JP2004278449A

JP2004278449A - 内燃機関の燃料性状推定装置

Info

Publication number: JP2004278449A
Application number: JP2003073062A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Oshimi; 陽一押味; Kazuhiko Abe; 和彦安倍
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07
Also published as: CN100354511C; US20040182378A1; US6997172B2; CN1532391A

Abstract

【課題】始動時に、始動不良、排気の悪化を防止する。
【解決手段】空燃比センサの出力に基づいて燃料内の単一組成分濃度推定を行う内燃機関の燃料性状推定装置において、
エンジン始動後の所定時期に、複数回の燃料性状推定を実施することを特徴とする。これによって、燃料の単一組成分濃度推定を行う頻度を確保することができ、始動不良や排気悪化を防止することができる
【選択図】図１６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料性状推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンの他にアルコールとガソリンの各種組成の混合燃料でも走行可能な、いわゆるフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）と言われる自動車がある。
【０００３】
このようなフレキシブルフューエルビークルとしては、燃料内のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサを備えるとともに、燃料を給油した際にはエンジンの始動前に燃料ポンプを作動させることによって、燃料内のアルコール濃度を均一化させるようにし、良好なエンジン性能を得られるようにしたものが従来から知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２２９３４０号公報（第１−３頁、第１図及び第２図）
ところで、燃料内のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出する場合には、アルコール濃度センサを設ける必要がありコストアップするという問題があり、エンジンの排気空燃比を検出する空燃比センサの出力信号に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定する技術も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空燃比センサの出力信号に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定する場合には、燃料内のアルコール濃度を推定するときに、エバポパージを停止しなければならない等、他性能に跳ね返りがあるため、アルコール濃度推定は出来得る限り少ない回数・頻度で行いたいという要求がある。また、エンジンの始動直後にアルコール濃度推定を実施すると、給油後の燃料輸送遅れ等により本来のアルコール濃度が推定できない虞がある。さらに、給油後の燃料輸送遅れ等を考慮して、アルコール濃度推定の時期を遅らせると、アルコール濃度推定を実施する前に、ドライバーがエンジン停止を行う可能性が高くなり、次回始動時に、始動不良、排気の悪化を招く虞がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の燃料性状推定装置は、エンジン始動後の所定時期に、複数回の燃料性状推定を実施することを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料の単一組成分濃度推定を行う頻度を確保することができ、始動不良や排気悪化を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料性状推定装置の概略構成を示している。尚、本実施形態における内燃機関は、ガソリンの他にアルコールとガソリンの各種組成の混合燃料も使用可能なものであって、いわゆるフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）に適用されるものである。
【００１０】
エンジン本体１の燃焼室２には、吸気弁３を介して吸気通路４が接続されていると共に、排気弁５を介して排気通路６が接続されている。
【００１１】
