内燃機関の制御装置
【課題】原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関の制御装置に関し、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを高い次元で両立する。
【解決手段】供給された原料燃料を高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料とに分離する分離器３０を備え、内燃機関１０の運転状態に応じて、内燃機関１０に供給される高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料との割合を制御する内燃機関の制御装置において、ノッキングの発生を検知した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも多いか否かを判定する（ステップ１０２）。高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも多い場合には、内燃機関１０に供給される高ＲＯＮ燃料の割合を増量する（ステップ１０４〜１１２）。一方、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合には、点火時期を遅角する（ステップ１１４）。更には、吸入空気量を低減する（ステップ１２０）。
【解決手段】供給された原料燃料を高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料とに分離する分離器３０を備え、内燃機関１０の運転状態に応じて、内燃機関１０に供給される高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料との割合を制御する内燃機関の制御装置において、ノッキングの発生を検知した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも多いか否かを判定する（ステップ１０２）。高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも多い場合には、内燃機関１０に供給される高ＲＯＮ燃料の割合を増量する（ステップ１０４〜１１２）。一方、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合には、点火時期を遅角する（ステップ１１４）。更には、吸入空気量を低減する（ステップ１２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特表２００４−５２２０３９号公報に開示されるように、機関の運転状態に応じてオクタン価（ＲＯＮ）の異なる燃料を使用する内燃機関の燃料供給装置が知られている。この燃料供給装置では、より具体的には、原料燃料タンク内のガソリンが、分離膜を備えた分離装置によって原料燃料よりオクタン価の高い高ＲＯＮ燃料と原料燃料よりオクタン価の低い低ＲＯＮ燃料とに分離される。そして、機関の運転状態に応じて燃料切替機構を制御することにより、高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料との供給割合を制御することとしている。このような燃料供給装置によれば、機関の運転状態に応じて燃料のオクタン価を変更することができるので、機関の燃焼状態の改善により、機関出力の増大と排気性状の改善との両方を達成することができる。
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５２２０３９号公報
【特許文献２】特開２００１−５００７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガソリンを燃料とする内燃機関においては、ノッキングを発生させずに安定したトルクを発生できるように、予め最適な点火時期が設定されている。しかしながら、燃焼性状や使用環境、或いは機関の経年変化等の種々の要因が相まって、ノッキングが発生する運転条件が出てきてしまう。また、上記従来の燃料供給装置のように、機関の運転状態に応じて、供給される燃料のオクタン価を変更することができる内燃機関の制御装置においては、通常の内燃機関に比して圧縮比が高く設定されている。このため、高オクタン価燃料の使用状況や低オクタン価燃料のオクタン価によっては、耐ノッキング性能が想定外に低下するおそれがある。
【０００５】
ノッキングの発生を抑制する方法としては、点火時期の遅角制御が考えられる。しかしながら、遅角制御は、最適点火時期からの遅角量が増大するほど、サイクルの熱効率が低下する。このため、ノッキングが発生した場合に安易に点火時期を遅角すると、燃費悪化の問題が生じてしまう。このように、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関の制御装置においては、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立するのが困難であった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関において、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを高い次元で両立することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
供給された原料燃料を、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高オクタン価燃料と、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離手段と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との割合を制御する燃料供給手段と、
ノッキングの発生を検知した場合に、当該ノッキングを抑制するノッキング抑制手段と、を備え、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量を検知する残量検知手段と、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも多い場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する高オクタン価燃料増量手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関の点火時期を遅角する点火時期遅角手段を更に含むことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記点火時期遅角手段の実行時に警告を発する警告手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、前記点火遅角手段を実行してもノッキングを抑制できない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する空気量低減手段を更に含むことを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、
前記空気量制限手段の実行時に警告を発する第２の警告手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が増加する条件（以下、残量増加条件）が成立しているかを判定する判定手段と、
前記残量増加条件が成立している場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する第２の高オクタン価燃料増量手段と、
を更に含むことを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第６の発明において、
前記判定手段は、高オクタン価燃料の生成量と相関を有する値（以下、生成量相関値）が、消費量と相関を有する値（以下、消費量相関値）よりも大きい場合に、前記残量増加条件の成立を判定することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第１の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する第２の空気量低減手段を更に含むことを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、第８の発明において、
前記第２の空気量制限手段の実行時に警告を発する第３の警告手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、供給された原料燃料を高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高オクタン価燃料（以下、「高ＲＯＮ燃料」と称する）と高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低オクタン価燃料（以下、「低ＲＯＮ燃料」と称する）とに分離し、内燃機関の運転状態に応じて、これらの燃料の供給割合を制御するシステムにおいて、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値より多い場合に、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される。高ＲＯＮ燃料の割合を増量すると、燃費の悪化を抑制しつつノッキングを抑制することができる。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値以上を満たす限り、優先して高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うことができるので、ノッキングの抑制と燃費の悪化の抑制を高い次元で両立することができる。
【００１７】
第２の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値より少ない場合に、点火遅角制御が実行される。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であるために、高ＲＯＮ燃料の増量によるノッキングの抑制を行うことができない状態においても、少なくともノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、点火遅角制御の実行時に警告が発せられる。このため、本発明によれば、運転者に燃費の悪化の可能性を効果的に知らせることができるので、それに伴う退避行動により、燃費の悪化の抑制を期待できる。
【００１９】
第４の発明によれば、点火遅角制御を実行してもノッキングを抑制できない場合に、内燃機関に吸入される空気量が低減される。このため、本発明によれば、強制的に出力を低減させることにより、ノッキングを確実に抑制することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、空気量の制限制御の実行時に警告が発せられる。このため、本発明によれば、運転者にノッキングに対する緊急措置が講じられたことを効果的に知らせることができるので、それに伴う退避行動を期待できる。
【００２１】
第６の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合であっても、高ＲＯＮ燃料の残量が増加する条件（残量増加条件）が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御が行われる。残量増加条件が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料がなくなるおそれはない。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行することにより、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを高い次元で両立することができる。
【００２２】
