JP2007303446A - Controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来より、例えばガソリンだけでなく、ガソリンにアルコールを混合させたアルコール混合液体燃料など、種々の燃料を利用できる内燃機関が知られている。ところが、ガソリンとアルコール混合燃料とでは性状が異なり、また、アルコール混合燃料中のアルコール濃度ないし成分割合も必ずしも一定ではなく、したがって機関に給油される毎に燃料性状が異なっているおそれがある。一方、燃料性状が変動すると例えば理論空燃比が変動する。したがって、燃料性状に応じて空燃比を補正する必要がある。 Conventionally, not only gasoline but also an internal combustion engine that can use various fuels such as an alcohol-mixed liquid fuel obtained by mixing alcohol with gasoline is known. However, the properties of gasoline and alcohol-mixed fuel are different, and the alcohol concentration or the component ratio in the alcohol-mixed fuel is not always constant, so that the fuel property may be different every time the engine is refueled. On the other hand, when the fuel property changes, for example, the theoretical air-fuel ratio changes. Therefore, it is necessary to correct the air-fuel ratio according to the fuel properties.
そこで、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路内に燃料性状センサを配置し、燃料性状センサにより検出された燃料性状に応じた補正係数を決定し、この補正係数でもって空燃比制御を行うようにした内燃機関が公知である(特許文献1参照)。このようにすると、給油された燃料の性状にかかわらず良好な空燃比制御を維持することができる。 Therefore, a fuel property sensor is disposed in the fuel passage from the fuel tank to the fuel injection valve, a correction coefficient corresponding to the fuel property detected by the fuel property sensor is determined, and air-fuel ratio control is performed using this correction factor. An internal combustion engine is known (see Patent Document 1). In this way, good air-fuel ratio control can be maintained regardless of the nature of the fuel supplied.
しかしながら、給油が行われ燃料タンク内が新たな燃料で満たされても、燃料通路内には給油前の燃料が残存している。このため、この残存燃料が機関に供給されている間に、新たな燃料の性状に応じて定まる新たな補正係数でもって空燃比制御を行うと、誤補正することになる。すなわち、機関に実際に供給される燃料の性状に応じて補正係数を定める必要があるのである。 However, even if refueling is performed and the fuel tank is filled with new fuel, the fuel before refueling remains in the fuel passage. For this reason, if the air-fuel ratio control is performed with a new correction coefficient determined according to the properties of the new fuel while the remaining fuel is being supplied to the engine, an erroneous correction is made. That is, it is necessary to determine the correction coefficient according to the properties of the fuel actually supplied to the engine.
前記課題を解決するために本発明によれば、燃料タンク内又は燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路内に燃料性状センサを配置し、該燃料性状センサにより検出された燃料性状に応じて機関制御を行うようにした内燃機関において、給油が行われてからの燃料噴射量の積算値を算出し、該燃料噴射量積算値が予め定められた閾値に達するまでは給油前の燃料性状に応じて機関制御を行い、該燃料噴射量積算値が予め定められた閾値に達した後は燃料性状センサにより新たに検出された燃料性状に応じて機関制御を行うようにしている。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, a fuel property sensor is arranged in a fuel tank or in a fuel passage from the fuel tank to the fuel injection valve, and an engine according to the fuel property detected by the fuel property sensor. In an internal combustion engine that performs control, an integrated value of fuel injection amount after refueling is calculated, and depending on the fuel properties before refueling until the integrated value of fuel injection amount reaches a predetermined threshold value The engine control is performed, and after the fuel injection amount integrated value reaches a predetermined threshold value, the engine control is performed according to the fuel property newly detected by the fuel property sensor.
機関に実際に供給される燃料の性状に応じた最適な機関制御を行うことができる。 Optimum engine control can be performed according to the properties of the fuel actually supplied to the engine.
図1は本発明を火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、本発明を圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。 FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a spark ignition type internal combustion engine. However, the present invention can also be applied to a compression ignition type internal combustion engine.
