JP5375116B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。特に、アルコールとガソリンとを任意の割合で混合した混合燃料を使用する内燃機関の技術に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a technique of an internal combustion engine that uses a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed at an arbitrary ratio.

近年、大気汚染や原油事情の変動に伴い、ガソリン燃料に加えて代替燃料としてのアルコールを同時に使用可能なシステムが実用化されている。このシステムを搭載したＦＦＶ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｕｅｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）では、ガソリン燃料のみならず、ガソリンとアルコールとを任意の割合で混合した燃料で走行することができる。
燃焼時の酸素に対する量論係数の違いから、アルコール燃料はガソリン燃料に比べて同一の吸入空気量に対してより多くの燃料を必要とする。そのため、ガソリンとアルコールとを混合した燃料は、燃料中のアルコール含有率によって理論空燃比が異なる。よって、ＦＦＶの内燃機関は、燃料中のアルコール含有率をより精度よく認識し、認識したアルコール含有率に基づいて最適な空燃比となるように燃料噴射量を制御する必要がある。 In recent years, a system that can simultaneously use alcohol as an alternative fuel in addition to gasoline fuel has been put into practical use due to changes in air pollution and crude oil circumstances. An FFV (Flexible Fuel Vehicle) equipped with this system can run not only with gasoline fuel but also with fuel in which gasoline and alcohol are mixed at an arbitrary ratio.
Due to the difference in stoichiometric coefficient with respect to oxygen during combustion, alcohol fuel requires more fuel for the same intake air volume than gasoline fuel. Therefore, the fuel in which gasoline and alcohol are mixed has a different theoretical air-fuel ratio depending on the alcohol content in the fuel. Therefore, the internal combustion engine of the FFV needs to recognize the alcohol content in the fuel more accurately and control the fuel injection amount so as to achieve an optimal air-fuel ratio based on the recognized alcohol content.

一方、車両の排気エミッション規制を達成する手段の一つとして、浄化触媒の暖機を促進させることが有効であることが知られている。そのため、内燃機関の点火時期を大幅に遅角させて、後燃えによる高温ガスを利用して浄化触媒の暖機を促進させる急速暖機制御が広く実行されている。
しかしながら、ＦＦＶの内燃機関において、認識したアルコール含有率の精度が低いと、オーバーリーンやオーバーリッチな空燃比制御が実行される。この場合、浄化触媒の急速暖機制御によって点火時期を大幅に遅角させると、内燃機関の回転数が大きく変動して浄化触媒の急速暖機制御が停止したり、内燃機関が失火したりする、といった問題がある。 On the other hand, it is known that it is effective to promote the warm-up of the purification catalyst as one of means for achieving the exhaust emission regulation of the vehicle. Therefore, rapid warm-up control is widely performed in which the ignition timing of the internal combustion engine is significantly retarded and the warm-up of the purification catalyst is promoted using the high-temperature gas resulting from afterburning.
However, in the FFV internal combustion engine, if the accuracy of the recognized alcohol content is low, over-lean or over-rich air-fuel ratio control is executed. In this case, if the ignition timing is significantly retarded by the rapid warm-up control of the purification catalyst, the rotational speed of the internal combustion engine varies greatly, and the rapid warm-up control of the purification catalyst stops or the internal combustion engine misfires. There is a problem such as.

このような問題を解決するために、浄化触媒の急速暖機制御時に、アルコールセンサの信号から燃料中のアルコール含有率を算出し、算出したアルコール含有率に基づき燃料噴射量を制御する技術が特許文献１に開示されている。
また、圧縮行程の所定のクランク角位相における筒内圧力センサの信号から燃料中のアルコール含有率を算出し、算出したアルコール含有率に基づき燃料噴射量および点火時期を制御する技術が特許文献２に開示されている。 In order to solve such a problem, a technology is disclosed in which the alcohol content in the fuel is calculated from the signal of the alcohol sensor during the rapid warm-up control of the purification catalyst, and the fuel injection amount is controlled based on the calculated alcohol content. It is disclosed in Document 1.
Patent Document 2 discloses a technique for calculating the alcohol content in the fuel from the signal from the in-cylinder pressure sensor at a predetermined crank angle phase of the compression stroke, and controlling the fuel injection amount and the ignition timing based on the calculated alcohol content. It is disclosed.