第７の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の生成量と相関を有する値（生成量相関値）が、消費量と相関を有する値（消費量相関値）よりも大きい場合に、残量増加条件の成立が判定される。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が増加する条件か否かを確実に判定することができる。
【００２３】
第８の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値より少ない場合に、内燃機関に吸入される空気量が低減される。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であるために、高ＲＯＮ燃料の増量によるノッキングの抑制を行うことができない状態においても、強制的に出力を低減させることにより、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制を行うことができる。
【００２４】
第９の発明によれば、空気量の制限制御の実行時に警告が発せられる。このため、本発明によれば、運転者にノッキングに対する緊急措置が講じられたことを効果的に知らせることができるので、それに伴う退避行動を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。内燃機関１０は燃料タンク１２を備えている。燃料タンク１２には、通常のガソリン（例えば、９０ＲＯＮ）が給油されて貯留されている。以下、燃料タンク１２に貯留されているガソリン燃料は、後述する分離燃料と区別するために「原料燃料」と称する。
【００２８】
燃料タンク１２には、原料燃料配管１４の一端が接続されている。燃料タンク１２内の原料燃料は、該燃料タンク１２内に設けられた燃料ポンプ１６によって、該原料燃料配管１４に供給される。
【００２９】
原料燃料配管１４における燃料ポンプ１６の下流には、流量制御弁１８が配置されている。流量制御弁１８は、原料燃料配管１４を流れる原料燃料の流量を調整するためのものである。流量制御弁１８の更に下流側には、熱交換器２０が配置されている。熱交換器２０は、原料燃料と後述する高ＲＯＮ燃料や低ＲＯＮ燃料との間で熱交換を行うためのものである。該熱交換器２０を通過した原料燃料は、これらの分離燃料から熱を受けて加熱される。
【００３０】
原料燃料配管１４における熱交換器２０の下流には、ヒートパイプ２２が配置されている。ヒートパイプ２２は、内燃機関１０の排気通路２４に介在するように構成されており、排気通路２４を流れる排気ガスの熱を受けて、原料燃料を加熱することができるものである。
【００３１】
原料燃料配管１４におけるヒートパイプ２２の下流側は、分離器３０に接続されている。分離器３０は、供給された原料燃料を高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高ＲＯＮ燃料（例えば、１０３ＲＯＮ）と高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低ＲＯＮ燃料（例えば、８８ＲＯＮ）とに分離するための装置である。
【００３２】
分離器３０は、耐圧容器からなるハウジング内を、アロマ分離膜３０１で２つの区画３０２と３０３とに区分した構成を有している。アロマ分離膜３０１は、原料燃料中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有している。芳香族成分量が増大すると、オクタン価（ＲＯＮ）が高くなる。このため、区画３０３側に透過した燃料は、芳香族成分の含有量が多い高ＲＯＮ燃料となり、区画３０２側に残った燃料は、芳香族成分の含有量が少ない低ＲＯＮ燃料となる。
【００３３】
分離器３０における区画３０２側には、低ＲＯＮ燃料配管３２の一端が接続されている。低ＲＯＮ燃料配管３２の途中には、上記熱交換器２０が介在している。また、低ＲＯＮ燃料配管３２の他端は、低ＲＯＮ燃料を貯留するための低ＲＯＮ燃料タンク３４に接続されている。低ＲＯＮ燃料タンク３４内の低ＲＯＮ燃料は、インジェクタ３６を用いて、内燃機関１０の筒内に噴射される。
【００３４】
一方、分離器３０における区画３０３側には、高ＲＯＮ燃料配管３８の一端が接続されている。高ＲＯＮ燃料配管３８の途中には、上記熱交換器２０が介在している。また、高ＲＯＮ燃料配管３８における熱交換器２０の下流には、区画３０３内に負圧を発生させるためのイダクタ４０が設けられている。高ＲＯＮ燃料配管３８の他端は、高ＲＯＮ燃料を貯留するための高ＲＯＮ燃料タンク４２に接続されている。高ＲＯＮ燃料タンク４２内の高ＲＯＮ燃料は、インジェクタ４４を用いて、内燃機関１０のポートに噴射される。また、高ＲＯＮ燃料タンク４２内には、貯留されている高ＲＯＮ燃料の残量を検知するための液面センサ５２が設けられている。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の制御装置はＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力には、上述した液面センサ５２に加え、ノッキングの発生を検知するノックセンサ５４や、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサ（図示せず）が接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力には、上述した流量制御弁１８、イダクタ４０、インジェクタ３６，４４などの各種アクチュエータが接続されている。
【００３６】
［実施の形態１の動作］
（燃料供給動作について）
次に、図１を参照して、内燃機関１０における燃料供給動作について説明する。内燃機関１０では、原料燃料から高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料が生成される。より具体的には、燃料タンク１２に貯留されている原料燃料は、燃料ポンプ１６および流量制御弁１８により所定の圧力まで昇圧された後、熱交換器２０およびヒートパイプ２２を通過する間に所定の温度まで加熱される。
【００３７】
高温高圧となった原料燃料は、分離器３０の区画３０２側へ送られる。アロマ分離膜３０１を挟んだ区画３０３側は、イダクタ４０の作用により低い圧力に制御されている。ハウジング内における区画３０２側を高圧に保ち、区画３０３側を区画３０２側よりも低圧（好ましくは負圧）に保つと、原料燃料中の芳香族成分が、該アロマ分離膜３０１を区画３０２側から区画３０３側へ透過する。このため、区画３０２側の原料燃料中の芳香族成分がアロマ分離膜３０１を透過して区画３０３側へ浸出する。これにより、原料燃料（例えば、ＲＯＮ９０）が高ＲＯＮ燃料（例えば、ＲＯＮ１０３）と低ＲＯＮ燃料（例えば、ＲＯＮ８８）とに分離される。
【００３８】
高ＲＯＮ燃料および低ＲＯＮ燃料は、それぞれ内燃機関１０におけるインジェクタ３６，４４から噴射される。図２は、内燃機関１０の運転条件と要求オクタン価との関係を説明するための図である。図２中の実線Ｌ１は、内燃機関１０のロード線を示している。この図に示すとおり、内燃機関１０の運転条件が当該ロード線に沿って変化すると、内燃機関１０の要求オクタン価が変化する。このため、当該要求オクタン価が実現されるように、高ＲＯＮ燃料および低ＲＯＮ燃料の噴射量を決定することで、ノッキングを抑制するとともに、燃費悪化を抑制することができる。
【００３９】
（本実施の形態１の特徴）
上述したとおり、内燃機関１０においては、ノッキングを発生せずに安定したトルクを発生できるように、予め最適なオクタン価が設定されている。しかしながら、燃焼性状や使用環境、或いは機関の経年変化等の種々の要因が相まって、ノッキングが発生する運転条件が出てきてしまう。また、本実施の形態の内燃機関１０のように、機関の運転状態に応じて燃料のオクタン価を変更することができるシステムにおいては、通常の内燃機関に比して圧縮比が高く設定されている。このため、高オクタン価燃料の使用状況や低オクタン価燃料のオクタン価によっては、耐ノッキング性能が想定外に低下するおそれがある。
【００４０】
ここで、ノッキングの発生を抑制する方法としては、点火時期の遅角制御が考えられる。しかしながら、点火時期の遅角制御は、最適点火時期からの遅角量が増大するほど、サイクルの熱効率が低下する。このため、ノッキングが発生した場合に安易に点火時期を遅角すると、燃費悪化の問題が深刻となる。
【００４１】
そこで、本実施の形態１のシステムでは、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量がある限り、高ＲＯＮ燃料の増量制御を点火遅角制御よりも優先して実行することとする。内燃機関１０に供給される高ＲＯＮ燃料の比率を増加すると、耐ノック性能が向上する。また、点火遅角制御のように、燃費が悪化することもない。このため、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制を高次元で両立することができる。
【００４２】
また、高ＲＯＮ燃料の残量が減少し、上記高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行できない場合には、点火遅角制御を実行することとする。これにより、少なくとも、ノッキングの発生を抑制することができるので、内燃機関１０がダメージを受ける事態を効果的に抑止することができる。また、本実施の形態では、点火遅角制御を実行すると同時に、運転者への警告を発することとする。これにより、運転者は、燃費が悪化している事態を把握することができるので、その後の退避行動を期待することができる。
【００４３】
また、内燃機関１０の経年変化や運転状態によっては、ノッキングの発生時に点火遅角制御を実行しても、ノッキングが完全に解消されない場合も想定される。そこで、このような場合には、強制的に内燃機関１０に吸入される空気量を低減させることとする。これにより、強制的に出力を低下させることができるので、ノッキングを完全に抑制することが可能となる。尚、上述した空気量制限制御を行う場合においても、運転者に警告を発することとする。これにより、運転者は、ノッキングにより緊急措置がとられたことを把握することができるので、その後の退避行動を期待することができる。
【００４４】
このように、内燃機関１０にノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料増量制御、点火遅角制御、空気量制限制御の順に優先順位をつけて制御を実行することにより、燃費の悪化を最大限に抑制しつつ、ノッキングを抑制することができる。
【００４５】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図３を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図３は、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の起動中に実行するルーチンのフローチャートである。
【００４６】
図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが判定される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、ノックセンサ５４の検出信号に基づいて、ノッキングの発生有無及びその強度が判定される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンにおけるノッキング抑制制御を実行する必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００４７】
一方、上記ステップ１００において、ノッキングの発生が判定された場合には、ノッキング抑制制御を実行する必要があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが所定のＬレベルか否かが判定される（ステップ１０２）。Ｌレベルは、高ＲＯＮ燃料の残量が、使用を抑制すべき程度に減っていることを意味している。ここでは、具体的には、高ＲＯＮ燃料タンク４２に設けられた液面センサ５２の検出信号に基づいて、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが判定される。その結果、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルではないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にあると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において検出されたノック強度に応じた最大値まで、高ＲＯＮ燃料の比率が増加される。
