JP4799636B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、動力源としてアルコールとガソリンの混合された混合燃料が給油される内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls an internal combustion engine to which a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed is supplied as a power source.
アルコールとガソリンの混合された混合燃料が給油される内燃機関においては、そのアルコール混合濃度によって燃焼特性が異なるため、アルコール混合濃度に応じて燃料噴射量を補正する必要がある。 In an internal combustion engine to which a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed is supplied, combustion characteristics differ depending on the alcohol mixture concentration, and therefore it is necessary to correct the fuel injection amount in accordance with the alcohol mixture concentration.
このアルコール混合濃度を演算する手段としては、アルコールセンサーなどのアルコール混合濃度検出手段により燃料内のアルコール濃度を検出した値を直接的に演算に使用する手段のほか、空燃比検出手段により検出した空燃比状態に基づいて設定された空燃比フィードバック補正係数を用いて燃料内のアルコール混合濃度を推定する手段がある（例えば、特許文献１参照）。 As means for calculating the alcohol mixture concentration, in addition to means for directly using the value obtained by detecting the alcohol concentration in the fuel by means of alcohol mixture concentration detection means such as an alcohol sensor for calculation, the air mixture ratio detected by the air-fuel ratio detection means is used. There is means for estimating the alcohol mixture concentration in the fuel using an air-fuel ratio feedback correction coefficient set based on the fuel ratio state (see, for example, Patent Document 1).
また、このアルコール混合濃度検出、もしくは濃度推定を実施する機会としては、給油を検出した場合や、その他の定期的に、又は不定期的に実施されている（例えば、特許文献２参照）。 Moreover, as an opportunity to implement this alcohol mixture density | concentration detection or density | concentration estimation, when oil supply is detected, it implements other regularly or irregularly (for example, refer patent document 2).
そして、給油を検出する手段としては、例えば、給油口にスイッチなどのセンサーを設け、その開閉状態により判定する手段や、燃料タンク内に配設された燃料レベルゲージセンサーによる検出結果の変化量に応じて判定する手段が挙げられる。また、定期的に、又は不定期的に実施する機会としては、時間、エンジン始動機会、燃料使用量などの要素で判定する機会が挙げられる。 As a means for detecting refueling, for example, a sensor such as a switch is provided at the refueling port, and the amount of change in the detection result by the fuel level gauge sensor disposed in the fuel tank is determined by its open / closed state. A means for making a determination in accordance with this is given. Moreover, as an opportunity to carry out regularly or irregularly, the opportunity to judge by factors, such as time, an engine starting opportunity, and fuel consumption, is mentioned.
しかしながら、給油の検出手段によっては、検出に用いる上述の機器の故障や燃料給油を検出できない程度の継ぎ足し給油をした場合などのように、給油の検出が行えない場合があり、給油によってアルコール混合濃度が変化しているにも関わらず濃度演算を実施しない状態が発生する。また、給油のほか燃料の交換によってもアルコール混合濃度が変化する場合もある。この演算機会の減少は、その時点で設定されている燃料混合濃度値によっては、空燃比のリーン（希薄）状態またはリッチ（過濃）状態を招き、不安定燃焼やドライバビリティの悪化を誘発させる恐れがあり、エンジンストール状態への移行やエンジン始動不可を招く場合も考えられる。 However, depending on the fueling detection means, there may be cases where the fueling cannot be detected, such as when the above-mentioned equipment used for detection fails or when fueling is performed to such an extent that fueling cannot be detected. However, there is a state where the density calculation is not performed despite the change in. In addition to the fuel supply, the alcohol mixture concentration may change depending on the fuel exchange. Depending on the fuel mixture concentration value set at that time, this reduction in the calculation opportunity may cause a lean or rich air / fuel ratio, leading to unstable combustion and drivability deterioration. There is a possibility that the engine may be shifted to a stalled state or the engine may not be started.
また、給油口のセンサー、もしくは燃料タンク内への燃料レベルゲージセンサーの設置や、設置されたセンサーから制御装置への情報入力のための配線追加はコストアップの要因となる問題がある。 Further, the installation of a fuel inlet sensor or a fuel level gauge sensor in the fuel tank, or the addition of wiring for inputting information from the installed sensor to the control device has a problem of increasing costs.
更に、定期的にまたは不定期的に実施する濃度演算機会として、時間、エンジン始動機会はいずれもアルコール混合濃度変化のタイミングと無関係の要素であり、最適な濃度演算機会を得られるとは限らない。また、燃料使用量で判定する場合は、燃料レベルゲージセンサーを利用して使用量を検出する場合など、上述の給油を検出する手段と同様、機器の故障の問題点を持ち、最適な濃度演算機会を得られない場合が考えられ、いずれも適切ではない。 Furthermore, as the concentration calculation opportunities to be performed regularly or irregularly, the time and the engine start opportunity are both factors unrelated to the timing of alcohol concentration change, and it is not always possible to obtain the optimum concentration calculation opportunity. . In addition, when determining the amount of fuel used, there is a problem of equipment failure, as in the case of detecting the amount of fuel using a fuel level gauge sensor. There are cases where opportunities are not available, none of which are appropriate.