吸気通路４には、エアクリーナ７、吸入空気量を検出するエアフローメータ８、吸入空気量を制御するスロットル弁９及び吸気中に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１０が配設されている。
【００１２】
燃料噴射弁１０は、エンジンコントロールユニット１１（以下、ＥＣＵと記す）からの噴射指令信号により運転条件に応じて所定の空燃比となるよう吸気中に燃料を噴射供給しているものであって、燃料ポンプ１２及び燃料配管１３を介して燃料タンク１４に接続されている。ここで、燃料ポンプ１２はＥＣＵ１１によって制御されている。
【００１３】
排気通路６には、排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサとしての酸素濃度センサ１５と、排気浄化用の三元触媒１６，１６が配設されている。
【００１４】
三元触媒１６は理論空燃比を中心とするいわゆるウィンドウに空燃比がある場合に最大の転化効率をもって排気中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを同時に浄化できるため、ＥＣＵ１１では、三元触媒１６，１６上流側に設けた酸素濃度センサ１５からの出力に基づいて排気空燃比が上記のウィンドウの範囲内で変動するように空燃比のフィードバック制御を行う。
【００１５】
また、ＥＣＵ１１には、エンジン本体１の冷却水温度を検知する水温センサ１７、エンジン回転数を検出するクランク角センサ１８、吸気通路４内の吸気圧及び吸気温を検出する吸気圧・吸気温センサ１９及びアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２０、外気温を検知する外気温センサ２１及び車両速度を検知する車速センサ２２からの信号が入力されていると共に、イグニションキースイッチ２３のＯＮ・ＯＦＦ信号が入力されている。
【００１６】
尚、図１中の２４は、ＥＣＵ１１によって制御されるパワートランジスタ内蔵の点火コイル、２５は点火プラグである。
【００１７】
ここで、エンジン運転中において、燃料の一部がシリンダの内壁面に付着し、ピストンとシリンダとの隙間から漏れだしてエンジンオイルを希釈するいわゆるオイル希釈が発生すると、燃焼室２内で燃焼する燃料量が減少することなり、空燃比が過度に希薄（エアリッチ）となって、運転性や排気性能の悪影響を及ぼす虞がある。また、オイル希釈によりエンジンオイルを希釈している燃料が、エンジンオイルから蒸発し、ブローバイシステム等から吸気系に吸入されると、空燃比が過度に過濃（燃料リッチ）となって、運転性や排気性能の悪影響を及ぼす虞がある。
【００１８】
まず、この燃料性状推定装置では、オイル希釈によりエンジンオイルに混入したオイル希釈燃料量ＯＦを以下の手順により推定する。
【００１９】
図２に示すフローチャートは、所定時間毎に実行されるものであって、オイル希釈燃料量ＯＦを求める全体のフローチャートを示している。
【００２０】
第１サブルーティン（詳細は後述）からなるステップ１（以下、単にＳと表記する）では、オイル希釈燃料量の増加量Ａを算出する。
【００２１】
第２サブルーティン（詳細は後述）からなるＳ２では、オイル希釈燃料量の減少割合Ｂを算出する。
【００２２】
Ｓ３では、オイル希釈燃料量の増加量Ａと、オイル希釈燃料量の減少割合Ｂとを用いて、オイル希釈燃料量の変化量ＣＯＦを算出する。ここでＯＦ_ｎ−１は、前回算出されたオイル希釈燃料量である。そして、Ｓ４にて、オイル希釈燃料量ＯＦを算出する。
【００２３】
図３に、上述した第１サブルーティン内の制御の流れを示す。
【００２４】
Ｓ１１では、ＭＯＦＤマップ（後述）を参照し、増加量Ａの増加率である燃料落ち割合Ｃを算出する。図４に、ＭＯＦＤマップの特性例を示す。このＭＯＦＤマップは、エンジン温度としてのシリンダ壁温ＴＣ（詳細は後述する）とエンジン回転数Ｎｅとから、燃料落ち割合Ｃを算出するものであって、エンジン回転数が低いほど燃料落ち割合Ｃは大きくなり、また、シリンダ壁温ＴＣが低いほど燃料落ち割合Ｃは大きくなっている。これは、エンジンが低回転では、ガス流動が小さくなり、燃料の気化微粒化が悪く、壁面に燃料が付着し易くなると考えられるためである。また、シリンダ壁温ＴＣに関しては、燃料の揮発特性による。
【００２５】
Ｓ１２では、負荷補正テーブル（後述）を参照し、負荷補正率Ｄを算出する。図５に、負荷補正テーブルの特性例を示す。負荷補正テーブルは、エンジン負荷としてエアフローメータ８の出力より得られる吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから求まる基本噴射量Ｔｐ（後述）から負荷補正率Ｄを算出するものであって、高負荷ほど燃焼室２での燃料の未燃分割合が多いため、負荷補正率Ｄは大きな値となる。これは圧力により燃料揮発性が変わることが影響すると考えられるためである。