特開２００８−２７４７８９号公報JP 2008-274789 A 特開２００８−２０２５４０号公報JP 2008-202540 A

しかしながら、特許文献１の技術では、例えば燃料経路内に残留した燃料等により、センサによって検出された燃料性状と実際に内燃機関に噴射供給される燃料性状とが異なることがあり、適切な制御が実行できない場合がある、といった問題点がある。更に、高精度のアルコールセンサを必要とするために、コストアップが避けられない、といった問題点がある。
また、特許文献２の技術では、筒内圧センサに異常や故障が発生した場合に、燃料中のアルコール含有率を精度よく認識することができない、といった問題点がある。 However, in the technique of Patent Document 1, the fuel property detected by the sensor may be different from the fuel property actually injected and supplied to the internal combustion engine due to, for example, fuel remaining in the fuel path. There is a problem that it cannot be executed. Furthermore, since a highly accurate alcohol sensor is required, there is a problem that cost increase cannot be avoided.
Further, the technique of Patent Document 2 has a problem that the alcohol content rate in the fuel cannot be accurately recognized when an abnormality or failure occurs in the in-cylinder pressure sensor.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アルコールセンサによらずに燃料中のアルコール含有率を精度よく検出し、検出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正することが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。   The present invention has been made in view of this point, and accurately detects the alcohol content in the fuel without using an alcohol sensor, and corrects the air-fuel ratio to a target value based on the detected alcohol content. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of performing the above.

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、アルコールとガソリンとを任意の割合で混合した燃料を使用可能な内燃機関の制御装置であって、前記燃料中のアルコール含有率を推定するアルコール含有率推定手段と、前記アルコール含有率推定手段の推定結果に基づいて算出されたストイキの状態の空燃比を基準に、ストイキ、リーン、リッチの状態となるように、前記内燃機関の空燃比を変更する空燃比変更手段と、前記空燃比変更手段によって空燃比をストイキ、リーン、リッチのそれぞれの状態に設定したときの前記内燃機関の回転数変動を検出する回転数変動検出手段と、前記回転数変動検出手段により検出された回転数変動がリッチ、ストイキ、リーンの順に大きくなる場合、空燃比がリーン側にずれていると判断し、前記回転数変動検出手段により検出された回転数変動がリーン、ストイキ、リッチの順に大きくなる場合、空燃比がリッチ側にずれていると判断し、ストイキの状態の回転数変動がリッチ、リーンの状態の回転数変動より小さい場合、空燃比が目標空燃比に近似であると判断するとともに、前記空燃比がリーンまたはリッチ側にずれている場合、回転数変動量と空気過剰率との比率と、ストイキ、リーン、リッチ運転時の燃料噴射量の差分とから前記燃料中のアルコール含有率を算出するアルコール含有率算出手段と、前記アルコール含有率算出手段の算出結果に基づいて、前記内燃機関の空燃比を修正する空燃比修正手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control device for an internal combustion engine according to the present invention is a control device for an internal combustion engine capable of using a fuel in which alcohol and gasoline are mixed at an arbitrary ratio, and the alcohol content in the fuel The internal combustion engine so as to be in a stoichiometric, lean, rich state based on the stoichiometric air-fuel ratio calculated based on the estimation result of the alcohol content rate estimating means An air-fuel ratio changing means for changing the air-fuel ratio of the engine, and a rotational speed fluctuation detecting means for detecting a fluctuation in the rotational speed of the internal combustion engine when the air-fuel ratio is set to a stoichiometric, lean, or rich state by the air-fuel ratio changing means If the rotational speed fluctuation detected by the rotational speed fluctuation detecting means increases in the order of rich, stoichiometric, and lean, it is determined that the air-fuel ratio has shifted to the lean side. When the rotational speed fluctuation detected by the rotational speed fluctuation detecting means increases in the order of lean, stoichiometric, and rich, it is determined that the air-fuel ratio has shifted to the rich side, and the rotational speed fluctuation in the stoichiometric state is rich. If less than the rotational speed fluctuation of a lean state, as well as determined that the air-fuel ratio is approximate to the target air-fuel ratio, when said air-fuel ratio is shifted to the lean or rich side, the engine speed fluctuation amount and the air excess ratio Based on the ratio and the difference in fuel injection amount during stoichiometric, lean, and rich operation, alcohol content rate calculating means for calculating the alcohol content rate in the fuel, and based on the calculation result of the alcohol content rate calculating means, the internal combustion engine Air-fuel ratio correcting means for correcting the air-fuel ratio of the engine.

