで、エンジンコントローラ２０は圧縮比を一定量量低下させ、その結果、ノック余裕量が増大するのに応じて増大分相当点火タイミングを進角させる。言い換えれば等ノック余裕量を維持しつつ点火タイミングを進角させる。このように、圧縮比の低下に応じて点火タイミングを進角させることで内燃機関１の出力は点Ｄ以下には低下せず、点Ｄから点Ｂへと段階的に増大する。
　ＦＩＧ．２を参照して、以上の制御のためにエンジンコントローラ２０が実行する燃料対応制御ルーチンを説明する。このルーチンは内燃機関１の始動直後に一度のみ実行される。
　ステップＳ１でエンジンコントローラ２０はノックセンサ２１からの入力信号を読み込む。
　ステップＳ２でエンジンコントローラ２０はノックセンサ２１からの入力信号に基づき内燃機関１がノック状態またはノック発生が予測される状態にあるかどうかを判定する。
　ステップＳ２の判定が肯定的な場合には、エンジンコントローラ２０はステップＳ９で点火タイミングを一定量遅角する。次のステップＳ１０でエンジンコントローラ２０は、遅角量をメモリに記憶する。ステップＳ１０の処理の後、エンジンコントローラ２０はスステップＳ２の判定が否定的に転じるまで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ９，Ｓ１０の処理を繰り返す。
　ステップＳ２の判定が否定的に転じると、エンジンコントローラ２０はステップＳ３で点火タイミングの遅角量の合計値をメモリから読み出し、所定値と比較する。この所定値はハイオクタン価ガソリンとレギュラーガソリンの点火タイミングの違いを判定するためにあらかじめ内燃機関１の仕様に応じて設定される判定基準値である。
　ステップＳ３の判定が否定的な場合には、エンジンコントローラ２０は内燃機関１の燃料はレギュラーガソリンではないと判定する。この場合には、エンジンコントローラ２０はステップＳ８でメモリをクリアしてルーチンを終了する。この場合には、以後の内燃機関１の運転において点火タイミングと圧縮比の目標値はＦＩＧ．３の点Ａに相当する値に維持される。
　一方、ステップＳ３の判定が肯定的な場合には、エンジンコントローラ２０は内燃機関１の燃料はレギュラーガソリンであると判定する。この場合には、エンジンコントローラ２０はステップＳ４で、点火タイミングと圧縮比の目標値をＦＩＧ．３の点Ｂに相当する値にそれぞれ設定する。
　次のステップＳ５で、エンジンコントローラ２０は圧縮比を目標圧縮比に向けて一定量低下させる。一定量はあらかじめ定めた値であり、例えば０．５とする。
　次のステップＳ６で、エンジンコントローラ２０は点火タイミングを圧縮比の低下によって増大したノック余裕量相当分進角させる。ノック余裕量相当分は、圧縮比の変化量と、現在の点火タイミングと、エアフローメータなどで実測された吸入空気量とを用いて計算することができる。
　次のステップＳ７で、エンジンコントローラ２０は圧縮比と点火タイミングがそれぞれ目標値に到達したかどうかを判定する。
　判定が否定的な場合には、エンジンコントローラ２０はステップＳ５－Ｓ７の処理を繰り返す。
　ステップＳ７の判定が肯定的に転じると、エンジンコントローラ２０はステップＳ８でメモリをクリアしてルーチンを終了する。
　再びＦＩＧ．３を参照すると、以上の燃料対応制御ルーチンの実行により、レギュラーガソリンを給油した内燃期間１が始動すると、ノックセンサ２１から入力されるノック状態に基づき、エンジンコントローラ２０はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ９，Ｓ１０の処理を繰り返し、スパークプラグ６の点火タイミングを点Ａの位置から点Ｄの位置まで燃焼室４における混合気の燃焼の都度、段階的に遅角させ、遅角量をメモリに記憶する。
　点Ｄにおいて燃焼が安定すると、エンジンコントローラ２０はステップＳ３でメモリに蓄積された点火タイミングの補正量の合計値を所定値と比較して、内燃機関１の使用燃料がレギュラーガソリンであると判定する。ここで、点火タイミングの補正量の合計値はＦＩＧ．３の点Ａから点Ｄへの点火タイミングの遅角量に相当する。
　内燃機関１の使用燃料がレギュラーガソリンであると判定したエンジンコントローラ２０は、内燃機関１の目標圧縮比とスパークプラグ６の目標点火タイミングとを図の点Ｂに相当する値にそれぞれ設定する。