図1を参照すると、1は例えば四つの気筒を備えた機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排気ポート、10は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポート7は対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結され、サージタンク12は吸気ダクト13を介してエアクリーナ14に連結される。吸気ダクト13内には吸入空気質量流量Gaを検出するためのエアフローメータ15と、ステップモータ16により駆動されるスロットル弁17とが配置される。
Referring to FIG. 1, for example, 1 is an engine body having four cylinders, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an intake valve, 7 is an intake port, and 8 is an exhaust. A valve, 9 is an exhaust port, and 10 is a spark plug. The intake port 7 is connected to a surge tank 12 via a corresponding
各気筒の吸気ポート7内には電気制御式の燃料噴射弁18が配置される。燃料噴射弁18は燃料蓄圧室すなわちデリバリパイプ19及び燃料供給管20を介して燃料タンク21に連結され、燃料供給管20内には電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ22が配置される。燃料タンク21内の燃料は燃料ポンプ22により燃料供給管20を介しデリバリパイプ19内に供給され、デリバリパイプ19から各燃料噴射弁18に供給される。
An electrically controlled
また、燃料供給管20には燃料供給管20内を流通する燃料の性状を検出するための燃料性状センサ23が取り付けられる。図1の内燃機関では、燃料としてガソリン、軽油のような化石液体燃料、液体アルコール、又はその混合体を用いることができる。この場合、燃料性状を例えば特定成分の割合ないし濃度、粘度、揮発度、平均分子量などにより表すことができる。なお、燃料性状センサ23をデリバリパイプ19や燃料タンク21に取り付けることもできる。
Further, a
一方、排気ポート9は排気マニホルド30を介して小容量の補助触媒31に連結され、補助触媒31は排気管32を介して大容量の主触媒33に連結され、主触媒33は排気管34に連結される。排気管32には空燃比を検出するための空燃比センサ35が取り付けられ、排気管34には排気ガスの温度を検出するための温度センサ36が取り付けられる。
On the other hand, the exhaust port 9 is connected to a small capacity
電子制御ユニット40はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス41によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ランダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッサ)44、入力ポート45及び出力ポート46を具備する。機関本体1には機関冷却水温THWを検出するための水温センサ24が取り付けられる。また、アクセルペダル49にはアクセルペダル49の踏み込み量Lを検出するための負荷センサ50が接続される。アクセルペダル49の踏み込み量は要求負荷を表している。エアフローメータ15、燃料性状センサ23、水温センサ24、空燃比センサ35、温度センサ36、及び負荷センサ50の出力信号はそれぞれ対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。更に入力ポート45にはクランクシャフトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ51が接続される。CPU44ではクランク角センサ51の出力パルスに基づいて機関回転数Neが算出される。一方、出力ポート46は対応する駆動回路48を介して点火栓10、ステップモータ16、燃料噴射弁18及び燃料ポンプ22にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット40からの出力信号に基づいて制御される。
The
図1の内燃機関では次式に基づいて燃料噴射時間TAUが算出される。 In the internal combustion engine of FIG. 1, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.
TAU=TB・FAF・kF
ここで、TBは基本燃料噴射時間、FAFはフィードバック補正係数、kFは性状補正係数をそれぞれ表している。
TAU = TB ・ FAF ・ kF
Here, TB represents a basic fuel injection time, FAF represents a feedback correction coefficient, and kF represents a property correction coefficient.