本発明の内燃機関の制御装置によれば、燃料中のアルコール含有率の推定値に基づき内燃機関の空燃比をストイキ、リッチ、リーンに制御したときの回転数の変動から、燃料中のアルコール含有率を高精度に検出することができる。よって、アルコールセンサによらずに燃料中のアルコール含有率を精度よく検出し、検出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正することができる。   According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, the alcohol content in the fuel is determined from the fluctuation in the rotational speed when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to stoichiometric, rich, or lean based on the estimated value of the alcohol content in the fuel. The rate can be detected with high accuracy. Therefore, it is possible to accurately detect the alcohol content in the fuel without using the alcohol sensor, and to correct the air-fuel ratio to the target value based on the detected alcohol content.

実施例の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the vehicle control system of an Example. 内燃機関の空気過剰率と回転数変動との相関を示している。The correlation between the excess air ratio of the internal combustion engine and the rotational speed fluctuation is shown. アルコール含有率の推定値が実アルコール含有率に近似する場合の回転数変動を示している。The rotational speed fluctuation | variation in case the estimated value of alcohol content rate approximates real alcohol content rate is shown. アルコール含有率の推定値が実アルコール含有率よりも小さい場合の回転数変動を示している。The rotational speed fluctuation | variation in case the estimated value of alcohol content rate is smaller than real alcohol content rate is shown. アルコール含有率の推定値が実アルコール含有率よりも大きい場合の回転数変動を示している。The rotational speed fluctuation | variation in case the estimated value of alcohol content rate is larger than real alcohol content rate is shown. 実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。The flow of control which ECU of an example performs is shown.

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle control system 1 incorporating a control device for an internal combustion engine of the present invention. FIG. 1 shows only the configuration of one cylinder of the engine.

図１に示す車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備えている。   A vehicle control system 1 shown in FIG. 1 includes an engine 100 that is a power source, and includes an engine ECU (Electronic Control Unit) 10 that comprehensively controls the operation of the engine 100.

エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室１１ａを構成するピストン１１を備えている。各燃焼室のピストン１１はそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト１２の軸に連結されており、ピストン１１の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト１２の回転へと変換される。   The engine 100 is a multi-cylinder engine mounted on a vehicle, and each cylinder includes a piston 11 constituting a combustion chamber 11a. The piston 11 of each combustion chamber is connected to the shaft of the crankshaft 12 that is an output shaft via a connecting rod, and the reciprocating motion of the piston 11 is converted into rotation of the crankshaft 12 by the connecting rod.

クランクシャフト１２の軸の近傍には、クランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１は、クランクシャフト１２軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得し、それらの情報をもとにエンジン１００の回転の変動を検出することができる。
なお、クランク角センサ３１は、本発明の回転数変動検出手段に相当する。 A crank angle sensor 31 is provided near the axis of the crankshaft 12. The crank angle sensor 31 is configured to detect the rotation angle of the crankshaft 12 axis, and transmits the detection result to the engine ECU 10. As a result, the engine ECU 10 can acquire information related to the crank angle such as the engine speed and the rotational angular speed during operation, and can detect fluctuations in the rotation of the engine 100 based on the information.
The crank angle sensor 31 corresponds to the rotation speed fluctuation detecting means of the present invention.

各気筒の燃焼室１１ａには、それぞれ燃焼室１１ａと連通する吸気ポート１３と、吸気ポート１３に連結し、吸入空気を吸気ポート１３から燃焼室１１ａへと導く吸気通路１４とが接続されている。更に、燃焼室１１ａの各気筒には、それぞれ燃焼室１１ａと連通する排気ポート１５と、燃焼室１１ａで発生した排気ガスをエンジン外へと導く排気通路１６が接続されている。また、各気筒に接続された排気通路１６は、下流側で合流して一本の合流排気通路１７となる。   Connected to the combustion chamber 11a of each cylinder are an intake port 13 communicating with the combustion chamber 11a and an intake passage 14 connected to the intake port 13 and leading intake air from the intake port 13 to the combustion chamber 11a. . Further, each cylinder of the combustion chamber 11a is connected to an exhaust port 15 communicating with the combustion chamber 11a and an exhaust passage 16 for guiding the exhaust gas generated in the combustion chamber 11a to the outside of the engine. Further, the exhaust passages 16 connected to the respective cylinders merge on the downstream side to form one merged exhaust passage 17.