【００４８】
次に、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御では、ノッキングを抑制することができないと判断されて、後述するステップ１１４において点火時期の遅角制御が実行される。
【００４９】
一方、上記ステップ１０６において、ノッキングが発生していないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の比率を低減する余地があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の比率が１ステップ低減される（ステップ１０８）。
【００５０】
次に、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される（ステップ１１０）。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の比率を低減する余地があると判断されて、再度上記ステップ１０８に移行し、高ＲＯＮ燃料の比率が１ステップ低減される。
【００５１】
一方、上記ステップ１１０において、ノッキングが発生していると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の比率を低減し過ぎたと判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ比率が１ステップ増加される（ステップ１１２）。これにより、高ＲＯＮ燃料の増加比率が、ノッキングを抑制しうる最小の増加比率に設定される。
【００５２】
図３に示すルーチンでは、上記ステップ１０２において、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルにあると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が、高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うほど残されていないと判断されて、次のステップに移行し、点火時期の遅角制御が実行される（ステップ１１４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において検出されたノック強度に応じた遅角量が演算される。次に、運転者に警告が発せられる(ステップ１１６)。ここでは、具体的には、点火時期が遅角されたことを知らせる警告灯が点灯する。
【００５３】
次に、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される（ステップ１１８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００５４】
一方、上記ステップ１１８において、ノッキングが発生していると判定された場合には、点火時期の遅角制御ではノッキングを抑制することができないと判断されて、次のステップに移行し、空気量の低減制御が実行される（ステップ１２０）。ここでは、具体的には、内燃機関１０のスロットルが絞られて、吸入空気量が低減される。次に、運転者に警告が発せられる（ステップ１２２）。ここでは、具体的には、吸入空気量が低減されたことを知らせる警告灯が点灯する。
【００５５】
図３に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１１６に移行し、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される。その結果、ノッキングが発生していると判定された場合には、上記ステップ１２０において更に空気量が低減される。一方、上記ステップ１１６において、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００５６】
以上説明したとおり、本実施の形態１によれば、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量がある限り、高ＲＯＮ燃料の増量制御が点火遅角制御よりも優先して実行される。このため、ノッキングを抑制しつつ、燃費悪化を最大限に抑制することができる。
【００５７】
ところで、上述した実施の形態１によれば、分離器３０を用いて、原料燃料を高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料とに分離することとしているが、原料燃料を分離するシステムはこれに限られない。すなわち、原料燃料から高ＲＯＮ燃料を分離できるシステムであれば、他の公知のシステムを使用することとしてもよい。尚、この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。
【００５８】
また、上述した実施の形態１によれば、高ＲＯＮ燃料タンク４２に設けられた液面センサの検出信号に基づいて、高ＲＯＮ燃料の残量レベルを判定することとしているが、高ＲＯＮ燃料の残量を取得する手段はこれに限られない。すなわち、高ＲＯＮ燃料の消費量および生成量の積算値に基づいて、高ＲＯＮ燃料タンク４２内の残量を判定することとしてもよい。尚、この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。
【００５９】
また、上述した実施の形態１によれば、点火遅角制御および空気量低減制御を実行する場合に警告として警告灯を点灯することとしているが、警告の方法はこれに限られない。すなわち、運転者への通知が可能であれば、警告音等の他の公知の伝達手段を用いてもよい。尚、この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。
【００６０】
尚、上述した実施の形態１においては、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、分離器３０が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、液面センサ５２が前記第１の発明における「残量検知手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４乃至１１２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００６１】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「点火時期遅角手段」が実現されている。
【００６２】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「警告手段」が実現されている。
【００６３】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１２０の処理を実行することにより、前記第４の発明における「空気量低減手段」が実現されている。
【００６４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより、前記第５の発明における「第２の警告手段」が実現されている。
【００６５】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６６】
上述した実施の形態１では、ノッキングが発生した際に、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にある場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御を点火遅角制御よりも優先して実行することとしている。これにより、ノッキングを抑制しつつ、燃費悪化を最大限に抑制することができる。
【００６７】
ここで、高ＲＯＮ燃料は、内燃機関１０にて消費される一方で、分離器３０によって生成されている。このため、高ＲＯＮ燃料の生成量が該高ＲＯＮ燃料の消費量よりも多い条件が成立しているのであれば、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルであっても、高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うことができる。
【００６８】
そこで、本実施の形態２では、高ＲＯＮ燃料の残量が増加する条件(以下、「残量増加条件」と称する)が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルであっても高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行することにする。これにより、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行する領域を拡大することができるので、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制を更に広範囲で実現することができる。
【００６９】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の起動中に実行するルーチンのフローチャートである。
【００７０】
図４に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが判定される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンにおけるノッキング抑制制御を実行する必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００７１】
一方、上記ステップ２００において、ノッキングの発生が判定された場合には、ノッキング抑制制御を実行する必要があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが所定のＬレベルか否かが判定される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。その結果、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルではないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にあると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００７２】
一方、上記ステップ２０２において、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルにあると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の生成量の時間平均値ｄＰhiaveが、該高ＲＯＮ燃料の消費量の時間平均値ｄＱhiaveよりも大きいか否かが判定される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、ｄＰhiaveは、流量制御弁１８の開度および分離器３０に導入される原料燃料の温度に基づいて演算される。また、ｄＱhiaveは、インジェクタ４４の噴射時間に基づいて演算される。その結果、ｄＰhiave＞ｄＱhiaveの成立が認められた場合には、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立していると判断されて、上記ステップ２０４に移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される。
【００７３】
一方、上記ステップ２０６において、ｄＰhiave＞ｄＱhiaveの成立が認められない場合には、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立していないと判断されて、次のステップに移行し、点火時期の遅角制御が実行される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１１４と同様の処理が実行される。