【００２６】
Ｓ１３では、燃料落ち割合Ｃ、負荷補正率Ｄ、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷としてエンジンの運転状態によって決定される燃料噴射量Ｔｅを用いて増加量Ａを算出する。
【００２７】
図６に、上述した第２サブルーティン内の制御の流れを示す。この第２サブルーティンでは、Ｓ２１にて、ＭＯＦＵマップ（後述）を参照して、エンジンオイルからのオイル希釈燃料の蒸発率である減少割合Ｂを算出する。図７に、ＭＯＦＵマップの特性例を示す。このＭＯＦＵマップは、オイル温度ＴＯとエンジン回転数Ｎｅとから減少割合Ｂを算出するものである。減少割合とオイル温度ＴＯとの相関性は、燃料の揮発性により、オイル温度ＴＯが高いほど減少割合Ｂが大きくなる。また、減少割合とエンジン回転数Ｎｅとの相関性は、オイルポンプによるオイルの循環撹拌や、クランクシャフトのカウンターウェイトによるオイル撹拌により、エンジンオイル内の燃料の蒸発が促進されされることから、エンジン回転数Ｎｅが高いほど減少割合Ｂが大きくなる。
【００２８】
次に、増加量Ａを算出する際に用いるシリンダ壁温ＴＣの予測制御フローを図８に示す。
【００２９】
まず、Ｓ３１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１１の初回通電時であるか否かを判定し、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１１の初回通電時のいずれかの場合には、Ｓ３２に進み、シリンダ壁温ＴＣの初期値ＴＣ_０の値をエンジンの冷却水温Ｔｗと同値として、次回の演算での温度上昇に備えることとする。
【００３０】
Ｓ３１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１１の初回通電時のいずれかでもないと判定されるとＳ３３に進み、エンジンが燃料カット中であるか否かを判定し、エンジンが燃料カット中であればＳ３４に進み、エンジンが燃料カット中でないならばＳ３５に進む。
【００３１】
エンジンが燃料カット中であれば、シリンダ壁温ＴＣは、エンジン冷却水温Ｔｗに向け収束するので、Ｓ３４にて、エンジン冷却水温Ｔｗからの温度上昇分平衡温度ＴＣＨをゼロとする（ＴＣＨ＝０）。
【００３２】
一方、エンジンが燃料カット中でなければ、Ｓ３５にて、ＭＴＣＨマップ（後述）を参照して、シリンダ壁温ＴＣとエンジン冷却水温Ｔｗとの温度差である温度上昇分平衡温度ＴＣＨを算出する。図９に、ＭＴＣＨマップの特性例を示す。このＭＴＣＨマップは、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射量Ｔｐとを用いて温度上昇分平衡温度ＴＣＨを算出するものである。温度上昇分平衡温度ＴＣＨは、燃焼温度と強い相関があるので、エンジン回転数Ｎｅが高く、基本噴射量Ｔｐすなわちエンジン負荷が高いほど高い値となる。
【００３３】
Ｓ３６では、ＫＴＣマップ（後述）を参照して温度の時定数に相当する温度変化割合ＫＴＣを算出する。図１０に、ＫＴＣマップの特性例を示す。このＫＴＣマップは、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射量Ｔｐを用いて温度変化割合ＫＴＣを算出するものである。温度変化割合ＫＴＣは、シリンダ壁への伝熱はガス流速が支配的なのでエンジン回転数Ｎｅの影響が大きく、基本噴射量Ｔｐすなわちエンジン負荷に対しても圧力による伝熱の影響で感度を持っている。つまり、温度変化割合ＫＴＣは、エンジン回転数Ｎｅが高く、基本噴射量Ｔｐが高いほど大きな値となる。
【００３４】
尚、本実施形態では、温度上昇分平衡温度ＴＣＨと温度変化割合ＫＴＣとを、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射量Ｔｐとを割り付けたマップから算出する方式を提示したが、精度要求が低いならエアフローメータからの検出信号である吸入空気量Ｑａを割り付けた算出テーブルをそれぞれ用意し、これら算出テーブルを用いて求めるようにしてもよい。
【００３５】
次に、Ｓ３７にて、温度上昇分平衡温度ＴＣＨと温度変化割合ＫＴＣから時々刻々の予測温度ＤＴＣを求める。この予測温度ＤＴＣは、エンジン冷却水温Ｔｗとの温度差であって、ＤＴＣ_ｎ＝ＤＴＣ_ｎ−１＋（ＴＣＨ−ＤＴＣ_ｎ−１）×ＫＴＣで表される。この式は、一時遅れの式であり、温度上昇分平衡温度ＴＣＨに対して、予測温度ＤＴＣを一時遅れで追従させるものである。一時遅れとしたのは、熱の逃げとのバランスにより理論上も割合一定で変わると思われることからで、発明者らが実測した経験のあるバルブ温度の上昇波形と同じであるとみなした。尚、ＤＴＣ_ｎ−１は前回計算時の予測温度である。
