(57)【要約】【課題】高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を混合して供給される火花点火式内燃機関で混合された燃料の混合割合をもとめること。【解決手段】低オクタン価燃料タンク（５）、高オクタン価燃料タンク（７）に貯留されているオクタン価が既知の低オクタン価燃料と高オクタン価燃料が運転状態に応じて設定されている標準オクタン価になる混合割合で燃料噴射弁（１３ａ、１３ｂ）から吸気ポート（１２）内に噴射される。所定の定常運転状態でノッキングが発生すると、ノックセンサ（１０ｂ）がノッキングを検出しそれに対応して基本点火時期から遅角される。遅角量からオクタン価のずれをマップからもとめ、吸気温度で補正し、それにもとづき高オクタン価燃料の混合割合のずれをマップからもとめ、このずれを標準オクタン価に対応して算出された目標混合割合に加算して現在の混合割合を算出する。【選択図】      図１
2005002914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を燃料混合手段で混合割合可変に混合して燃焼室に供給してなる火花点火式内燃機関であって、
運転状態に応じて標準オクタン価が設定され、該標準オクタン価になるように高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合が調整され、かつ、該標準オクタン価に対応した基準点火時期、が設定されていて、
ノッキング測定手段と混合割合推定手段とを具備し、
ノッキング測定手段で所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、混合割合推定手段が測定されたノッキングの発生状態にもとづいて設定された混合割合とのずれをもとめて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合を推定する、
ことを特徴とする火花点火式内燃機関。
【請求項２】
推定された混合割合が、所定の標準混合割合と異なる場合に、標準混合割合になるように混合割合を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項３】
前記所定の運転状態でノッキングが発生しない場合に、点火時期を進角する、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項４】
前記所定の運転状態でノッキングが発生した場合に、高オクタン価燃料の割合を増大する、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項５】
ノッキング測定手段はノッキングが発生するノッキングの強さに応じて点火時期を遅角せしめるノックコントロールを実行し、
混合割合推定手段は前記ノックコントロールによる点火時期の遅角量にもとづいて混合割合を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項６】
前記ノックコントロールによる点火時期の遅角量を吸気温度で補正する、
ことを特徴とする請求項５に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項７】
燃料混合手段は、既知の高オクタン価燃料の公称オクタン価と既知の低オクタン価燃料の公称オクタン価にもとづいて、標準オクタン価になるように、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を混合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項８】
さらに、低オクタン価燃料の実オクタン価、および、高オクタン価燃料の実オクタン価を検出可能な実オクタン価検出手段を具備し、
燃料混合手段は、実オクタン価検出手段の検出した高オクタン価燃料の実オクタン価と低オクタン価燃料の実オクタン価にもとづいて、標準オクタン価になるように、運転状態に応じて高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合が設定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項９】
実オクタン価検出手段は、
低オクタン価燃料の割合を１００％にして、所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、測定されたノッキングの発生状態にもとづいて低オクタン価燃料の実オクタン価をもとめ、
実オクタン価が求められた低オクタン価燃料に、高オクタン価燃料を所定の割合で混合して、所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、測定されたノッキングの発生状態にもとづいて高オクタン価燃料の実オクタン価をもとめる、
ことを特徴とする請求項８に記載の火花点火式内燃機関。