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、給油の検出が行えない場合においても、アルコール混合濃度の演算が実施され、燃料噴射量演算に補正して燃焼状態やドライバビリティの悪化を防ぐ内燃機関の制御装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and even when refueling cannot be detected, the alcohol mixture concentration is calculated and corrected to the fuel injection amount calculation to deteriorate the combustion state and drivability. The control apparatus of the internal combustion engine which prevents this is provided.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料内のアルコール混合濃度に応じて燃料噴射量を補正演算する内燃機関の制御装置において、前記アルコール混合濃度を演算するアルコール混合濃度演算手段と、移動した距離を演算する走行距離演算手段と、前記走行距離演算手段による走行距離に基づいて燃料置換判定を行う燃料置換判定手段と、を備え、前記燃料置換判定手段の燃料置換判定に基づいて、前記アルコール混合濃度演算手段によりアルコール混合濃度演算を定期的に実行し、燃料噴射量を補正するものである。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention is an internal combustion engine control apparatus for correcting and calculating a fuel injection amount in accordance with an alcohol mixture concentration in fuel, and is moved to an alcohol mixture concentration calculation means for calculating the alcohol mixture concentration. A travel distance calculating means for calculating a distance; and a fuel replacement determining means for performing a fuel replacement determination based on a travel distance by the travel distance calculating means, and the alcohol replacement based on the fuel replacement determination of the fuel replacement determining means. The mixture concentration calculation means periodically executes alcohol mixture concentration calculation to correct the fuel injection amount.
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、アルコール混合濃度を演算した後、燃料置換機会があったにも関わらず燃料置換判定が行えなかった場合においても、アルコール混合濃度演算が実施され、アルコール混合濃度を燃料噴射量演算に補正することにより、燃焼状態やドライバビリティの悪化を防ぐことができる。 According to the control device for an internal combustion engine according to the present invention, after the alcohol mixture concentration is calculated, the alcohol mixture concentration calculation is performed even when the fuel replacement determination cannot be performed even though there was a fuel replacement opportunity. By correcting the alcohol mixture concentration in the fuel injection amount calculation, it is possible to prevent deterioration of the combustion state and drivability.
以下、添付の図面を参照して、この発明に係る内燃機関の制御装置について好適な実施の形態を説明する。なお、こ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。 Preferred embodiments of a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明する図で、内燃機関とその制御装置の概略構成を示している。本実施の形態における内燃機関の制御装置は、ガソリンの他にアルコールとガソリンが混合された混合燃料が給油された場合でも走行可能な、いわゆるフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）と言われる車両に搭載されるものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a schematic configuration of the internal combustion engine and its control device. The control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is mounted on a vehicle called a so-called flexible fuel vehicle (FFV) that can run even when a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed in addition to gasoline is supplied. Is.
図１において、エンジン１には、吸気管２および排気管３が接続されている。また、エンジン１には、回転数センサー４が設けられており、エンジン1の回転数を検出するとともに、エンジン1の運転状態を把握することが可能となっている。 In FIG. 1, an intake pipe 2 and an exhaust pipe 3 are connected to the engine 1. Further, the engine 1 is provided with a rotational speed sensor 4 so that the rotational speed of the engine 1 can be detected and the operating state of the engine 1 can be grasped.
吸気管２には、エンジン１に吸入される空気量を調節するスロットル５と、その吸入空気量を測定するエアフローセンサー６と、吸入空気内に燃料を噴射するインジェクター７が設けられている。インジェクター７には、燃料タンク８からの燃料がデリバリパイプ９を介して供給される。なお、燃料タンク８には燃料レベルゲージセンサー１０が設けられている。 The intake pipe 2 is provided with a throttle 5 that adjusts the amount of air taken into the engine 1, an air flow sensor 6 that measures the amount of intake air, and an injector 7 that injects fuel into the intake air. The fuel from the fuel tank 8 is supplied to the injector 7 through the delivery pipe 9. The fuel tank 8 is provided with a fuel level gauge sensor 10.
排気管３には、排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比検出手段（以下、Ｏ２センサーと言う。）１１と、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）を浄化する三元触媒１２が設けられている。 The exhaust pipe 3 includes an air-fuel ratio detecting means (hereinafter referred to as an O2 sensor) 11 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, NOx (nitrogen oxide), HC (hydrocarbon), CO (in the exhaust gas). A three-way catalyst 12 for purifying carbon monoxide) is provided.
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）１３には、各種演算処理を実行する中央処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４と、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５と、各種データを格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６と、ＥＣＵ１３への電源供給が行われない場合にもデータを保持するバックアップＲＡＭ１７が設けられている。 An ECU (Electronic Control Unit) 13 includes a central processing unit (CPU) 14 that executes various arithmetic processes, a ROM (Read Only Memory) 15 that stores a control program, and various data. RAM 16 and a backup RAM 17 for holding data even when power is not supplied to the ECU 13.