【００３６】
そして、Ｓ３８にて、エンジン冷却水温Ｔｗに、Ｓ３７で算出した予測温度ＤＴＣ_ｎを加えた値をシリンダ壁温ＴＣ_ｎとし、シリンダ壁温ＴＣの予測を終了する。すなわち、温度上昇分平衡温度ＴＣＨ及び予測温度ＤＴＣは、エンジン冷却水温Ｔｗからの温度上昇量であるため、最後にエンジン冷却水温Ｔｗを加算するのである。
【００３７】
尚、本実施形態では、シリンダ壁温ＴＣを予測する例を示したが、これは安い原価でシステムを提供するためであり、温度センサをシリンダに埋め込んで直接シリンダ壁の温度を検出しても差し支えはないし、その方が精度が高いものとなる。
【００３８】
次に、上述した図７のＭＯＦＵマップを用いてオイル減少割合Ｂを算出する際に用いるオイル温度ＴＯの予測制御フローを図１１に示す。
【００３９】
Ｓ４１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１１の初回通電時であるか否かを判定し、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１１の初回通電時のいずれかの場合には、Ｓ４２に進み、ＴＯ_０の値をエンジンの冷却水温Ｔｗと同値とする。
【００４０】
Ｓ４１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１１の初回通電時のいずれかでもないと判定されるとＳ４３に進む。
【００４１】
Ｓ４３では、エンジンオイルとエンジン冷却水との熱流分ＴＴＷを、エンジン冷却水温度Ｔｗと、ＴＴＷＳと、前回計算時のオイル温度ＴＯ_ｎ−１と、を用いて算出する。ＴＴＷｎ＝（Ｔｗ−ＴＯ_ｎ−１）×ＴＴＷＳ。つまり、伝熱量は温度差と比例し、流速の関数であるので、エンジン回転数Ｎｅから求めたＴＴＷＳを乗算して求めるものである。
【００４２】
図１２は、ＴＴＷＳの算出テーブルの特性例を示している。ＴＴＷＳは、エンジン回転数Ｎｅに比例して大きな値となる。ここで、ＴＴＷＳを算出する際にエンジン回転数Ｎｅを用いたのは、エンジン冷却水またはエンジン冷却水に接するシリンダブロック、シリンダヘッドと、エンジンオイルとの間に伝熱は、オイルポンプを回すエンジン回転数Ｎｅと比例するからである。また、オイルパンを伝わってくる分もあるが、それは、図１２の特性に適宜下駄を履かせることで対応できる。
【００４３】
Ｓ４４では、燃焼との熱流分ＴＴＣを、エンジン冷却水温度Ｔｗと、ＴＴＣＴ及びＴＴＣＮとを用いて算出する。ＴＴＣ_ｎ＝（ＴＴＣＴ−ＴＯ_ｎ−１）×ＴＴＣＮ。
【００４４】
ここで、図１３はＴＴＣＴの算出テーブルの特性例を示し、図１４はＴＴＣＮの算出テーブルの特性例を示している。ＴＴＣＴは、ピストンシリンダ壁の温度であり、燃焼温度と関係するので燃料噴射量Ｔｅとエンジン回転数Ｎｅとの積を用いて、図１３の算出テーブルから求める。ＴＴＣＮは伝熱のためのエンジンオイル流速で、エンジン回転数Ｎｅを用いて図１４の算出テーブルから求める。
【００４５】
Ｓ４５では、外気への放熱分ＴＴＡを算出する。ＴＴＡ_ｎ＝（ＴＯ_ｎ−１−Ｔａ）×ＴＴＡＶＳＰ。Ｔａは外気温センサ２１の出力信号でる外気温度、ＴＴＡＶＳＰは車速センサ２２の出力信号ＶＳＰ（車速）から求める伝熱のための流速である。図１５はＴＴＡＶＳＰの算出テーブルの特性例を示している。
【００４６】
そして、Ｓ４６にて、オイル温度ＴＯ_ｎを算出する。ＴＯ_ｎ＝ＴＯ_ｎ−１＋ＴＴＷｎ＋ＴＴＣ_ｎ−ＴＴＡ_ｎ。つまり、Ｓ４６に示すオイル温度ＴＯ_ｎを算出する式は、エンジンオイルが、エンジン冷却水と燃焼によりピストンシリンダで暖められ、走行風（とエンジン冷却水）で冷却される現象をモデリングした式である。
【００４７】
このように求めたオイル温度ＴＯを、オイル希釈燃料の蒸発計算に用いる。
【００４８】
尚、本実施形態では、オイル温度ＴＯを予測する例を示したが、これは安い原価でシステムを提供するためであり、エンジンオイルの温度を温度センサで直接検出するようにしても差し支えはないし、その方が精度が高いものとなる。
【００４９】
また、この実施形態においては、オイルパンを冷やすのは外気温度Ｔａとし、ラジエターからの温風は無視したが、ラジエターからの温風が多く当たる車両の場合には、ラジエータからの温風を考慮してＴａを補正して用いれば精度を上げることが可能である。
【００５０】
アルコールを含む燃料は、通常のガソリン（混合燃料）に対してＣ（炭素）原子の含有量が異なるため、同一の当量比を得るには大きな噴射量が要求されることになり、アルコールとガソリンの混合燃料をエンジンに供給するにあたっては、燃料内のアルコール濃度に従って燃料噴射量を調整する必要がある。
【００５１】
そこで、酸素濃度センサ１５の検出値を利用して、可及的速やかに、かつ精度良く燃料内の単一組成分濃度としてアルコール濃度を予測する。
【００５２】