【請求項１０】
燃料分離装置を備え、該燃料分離装置で原料燃料から高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が分離生成され、
混合割合推定手段が、燃料分離装置がそれぞれ所定のオクタン価の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を分離生成するように正常に作動しているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式機関。
【請求項１１】
燃料分離装置で分離生成された高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が前記所定のオクタン価を有しているものとして標準オクタン価が得られるように運転状態に応じた混合割合が設定されていて、
混合割合推定手段はノッキングの発生状態にもとづいてもとめた設定された混合割合とのずれが、予めさだめた判定値よりも大きい場合には、該燃料分離装置が正常に作動していないと判定する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の火花点火式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を混合比可変に混合し得る燃料混合手段で混合して燃焼室に供給してなる火花点火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低オクタン価燃料は着火性がよいが耐ノッキングは悪く、高オクタン価燃料は着火性は悪いが耐ノッキング性がよいという性質を有している。そこで、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料を運転条件に合うように燃料噴射弁で混合して燃焼室に供給するようにした内燃機関が公知であり、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
ところが、このような内燃機関において、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料がそれぞれ所定のオクタン価を有していても、噴射弁の混合装置の公差等によって燃焼室に供給される燃料のオクタン価が目標のオクタン価に対してずれる場合がある。これに対して、現状ではオクタン価のずれを検出する方法はなく、ずれたオクタン価のまま運転され、機関がねらい通りの運転性能、すなわち、加速性能、燃費、排気エミッションが、得られないことになる。
【０００４】
そこで特許文献２に記載の装置では燃料のオクタン価を推定してそれに即応した点火時期を設定し常にノッキング限界で運転できるようにしている。
しかしながら、上記特許文献２の装置は、所定値からずれているオクタン価の燃料に対して点火時期で対応する所謂対処療法であって、オクタン価を所定値に合わせる根本治療ではない。すなわち、混合割合をもとめていないので、混合割合のずれを除去することはできず、ずれが大きな場合には対処できない可能性がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−０５００７０号公報
【特許文献２】
特開平４−２３４５７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を混合して機関に供給する火花点火式内燃機関において、混合された燃料の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合をもとめることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を燃料混合手段で混合割合可変に混合して燃焼室に供給してなる火花点火式内燃機関であって、
運転状態に応じて標準オクタン価が設定され、該標準オクタン価になるように高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合が調整され、かつ、該標準オクタン価に対応した基準点火時期、が設定されていて、
ノッキング測定手段と混合割合推定手段とを具備し、
ノッキング測定手段で所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、混合割合推定手段が測定されたノッキングの発生状態にもとづいて設定された混合割合とのずれをもとめて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合を推定する、ことを特徴とする火花点火式内燃機関が提供される。