基本燃料噴射時間TBは機関に供給される燃料の性状が基本性状であるときに空燃比を目標となる空燃比とするのに必要な燃料噴射時間であり、機関運転状態例えば機関負荷及び機関回転数の関数として予めROM42内に記憶されている。
The basic fuel injection time TB is a fuel injection time necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio when the fuel supplied to the engine has the basic properties, and the engine operating state such as the engine load and the engine speed. It is stored in advance in the
フィードバック補正係数FAFは実際の空燃比を目標となる空燃比に一致させるためのものであり、空燃比センサ35により検出される空燃比に基づいて算出される。このフィードバック補正係数FAFは1.0を中心として変動し、補正する必要がないときには1.0に維持される。
The feedback correction coefficient FAF is used to make the actual air-fuel ratio coincide with the target air-fuel ratio, and is calculated based on the air-fuel ratio detected by the air-
性状補正係数kFは燃料性状センサ23により検出された燃料性状に応じて定められるものであり、機関に供給された燃料の性状が基本性状のときには1.0に維持される。この性状補正係数kFは燃料性状の関数として図2に示されるマップの形で予めROM42又はRAM43内に記憶されている。このようにすると給油された燃料の性状に応じた正確な性状補正係数kFを求めることができる。なお、性状補正係数kFを学習値として求めて記憶しておくこともできる。
The property correction coefficient kF is determined according to the fuel property detected by the
ところが、燃料タンク21から燃料噴射弁18までの燃料供給管20、デリバリパイプ19、及び燃料噴射弁18内の燃料流通路を燃料通路と総称すると、冒頭でも述べたように、給油が行われても燃料通路内には給油前の燃料が残存している。このため、給油が行われたてもしばらくの間はこの残存燃料が機関に供給され続け、燃料通路内に残存燃料が存在しなくなると新たな燃料が機関に供給されることになる。この場合、新たな燃料は給油開始直前に燃料タンク21内に存在している燃料と、燃料タンク21に追加された燃料との混合物から構成される。
However, when the
そこで本発明による実施例では、機関に残存燃料が供給される限りは、残存燃料の性状に応じて定まる性状補正係数kF、すなわち給油前の性状補正係数kFでもって燃料噴射時間TAUを算出するようにしている。これに対し、機関に残存燃料が供給されなくなると、すなわち新たな燃料の供給が開始されると、燃料性状センサ23により新たに検出された燃料性状に応じて定まる性状補正係数kFでもって燃料噴射時間TAUを算出するようにしている。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, as long as the remaining fuel is supplied to the engine, the fuel injection time TAU is calculated with the property correction coefficient kF determined according to the property of the remaining fuel, that is, the property correction coefficient kF before refueling. I have to. On the other hand, when the remaining fuel is not supplied to the engine, that is, when the supply of new fuel is started, fuel injection is performed with the property correction coefficient kF determined according to the fuel property newly detected by the
一方、給油が行われてからの燃料噴射時間TAUの積算値ΣTAUは給油が行われた後に燃料通路から機関に供給された残存燃料の量を表している。また、給油完了時における燃料通路内の残存燃料量は燃料通路の容積にほぼ一致する。 On the other hand, the integrated value ΣTAU of the fuel injection time TAU after refueling represents the amount of residual fuel supplied to the engine from the fuel passage after refueling. In addition, the amount of remaining fuel in the fuel passage when refueling is completed substantially matches the volume of the fuel passage.
そうすると、この燃料噴射時間積算値ΣTAUが燃料通路の容積に相当する閾値VFに達するまでは機関に残存燃料が供給されており、燃料噴射時間積算値ΣTAUが閾値VFを越えると機関に新たな燃料が供給されているということがわかる。 Then, the remaining fuel is supplied to the engine until the fuel injection time integrated value ΣTAU reaches a threshold value VF corresponding to the volume of the fuel passage, and when the fuel injection time integrated value ΣTAU exceeds the threshold value VF, a new fuel is supplied to the engine. It can be seen that is supplied.
そこで本発明による実施例では、燃料噴射時間積算値ΣTAUが閾値VFに達するまでは給油前の性状補正係数kFでもって燃料噴射時間TAUを算出し、燃料噴射時間積算値ΣTAUが閾値VFに達した後はこのとき燃料性状センサ23により検出される燃料性状に応じて定まる性状補正係数kFでもって燃料噴射時間TAUを算出するようにしている。その結果、機関に実際に供給される燃料の性状に応じた性状補正係数kFを正確に算出することができる。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection time TAU is calculated with the property correction coefficient kF before refueling until the fuel injection time integrated value ΣTAU reaches the threshold value VF, and the fuel injection time integrated value ΣTAU reaches the threshold value VF. Thereafter, the fuel injection time TAU is calculated with the property correction coefficient kF determined according to the fuel property detected by the
図3は本発明による実施例の燃料噴射時間TAUの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。 FIG. 3 shows a routine for calculating the fuel injection time TAU according to the embodiment of the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined crank angle.