図１６は、アルコール濃度推定の制御の流れを示すフローチャートである。
【００５３】
Ｓ５１で、酸素濃度センサ１５の出力信号を基に算出された空燃比フィードバック補正係数αを読み込む。
【００５４】
Ｓ５２では。学習条件が成立しているか否かを判定し、学習条件が成立している場合には、Ｓ５３に進み、各運転領域毎のαｍ算出マップのマップ値の書き換えを行う。学習条件が成立していない場合には、各αｍマップ値のマップ値の書き換えを行わずにＳ５４に進む。ここで、αｍは上記αに基づいて算出される空燃比学習補正係数である。また、空燃比フィードバック補正係数α及び空燃比学習補正係数αｍの算出方法は、公知のいかなる算出方法でも使用可能であるため、これらの算出方法についての詳細な説明は省略する。
【００５５】
Ｓ５４では、現在の各運転領域毎のαｍマップを参照し、各運転領域毎のαｍを求める。
【００５６】
Ｓ５５では、上述した図２のフローチャートで算出されたオイル希釈燃料量ＯＦが所定の推定許可希釈量ＬＯＦ♯より少ないかどうかを判定し、オイル希釈燃料量ＯＦが所定の推定許可希釈量ＬＯＦ♯よりも少ない場合には、エンジンオイルからの蒸発燃料の影響が少ないとみなしてＳ５６に進み、そうでない（多い）場合にはアルコール濃度を推定せずに終了する本フローを終了する。
【００５７】
Ｓ５６では、上述した図２のフローチャートで算出された変化量ＣＯＦの絶対値が所定の推定許可希釈変化量ＬＣＯＦ♯より少ないかどうかを判定し、変化量ＣＯＦの絶対値が所定の推定許可希釈変化量ＬＣＯＦ♯より少ない場合には、エンジンオイルからの蒸発燃料の影響が少ないとみなしてＳ５７に進み、そうでない（多い）場合にはアルコール濃度を推定せずに終了する本フローを終了する。
【００５８】
Ｓ５７では、アルコール濃度推定を行うに当たっての他許可条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態においては、エンジン冷却水温、エンジン始動後時間、空燃比学習制御の進行状況、給油履歴などの条件が整った場合にＳ５８に進み、そうでない場合にはアルコール濃度を推定せずに終了する本フローを終了する。
【００５９】
Ｓ５８では、アルコール濃度推定の許可条件であるアルコール濃度推定許可フラグ、すなわちｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２を読み込む。ｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２は、後述する図１８のフローチャートにしたがって決定されるものであって、詳細についても後述する。
【００６０】
Ｓ５９では、ｆＡＬＣＫＯＵ２＝１であるか否かを判定し、ｆＡＬＣＫＯＵ２＝１であれば６１に進み、ｆＡＬＣＫＯＵ２≠１すなわちｆＡＬＣＫＯＵ２＝０であればＳ６０に進む。
【００６１】
Ｓ６０では、ｆＡＬＣＫＯＵ１＝１であるか否かを判定し、ｆＡＬＣＫＯＵ１＝１であればＳ６１に進み、ｆＡＬＣＫＯＵ１≠１すなわちｆＡＬＣＫＯＵ１＝０であれば、アルコール濃度推定を行わずに本フローを終了する。
【００６２】
つまり、ｆＡＬＣＫＯＵ１＝１もしくはｆＡＬＣＫＯＵ２＝１の場合にのみＳ６１に進み、アルコール濃度推定が実行されることになる。
【００６３】
Ｓ６１では、各運転領域別のαｍのうち代表的な回転負荷領域のαｍの平均値を計算する。すなわち４領域程度のαｍの平均値を算出し、その結果を用い、図１７に示すテーブルからアルコール濃度を算出する。ここで、上述した４領域は、エンジンとしての使用頻度の比較的高い領域で、あまり小さな吸入空気量でない領域を選択しているが、これは学習の頻度を確保し、例えばエンジンオイルから蒸発するオイル希釈燃料の影響を受けにくい比較的大きな空気量領域を選択するものである。
【００６４】
また、図１７においては、αｍの平均値に対して、アルコール濃度は不感帯を持つ特性となっているが、これは、ガソリンを入れられた場合や、いつも規格品のブレンド燃料（ガソリン−アルコール燃料）を入れられた場合は、安定した制御値（制御定数）を用いるために設定した特性である。ここで、上記制御値とは、点火時期関連、燃料の壁流補正関連、いわゆるλコントコントロールの３元点調整定数、冷機増量関連等が挙げられ、これらが変動するとエミッションの再現性が悪くなるため不感帯としたものである。
【００６５】
図１８は、上述したｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２の値が「０」であるか「１」であるかを判定する制御の流れを示すフローチャートであり、所定時間毎に実行される。
【００６６】