このように構成される火花点火式内燃機関では高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が燃料混合手段で混合比可変に混合されて燃焼室に供給されるが、運転状態に応じて標準オクタン価が設定され、該標準オクタン価になるように高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合が調整され、かつ、該標準オクタン価に対応した基準点火時期、が設定されていて、所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、測定されたノッキングの発生状態にもとづいて、設定された混合割合とのずれをもとめて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合を推定しており、簡単に低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合を推定することを可能にしている。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明において、推定された混合割合が、所定の標準混合割合と異なる場合に、標準混合割合になるように混合割合が変更される。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明において、所定の運転状態でノッキングが発生しない場合に、点火時期が進角され、より効率のよい領域で運転することができ燃費、出力が向上する。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１の発明において、所定の運転状態でノッキングが発生した場合に、高オクタン価燃料の割合を増大され、再度のノッキングの発生が抑制される。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１の発明において、ノッキング測定手段はノッキングが発生するノッキングの強さに応じて点火時期を遅角せしめるノックコントロールを実行し、混合割合推定手段は前記ノックコントロールによる点火時期の遅角量にもとづいて混合割合を推定する、ようにした火花点火式内燃機関が提供される。
このように構成される火花点火式内燃機関では、ノッキングの強さに応じて点火時期を遅角せしめるノックコントロールが実行され、このノックコントロールによる点火時期の遅角量にもとづいて混合割合が推定される。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５の発明において、ノックコントロールによる点火時期の遅角量を吸気温度で補正するようにされ、吸気温度の影響が除去されるので混合割合の推定の精度がよい。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１の発明において、燃料混合手段は、既知の高オクタン価燃料の公称オクタン価と既知の低オクタン価燃料の公称オクタン価にもとづいて、標準オクタン価になるように、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を混合するようにされている。
【００１４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１の発明において、さらに、低オクタン価燃料の実オクタン価、および、高オクタン価燃料の実オクタン価を検出可能な実オクタン価検出手段を具備し、
燃料混合手段は、実オクタン価検出手段の検出した高オクタン価燃料の実オクタン価と低オクタン価燃料の実オクタン価にもとづいて、標準オクタン価になるように、運転状態に応じて高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合を設定するようにされている。
このように構成される火花点火式内燃機関では実オクタン価検出手段を備えているので、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料のオクタン価が不明であっても、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の実オクタン価が検出され、その値にもとづいて標準オクタン価が得られるように高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合が設定される。そして、ノッキング測定手段で所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、混合割合推定手段が測定されたノッキングの発生状態にもとづいて上述のように設定された混合割合とのずれをもとめて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合が推定される。
【００１５】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明において、実オクタン価検出手段は、低オクタン価燃料の割合を１００％にして、所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、測定されたノッキングの発生状態にもとづいて低オクタン価燃料の実オクタン価をもとめ、