図3を参照すると、まずステップ100では基本燃料噴射時間TBが算出され、続くステップ101ではフィードバック補正係数FAFが算出される。続くステップ102では性状補正係数kFの算出ルーチンが実行される。このルーチンは図4に示されている。続くステップ103では燃料噴射時間TAUが算出される(TAU=TB・FAF・kF)。
Referring to FIG. 3, first, at
図4の性状補正係数kF算出ルーチンを算出すると、まずステップ200では許可フラグがリセットされているか否かが判別される。この許可フラグは燃料供給管20内の燃料の性状の検出及びこのとき検出された燃料性状に応じた性状補正係数kFの算出を許可すべきときにセットされ、それ以外はリセットされるものである。許可フラグは通常はセットされているのでステップ200からステップ201に進み、給油が行われたか否かが判別される。例えば燃料タンク21内の燃料量を検出し、燃料タンク21内の燃料量が増大したときに給油が行われたと判断できる。給油が行われていないときには次いでステップ202に進み、このとき燃料供給管20内を流通する燃料の性状が燃料性状センサ23により検出される。続くステップ203ではステップ202で検出された燃料性状に応じて性状補正係数kFが図2のマップから算出される。続くステップ204ではステップ203で算出された性状補正係数kFがkFoとしてRAM43に記憶される。
When the property correction coefficient kF calculation routine of FIG. 4 is calculated, first, at
一方、給油が行われたときにはステップ201からステップ205に進み、許可フラグがリセットされる。続くステップ206では性状補正係数kFが上述のkFoすなわち給油前の性状補正係数に設定される。
On the other hand, when refueling is performed, the routine proceeds from
許可フラグがリセットされるとステップ200からステップ207に進み、燃料噴射時間積算値ΣTAUが算出される(ΣTAU=ΣTAU+TAU)。続くステップ208では燃料噴射時間積算値ΣTAUが上述の閾値VFに達したか否かが判別される。ΣTAU<VFのときにはステップ206に進み、性状補正係数kFが給油前の性状補正係数kFoに設定される。次いで、ΣTAU≧VFになるとステップ208からステップ209に進み、許可フラグがセットされる。続くステップ210では燃料噴射時間積算値ΣTAUがクリアされる。次いでステップ202から204に進み、燃料性状が検出され、性状補正係数kFが算出され、このkFがkFoとして記憶される。
When the permission flag is reset, the routine proceeds from
すなわち、図5にXで示されるように給油が行われると許可フラグがリセットされ、燃料噴射時間積算値ΣTAUの算出が開始される。次いで、図5にYで示されるように燃料噴射時間積算値ΣTAUが閾値VFに達すると燃料噴射時間積算値ΣTAUがクリアされ、許可フラグがセットされる。 That is, as shown by X in FIG. 5, when refueling is performed, the permission flag is reset and calculation of the fuel injection time integrated value ΣTAU is started. Next, as indicated by Y in FIG. 5, when the fuel injection time integrated value ΣTAU reaches the threshold value VF, the fuel injection time integrated value ΣTAU is cleared and the permission flag is set.
図4に示される例では許可フラグがセットされた後、燃料性状の検出(ステップ202)及び性状補正係数kFの算出(ステップ203)を繰り返し行うようにしている。しかしながら、給油が行われた後、許可フラグがリセットからセットに切り換えられたときに1回だけ燃料性状の検出(ステップ202)及び性状補正係数kFの算出(ステップ203)を行うようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 4, after the permission flag is set, the fuel property detection (step 202) and the property correction coefficient kF calculation (step 203) are repeatedly performed. However, after the refueling is performed, the fuel property detection (step 202) and the property correction coefficient kF calculation (step 203) may be performed only once when the permission flag is switched from reset to set. .
これまで述べてきた実施例では、本発明を空燃比制御又は燃料噴射量制御に適用した場合を示している。しかしながら、点火時期をMBTのような最適点火時期に維持する点火時期制御や、アイドリング回転数を目標回転数に維持する回転数制御に本発明を適用することもできる。 In the embodiments described so far, the case where the present invention is applied to air-fuel ratio control or fuel injection amount control is shown. However, the present invention can also be applied to ignition timing control that maintains the ignition timing at an optimal ignition timing such as MBT, and to rotation speed control that maintains the idling rotation speed at the target rotation speed.
1 機関本体
18 燃料噴射弁
20 燃料供給管
21 燃料タンク
23 燃料性状センサ
1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006135348A JP2007303446A (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Controller of internal combustion engine |
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JP2006135348A JP2007303446A (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Controller of internal combustion engine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021080846A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | マツダ株式会社 | Engine control device |
-
2006
- 2006-05-15 JP JP2006135348A patent/JP2007303446A/en active Pending
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JP2021080846A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | マツダ株式会社 | Engine control device |
JP7358931B2 (en) | 2019-11-15 | 2023-10-11 | マツダ株式会社 | engine control device |
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