ＥＣＵ１３は、エアフローセンサー６、Ｏ２センサー１１などの信号に基づいて適切な燃料噴射量を演算し、インジェクター７に燃料噴射量の指令信号を出力する。 The ECU 13 calculates an appropriate fuel injection amount based on signals from the air flow sensor 6, the O2 sensor 11, etc., and outputs a fuel injection amount command signal to the injector 7.
また、ＥＣＵ１３は、走行距離入力手段１８（例えば、オドメータ）からの走行距離信号を得て、ある地点から現在地までの走行距離を演算する。 The ECU 13 obtains a travel distance signal from the travel distance input means 18 (for example, an odometer), and calculates the travel distance from a certain point to the current location.
走行距離入力手段１８からの走行距離信号は、オドメータのような走行距離を表す直接的な信号の代わりに、トランスミッションの出力軸回転速度信号、もしくは車輪に設けられた車輪速センサーの信号でも良い。この場合、ＥＣＵ１３は走行距離入力手段１８からの信号に基づいて車両の走行速度（以下、車速という。）を演算によって得ている。この信号および車速演算は、一般に内燃機関の制御装置に具備されており、車両の走行状態を計るパラメータの一つとしてさまざまな制御（例えば、アイドルスピードコントロール）に活用されている。 The travel distance signal from the travel distance input means 18 may be an output shaft rotation speed signal of a transmission or a signal of a wheel speed sensor provided on a wheel, instead of a direct signal representing a travel distance such as an odometer. In this case, the ECU 13 obtains the traveling speed of the vehicle (hereinafter referred to as the vehicle speed) by calculation based on the signal from the traveling distance input means 18. This signal and vehicle speed calculation are generally provided in a control device for an internal combustion engine, and are used for various controls (for example, idle speed control) as one of parameters for measuring the running state of the vehicle.
実施の形態１に係る内燃機関の制御装置は上記のように構成されており、次に、上述した車速演算と走行距離演算について一般的な演算方法を図２と図３の概念図を用いて説明する。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment is configured as described above. Next, a general calculation method for the above-described vehicle speed calculation and travel distance calculation will be described with reference to the conceptual diagrams of FIGS. explain.
図２は、車輪軸２０の先端に車輪２１が取り付けられた状態を示す図であり、図３は、Ａを走行距離演算起点、Ｂを現在地点として、ＡからＢまで移動する間に一定時間ごとに移動位置ａ→ｂ→ｃ→ｄを経て移動したことを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which the wheel 21 is attached to the tip of the wheel shaft 20, and FIG. 3 shows a fixed time during the movement from A to B, with A as the travel distance calculation starting point and B as the current point. It is a figure which shows having moved through movement position a-> b-> c-> d for every.
ＥＣＵ１３は、図２に示した車輪軸２０の回転速度Ｎに車輪２１の周長２πｒを乗じる演算によって、車速演算ができる。 The ECU 13 can calculate the vehicle speed by calculating the rotational speed N of the wheel shaft 20 shown in FIG. 2 by the circumference 2πr of the wheel 21.
ＥＣＵ１３は、上述した車速演算で得られる車速を基に走行時間を乗じて得られる瞬時走行距離、もしくは、単位時間当たり走行距離を演算によって得ることができるので、これを積算して総走行距離を演算することができる。例えば、図３に示す走行距離演算起点Ａから現在地点Ｂまでの走行距離は、先ず、Ａ〜ａまでの車速の平均値に走行時間を乗じて単位時間当たり走行距離を演算し、同様にａ〜ｂ、ｂ〜ｃ、ｃ〜ｄ、ｄ〜Ｂの単位時間当たり走行距離を演算して、この全てを積算して演算することができる。 The ECU 13 can obtain the instantaneous travel distance obtained by multiplying the travel time based on the vehicle speed obtained by the vehicle speed calculation described above, or the travel distance per unit time by calculation. It can be calculated. For example, the travel distance from the travel distance calculation starting point A to the current point B shown in FIG. 3 is calculated by first multiplying the average value of the vehicle speed from A to a by the travel time to calculate the travel distance per unit time. The travel distance per unit time of ~ b, b ~ c, c ~ d, and d ~ B can be calculated, and all of these can be integrated and calculated.
また、走行距離入力手段１８はオドメータのような走行距離を表す直接的な信号の代わりに、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などを使った測位情報を入力しても良い。ＥＣＵ１３は、この測位情報を基に瞬時位置偏差、もしくは単位時間当たり位置偏差を演算して、この演算結果を積算して位置偏差積算値を演算することができる。ここで、測位情報を得る周期を十分短く取れば、位置偏差と走行距離は等しいと言えるので、位置偏差積算値は総走行距離として差し支えない。例えば、図３に示す走行距離演算起点Ａから現在地点Ｂまでの走行距離は、先ず、Ａとａの測位情報の偏差によって得られた単位時間あたり位置偏差を演算し、同様に、ａ〜ｂ、ｂ〜ｃ、ｃ〜ｄ、ｄ〜Ｂの単位時間当たり位置偏差を演算して、この全ての位置偏差を積算して走行距離を演算することができる。 Further, the travel distance input means 18 may input positioning information using GPS (Global Positioning System) or the like instead of a direct signal representing the travel distance such as an odometer. The ECU 13 can calculate an instantaneous position deviation or a position deviation per unit time based on this positioning information, and integrate the calculation results to calculate a position deviation integrated value. Here, if the period for obtaining the positioning information is sufficiently short, it can be said that the position deviation and the travel distance are equal, and therefore the position deviation integrated value may be the total travel distance. For example, the travel distance from the travel distance calculation starting point A to the current position B shown in FIG. 3 is calculated by first calculating the position deviation per unit time obtained by the deviation of the positioning information of A and a. , B to c, c to d, and d to B, the position deviation per unit time can be calculated, and all the position deviations can be integrated to calculate the travel distance.