　ただし、これらの値を直ちに目標値へと制御せず、エンジンコントローラ２０はステップＳ５でまず圧縮比を目標圧縮比に向けて一定量低下させる。次のステップＳ６で、点火タイミングを圧縮比の低下によって増大したノック余裕量相当分進角させる。ステップＳ５とＳ６の処理を、ステップＳ７において圧縮比と点火タイミングがそれぞれの目標値に達するまで繰り返すことで、これらの値は図の破線に示すように点Ｄから点Ｂに向けて段階的に変化する。この変化に応じて内燃期間１の出力トルクも段階的に増大する。なお、圧縮比の低下に関しては、例えばアクチュエータ１４の動作位置から実圧縮比を検出し、実圧縮比に基づき圧縮比のフィードバック制御を行なうことで圧縮比を高精度に制御することが可能である。
　したがって、この燃料対応制御ルーチンの実行により、内燃機関１の出力トルクは点Ｄまでは低下するものの、その後はレギュラーガソリン用に設定された点Ｂまで段階的に回復する。これに対して、点火タイミングを点Ｄへと遅角させた状態で圧縮比をレギュラーガソリン用の目標圧縮比へと一度に低下させると、出力トルクが一時的に点Ｃまで低下してしまう。
　以上のようにこの燃料対応制御装置によれば、内燃機関１の燃料の違いにより一時的に出力が大幅に低下するのを抑制することができる。また、内燃機関１の出力が一時的に大きく低下すると、ドライバが不安を感じてアクセルペダルを踏み込むことになり、燃料消費量が増大を招く。この燃料対応制御装置によれば、内燃機関１の出力は点Ｄを超えて低下しないので、ドライバに不安感を与えない。したがって、燃料消費量の増大も抑制することができる。
　この燃料対応制御装置によれば、点Ｄから点Ｂへの点火タイミングの進角は圧縮比の一定量の低下に伴って増大するノック余裕量の範囲で設定される。したがって、制御の全期間を通じてノック余裕量が一定に維持されることになり、内燃機関１の安定した燃焼が確保される。また、圧縮比の低下と点火タイミングの進角とが交互に段階的に行なわれるので、内燃機関１の出力変化が滑らかになり、急激なトルク変動による運転感覚の悪化を防止することができる。
　また、ノック余裕量相当分を、圧縮比の変化量と、現在の点火タイミングと、エアフローメータなどで実測された吸入空気量とを用いて計算することでノック余裕量相当分を精度良く算出することができる。
　この燃料対応制御装置においては、ノックセンサ２１が捲縮するノック状態に基づき点火タイミングを遅角させ、点火タイミングの遅角量に基づきガソリンがレギュラーガソリンかハイオクタン価ガソリンかを判定するので、専用のセンサを用いずに燃料の質の違いを精度よく判定することができる。
　以上のように、この発明を特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
　例えば、上記の実施形態では、リンク式の圧縮比可変機構を備えた内燃機関にこの発明を適用している。しかしながら、内燃機関の圧縮比は別の手段、例えば吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングの変更によっても変化させることが可能である。この発明は、こうしたバルブタイミングによる圧縮比可変機構を備えた内燃機関にも適用することができる。
　以上のように、この燃料対応制御装置は、燃料の質の違いに基づき内燃機関が大幅な出力低下を起こさないように点火タイミングと圧縮比とを段階的に変化させる。したがって、ハイオクタン価ガソリンの使用を前提とした車両用の内燃機関にこの燃料対応制御装置を適用することで、レギュラーガソリンが使用された場合の対応が改善される。

Claims (6)

  1. 　圧縮比可変機構とガソリンと空気の混合気に添加するスパークプラグとを備えた内燃機関の運転を内燃機関が燃焼させる燃料に応じて制御する内燃機関の燃料対応制御装置において：
    　予め設定されたハイオクタン価ガソリン用点火タイミングとハイオクタン価ガソリン用圧縮比のもとで内燃機関を始動し；
    　内燃機関のノック状態を判定し；
    　ノック状態に対して所定のノック余裕が保たれるように点火タイミングを遅角させ、
    　ガソリンがレギュラーガソリンかハイオクタン価ガソリンかを判定し：