実オクタン価が求められた低オクタン価燃料に、高オクタン価燃料を所定の割合で混合して、所定の運転状態におけるノッキングの発生状態を測定し、測定されたノッキングの発生状態にもとづいて高オクタン価燃料の実オクタン価をもとめるようにされている。
【００１６】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１の発明において、燃料分離装置を備え、該燃料分離装置で原料燃料から高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が分離生成され、
混合割合推定手段が、燃料分離装置がそれぞれ所定のオクタン価の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を分離生成するように正常に作動しているか否かを判定するようにされた火花点火式機関が提供される。
このように構成された火花点火式機関では、燃料分離装置で原料燃料から高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が分離生成されるが、混合割合推定手段によって燃料分離装置がそれぞれ所定のオクタン価の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を分離生成するように正常に作動しているか否かが判定することができる。
【００１７】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０の発明において、燃料分離装置で分離生成された高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が前記所定のオクタン価を有しているものとして標準オクタン価が得られるように運転状態に応じた混合割合が設定されていて、
混合割合推定手段はノッキングの発生状態にもとづいてもとめた設定された混合割合とのずれが、予め定めた判定値よりも大きい場合には、該燃料分離装置が正常に作動していないと判定するようにされている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施形態の概略構成を模式的に示す図であって、図１において車両１００の低オクタン価燃料タンク５には相対的に低いオクタン価を有する低オクタン価燃料が貯留され、高オクタン価燃料タンク７には相対的に高いオクタン価を有する高オクタン価燃料が貯留される。
【００１９】
低オクタン価燃料は低オクタン価燃料ポンプ５ａにより、高オクタン価燃料は高オクタン価燃料ポンプ７ａにより、点火栓１１を有する火花点火式の内燃機関（以下、単に機関という）１０の吸気ポート１２に取り付けられている燃料噴射弁１３ａ、１３ｂにそれぞれ送給される。燃料噴射弁１３ａ、１３ｂは電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０からの指令により低オクタン価燃料と高オクタン価燃料を運転条件に適した所定の割合で吸気ポート１２内に噴射し、噴射された燃料は吸気ポート１２、および、燃焼室内で混合される。
【００２０】
なお、この実施の形態では２つの燃料噴射弁１３ａ、１３ｂを吸気ポート１２に備えているが、一方を筒内に直接噴射するものにしてもよいし、あるいは、吸気ポート１２に２つの燃料を噴射できる一体型の燃料噴射弁を１個設けるようにしてもよい。
【００２１】
機関１０には機関回転数を検出するためのクランク角センサ１０ａ，ノッキングの発生状態を測定するノックセンサ１０ｂが取り付けられている。また、吸気管１４には負荷としての吸気量を検出するエアフローメータ１４ａが取り付けられており、エアフローメータ１４ａは吸気温度を検出する吸気温センサを内蔵している。これらのセンサ、メータの検出値はＥＣＵ２０に送られる。
ＥＣＵ２０にはその他にも多くのセンサ類の信号が送られ、また、ＥＣＵ２０から多くの制御機器に信号が送られるが本発明に直接の関係のないものは省略してある。
【００２２】
ノックセンサ１０ａがノッキングを検出するとＥＣＵ２０はノッキングが発生しないように点火栓１１の点火時期を遅角させるが、これを以下ノックコントロールと言う。
【００２３】
この実施の形態では吸入空気量と回転数で決まる運転条件に対して使用すべきオクタン価、すなわち燃料噴射弁１３で混合される燃料のオクタン価、すなわち目標混合燃料オクタン価ＴＭＲＯＮが設定されている。図１１に示すのがそのマップであって、混合燃料オクタン価ＴＭＲＯＮは低負荷では低く、高負荷では高く設定されている。
【００２４】
図１２は、上記のように設定される混合燃料オクタン価ＭＲＯＮを得るために、燃料噴射弁１３によりおこなわれる低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合を説明する図であって、例えば、オクタン価がＬＲＯＮの低オクタン価燃料をＲＬＲＯＮの割合で、オクタン価がＨＲＯＮの高オクタン価燃料をＲＨＲＯＮの割合（ＲＬＲＯＮ＋ＲＨＲＯＮ＝１）で、混合したものの混合燃料オクタン価ＭＲＯＮは、ＭＲＯＮ＝ＲＬＲＯＮ×ＬＲＯＮ  ＋  ＲＨＲＯＮ×ＨＲＯＮとなる。