次に、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置で使用されているＥＣＵ１３内のＣＰＵ１４におけるアルコール混合濃度演算処理手順について図４のフローチャートを用いて説明する。なお、この制御ルーチンは所定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）にＣＰＵ１４にて繰返し実行される。 Next, an alcohol mixture concentration calculation processing procedure in the CPU 14 in the ECU 13 used in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This control routine is repeatedly executed by the CPU 14 every predetermined time (for example, every 10 ms).
図４において、ステップＳ１〜ステップＳ５で燃料置換判定を実施し、ステップＳ６〜ステップＳ９でアルコール混合濃度演算条件判定と演算実行を実施している。 In FIG. 4, fuel replacement determination is performed in step S1 to step S5, and alcohol mixture concentration calculation condition determination and calculation execution are performed in step S6 to step S9.
先ず、ステップＳ１では、燃料置換判定に使用する走行距離Ｌを求める。走行距離Ｌは前述の通り、車輪速センサーを用い車速と制御ルーチン毎の走行時間から走行距離を演算する。ここでの走行距離演算は、前述のオドメータやＧＰＳを用いた演算でも構わない。 First, in step S1, a travel distance L used for fuel replacement determination is obtained. As described above, the travel distance L is calculated from the vehicle speed and the travel time for each control routine using a wheel speed sensor. The travel distance calculation here may be a calculation using the above-mentioned odometer or GPS.
燃料置換判定は、燃料置換判定フラグＦを用いて、ステップＳ２で実際の燃料タンク８内の燃料変化量ΔＦＵＥＬが所定値以上となった場合のほか、ステップＳ３でアルコール混合濃度演算を実施した地点を起点として走行距離Ｌが所定の距離に到達している場合に、ステップＳ４で燃料置換判定フラグをＦ＝１（真）とする。 The fuel replacement determination is performed using the fuel replacement determination flag F when the actual fuel change amount ΔFUEL in the fuel tank 8 becomes equal to or larger than the predetermined value in step S2 or the point where the alcohol mixture concentration calculation is performed in step S3. If the travel distance L has reached a predetermined distance starting from, the fuel replacement determination flag is set to F = 1 (true) in step S4.
ステップＳ２とステップＳ３の条件が全て不成立の場合に、ステップＳ５で燃料置換判定フラグをＦ＝０（偽）とする。走行距離Ｌ、燃料置換判定フラグＦ、および前記燃料変化量ΔＦＵＥＬを求めるための燃料レベルゲージセンサー１０により検出された燃料タンク８内の燃料量ＦＵＥＬは、バックアップＲＡＭ１７に格納され、ＥＣＵ１３への電源供給が行われない場合にも値を保持し続ける。 If all the conditions of step S2 and step S3 are not satisfied, the fuel replacement determination flag is set to F = 0 (false) in step S5. The fuel amount FUEL in the fuel tank 8 detected by the fuel level gauge sensor 10 for obtaining the travel distance L, the fuel replacement determination flag F, and the fuel change amount ΔFUEL is stored in the backup RAM 17 and supplied to the ECU 13. The value is retained even when no operation is performed.
ここで、燃料変化量ΔＦＵＥＬの算出方法は、たとえば前回運転終了後の前記燃料タンク８内の燃料量をＦＵＥＬ（ＯＬＤ）として記憶しておき、今回運転前の燃料タンク８内の燃料量ＦＵＥＬとの偏差（ΔＦＵＥＬ＝ＦＵＥＬ−ＦＵＥＬ（ＯＬＤ））を求めるものとする。また、ステップＳ３での判定に使用する所定の距離は、たとえば燃料タンク満量を全て使いきる走行距離（航続可能距離）近傍の値を使用する。 Here, as a method for calculating the fuel change amount ΔFUEL, for example, the fuel amount in the fuel tank 8 after the end of the previous operation is stored as FUEL (OLD), and the fuel amount FUEL in the fuel tank 8 before the current operation is stored. (ΔFUEL = FUEL−FUEL (OLD)). For the predetermined distance used for the determination in step S3, for example, a value in the vicinity of the travel distance (cruising range) where the full fuel tank is used up is used.