Ｓ７１では、上述した図１６の制御によりアルコール濃度推定が実行されたとき、ｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２の値をそれぞれクリアー、すなわちそれぞれ「０」の値に設定する。（但し、ｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２の電源投入時の初期値は、それぞれ０である。）
Ｓ７２では、燃料噴射弁１０の噴射パルスを積算することでエンジン始動後の噴射パルス積算量を算出し、この噴射パルス積算量を基にエンジン始動後の燃料噴射積算量を算出する。
【００６７】
燃料タンク１４内では新旧の燃料の混合が容易なため、旧燃料（燃料タンク１４内の燃料）とは異なるアルコール濃度の新燃料（給油する燃料）を給油しても、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度は給油と同時に均一になると考えてよい。しかし、給油時に燃料配管１３内に残った燃料は、新燃料とは容易に混合されないため、給油後のエンジン始動時に燃料噴射弁１０から噴射される燃料のアルコール濃度は、燃料配管１３内に残った旧燃料が燃料噴射によって押し出されていくことによって、新旧の燃料が混合した燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度に徐々に変化していく。つまり、燃料配管１３内に残った燃料が燃料噴射により消費されるまでの間は、燃料タンク１４内の燃料に切り替わらない。すなわち、燃料配管１３内に残った燃料による輸送遅れ分があるため、これらの燃料が消費されるまでアルコール濃度は切り替わらない。そこで、噴射パルスの積算量から燃料配管１３内の燃料消費の進み具合を知るのである。
【００６８】
尚、噴射パルスは、クランク角センサ１８からのエンジン回転数と、エアフローメータ８からの吸入空気量に応じて算出されるものである。
【００６９】
Ｓ７３では、所定値１及び所定値２を読み込む。これら所定値１及び所定値２は、実験適合によって得られるものであって、燃料配管１３のレイアウト等によって決定され、所定値１＜所定値２の関係を有する。
【００７０】
所定値１は、燃料噴射弁１０から噴射された燃料のアルコール濃度が、燃料配管１３内に残った燃料のアルコール濃度から、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度に略８０％切り替わる時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものである。
【００７１】
所定値２は、燃料噴射弁１０から噴射された燃料のアルコール濃度が、燃料配管１３内に残った燃料のアルコール濃度から、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度に切り替わりエンジンの空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期、すなわち、ブローバイガス、燃料の壁流等の外乱影響が無くなった時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものである。
【００７２】
Ｓ７４では、後述するＳ７７でｆＡＬＣＫＯＵ１＝１を経験したことがなければＳ７５へ進み、後述するＳ７７でｆＡＬＣＫＯＵ１＝１を経験したことがあればＳ７８に進む。
【００７３】
Ｓ７５では、Ｓ７２で算出した燃料噴射積算量とＳ７３で読み込んだ所定値１とを比較し、燃料噴射積算量≧所定値１であればＳ７７に進みｆＡＬＣＫＯＵ１＝１として、Ｓ７８に進む。一方、Ｓ７５で、燃料噴射積算量≧所定値１でなければＳ７６へ進みｆＡＬＣＫＯＵ１＝０とし、さらにＳ８１に進んでｆＡＬＣＫＯＵ２＝０として終了する。
【００７４】
Ｓ７８では、後述するＳ８０でｆＡＬＣＫＯＵ２＝１を経験したことがなければＳ７９へ進み、後述するＳ８０でｆＡＬＣＫＯＵ２＝１を経験したことがあればそのまま終了する。
【００７５】
Ｓ７９では、Ｓ７２で算出した燃料噴射積算量とＳ７３で読み込んだ所定値２とを比較し、燃料噴射積算量≧所定値２であればＳ８０に進みｆＡＬＣＫＯＵ２＝１としてて終了する。一方、Ｓ７９で、燃料噴射積算量≧所定値２でなければ、Ｓ８１に進んでｆＡＬＣＫＯＵ２＝０として終了する。
【００７６】
図１９は、ｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２のフラグ判定によって実施される燃料内のアルコール濃度推定の実施時期を模式的に示した説明図であって、ガソリン燃料（アルコール濃度０％）にいわゆるＥ８５燃料（エタノール濃度８５％）を給油した場合を例示したものである。
【００７７】