【００２５】
逆に、
2005002914.tif 000003
となる。
【００２６】
なお、この第１の実施の形態では、低オクタン価燃料のオクタン価ＬＲＯＮ、高オクタン価燃料のオクタン価ＨＲＯＮとして、それぞれ、設定された既知の公称オクタン価を使用するようにされている。
【００２７】
図１３は上記のような混合燃料オクタン価ＭＲＯＮを有する混合燃料の運転条件に対する総噴射量ＱＴを示すマップである。
また、図１４は、図１１に示されるように設定された混合燃料オクタン価ＭＲＯＮを有する燃料による運転において使用される基本点火時期を説明する図である。この基本点火時期は各運転条件に対して所定通りの混合燃料オクタン価ＭＲＯＮが得られている場合にノッキングが発生しない範囲でできるだけ大きなトルクを得られるように設定されていて、ＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ）に設定できるところはＭＢＴに設定されるが、ＭＢＴではノッキングの発生が懸念される領域ではノッキングがおきないようにＭＢＴより遅れ側に設定されている。
【００２８】
ところが、燃料噴射弁１３ａ、１３ｂの製作誤差等により運転条件に対して所定の混合燃料オクタン価ＭＲＯＮの燃料が噴射されないことがある。
そこで、第１の実施の形態では、所定のある運転状態、例えば、５０ｋｍ／ｈ程度の定常運転状態においてノッキングが発生した場合にノッキングの発生状況から実際の混合燃料オクタン価が目標オクタン価からどれだけずれているかをもとめ、それを吸気温度で補正してから、混合割合の補正量を算出して、この補正量を現在の混合割合に加えて混合割合をもとめる。
【００２９】
図３に示すのが上記の第１の実施の形態の制御をおこなうフローチャートであって、まず、ステップ１０１では現在の運転状態が上述した所定の定常運転状態であるか否かを判定する。否定判定された場合はそのまま終了する。肯定判定された場合はステップ１０２に進んでノックセンサ１０ｂの作動から、詳細にはノックセンサがノッキングを検出してそれに基づいて点火時期を遅角せしめたかどうかによって、ノッキングが発生したか否かを判定し、否定判定された場合、すなわちノッキングが発生していない場合はそのまま終了する。
【００３０】
ステップ１０２で肯定判定された場合、すなわちノッキングが発生した場合はステップ１０３に進んでノックコントロールによる点火時期の遅角量ＫＮＫＳＡを読み込む。そして、ステップ１０４に進んで予め記憶している図１５に示すようなマップからノックコントロールによる点火時期の遅角量ＫＮＫＳＡに対応する燃料のオクタン価のずれＤＲＯＮをもとめる。
【００３１】
ここでノッキングは吸気温度の影響を受けるので、ステップ１０５に進んで予め記憶している図１６に示すようなマップからオクタン価のずれＤＲＯＮの温度補正係数ＫＴをもとめ、ステップ１０６に進んでオクタン価のずれＤＲＯＮに温度補正係数ＫＴを乗算して温度補正後の、標準温度状態の、オクタン価のずれＤＲＯＮＦを算出する。そして、ステップ１０７に進んで図１７に示すようなマップから温度補正後のオクタン価のずれＤＲＯＮＦに対応する混合割合補正量ＲＤＲＯＮＦをもとめる。
【００３２】
上記の混合割合補正量ＲＤＲＯＮＦは図１１の現在の目標オクタン価ＴＭＲＯＮに対応して算出される現在の目標高オクタン価燃料割合ＲＨＲＯＮｉに対して補正すべき補正量である。
そこで、ステップ１０８に進んで、現在の目標高オクタン価燃料割合ＲＨＲＯＮｉにステップ１０７でもとめた混合割合補正量ＲＤＲＯＮＦを加算して新しい高オクタン価燃料割合ＲＨＲＯＮｉもとめ、ステップ１０９に進んで１からステップ１０８でもとめた新しい高オクタン価燃料の混合割合ＲＨＲＯＮｉを減算して新しい低オクタン価燃料の混合割合ＲＬＲＯＮｉをもとめる。
【００３３】
さらに、ステップ１１０に進んで前述した図１３に示されるマップから現在の運転条件における総燃料噴射量ＱＴを読み込み、ステップ１１１、１１２でステップ１１０で読み込んだ総燃料噴射量ＱＴにステップ１０８、１０９でもとめた高オクタン価燃料の混合割合ＲＨＲＯＮｉ、低オクタン価燃料の混合割合ＲＬＲＯＮｉを乗算して、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の、それぞれの、新しい噴射量Ｑｈｉ、ＱＬｉを求めて終了する。
【００３４】
第１の実施の形態は上記のように構成され作用し、所定の定常運転状態でノッキングが発生し、ノックコントロールによって点火時期を遅角せしめた場合に、その遅角量からオクタン価のずれを算出し、それを吸気温度の影響を消去するように補正してから、混合割合のずれを算出し、算出されたずれにもとづいて高オクタン価燃料と低オクタン価燃料の混合割合を算出し、目標の混合割合となるように修正される。