【００７４】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立しているか否かが判断される。そして、残量増加条件が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御が点火遅角制御よりも優先して実行される。これにより、高ＲＯＮ燃料の残量が少量である場合においても、高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うことができるので、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる範囲を効果的に拡大することができる。
【００７５】
ところで、上述した実施の形態２によれば、高ＲＯＮ燃料の生成量の時間平均値ｄＰhiave、および消費量の時間平均値ｄＱhiaveに基づいて、当該高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立しているか否かを判定することとしている。しかしながら、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件の判定に使用される値は生成量および消費量の時間平均値に限られない。すなわち、高ＲＯＮ燃料の残量が増加するか否かを判定できるのであれば、他の残量相関値に基づいて判断することとしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施の形態２によれば、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立していない場合に、点火時期を遅角してノッキングを抑制することとしているが、ノッキングを抑制するための制御はこれに限られない。すなわち、点火遅角制御を実行してもノッキングが解消されない場合には、実施の形態１と同様に、吸入空気量を低減させる制御を実行することとしてもよい。また、上記点火時期制御や空気量低減制御を実行する場合に、上述した実施の形態１と同様に警告を発することとしてもよい。
【００７７】
尚、上述した実施の形態２においては、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、分離器３０が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、液面センサ５２が前記第１の発明における「残量検知手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００７８】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第６の発明における「第２の高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００７９】
また、上述した実施の形態１においては、高ＲＯＮ燃料の生成量の時間平均値ｄＰhiaveが前記第７の発明における「生成量相関値」に、高ＲＯＮ燃料の消費量の時間平均値ｄＱhiaveが前記第７の発明における「消費量相関値」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第７の発明における「判定手段」が実現されている。
【００８０】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８１】
上述した実施の形態１では、ノッキングが発生した際に、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にある場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御を点火遅角制御よりも優先して実行することとしている。これにより、ノッキングを抑制しつつ、燃費悪化を最大限に抑制することができる。また、上述した実施の形態１では、点火遅角制御を実行してもノッキングが解消されない場合には、更に吸入空気量の低減制御を実行することとしている。これにより、ノッキングの発生を確実に抑制することができる。
【００８２】
ここで、運転者の運転状況によっては、燃費悪化の抑制を最も優先したい場合も想定される。しかしながら、実施の形態１において上述したとおり、ノッキングが発生した場合に点火時期の遅角制御を実行すると燃費が悪化してしまう。
【００８３】
そこで、本実施の形態３では、ノッキングが発生し、高ＲＯＮ燃料の残量が不足している場合に、点火時期の遅角制御を実行せずに吸入空気量の低減制御を実行することとする。吸入空気量を低減すると、燃費悪化を抑制しつつノッキングを抑制することができる。このため、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行することができない状況であっても、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立させることができる。
【００８４】
但し、空気量を低減すると出力が低下する。このため、本実施の形態３における制御は、運転者が出力よりも燃費を優先したい場合、例えば、運転者が出力よりも燃費を優先するモード等を選択している場合等に有効となる。
【００８５】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図５を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図５は、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の起動中に実行するルーチンのフローチャートである。
【００８６】
図５に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが判定される（ステップ３００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンにおけるノッキング抑制制御を実行する必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００８７】
一方、上記ステップ３００において、ノッキングの発生が判定された場合には、ノッキング抑制制御を実行する必要があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが所定のＬレベルか否かが判定される（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。その結果、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルではないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にあると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される（ステップ３０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００８８】
一方、上記ステップ３０２において、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルにあると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であり、増量制御を実行することができないと判断されて、次のステップに移行し、吸入空気量の低減制御が実行される（ステップ３０６）。次に、運転者に警告が発せられる（ステップ３０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１２０および１２２と同様の処理が実行される。
【００８９】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、ノッキングが発生し、且つ、高ＲＯＮ燃料の残量制御を実行できない場合に、吸入空気量の低減制御が実行される。これにより、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行できない場合においても、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立することができる。
【００９０】
尚、上述した実施の形態３においては、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、分離器３０が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、液面センサ５２が前記第１の発明における「残量検知手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００９１】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第２の空気量低減手段」が実現されている。
【００９２】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０８の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第３の警告手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の構成を説明するための図である。
【図２】内燃機関１０の運転条件と要求オクタン価との関係を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１０ 内燃機関
１２ 燃料タンク
１４ 原料燃料配管
１６ 燃料ポンプ
１８ 流量制御弁
２０ 熱交換器
２２ ヒートパイプ
２４ 排気通路
３０ 分離器
３０１ アロマ分離膜
３０２，３０３ 区画
３２ 低ＲＯＮ燃料配管
３４ 低ＲＯＮ燃料タンク
３６ インジェクタ
３８ 高ＲＯＮ燃料配管
４０ イダクタ
４２ 高ＲＯＮ燃料タンク
４４ インジェクタ
５０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２ 液面センサ
５４ ノックセンサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特表２００４−５２２０３９号公報に開示されるように、機関の運転状態に応じてオクタン価（ＲＯＮ）の異なる燃料を使用する内燃機関の燃料供給装置が知られている。この燃料供給装置では、より具体的には、原料燃料タンク内のガソリンが、分離膜を備えた分離装置によって原料燃料よりオクタン価の高い高ＲＯＮ燃料と原料燃料よりオクタン価の低い低ＲＯＮ燃料とに分離される。そして、機関の運転状態に応じて燃料切替機構を制御することにより、高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料との供給割合を制御することとしている。このような燃料供給装置によれば、機関の運転状態に応じて燃料のオクタン価を変更することができるので、機関の燃焼状態の改善により、機関出力の増大と排気性状の改善との両方を達成することができる。
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５２２０３９号公報
【特許文献２】特開２００１−５００７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガソリンを燃料とする内燃機関においては、ノッキングを発生させずに安定したトルクを発生できるように、予め最適な点火時期が設定されている。しかしながら、燃焼性状や使用環境、或いは機関の経年変化等の種々の要因が相まって、ノッキングが発生する運転条件が出てきてしまう。また、上記従来の燃料供給装置のように、機関の運転状態に応じて、供給される燃料のオクタン価を変更することができる内燃機関の制御装置においては、通常の内燃機関に比して圧縮比が高く設定されている。このため、高オクタン価燃料の使用状況や低オクタン価燃料のオクタン価によっては、耐ノッキング性能が想定外に低下するおそれがある。
【０００５】