ステップＳ２において、燃料変化量ΔＦＵＥＬが所定値より大きい場合は、今回の燃料タンク８内の燃料が多いということであり、即ち、給油された状態であるということになる。つまりステップＳ２で、給油判定された場合は確実に燃料タンク８に給油されていると判定し、燃料置換を実施可能と判断するが、燃料レベルゲージセンサー１０などの故障や、前記燃料変化量ΔＦＵＥＬが所定値未満で仮に給油判定できなかった場合でも、ステップＳ３で走行距離Ｌが一定の距離に到達していれば、実際には給油された状態とみなして燃料置換判定を実施可能と判断していることになる。 If the fuel change amount ΔFUEL is larger than the predetermined value in step S2, this means that the fuel in the current fuel tank 8 is large, that is, the fuel is being supplied. That is, if it is determined in step S2 that the fuel supply is determined, it is determined that the fuel tank 8 is reliably supplied, and it is determined that the fuel replacement can be performed. However, a failure of the fuel level gauge sensor 10 or the like, or the fuel change amount ΔFUEL Even if the refueling determination cannot be made because the value is less than the predetermined value, if the travel distance L has reached a certain distance in step S3, it is determined that the fuel replacement determination can be performed by assuming that the refueling is actually performed. Will be.
次に、アルコール混合濃度演算条件判定は、ステップＳ６で、エアフローセンサー６、Ｏ２センサー１１による燃料噴射量演算が空燃比フィードバック制御に基づく演算中か、そうでないかを判定する。空燃比フィードバック制御中であれば、ステップＳ７に進み、そうでなければ処理を終了する。ここで、一般的な空燃比フィードバック制御はエンジン１が暖機運転状態となってＯ２センサー１１が活性化している時に行う。Ｏ２センサー１１の出力に応じて空燃比状態がリッチな場合は燃料量を減少させ、空燃比状態がリーンな場合は燃料量を増加させるフィードバック補正係数αを求め、そのフィードバック補正係数αを燃料噴射量に対し補正する。 Next, in the alcohol mixture concentration calculation condition determination, it is determined in step S6 whether the fuel injection amount calculation by the air flow sensor 6 and the O2 sensor 11 is being calculated based on the air-fuel ratio feedback control or not. If the air-fuel ratio feedback control is being performed, the process proceeds to step S7, and if not, the process is terminated. Here, general air-fuel ratio feedback control is performed when the engine 1 is warmed up and the O2 sensor 11 is activated. According to the output of the O2 sensor 11, when the air-fuel ratio state is rich, the amount of fuel is decreased, and when the air-fuel ratio state is lean, a feedback correction coefficient α that increases the fuel amount is obtained, and the feedback correction coefficient α is injected into the fuel. Correct for quantity.
ステップＳ７では、ステップＳ１〜Ｓ５で実施された燃料置換判定の結果である燃料置換判定フラグＦが１（真）である場合はステップＳ８に進み、ステップＳ８でアルコール混合濃度演算処理を実行する。一方、ステップＳ７で燃料置換判定フラグＦが０（偽）である場合は処理を終了する。 In step S7, if the fuel replacement determination flag F, which is the result of the fuel replacement determination performed in steps S1 to S5, is 1 (true), the process proceeds to step S8, and an alcohol mixture concentration calculation process is executed in step S8. On the other hand, if the fuel replacement determination flag F is 0 (false) in step S7, the process ends.
ステップＳ８のアルコール混合濃度演算処理は、アルコールセンサーなどのアルコール混合濃度検出手段での燃料内のアルコール濃度検出値を直接的に使用する演算処理、もしくは、Ｏ２センサー１１などの空燃比検出手段での検出値に基づいてアルコール混合濃度演算値を変更する演算処理、のいずれかを実施する。 The alcohol mixture concentration calculation process in step S8 is an arithmetic process that directly uses the alcohol concentration detection value in the fuel in the alcohol mixture concentration detection means such as an alcohol sensor, or an air-fuel ratio detection means such as the O2 sensor 11. Any one of arithmetic processes for changing the alcohol mixture concentration calculation value based on the detection value is performed.
以下に本実施の形態におけるステップＳ８でのＯ２センサー１１の検出値に基づいたアルコール混合濃度演算方法について説明する。 The alcohol mixture concentration calculation method based on the detection value of the O2 sensor 11 in step S8 in the present embodiment will be described below.
アルコール燃料の理論空燃比（例えば、エタノール１００％の場合は８．９）は、ガソリンの理論空燃比（例えば、１４．７）よりも小さいため、アルコール燃料を使用した場合にガソリンと同じ条件で燃料噴射制御を実施すると燃料噴射量が不足するため、フィードバック制御にてフィードバック補正係数αを変化させることにより、燃料噴射量の調節を行う。この、アルコール混合濃度の変化がフィードバック制御のフィードバック補正係数αの変化に反映されることにより、以下に示す手段にてフィードバック補正係数αよりアルコール混合濃度を算出することができる。 The theoretical air-fuel ratio of alcohol fuel (for example, 8.9 for 100% ethanol) is smaller than the theoretical air-fuel ratio of gasoline (for example, 14.7). Since the fuel injection amount is insufficient when the fuel injection control is performed, the fuel injection amount is adjusted by changing the feedback correction coefficient α in the feedback control. By reflecting the change in the alcohol mixture concentration in the change in the feedback correction coefficient α of the feedback control, the alcohol mixture concentration can be calculated from the feedback correction coefficient α by the following means.