【００３５】
次に、第２の実施の形態について説明する。図４に示すのがこの第１の実施の形態の第１変形例の制御のフローチャートであって、ステップ１０１からステップ１１２までは第１の実施の形態と同じで、ステップ１１３が追加されてノックコントロールによる遅角を解除するという点が第１の実施の形態と異なる。
【００３６】
図１８は、この第２の実施の形態の制御の概念と効果を示しており、図示されるようにノッキングが発生するとノックコントロールにより遅角されるが高オクタン価燃料割合ＲＨＲＯＮが増大せしめられているので、ノッキングを発生しにくくなっているので点火時期が元に戻され、燃費率が小さくなり（燃焼効率がよくなり）燃費の悪化を防止できる。
【００３７】
次に、第３の実施の形態について説明する。図５に示すのがこの第３の実施の形態の制御のフローチャートであって、ステップ１０１からステップ１１３までは第２の実施の形態と同じであるがステップ１１４が追加されていて、ステップ１０２で否定判定された場合、すなわちノッキングが発生しない場合にＭＢＴまで点火時期を進角するという点が異なる。
【００３８】
図１９はこの第３の実施の形態の制御の概念と効果を示しており、図示されるようにノッキングが発生しない場合に、ＭＢＴまで点火時期が進角され、燃費率が小さくなり（燃焼効率がよくなり）燃費が向上する。
基本点火時期ＳＡがＭＢＴとなっている場合は効果はないが、ノッキングの発生を防止するためにＭＢＴよりも遅れ側に基本点火時期ＳＡが設定されている場合はＭＢＴまで進角できるので上記の効果を得ることができる。
【００３９】
次に、第４の実施の形態について説明する。図６に示すのがこの第４の実施の形態の制御のフローチャートであって、ステップ１０１からステップ１１３までは第２の実施の形態と同じであるがステップ１１４ａが追加されていて、ステップ１０２で否定判定された場合、すなわちノッキングが発生しない場合に低オクタン価燃料割合を増大するという点が異なる。
【００４０】
図２０はこの第４の実施の形態の制御の概念を示す図であって、所定の定常の運転状態において、ノッキングが発生しない場合に、低オクタン価燃料割合を増大していくとやがてノッキングが発生するようになる。なお、このようにして、低オクタン価燃料の割合を増大することによりノッキングが発生するので、その後は、ステップ１０２で肯定判定され、ステップ１０３から１１３が実行され、再度最適な混合割合に調整される。このようにされているので第１の実施の形態の第３変形例では不必要に高いオクタン価の燃料を使用しつづけることが防止される。
【００４１】
以上、説明してきた第１〜第４の実施の形態は、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が既知の公称オクタン価を有している場合であって、その前提で標準オクタン価が得られるように運転状態に応じて混合割合が設定されている。  しかしながら、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料のオクタン価が不明の場合、あるいは、公称オクタン価と実オクタン価がずれている場合もある。
【００４２】
第５の実施の形態はこのような場合に対応するものであって、次に、第５の実施の形態について説明する。この第５の実施の形態は低オクタン価燃料タンク５ａおよび高オクタン価燃料タンク７ａにそれぞれ貯留される低オクタン価燃料および高オクタン価燃料のオクタン価をもとめ、これにもとづいて、混合割合を設定するようにされている。そして、この混合割合に対するずれが生じた場合にずれた混合割合をもとめるものである。
【００４３】
図７に示すのが、この第５の実施の形態の制御のフローチャートであって、ステップ１０１〜１１２は第１の実施の形態と同じであるが、ステップ１０１の前に、ステップ１００Ａ〜１００Ｄが実行される。
ステップ１００Ａでは低オクタン価燃料オクタン価ＬＲＯＮを算出し、ステップ１００Ｂでは高オクタン価燃料オクタン価ＨＲＯＮを算出し、ステップ１００Ｃではステップ１００Ａ、１００Ｂで算出したＬＲＯＮとＨＲＯＮを読み込み、ステップ１００Ｄでは読み込んだＬＲＯＮとＨＲＯＮにもとづいて運転状態に応じた混合割合を設定する。
【００４４】
図８は、上述のステップ１００Ａでおこなわれる低オクタン価燃料のオクタン価ＬＲＯＮを算出するルーチンのフローチャートであって、まず、ステップＡ１で、所定の運転状態であることが確認されると、ステップＡ２に進んで低オクタン価燃料割合を１００％とする。さらにステップＡ３でノッキングの発生が確認された場合は、ステップＡ４でその時に発生するノッキングによるノックコントロールの遅角量を読み込み、ステップＡ５で図２１に示すマップから低オクタン価燃料オクタン価ＬＲＯＮを算出する。
なお、ステップＡ２で否定判定された場合はそのまま終了し、Ａ３でノッキングの発生が確認されなかった場合はステップＡ６で点火時期を進めてノッキングが発生するようにする。