ノッキングの発生を抑制する方法としては、点火時期の遅角制御が考えられる。しかしながら、遅角制御は、最適点火時期からの遅角量が増大するほど、サイクルの熱効率が低下する。このため、ノッキングが発生した場合に安易に点火時期を遅角すると、燃費悪化の問題が生じてしまう。このように、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関の制御装置においては、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立するのが困難であった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用する内燃機関において、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを高い次元で両立することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
供給された原料燃料を、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高オクタン価燃料と、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離手段と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との割合を制御する燃料供給手段と、
ノッキングの発生を検知した場合に、当該ノッキングを抑制するノッキング抑制手段と、を備え、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量を検知する残量検知手段と、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも多い場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する高オクタン価燃料増量手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関の点火時期を遅角する点火時期遅角手段を更に含むことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記点火時期遅角手段の実行時に警告を発する警告手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、前記点火遅角手段を実行してもノッキングを抑制できない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する空気量低減手段を更に含むことを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、
前記空気量制限手段の実行時に警告を発する第２の警告手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が増加する条件（以下、残量増加条件）が成立しているかを判定する判定手段と、
前記残量増加条件が成立している場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する第２の高オクタン価燃料増量手段と、
を更に含むことを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第６の発明において、
前記判定手段は、高オクタン価燃料の生成量と相関を有する値（以下、生成量相関値）が、消費量と相関を有する値（以下、消費量相関値）よりも大きい場合に、前記残量増加条件の成立を判定することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第１の発明において、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する第２の空気量低減手段を更に含むことを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、第８の発明において、
前記第２の空気量制限手段の実行時に警告を発する第３の警告手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、供給された原料燃料を高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高オクタン価燃料（以下、「高ＲＯＮ燃料」と称する）と高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低オクタン価燃料（以下、「低ＲＯＮ燃料」と称する）とに分離し、内燃機関の運転状態に応じて、これらの燃料の供給割合を制御するシステムにおいて、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値より多い場合に、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される。高ＲＯＮ燃料の割合を増量すると、燃費の悪化を抑制しつつノッキングを抑制することができる。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値以上を満たす限り、優先して高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うことができるので、ノッキングの抑制と燃費の悪化の抑制を高い次元で両立することができる。
【００１７】
第２の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値より少ない場合に、点火遅角制御が実行される。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であるために、高ＲＯＮ燃料の増量によるノッキングの抑制を行うことができない状態においても、少なくともノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、点火遅角制御の実行時に警告が発せられる。このため、本発明によれば、運転者に燃費の悪化の可能性を効果的に知らせることができるので、それに伴う退避行動により、燃費の悪化の抑制を期待できる。
【００１９】
第４の発明によれば、点火遅角制御を実行してもノッキングを抑制できない場合に、内燃機関に吸入される空気量が低減される。このため、本発明によれば、強制的に出力を低減させることにより、ノッキングを確実に抑制することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、空気量の制限制御の実行時に警告が発せられる。このため、本発明によれば、運転者にノッキングに対する緊急措置が講じられたことを効果的に知らせることができるので、それに伴う退避行動を期待できる。
【００２１】
第６の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合であっても、高ＲＯＮ燃料の残量が増加する条件（残量増加条件）が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御が行われる。残量増加条件が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料がなくなるおそれはない。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行することにより、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを高い次元で両立することができる。
【００２２】
第７の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の生成量と相関を有する値（生成量相関値）が、消費量と相関を有する値（消費量相関値）よりも大きい場合に、残量増加条件の成立が判定される。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が増加する条件か否かを確実に判定することができる。
【００２３】
第８の発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が所定の基準値より少ない場合に、内燃機関に吸入される空気量が低減される。このため、本発明によれば、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であるために、高ＲＯＮ燃料の増量によるノッキングの抑制を行うことができない状態においても、強制的に出力を低減させることにより、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制を行うことができる。
【００２４】
第９の発明によれば、空気量の制限制御の実行時に警告が発せられる。このため、本発明によれば、運転者にノッキングに対する緊急措置が講じられたことを効果的に知らせることができるので、それに伴う退避行動を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。内燃機関１０は燃料タンク１２を備えている。燃料タンク１２には、通常のガソリン（例えば、９０ＲＯＮ）が給油されて貯留されている。以下、燃料タンク１２に貯留されているガソリン燃料は、後述する分離燃料と区別するために「原料燃料」と称する。
【００２８】
燃料タンク１２には、原料燃料配管１４の一端が接続されている。燃料タンク１２内の原料燃料は、該燃料タンク１２内に設けられた燃料ポンプ１６によって、該原料燃料配管１４に供給される。
【００２９】
原料燃料配管１４における燃料ポンプ１６の下流には、流量制御弁１８が配置されている。流量制御弁１８は、原料燃料配管１４を流れる原料燃料の流量を調整するためのものである。流量制御弁１８の更に下流側には、熱交換器２０が配置されている。熱交換器２０は、原料燃料と後述する高ＲＯＮ燃料や低ＲＯＮ燃料との間で熱交換を行うためのものである。該熱交換器２０を通過した原料燃料は、これらの分離燃料から熱を受けて加熱される。
【００３０】
原料燃料配管１４における熱交換器２０の下流には、ヒートパイプ２２が配置されている。ヒートパイプ２２は、内燃機関１０の排気通路２４に介在するように構成されており、排気通路２４を流れる排気ガスの熱を受けて、原料燃料を加熱することができるものである。
【００３１】
原料燃料配管１４におけるヒートパイプ２２の下流側は、分離器３０に接続されている。分離器３０は、供給された原料燃料を高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高ＲＯＮ燃料（例えば、１０３ＲＯＮ）と高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低ＲＯＮ燃料（例えば、８８ＲＯＮ）とに分離するための装置である。
【００３２】
分離器３０は、耐圧容器からなるハウジング内を、アロマ分離膜３０１で２つの区画３０２と３０３とに区分した構成を有している。アロマ分離膜３０１は、原料燃料中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有している。芳香族成分量が増大すると、オクタン価（ＲＯＮ）が高くなる。このため、区画３０３側に透過した燃料は、芳香族成分の含有量が多い高ＲＯＮ燃料となり、区画３０２側に残った燃料は、芳香族成分の含有量が少ない低ＲＯＮ燃料となる。
【００３３】
分離器３０における区画３０２側には、低ＲＯＮ燃料配管３２の一端が接続されている。低ＲＯＮ燃料配管３２の途中には、上記熱交換器２０が介在している。また、低ＲＯＮ燃料配管３２の他端は、低ＲＯＮ燃料を貯留するための低ＲＯＮ燃料タンク３４に接続されている。低ＲＯＮ燃料タンク３４内の低ＲＯＮ燃料は、インジェクタ３６を用いて、内燃機関１０の筒内に噴射される。
【００３４】