アルコール混合濃度値の算出は、先ず、フィードバック制御中のフィードバック補正係数αの最大値αｍａｘ、および最小値αｍｉｎを読み込み、αｍａｘ、αｍｉｎの平均値、即ち、フィードバック補正係数αの平均値αａｖｅを算出する。
αａｖｅ＝（αｍａｘ＋αｍｉｎ）／２
そして、前記平均値αａｖｅと、フィードバック補正係数αによる補正が実質的に行われないことになる基準値１．０との偏差ΔＭを算出する。
ΔＭ＝αａｖｅ−１．０
あらかじめ設定してある前記偏差ΔＭを軸とするマップよりアルコール濃度値（ＡＬＣＨ）を算出する。ここで、偏差ΔＭが大きいほど、より大きなアルコール混合濃度を算出する。
To calculate the alcohol mixture concentration value, first, the maximum value αmax and the minimum value αmin of the feedback correction coefficient α during the feedback control are read, and the average value of αmax and αmin, that is, the average value αave of the feedback correction coefficient α is calculated. .
αave = (αmax + αmin) / 2
Then, a deviation ΔM between the average value αave and the reference value 1.0 at which correction by the feedback correction coefficient α is not substantially performed is calculated.
ΔM = αave−1.0
An alcohol concentration value (ALCH) is calculated from a map having the deviation ΔM as an axis set in advance. Here, the larger the deviation ΔM, the larger the alcohol mixture concentration is calculated.
なお、本実施の形態では、前記のフィードバック補正係数αを用いてアルコール混合濃度を算出したが、アルコール混合濃度が算出できれば特にその方法についてはこだわらない。 In this embodiment, the alcohol mixture concentration is calculated using the feedback correction coefficient α. However, the method is not particularly limited as long as the alcohol mixture concentration can be calculated.
次に、アルコール混合濃度演算処理を実行したのでステップＳ９では、走行距離での燃料置換判定を再度実施可能とするために、ステップＳ１での走行距離演算と、ステップＳ２の燃料置換判定に使用する走行距離Ｌを、０ｋｍにリセットし処理を終了する。 Next, since the alcohol mixture concentration calculation processing has been executed, in step S9, in order to enable the fuel replacement determination at the travel distance again, it is used for the travel distance calculation at step S1 and the fuel replacement determination at step S2. The travel distance L is reset to 0 km and the process is terminated.
上述した方法によって演算されたアルコール混合濃度演算値を利用して燃料噴射量演算の一例について説明する。一般に燃料噴射量の演算には、回転数センサー４で検出された回転数とエアフローセンサー６で検出された吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量（Ｆｕｅｌ_ｂａｓｅ）を演算し、その基本燃料噴射量（Ｆｕｅｌ_ｂａｓｅ）を空燃比学習値（ＡＦＬＲＮ）と、アルコール濃度値（ＡＬＣＨ）から予め設定されたアルコール混合濃度に対する補正係数（Ｋ_ＡＬＣＨ）と、内燃機関の温度（冷却水温）等に基づく環境補正（Ｋ_ＥＮＶ）と、空燃比フィードバック制御中の空燃比フィードバック補正係数αに基づいて補正することにより燃料噴射量（Ｆｕｅｌ）を決定しており、例えば、次式で与えられる。
Ｆｕｅｌ＝Ｆｕｅｌ_ｂａｓｅ×ＡＦＬＲＮ×Ｋ_ＡＬＣＨ×Ｋ_ＥＮＶ×α
・・・・・・（１）
An example of the fuel injection amount calculation using the alcohol mixture concentration calculation value calculated by the above-described method will be described. In general, the fuel injection amount is calculated by calculating a basic fuel injection amount (Fuel_base) based on the rotation speed detected by the rotation speed sensor 4 and the intake air amount detected by the air flow sensor 6, and the basic fuel injection amount ( Fuel_base) is an air-fuel ratio learned value (AFLRN), a correction coefficient (K_ALCH) for the alcohol mixture concentration set in advance from the alcohol concentration value (ALCH), an environmental correction (K_ENV) based on the temperature of the internal combustion engine (cooling water temperature), etc. Then, the fuel injection amount (Fuel) is determined by correction based on the air-fuel ratio feedback correction coefficient α during the air-fuel ratio feedback control, and is given by the following equation, for example.
Fuel = Fuel_base × AFLRN × K_ALCH × K_ENV × α
(1)
空燃比フィードバック制御中でない場合は、空燃比フィードバック補正係数αは強制的に１．０に設定されたり、エンジンの運転条件により他の固定値として扱われたりする場合もあるが、空燃比フィードバック制御中でない場合の空燃比フィードバック補正係数αの処置についてはこの発明の主旨とは直接的な関係が薄いので説明は割愛する。 When the air-fuel ratio feedback control is not being performed, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α may be forcibly set to 1.0 or may be treated as another fixed value depending on the engine operating conditions. The treatment of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α when it is not in the middle is not directly related to the gist of the present invention and will not be described.