【００４５】
図９は、同様に、上述のステップ１００Ｂでおこなわれる高オクタン価燃料のオクタン価ＨＲＯＮを算出するルーチンのフローチャートであって、まず、ステップＢ１で、所定の運転状態であることが確認されると、ステップＢ２に進んで上述のようにして求めた低オクタン価燃料オクタン価ＬＲＯＮを読み込む。
【００４６】
そして、ステップＢ３に進んでオクタン価が明らかになった低オクタン価燃料とオクタン価が明らかでない高オクタン価燃料を所定の割合で混合する。この割合は、例えば、低オクタン価燃料：高オクタン価燃料＝９：１のようにオクタン価があまり上がらずノッキングが発生しやすい混合燃料が得られるようにすることがのぞましい。
【００４７】
そして、ステップＢ４でノッキングの発生が確認された場合は、ステップＢ５でその時に発生するノッキングによるノックコントロールの遅角量を読み込み、ステップＢ６で、図２１に示すマップから上記のように所定の割合で混合された混合燃料のオクタン価ＭＲＯＮを算出する。
【００４８】
ここで、上記の高オクタン価燃料の割合をＴＲＨＲＯＮとすると、
ＭＲＯＮ＝ＨＲＯＮ×ＴＲＨＲＯＮ＋ＬＲＯＮ×（１−ＴＲＨＲＯＮ）であり、これから、
ＨＲＯＮ＝ＬＲＯＮ＋（ＭＲＯＮ−ＬＲＯＮ）／ＴＲＨＲＯＮが成り立つ。
そこで、ステップＢ７で、このＨＲＯＮ＝ＬＲＯＮ＋（ＭＲＯＮ−ＬＲＯＮ）／ＴＲＨＲＯＮにもとづいて高オクタン価燃料のオクタン価ＨＲＯＮをもとめる。
なお、ステップＢ１で否定判定された場合はそのまま終了し、ステップＢ４でノッキングの発生が確認されなかった場合はステップＢ８で点火時期を進めてノッキングが発生するようにする。
【００４９】
第５の実施の形態は上記のように作用し、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料のそれぞれの実オクタン価がもとめられ、これを目標のオクタン価が得られるように混合している。したがって、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料のオクタン価が不明、あるいは、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料のオクタン価が公称値からずれていても運転状態に応じた標準オクタン価の燃料を得ることができる。
【００５０】
次に、第６の実施の形態について説明する。
図２が、この第６の実施の形態の構造を示す図であって、図１に示した第１〜第６の実施の形態のものに対して原料燃料を貯留する原料燃料タンク３、および、原料燃料タンク３から原料燃料ポンプ３ａによって送給される原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離する燃料分離装置４を備えている。燃料分離装置４は詳細は示さないが、例えば、芳香族成分の透過性が良好な分離膜を備え、原料燃料をこの分離膜に向けて流し、分離膜を透過した芳香族成分を多く含む高オクタン価燃料と分離膜を透過しないで回収される芳香族成分が少なくなった低オクタン価燃料に分離するものである。
【００５１】
しかし、燃料分離装置４は、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離できればよく、このようなタイプに限られるものではない。例えば、分留によるタイプのものでも構わない。いずれにせよ、燃料分離装置４で分離された高オクタン価燃料と低オクタン価燃料は、それぞれ、第１、２実施の形態と同じ高オクタン価燃料タンク５、および、低オクタン価燃料タンク７に貯留される。
【００５２】
この第６の実施の形態の分離装置４は、例えば、市販のレギュラーガソリンは概ねオクタン価が９０程度であるが、これを、上記の分離膜式の燃料分離装置４で分離すると、分離装置が正常に作用していれば、オクタン価８６程度のガソリンとオクタン価１００程度のガソリンを得ることができ、また、市販のハイオクガソリンは概ねオクタン価が１００程度であるが、これを分離装置４で分離するとオクタン価９６程度のガソリンとオクタン価１１０程度のガソリンを得ることができる。
【００５３】
そこで、この第６の実施の形態では原料燃料タンク３にレギュラーガソリンを貯留した場合はオクタン価８６の低オクタン価燃料とオクタン価１００の高オクタン価燃料がそれぞれのタンクに貯留されているものとして、ハイオクガソリンを貯留した場合はオクタン価９６の低オクタン価燃料とオクタン価１１０の高オクタン価燃料がそれぞれのタンクに貯留されているものとして、混合燃料の目標オクタン価、および、点火時期等が設定される。そして、所定の定常運転状態ではノッキングが発生しないようになっている。
【００５４】
上記のような前提にもとづいて図１０に示すフローチャートの制御が実行される。
ステップ１０１〜１０７は第１の実施の形態と同様であるが、ステップ１０７の後に、ステップ１０７Ｅ〜１０７Ｇを実行するようにされ、ステップ１０８〜１１２は削除されている。