エンジン始動後、燃料噴射弁１０から燃料が噴射されていくにしたがい、噴射される燃料のアルコール濃度は、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度に徐々に変化していく。燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度を８５％とし、燃料配管１３内に残った燃料のアルコール濃度を０％とすれば、所定値１は、噴射される燃料のアルコール濃度が（８５×０．８）％、すなわち燃料タンク１４内の燃料の燃料性状に噴射される燃料の燃料性状が略８０％切り替わった時期に相当する。
【００７８】
所定値２は、エンジンの空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期、すなわち、ブローバイガス、壁流等の外乱影響が無くなった時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものであって、この時点で燃料噴射弁１０から噴射される燃料のアルコール濃度は、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度と概ね一致する。
【００７９】
以上説明したきたように、燃料噴射弁１０から噴射された燃料のアルコール濃度が、燃料配管１３内に残った燃料のアルコール濃度から、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度に略８０％切り替わる時期に、エンジン始動後の１回目のアルコール濃度推定を実施し、燃料噴射弁１０から噴射された燃料のアルコール濃度が、燃料配管１３内に残った燃料のアルコール濃度から、燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度に切り替わりエンジンの空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期にエンジン始動後の２回目のアルコール濃度推定を実施することにより、１回目のアルコール濃度推定により、燃料噴射弁１０から噴射される燃料の実際のアルコール濃度と推定されたアルコール濃度との偏差を小さくすることができ、２回目のアルコール濃度推定により、より正確なアルコール濃度を推定することができるので、始動不良や排気悪化を防止することができる。
【００８０】
また、エンジン始動後の燃料噴射積算量を基に、アルコール濃度推定の実施時期を決定しているので、燃料噴射量が変化した場合においても、燃料配管内の輸送遅れを考慮でき、推定されたアルコール濃度の精度を向上させることができ、始動不良や排気悪化を防止することができる。
【００８１】
尚、２回目のアルコール濃度推定は、燃料噴射弁１０から噴射される燃料が燃料タンク１４内の燃料に切り替わった後に実施されるので、燃料噴射積算量ではなく、エンジン始動後所定時間経過したときに２回目のアルコール濃度推定を実施するようにしてもよい。
【００８２】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００８３】
（１）内燃機関の燃料性状推定装置は、空燃比センサの出力に基づいて燃料内の単一組成分濃度推定を行うものであって、エンジン始動後の所定時期に、複数回の燃料性状推定を実施する。これによって、燃料の単一組成分濃度推定を行う頻度を確保することができ、始動不良や排気悪化を防止することができる。
【００８４】
（２）上記（１）に記載の内燃機関の燃料性状推定装置において、上記内燃機関は、上記空燃比センサの出力に基づいた空燃比制御が行われるものであり、燃料タンク内の燃料が燃料配管を介して燃料噴射弁から上記内燃機関に噴射供給されるものであって、１回目の燃料性状推定は、燃料噴射弁から噴射される燃料が始動時に燃料タンク内にあった燃料に略切り替わった時期に実施され、２回目の燃料性状推定は、空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期に実施される。これによって、１回目の単一組成分濃度推定により、燃料噴射弁から噴射される燃料の実際の単一組成分濃度と推定された単一組成分濃度との偏差を小さくすることができ、２回目の単一組成分濃度推定により、より正確な単一組成分濃度を推定することができるので、始動不良や排気悪化を防止することができる。
【００８５】
（３）より具体的には、上記（２）に記載の内燃機関の燃料性状推定装置において、エンジン始動後の燃料噴射積算量が予め設定された所定値１になった時点で上記１回目の燃料性状推定を実施すると共に、エンジン始動後の燃料噴射積算量が予め設定された所定値２になった時点で上記２回目の燃料性状推定を実施するものであって、上記所定値１は、燃料噴射弁から噴射された燃料の燃料性状が燃料タンク内の燃料性状に略８０％切り替わる時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものであり、上記所定値２は、空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものである。