    　ガソリンがレギュラーガソリンであると判定した場合には、圧縮比をハイオクタン価ガソリン用圧縮比からレギュラーガソリン用圧縮比へと一定低下量ずつ低下させる一方、点火タイミンタグを遅角位置からレギュラーガソリン用点火タイミングへと一定低下量に対応した進角量ずつ進角させる、
    　ようプログラムされたプログラマブルコントローラを備える、内燃機関の燃料対応制御装置。
  2. 　進角量は、圧縮比の一定低下量の低下に伴って増大するノック余裕量の範囲の値に設定される、請求項１の内燃機関の燃料対応制御装置。
  3. 　コントローラは内燃機関の吸入空気量を検出し、一定低下量と、現在の点火タイミングと、吸入空気量とに基づきノック余裕量を計算し、ノック余裕量が所定のノック余裕量に等しく保たれるように、点火タイミングを進角させるよう、さらにプログラムされる、請求項２の内燃機関の燃料対応制御装置。
  4. 　内燃機関のノッキングを検出するノックセンサをさらに備え、コントローラはノックセンサが検出するノック状態に応じて点火タイミングを遅角させるとともに、点火タイミングの遅角量に基づき、ガソリンがレギュラーガソリンかハイオクタン価ガソリンかを判定するよう、さらにプログラムされる、請求項１から３のいずれかの内燃機関の燃料対応制御装置。
  5. 　コントローラは圧縮比指令信号を圧縮比可変機構に出力することで内燃機関の圧縮比を変化させるとともに、圧縮比指令信号に基づき実圧縮比を算出し、圧縮比の制御を実圧縮比に基づき行なうようさらにプログラムされる、請求項１から４のいずれかの内燃機関の燃料対応制御装置。
  6. 　圧縮比可変機構とガソリンと空気の混合気に添加するスパークプラグとを備えた内燃機関の運転を内燃機関が燃焼させる燃料に応じて制御する燃料対応制御方法において：
    　予め設定されたハイオクタン価ガソリン用点火タイミングとハイオクタン価ガソリン用圧縮比のもとで内燃機関を始動し；
    　内燃機関のノック状態を判定し；
    　内燃機関のノック状態に対して所定のノック余裕が保たれるように点火タイミングを遅角位置へと遅角させ、
    　ガソリンがレギュラーガソリンかハイオクタン価ガソリンかを判定し：
    　ガソリンがレギュラーガソリンである場合には、圧縮比をハイオクタン価ガソリン用圧縮比からレギュラーガソリン用圧縮比へと一定低下量ずつ低下させる一方、点火タイミンタグを遅角位置からレギュラーガソリン用点火タイミングへと一定低下量に対応した進角量ずつ進角させる、内燃機関の燃料対応制御方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05280454A (ja) * 1991-07-18 1993-10-26 Mitsubishi Motors Corp 使用燃料判別装置付きエンジン
JP2006177176A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP2012021533A (ja) * 2011-10-31 2012-02-02 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2012132326A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Toyota Motor Corp 火花点火内燃機関

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05280454A (ja) * 1991-07-18 1993-10-26 Mitsubishi Motors Corp 使用燃料判別装置付きエンジン
JP2006177176A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP2012132326A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Toyota Motor Corp 火花点火内燃機関
JP2012021533A (ja) * 2011-10-31 2012-02-02 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置

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