ステップ１０７Ｅではステップ１０７で算出したＲＤＲＯＮＦが予め定めた判定値ＪＳＥＰより大きいか否かを比較判定し、ステップ１０７Ｅで肯定判定された場合はステップ１０７Ｆで燃料分離装置に異常ありという判定をし、ステップ１０７Ｅで否定判定された場合はステップ１０７Ｇで燃料分離装置に異常なしという判定をして終了する。
なお、燃料分離装置に異常なしという判定がされた場合には、第１の実施の形態におけるステップ１０８〜１１２を実行して燃料分離装置以外の部分の異常に起因して標準混合割合からずれた混合割合をもとめることができる。
第６の実施の形態はこのように作動するので燃料分離装置４が正常に作動して所定のオクタン価の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を分離生成しているかを判定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料が燃料混合手段で混合されて燃焼室に供給される点火式内燃機関において、所定の運転状態におけるノッキングの発生状態から簡単に低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合を推定することができる。
特に、請求項３に記載の発明によれば、所定の運転状態でノッキングが発生しない場合に、点火時期が進角され、より効率のよい領域で運転することができ燃費、出力が向上する。
特に請求項８，９に記載の発明によれば、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料のオクタン価が不明であっても、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の実オクタン価が検出することができる。
特に請求項１０の発明によれば、燃料分離装置で原料燃料から高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を分離生成する場合において、燃料分離装置がそれぞれ所定のオクタン価の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を分離生成するように正常に作動しているか否かが判定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態、および、その変形例の構成を示す図である。
【図２】第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図５】第３の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図６】第４の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図７】第５の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図８】図７のステップ１００Ａの低オクタン価燃料のオクタン価算出をするサブルーチンのフローチャートである。
【図９】図７のステップ１００Ｂの高オクタン価燃料のオクタン価算出をするサブルーチンのフローチャートである。
【図１０】第６の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図１１】運転条件に対する目標オクタン価を示すマップである。
【図１２】低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の混合割合によるオクタン価の変化を説明する図である。
【図１３】運転条件に対する総燃料噴射量を示すマップである。
【図１４】運転条件に対する基本点火時期を示すマップである。
【図１５】ノックコントロールによる点火時期の遅角とオクタン価のずれの関係を示すマップである。
【図１６】オクタン価のずれの吸気温度による補正値のマップである。
【図１７】（補正後の）オクタン価のずれと混合割合補正量を示すマップである。
【図１８】第２の実施の形態の作動と効果を説明する図である。
【図１９】第３の実施の形態の作動と効果を説明する図である。
【図２０】第４の実施の形態の作動と効果を説明する図である。
【図２１】第５の実施の形態におけるノックコントロールによる点火時期の遅角とオクタン価の関係を示すマップである。
【符号の説明】
３…原料燃料タンク
４…燃料分離装置
５…低オクタン価燃料タンク
７…高オクタン価燃料タンク
１０…機関
１０ａ…クランク角センサ
１０ｂ…ノックセンサ
１１…点火栓
１２…吸気ポート
１３ａ…（低オクタン価燃料用）燃料噴射弁
１３ｂ…（高オクタン価燃料用）燃料噴射弁
１４ａ…エアフローメータ（吸気温センサ付き）
２０…ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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