一方、分離器３０における区画３０３側には、高ＲＯＮ燃料配管３８の一端が接続されている。高ＲＯＮ燃料配管３８の途中には、上記熱交換器２０が介在している。また、高ＲＯＮ燃料配管３８における熱交換器２０の下流には、区画３０３内に負圧を発生させるためのイダクタ４０が設けられている。高ＲＯＮ燃料配管３８の他端は、高ＲＯＮ燃料を貯留するための高ＲＯＮ燃料タンク４２に接続されている。高ＲＯＮ燃料タンク４２内の高ＲＯＮ燃料は、インジェクタ４４を用いて、内燃機関１０のポートに噴射される。また、高ＲＯＮ燃料タンク４２内には、貯留されている高ＲＯＮ燃料の残量を検知するための液面センサ５２が設けられている。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の制御装置はＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力には、上述した液面センサ５２に加え、ノッキングの発生を検知するノックセンサ５４や、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサ（図示せず）が接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力には、上述した流量制御弁１８、イダクタ４０、インジェクタ３６，４４などの各種アクチュエータが接続されている。
【００３６】
［実施の形態１の動作］
（燃料供給動作について）
次に、図１を参照して、内燃機関１０における燃料供給動作について説明する。内燃機関１０では、原料燃料から高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料が生成される。より具体的には、燃料タンク１２に貯留されている原料燃料は、燃料ポンプ１６および流量制御弁１８により所定の圧力まで昇圧された後、熱交換器２０およびヒートパイプ２２を通過する間に所定の温度まで加熱される。
【００３７】
高温高圧となった原料燃料は、分離器３０の区画３０２側へ送られる。アロマ分離膜３０１を挟んだ区画３０３側は、イダクタ４０の作用により低い圧力に制御されている。ハウジング内における区画３０２側を高圧に保ち、区画３０３側を区画３０２側よりも低圧（好ましくは負圧）に保つと、原料燃料中の芳香族成分が、該アロマ分離膜３０１を区画３０２側から区画３０３側へ透過する。このため、区画３０２側の原料燃料中の芳香族成分がアロマ分離膜３０１を透過して区画３０３側へ浸出する。これにより、原料燃料（例えば、ＲＯＮ９０）が高ＲＯＮ燃料（例えば、ＲＯＮ１０３）と低ＲＯＮ燃料（例えば、ＲＯＮ８８）とに分離される。
【００３８】
高ＲＯＮ燃料および低ＲＯＮ燃料は、それぞれ内燃機関１０におけるインジェクタ３６，４４から噴射される。図２は、内燃機関１０の運転条件と要求オクタン価との関係を説明するための図である。図２中の実線Ｌ１は、内燃機関１０のロード線を示している。この図に示すとおり、内燃機関１０の運転条件が当該ロード線に沿って変化すると、内燃機関１０の要求オクタン価が変化する。このため、当該要求オクタン価が実現されるように、高ＲＯＮ燃料および低ＲＯＮ燃料の噴射量を決定することで、ノッキングを抑制するとともに、燃費悪化を抑制することができる。
【００３９】
（本実施の形態１の特徴）
上述したとおり、内燃機関１０においては、ノッキングを発生せずに安定したトルクを発生できるように、予め最適なオクタン価が設定されている。しかしながら、燃焼性状や使用環境、或いは機関の経年変化等の種々の要因が相まって、ノッキングが発生する運転条件が出てきてしまう。また、本実施の形態の内燃機関１０のように、機関の運転状態に応じて燃料のオクタン価を変更することができるシステムにおいては、通常の内燃機関に比して圧縮比が高く設定されている。このため、高オクタン価燃料の使用状況や低オクタン価燃料のオクタン価によっては、耐ノッキング性能が想定外に低下するおそれがある。
【００４０】
ここで、ノッキングの発生を抑制する方法としては、点火時期の遅角制御が考えられる。しかしながら、点火時期の遅角制御は、最適点火時期からの遅角量が増大するほど、サイクルの熱効率が低下する。このため、ノッキングが発生した場合に安易に点火時期を遅角すると、燃費悪化の問題が深刻となる。
【００４１】
そこで、本実施の形態１のシステムでは、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量がある限り、高ＲＯＮ燃料の増量制御を点火遅角制御よりも優先して実行することとする。内燃機関１０に供給される高ＲＯＮ燃料の比率を増加すると、耐ノック性能が向上する。また、点火遅角制御のように、燃費が悪化することもない。このため、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制を高次元で両立することができる。
【００４２】
また、高ＲＯＮ燃料の残量が減少し、上記高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行できない場合には、点火遅角制御を実行することとする。これにより、少なくとも、ノッキングの発生を抑制することができるので、内燃機関１０がダメージを受ける事態を効果的に抑止することができる。また、本実施の形態では、点火遅角制御を実行すると同時に、運転者への警告を発することとする。これにより、運転者は、燃費が悪化している事態を把握することができるので、その後の退避行動を期待することができる。
【００４３】
また、内燃機関１０の経年変化や運転状態によっては、ノッキングの発生時に点火遅角制御を実行しても、ノッキングが完全に解消されない場合も想定される。そこで、このような場合には、強制的に内燃機関１０に吸入される空気量を低減させることとする。これにより、強制的に出力を低下させることができるので、ノッキングを完全に抑制することが可能となる。尚、上述した空気量制限制御を行う場合においても、運転者に警告を発することとする。これにより、運転者は、ノッキングにより緊急措置がとられたことを把握することができるので、その後の退避行動を期待することができる。
【００４４】
このように、内燃機関１０にノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料増量制御、点火遅角制御、空気量制限制御の順に優先順位をつけて制御を実行することにより、燃費の悪化を最大限に抑制しつつ、ノッキングを抑制することができる。
【００４５】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図３を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図３は、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の起動中に実行するルーチンのフローチャートである。
【００４６】
図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが判定される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、ノックセンサ５４の検出信号に基づいて、ノッキングの発生有無及びその強度が判定される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンにおけるノッキング抑制制御を実行する必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００４７】
一方、上記ステップ１００において、ノッキングの発生が判定された場合には、ノッキング抑制制御を実行する必要があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが所定のＬレベルか否かが判定される（ステップ１０２）。Ｌレベルは、高ＲＯＮ燃料の残量が、使用を抑制すべき程度に減っていることを意味している。ここでは、具体的には、高ＲＯＮ燃料タンク４２に設けられた液面センサ５２の検出信号に基づいて、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが判定される。その結果、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルではないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にあると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において検出されたノック強度に応じた最大値まで、高ＲＯＮ燃料の比率が増加される。
【００４８】
次に、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御では、ノッキングを抑制することができないと判断されて、後述するステップ１１４において点火時期の遅角制御が実行される。
【００４９】
一方、上記ステップ１０６において、ノッキングが発生していないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の比率を低減する余地があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の比率が１ステップ低減される（ステップ１０８）。
【００５０】
次に、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される（ステップ１１０）。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の比率を低減する余地があると判断されて、再度上記ステップ１０８に移行し、高ＲＯＮ燃料の比率が１ステップ低減される。
【００５１】
一方、上記ステップ１１０において、ノッキングが発生していると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の比率を低減し過ぎたと判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ比率が１ステップ増加される（ステップ１１２）。これにより、高ＲＯＮ燃料の増加比率が、ノッキングを抑制しうる最小の増加比率に設定される。
【００５２】
図３に示すルーチンでは、上記ステップ１０２において、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルにあると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が、高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うほど残されていないと判断されて、次のステップに移行し、点火時期の遅角制御が実行される（ステップ１１４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において検出されたノック強度に応じた遅角量が演算される。次に、運転者に警告が発せられる(ステップ１１６)。ここでは、具体的には、点火時期が遅角されたことを知らせる警告灯が点灯する。
【００５３】
次に、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される（ステップ１１８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００５４】
一方、上記ステップ１１８において、ノッキングが発生していると判定された場合には、点火時期の遅角制御ではノッキングを抑制することができないと判断されて、次のステップに移行し、空気量の低減制御が実行される（ステップ１２０）。ここでは、具体的には、内燃機関１０のスロットルが絞られて、吸入空気量が低減される。次に、運転者に警告が発せられる（ステップ１２２）。ここでは、具体的には、吸入空気量が低減されたことを知らせる警告灯が点灯する。
【００５５】
図３に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１１６に移行し、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが、再度判定される。その結果、ノッキングが発生していると判定された場合には、上記ステップ１２０において更に空気量が低減される。一方、上記ステップ１１６において、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００５６】
以上説明したとおり、本実施の形態１によれば、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量がある限り、高ＲＯＮ燃料の増量制御が点火遅角制御よりも優先して実行される。このため、ノッキングを抑制しつつ、燃費悪化を最大限に抑制することができる。