各気筒の燃焼室１１ａの吸気通路、排気通路に対応して複数の吸気弁、排気弁が設けられている。図１には吸気通路、排気通路と吸気弁、排気弁をそれぞれ１つずつ示している。燃焼室１１ａの各吸気ポート１３には、それぞれ吸気弁１８が配置されており、吸気弁１８を開閉駆動させるための吸気カムシャフト２０が配置されている。更に、燃焼室１１ａの各排気ポート１５には、それぞれ排気弁１９が配置されており、排気弁１９を開閉駆動させるための排気カムシャフト２１が配置されている。   A plurality of intake valves and exhaust valves are provided corresponding to the intake passage and the exhaust passage of the combustion chamber 11a of each cylinder. FIG. 1 shows one intake passage, one exhaust passage, one intake valve, and one exhaust valve. An intake valve 18 is arranged in each intake port 13 of the combustion chamber 11a, and an intake camshaft 20 for opening and closing the intake valve 18 is arranged. Further, an exhaust valve 19 is disposed at each exhaust port 15 of the combustion chamber 11a, and an exhaust camshaft 21 for opening and closing the exhaust valve 19 is disposed.

吸気弁１８および排気弁１９はクランクシャフト１２の回転が連結機構（例えばタイミングベルト、タイミングチェーンなど）により伝達された吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１の回転により開閉され、吸気ポート１３および排気ポート１５と燃焼室１１ａとを連通・遮断する。なお、吸気弁１８、および排気弁１９の位相は、クランク角を基準にして表される。   The intake valve 18 and the exhaust valve 19 are opened and closed by the rotation of the intake camshaft 20 and the exhaust camshaft 21 to which the rotation of the crankshaft 12 is transmitted by a coupling mechanism (for example, a timing belt, a timing chain, etc.). 15 and the combustion chamber 11a are communicated and blocked. The phases of the intake valve 18 and the exhaust valve 19 are expressed with reference to the crank angle.

吸気カムシャフト２０は可変動弁機構（以下、ＶＶＴ機構という）である電動ＶＶＴ機構２２を有している。この電動ＶＶＴ機構２２はエンジンＥＣＵ１０の指示により電動モータで吸気カムシャフト２０を回転させる。それにより吸気カムシャフト２０のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、吸気弁１８のバルブタイミングが変更される。この場合、吸気カムシャフト２０の回転位相は、吸気カム角センサ３２にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、吸気カムシャフト２０の位相を取得することができるとともに、吸気弁１８の位相を取得することができる。また、吸気カムシャフト２０の位相は、クランク角を基準にして表される。   The intake camshaft 20 has an electric VVT mechanism 22 that is a variable valve mechanism (hereinafter referred to as a VVT mechanism). The electric VVT mechanism 22 rotates the intake camshaft 20 with an electric motor in response to an instruction from the engine ECU 10. As a result, the rotational phase of the intake camshaft 20 relative to the crankshaft 12 is changed, so that the valve timing of the intake valve 18 is changed. In this case, the rotation phase of intake camshaft 20 is detected by intake cam angle sensor 32 and output to engine ECU 10. Thereby, the engine ECU 10 can acquire the phase of the intake camshaft 20 and the phase of the intake valve 18. Further, the phase of the intake camshaft 20 is expressed with reference to the crank angle.

排気カムシャフト２１は油圧ＶＶＴ機構２３を有している。この油圧ＶＶＴ機構２３はエンジンＥＣＵ１０の指示によりオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）で排気カムシャフト２１を回転させる。それにより排気カムシャフト２１のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、排気弁１９のバルブタイミングが変更される。この場合、排気カムシャフト２１の回転位相は、排気カム角センサ３３にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、排気カムシャフト２１の位相を取得することができるとともに、排気弁１９の位相を取得することができる。また、排気カムシャフト２１の位相は、クランク角を基準にして表される。   The exhaust camshaft 21 has a hydraulic VVT mechanism 23. The hydraulic VVT mechanism 23 rotates the exhaust camshaft 21 with an oil control valve (hereinafter referred to as OCV) according to an instruction from the engine ECU 10. As a result, the rotational phase of the exhaust camshaft 21 relative to the crankshaft 12 is changed, so that the valve timing of the exhaust valve 19 is changed. In this case, the rotational phase of the exhaust camshaft 21 is detected by the exhaust cam angle sensor 33 and output to the engine ECU 10. Accordingly, the engine ECU 10 can acquire the phase of the exhaust camshaft 21 and can acquire the phase of the exhaust valve 19. Further, the phase of the exhaust camshaft 21 is expressed with reference to the crank angle.