【００８６】
（４）より具体的には、上記（２）に記載の内燃機関の燃料性状推定装置において、エンジン始動後、予め設定された所定時間が経過したときに、上記２回目の燃料性状推定が実施される。
【００８７】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状推定装置において、単一組成分濃度とは、燃料内のアルコール濃度である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料性状推定装置の概略構成を示す説明図。
【図２】オイル希釈燃料量を算出する制御の流れを示すフローチャート。
【図３】図２の第１サブルーティンの制御の流れを示すフローチャート。
【図４】ＭＯＦＤマップの特性例を示す説明図。
【図５】負荷補正テーブルの特性例を示す説明図。
【図６】図２の第２サブルーティンの制御の流れを示すフローチャート。
【図７】ＭＯＦＵマップの特性例を示す説明図。
【図８】シリンダ壁温ＴＣの予測制御を示すフローチャート。
【図９】ＭＴＣＨマップの特性例を示す説明図。
【図１０】ＫＴＣマップの特性例を示す説明図。
【図１１】オイル温度ＴＯの予測制御を示すフローチャート。
【図１２】ＴＴＷＳ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１３】ＴＴＣＴ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１４】ＴＴＣＮ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１５】ＴＴＡＶＳＰ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１６】燃料内のアルコール濃度を推定する制御の流れを示すフローチャート。
【図１７】アルコール濃度算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１８】ｆＡＬＣＫＯＵ１及びｆＡＬＣＫＯＵ２の値が「０」であるか「１」であるかを判定する制御の流れを示すフローチャート。
【図１９】アルコール濃度推定の実施時期を模式的に示した説明図。
【符号の説明】
１…エンジン本体
１０…燃料噴射弁
１１…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１２…燃料ポンプ
１３…燃料配管
１４…燃料タンク
１５…酸素濃度センサ

Claims

空燃比センサの出力に基づいて燃料内の単一組成分濃度推定を行う内燃機関の燃料性状推定装置において、
エンジン始動後の所定時期に、複数回の燃料性状推定を実施することを特徴とする内燃機関の燃料性状推定装置。
上記内燃機関は、上記空燃比センサの出力に基づいた空燃比制御が行われるものであり、燃料タンク内の燃料が燃料配管を介して燃料噴射弁から上記内燃機関に噴射供給されるものであって、
１回目の燃料性状推定は、燃料噴射弁から噴射される燃料が始動時に燃料タンク内にあった燃料に略切り替わった時期に実施され、
２回目の燃料性状推定は、空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期に実施されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料性状推定装置。
エンジン始動後の燃料噴射積算量が予め設定された所定値１になった時点で上記１回目の燃料性状推定を実施すると共に、エンジン始動後の燃料噴射積算量が予め設定された所定値２になった時点で上記２回目の燃料性状推定を実施するものであって、
上記所定値１は、燃料噴射弁から噴射された燃料の燃料性状が燃料タンク内の燃料性状に略８０％切り替わる時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものであり、
上記所定値２は、空燃比制御に影響のある外乱が治まった時期をエンジン始動後の燃料噴射積算量に換算したものであることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料性状推定装置。
エンジン始動後、予め設定された所定時間が経過したときに、上記２回目の燃料性状推定が実施されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料性状推定装置。
単一組成分濃度とは、燃料内のアルコール濃度であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状推定装置。