【００５７】
ところで、上述した実施の形態１によれば、分離器３０を用いて、原料燃料を高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料とに分離することとしているが、原料燃料を分離するシステムはこれに限られない。すなわち、原料燃料から高ＲＯＮ燃料を分離できるシステムであれば、他の公知のシステムを使用することとしてもよい。尚、この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。
【００５８】
また、上述した実施の形態１によれば、高ＲＯＮ燃料タンク４２に設けられた液面センサの検出信号に基づいて、高ＲＯＮ燃料の残量レベルを判定することとしているが、高ＲＯＮ燃料の残量を取得する手段はこれに限られない。すなわち、高ＲＯＮ燃料の消費量および生成量の積算値に基づいて、高ＲＯＮ燃料タンク４２内の残量を判定することとしてもよい。尚、この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。
【００５９】
また、上述した実施の形態１によれば、点火遅角制御および空気量低減制御を実行する場合に警告として警告灯を点灯することとしているが、警告の方法はこれに限られない。すなわち、運転者への通知が可能であれば、警告音等の他の公知の伝達手段を用いてもよい。尚、この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。
【００６０】
尚、上述した実施の形態１においては、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、分離器３０が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、液面センサ５２が前記第１の発明における「残量検知手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４乃至１１２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００６１】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「点火時期遅角手段」が実現されている。
【００６２】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「警告手段」が実現されている。
【００６３】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１２０の処理を実行することにより、前記第４の発明における「空気量低減手段」が実現されている。
【００６４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより、前記第５の発明における「第２の警告手段」が実現されている。
【００６５】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６６】
上述した実施の形態１では、ノッキングが発生した際に、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にある場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御を点火遅角制御よりも優先して実行することとしている。これにより、ノッキングを抑制しつつ、燃費悪化を最大限に抑制することができる。
【００６７】
ここで、高ＲＯＮ燃料は、内燃機関１０にて消費される一方で、分離器３０によって生成されている。このため、高ＲＯＮ燃料の生成量が該高ＲＯＮ燃料の消費量よりも多い条件が成立しているのであれば、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルであっても、高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うことができる。
【００６８】
そこで、本実施の形態２では、高ＲＯＮ燃料の残量が増加する条件(以下、「残量増加条件」と称する)が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルであっても高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行することにする。これにより、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行する領域を拡大することができるので、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制を更に広範囲で実現することができる。
【００６９】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の起動中に実行するルーチンのフローチャートである。
【００７０】
図４に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが判定される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンにおけるノッキング抑制制御を実行する必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００７１】
一方、上記ステップ２００において、ノッキングの発生が判定された場合には、ノッキング抑制制御を実行する必要があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが所定のＬレベルか否かが判定される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。その結果、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルではないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にあると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００７２】
一方、上記ステップ２０２において、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルにあると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の生成量の時間平均値ｄＰhiaveが、該高ＲＯＮ燃料の消費量の時間平均値ｄＱhiaveよりも大きいか否かが判定される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、ｄＰhiaveは、流量制御弁１８の開度および分離器３０に導入される原料燃料の温度に基づいて演算される。また、ｄＱhiaveは、インジェクタ４４の噴射時間に基づいて演算される。その結果、ｄＰhiave＞ｄＱhiaveの成立が認められた場合には、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立していると判断されて、上記ステップ２０４に移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される。
【００７３】
一方、上記ステップ２０６において、ｄＰhiave＞ｄＱhiaveの成立が認められない場合には、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立していないと判断されて、次のステップに移行し、点火時期の遅角制御が実行される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１１４と同様の処理が実行される。
【００７４】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、ノッキングが発生した場合に、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立しているか否かが判断される。そして、残量増加条件が成立している場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御が点火遅角制御よりも優先して実行される。これにより、高ＲＯＮ燃料の残量が少量である場合においても、高ＲＯＮ燃料の増量制御を行うことができるので、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる範囲を効果的に拡大することができる。
【００７５】
ところで、上述した実施の形態２によれば、高ＲＯＮ燃料の生成量の時間平均値ｄＰhiave、および消費量の時間平均値ｄＱhiaveに基づいて、当該高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立しているか否かを判定することとしている。しかしながら、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件の判定に使用される値は生成量および消費量の時間平均値に限られない。すなわち、高ＲＯＮ燃料の残量が増加するか否かを判定できるのであれば、他の残量相関値に基づいて判断することとしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施の形態２によれば、高ＲＯＮ燃料の残量増加条件が成立していない場合に、点火時期を遅角してノッキングを抑制することとしているが、ノッキングを抑制するための制御はこれに限られない。すなわち、点火遅角制御を実行してもノッキングが解消されない場合には、実施の形態１と同様に、吸入空気量を低減させる制御を実行することとしてもよい。また、上記点火時期制御や空気量低減制御を実行する場合に、上述した実施の形態１と同様に警告を発することとしてもよい。
【００７７】
尚、上述した実施の形態２においては、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、分離器３０が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、液面センサ５２が前記第１の発明における「残量検知手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００７８】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第６の発明における「第２の高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００７９】
また、上述した実施の形態１においては、高ＲＯＮ燃料の生成量の時間平均値ｄＰhiaveが前記第７の発明における「生成量相関値」に、高ＲＯＮ燃料の消費量の時間平均値ｄＱhiaveが前記第７の発明における「消費量相関値」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第７の発明における「判定手段」が実現されている。
【００８０】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８１】
上述した実施の形態１では、ノッキングが発生した際に、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にある場合には、高ＲＯＮ燃料の増量制御を点火遅角制御よりも優先して実行することとしている。これにより、ノッキングを抑制しつつ、燃費悪化を最大限に抑制することができる。また、上述した実施の形態１では、点火遅角制御を実行してもノッキングが解消されない場合には、更に吸入空気量の低減制御を実行することとしている。これにより、ノッキングの発生を確実に抑制することができる。
【００８２】
ここで、運転者の運転状況によっては、燃費悪化の抑制を最も優先したい場合も想定される。しかしながら、実施の形態１において上述したとおり、ノッキングが発生した場合に点火時期の遅角制御を実行すると燃費が悪化してしまう。
【００８３】