つまり、上記（１）式により空燃比とアルコール混合濃度の比例関係に応じた補正量を燃料噴射量に反映してＥＣＵ１３の指令によりインジェクター７から最適な燃料量を噴射することにより、空燃比の極端なリッチ状態、リーン状態を回避し安定燃焼を得ることができ、燃焼状態やドライバビリティの悪化を防ぐことができる。 That is, by reflecting the correction amount according to the proportional relationship between the air-fuel ratio and the alcohol mixture concentration in the fuel injection amount by the above equation (1) and injecting the optimum fuel amount from the injector 7 according to the command of the ECU 13, An extreme rich state and a lean state can be avoided and stable combustion can be obtained, and deterioration of the combustion state and drivability can be prevented.
なお、上記燃料演算処理は本実施の形態では、ＥＣＵ１３内で図４の燃料置換判定とは別の処理、たとえば回転センサー４の入力信号と同期させるなどして処理されるものとする。 In the present embodiment, the fuel calculation process is performed in the ECU 13 in a process different from the fuel replacement determination in FIG. 4, for example, in synchronization with an input signal of the rotation sensor 4.
図５は、上述した実施の形態におけるアルコール混合濃度演算処理のタイミングチャートの一例を示している。図５において、燃料置換機会Ｐ１〜Ｐ３で燃料タンク８内の燃料量が変化しており、給油または燃料の交換が行われている。 FIG. 5 shows an example of a timing chart of the alcohol mixture concentration calculation process in the above-described embodiment. In FIG. 5, the amount of fuel in the fuel tank 8 is changed at the fuel replacement opportunities P1 to P3, and refueling or fuel replacement is performed.
燃料置換機会Ｐ１では、燃料変化量ΔＦＵＥＬが所定値以上となっており、図４のステップＳ２の判定条件を満たすのでステップＳ４で燃料置換（Ｆ＝１）と判断される。しかし、燃料置換機会Ｐ２〜Ｐ３では燃料変化量ΔＦＵＥＬが図４のステップＳ２の判定条件を満たさないため、燃料置換判定フラグＦが偽（Ｆ＝０）となり、アルコール混合濃度演算処理は実行されない。 At the fuel replacement opportunity P1, the fuel change amount ΔFUEL is equal to or greater than a predetermined value, and the determination condition in step S2 in FIG. 4 is satisfied, so that it is determined in step S4 that fuel replacement (F = 1). However, since the fuel change amount ΔFUEL does not satisfy the determination condition of step S2 in FIG. 4 at the fuel replacement opportunities P2 to P3, the fuel replacement determination flag F becomes false (F = 0), and the alcohol mixture concentration calculation process is not executed.
その後、走行距離が所定値に達して図４のステップＳ３の判定条件を満たしたときＪ１で燃料置換（Ｆ＝１）と判定され、アルコール混合濃度演算処理は実行される。 Thereafter, when the travel distance reaches a predetermined value and satisfies the determination condition of step S3 in FIG. 4, it is determined that the fuel is replaced (F = 1) in J1, and the alcohol mixture concentration calculation process is executed.
このようにすれば、燃料変化量で燃料置換判定が行えないＰ２〜Ｐ３のような燃料変化があっても、最低限必要な頻度でアルコール混合濃度演算が実行できる。最低限必要な頻度で定期的にアルコール混合濃度演算を実行できるので、燃料量変化判定によるアルコール混合濃度演算機会を判定する方法と補完的に濃度演算機会が確保でき、アルコール混合濃度演算値とタンク内燃料のアルコール混合濃度の乖離を減らすことができる。 In this way, even if there is a fuel change such as P2 to P3 in which the fuel replacement determination cannot be made based on the fuel change amount, the alcohol mixture concentration calculation can be executed with a minimum necessary frequency. Alcohol mixture concentration calculation can be executed regularly at the minimum necessary frequency, so that the concentration calculation opportunity can be secured in a complementary manner to the method of determining the alcohol mixture concentration calculation opportunity by the fuel amount change determination, the alcohol mixture concentration calculation value and the tank Deviation in the alcohol concentration of the internal fuel can be reduced.
また、図４のステップＳ３で判定に使用する所定の距離を燃料置換判定に使用する燃料量変化（一般に燃料タンク満量より少ない量）相当分を全て使いきる走行距離（航続可能距離よりも小さい値）を使用しても良い。このようにすれば、図５の燃料置換機会Ｐ２〜Ｐ３のような燃料置換判定に使用する燃料量変化判定値以下の燃料置換を繰り返し行った際に発生する燃料置換判定が行えなかった場合でも、たとえば燃料置換機会Ｐ２とＰ３の間で燃料置換判定が可能になる。 In addition, the predetermined distance used for the determination in step S3 in FIG. 4 is smaller than the travel distance (the cruising distance that can be used up) corresponding to the fuel amount change (generally less than the fuel tank full amount) that is used for the fuel replacement determination. Value) may be used. In this way, even when the fuel replacement determination that occurs when the fuel replacement below the fuel amount change determination value used for the fuel replacement determination such as the fuel replacement opportunities P2 to P3 in FIG. 5 is repeatedly performed cannot be performed. For example, the fuel replacement determination can be performed between the fuel replacement opportunities P2 and P3.