そこで、本実施の形態３では、ノッキングが発生し、高ＲＯＮ燃料の残量が不足している場合に、点火時期の遅角制御を実行せずに吸入空気量の低減制御を実行することとする。吸入空気量を低減すると、燃費悪化を抑制しつつノッキングを抑制することができる。このため、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行することができない状況であっても、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立させることができる。
【００８４】
但し、空気量を低減すると出力が低下する。このため、本実施の形態３における制御は、運転者が出力よりも燃費を優先したい場合、例えば、運転者が出力よりも燃費を優先するモード等を選択している場合等に有効となる。
【００８５】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図５を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図５は、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の起動中に実行するルーチンのフローチャートである。
【００８６】
図５に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０にノッキングが発生しているか否かが判定される（ステップ３００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、ノッキングが発生していないと判定された場合には、本ルーチンにおけるノッキング抑制制御を実行する必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００８７】
一方、上記ステップ３００において、ノッキングの発生が判定された場合には、ノッキング抑制制御を実行する必要があると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の残量レベルが所定のＬレベルか否かが判定される（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。その結果、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルではないと判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が十分にあると判断されて、次のステップに移行し、高ＲＯＮ燃料の増量制御が実行される（ステップ３０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０４乃至１１２と同様の処理が実行される。
【００８８】
一方、上記ステップ３０２において、高ＲＯＮ燃料の残量レベルがＬレベルにあると判定された場合には、高ＲＯＮ燃料の残量が少量であり、増量制御を実行することができないと判断されて、次のステップに移行し、吸入空気量の低減制御が実行される（ステップ３０６）。次に、運転者に警告が発せられる（ステップ３０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１２０および１２２と同様の処理が実行される。
【００８９】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、ノッキングが発生し、且つ、高ＲＯＮ燃料の残量制御を実行できない場合に、吸入空気量の低減制御が実行される。これにより、高ＲＯＮ燃料の増量制御を実行できない場合においても、ノッキングの抑制と燃費悪化の抑制とを両立することができる。
【００９０】
尚、上述した実施の形態３においては、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、分離器３０が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、液面センサ５２が前記第１の発明における「残量検知手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「高オクタン価燃料増量手段」が実現されている。
【００９１】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第２の空気量低減手段」が実現されている。
【００９２】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０８の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第３の警告手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の構成を説明するための図である。
【図２】内燃機関１０の運転条件と要求オクタン価との関係を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１０ 内燃機関
１２ 燃料タンク
１４ 原料燃料配管
１６ 燃料ポンプ
１８ 流量制御弁
２０ 熱交換器
２２ ヒートパイプ
２４ 排気通路
３０ 分離器
３０１ アロマ分離膜
３０２，３０３ 区画
３２ 低ＲＯＮ燃料配管
３４ 低ＲＯＮ燃料タンク
３６ インジェクタ
３８ 高ＲＯＮ燃料配管
４０ イダクタ
４２ 高ＲＯＮ燃料タンク
４４ インジェクタ
５０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２ 液面センサ
５４ ノックセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された原料燃料を、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高オクタン価燃料と、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離手段と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との割合を制御する燃料供給手段と、
ノッキングの発生を検知した場合に、当該ノッキングを抑制するノッキング抑制手段と、を備え、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量を検知する残量検知手段と、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも多い場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する高オクタン価燃料増量手段と、
を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関の点火時期を遅角する点火時期遅角手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記点火時期遅角手段の実行時に警告を発する警告手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ノッキング抑制手段は、前記点火遅角手段を実行してもノッキングを抑制できない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する空気量低減手段を更に含むことを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記空気量制限手段の実行時に警告を発する第２の警告手段を更に備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が増加する条件（以下、残量増加条件）が成立しているかを判定する判定手段と、
前記残量増加条件が成立している場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する第２の高オクタン価燃料増量手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記判定手段は、高オクタン価燃料の生成量と相関を有する値（以下、生成量相関値）が、消費量と相関を有する値（以下、消費量相関値）よりも大きい場合に、前記残量増加条件の成立を判定することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する第２の空気量低減手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記第２の空気量制限手段の実行時に警告を発する第３の警告手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
供給された原料燃料を、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高オクタン価燃料と、高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離手段と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との割合を制御する燃料供給手段と、
ノッキングの発生を検知した場合に、当該ノッキングを抑制するノッキング抑制手段と、を備え、
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量を検知する残量検知手段と、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも多い場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する高オクタン価燃料増量手段と、
を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関の点火時期を遅角する点火時期遅角手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記点火時期遅角手段の実行時に警告を発する警告手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ノッキング抑制手段は、前記点火遅角手段を実行してもノッキングを抑制できない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する空気量低減手段を更に含むことを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記空気量制限手段の実行時に警告を発する第２の警告手段を更に備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が増加する条件（以下、残量増加条件）が成立しているかを判定する判定手段と、
前記残量増加条件が成立している場合に、前記内燃機関に供給される高オクタン価燃料の割合を増量する第２の高オクタン価燃料増量手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記判定手段は、高オクタン価燃料の生成量と相関を有する値（以下、生成量相関値）が、消費量と相関を有する値（以下、消費量相関値）よりも大きい場合に、前記残量増加条件の成立を判定することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記ノッキング抑制手段は、
高オクタン価燃料の残量が所定の基準値よりも少ない場合に、前記内燃機関に吸入される空気量を低減する第２の空気量低減手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記第２の空気量制限手段の実行時に警告を発する第３の警告手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９３６００（Ｐ２００９−２９３６００Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５０８６９（Ｐ２００８−１５０８６９）
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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