前記の場合、実際には燃料置換が行われていないアルコール混合濃度演算実施機会Ｔ１と燃料置換機会Ｐ１の間で、燃料置換判定してしまう可能性があるが、燃料置換機会でアルコール混合濃度に変化がない場合と同様に、アルコール混合濃度演算が適切であれば、アルコール混合濃度演算値と燃料タンク８内における燃料のアルコール混合濃度の乖離が悪化することは起こらないので問題はない。 In the above case, there is a possibility that the fuel replacement determination may be made between the alcohol mixture concentration calculation execution opportunity T1 and the fuel replacement opportunity P1 where the fuel replacement is not actually performed. As in the case where there is no change, if the alcohol mixture concentration calculation is appropriate, the difference between the alcohol mixture concentration calculation value and the alcohol mixture concentration of the fuel in the fuel tank 8 does not deteriorate, so there is no problem.
以上詳述したように、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置によれば、アルコール混合濃度を演算した後、燃料置換機会があったにも関わらず燃料置換判定が行えなかった場合においても、定期的に燃料置換があったものと判定でき、アルコール混合濃度演算が実施される。そして、アルコール混合濃度を燃料噴射量演算に補正することで、空燃比のリーン状態またはリッチ状態を回避でき、燃焼状態やドライバビリティの悪化を防ぐことができる。 As described above in detail, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, even when there is a fuel replacement opportunity after the alcohol mixture concentration is calculated, the fuel replacement determination cannot be performed. Therefore, it can be determined that the fuel has been replaced periodically, and the alcohol mixture concentration calculation is performed. By correcting the alcohol mixture concentration to the fuel injection amount calculation, the lean state or rich state of the air-fuel ratio can be avoided, and the deterioration of the combustion state and drivability can be prevented.
また、定期的にアルコール混合濃度の演算機会が発生するので、従来技術で具備していた給油検出手段に係るセンサー、および、センサーから制御装置への情報入力のための配線を省略することができ、コストの削減を可能にする。 Moreover, since the opportunity for calculating the alcohol mixture concentration occurs periodically, the sensor relating to the oil supply detection means and the wiring for inputting information from the sensor to the control device provided in the prior art can be omitted. Enables cost reduction.
更に、一般に内燃機関の制御装置には車速信号もしくは車速演算手段が具備されているので、走行距離演算手段として新たに走行距離測定手段や制御装置への入力手段を設けなくて良い利点がある。 Further, since the control device for the internal combustion engine is generally provided with a vehicle speed signal or vehicle speed calculation means, there is an advantage that it is not necessary to newly provide a travel distance measurement means or an input means to the control device as the travel distance calculation means.
１ エンジン
２ 吸気管
３ 排気管
４ 回転数センサー
５ スロットル
６ エアフローセンサー
７ インジェクター
８ 燃料タンク
９ デリバリパイプ
１０ 燃料レベルゲージセンサー
１１ Ｏ２センサー
１２ 三元触媒
１３ ＥＣＵ
１４ ＣＰＵ
１５ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
１７ バックアップＲＡＭ
１８ 走行距離入力手段
２０ 車輪軸
２１ 車輪
1 Engine 2 Intake pipe 3 Exhaust pipe 4 Rotational speed sensor 5 Throttle 6 Air flow sensor 7 Injector 8 Fuel tank 9 Delivery pipe 10 Fuel level gauge sensor 11 O2 sensor 12 Three-way catalyst 13 ECU
14 CPU
15 ROM
16 RAM
17 Backup RAM
18 Travel distance input means 20 Wheel shaft 21 Wheel
Claims (2)
前記アルコール混合濃度を演算するアルコール混合濃度演算手段と、
移動した距離を演算する走行距離演算手段と、
前記走行距離演算手段による走行距離に基づいて燃料置換判定を行う燃料置換判定手段と、を備え、
前記燃料置換判定手段の燃料置換判定に基づいて、前記アルコール混合濃度演算手段によりアルコール混合濃度演算を定期的に実行し、燃料噴射量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine that calculates and corrects a fuel injection amount in accordance with the alcohol mixture concentration in the fuel,
An alcohol mixture concentration calculating means for calculating the alcohol mixture concentration;
Mileage calculation means for calculating the distance traveled;
Fuel replacement determination means for performing fuel replacement determination based on the travel distance by the travel distance calculation means,
A control device for an internal combustion engine, wherein the alcohol mixture concentration calculation means periodically executes alcohol mixture concentration calculation based on the fuel replacement determination of the fuel replacement determination means to correct the fuel injection amount.
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