エンジン１００の吸気通路１４にはエアフロメータ３４、スロットルバルブ２４およびスロットルポジションセンサ３５が設置されている。エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５は、それぞれ吸気通路１４を通過する吸入空気量、およびスロットルバルブ２４の開度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて吸気ポート１３および燃焼室１１ａへ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ２４の開度を調整することでエンジン１００の運転に必要な吸入空気量を燃焼室１１ａへ取り込むことができる。
スロットルバルブ２４は、ステップモータを用いたスロットルバイワイヤ方式を適用することが好ましいが、例えばステップモータの代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル（図示しない）と連動し、スロットルバルブ２４の開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用することもできる。 An air flow meter 34, a throttle valve 24, and a throttle position sensor 35 are installed in the intake passage 14 of the engine 100. The air flow meter 34 and the throttle position sensor 35 detect the amount of intake air passing through the intake passage 14 and the opening of the throttle valve 24, respectively, and transmit the detection results to the engine ECU 10. The engine ECU 10 recognizes the amount of intake air introduced into the intake port 13 and the combustion chamber 11a based on the transmitted detection result, and adjusts the opening of the throttle valve 24 to thereby adjust the intake air necessary for the operation of the engine 100. The quantity can be taken into the combustion chamber 11a.
The throttle valve 24 preferably employs a throttle-by-wire system using a step motor. For example, the opening of the throttle valve 24 is changed in conjunction with an accelerator pedal (not shown) via a wire instead of a step motor. A mechanical throttle mechanism as described above can also be applied.

エンジン１００の各気筒にはインジェクタ２５が装着されている。燃料ポンプ（図示しない）より燃料配管を通じて供給された高圧燃料は、エンジンＥＣＵ１０の指示によりインジェクタ２５にてエンジン気筒内の燃焼室１１ａに噴射供給される。エンジンＥＣＵ１０は、エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５からの吸入空気量、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定しインジェクタ２５に信号を送る。インジェクタ２５はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室１１ａへ燃料を高圧噴射する。高圧噴射された燃料は霧化し、吸気弁１８の開弁時に供給された吸入空気と混合され、エンジン１００の燃焼に適した混合ガスとなる。そして、インジェクタ２５のリーク燃料は、リリーフ配管を通って燃料タンク（図示しない）へと戻される。
なお、インジェクタ２５は、本発明の空燃比変更手段に相当する。 An injector 25 is mounted on each cylinder of the engine 100. High-pressure fuel supplied from a fuel pump (not shown) through a fuel pipe is injected and supplied to a combustion chamber 11a in the engine cylinder by an injector 25 according to an instruction from the engine ECU 10. The engine ECU 10 determines the fuel injection amount and the injection timing based on the intake air amount from the air flow meter 34 and the throttle position sensor 35 and the cam shaft rotation phase information from the intake cam angle sensor 32 and sends a signal to the injector 25. . The injector 25 injects fuel into the combustion chamber 11a at a high pressure at the instructed fuel injection amount / injection timing in accordance with a signal from the engine ECU 10. The fuel injected at high pressure is atomized and mixed with the intake air supplied when the intake valve 18 is opened, and becomes a mixed gas suitable for combustion of the engine 100. The leaked fuel from the injector 25 is returned to a fuel tank (not shown) through the relief pipe.
The injector 25 corresponds to air / fuel ratio changing means of the present invention.

ここで、エンジン１００の運転に用いられる燃料について説明する。ガソリンと混合するアルコール燃料としては、メタノール（ＣＨ３ＯＨ，沸点６４．７℃，密度０．７９ｇ・ｃｍ−３）、またはエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ，沸点７８．３℃，密度０．７９ｇ・ｃｍ−３）を適用することができる。本実施例のエンジン１００は、エタノールを燃料として使用する。燃焼時の酸素に対する量論係数の違いから、アルコール燃料はガソリン燃料に比べて同一の吸入空気量に対してより多くの燃料を必要とする。そのため、ガソリンとアルコールとを混合した燃料は、燃料中のアルコール含有率によって理論空燃比が異なる。例えば、ガソリン１００％燃料の理論空燃比は１４．７であるが、アルコール（エタノール）含有率が４０％（Ｅ４０）の場合、理論空燃比は１２．３であり、アルコール（エタノール）含有率が８５％（Ｅ８５）の場合は、理論空燃比は９．８である。そして、燃料がエタノール１００％のときの理論空燃比は９．０である。 Here, the fuel used for the operation of the engine 100 will be described. As alcohol fuel to be mixed with gasoline, methanol (CH 3 OH, boiling point 64.7 ° C., density 0.79 g · cm −3 ) or ethanol (C 2 H 5 OH, boiling point 78.3 ° C., density 0.79 g) • cm −3 ) can be applied. The engine 100 of the present embodiment uses ethanol as a fuel. Due to the difference in stoichiometric coefficient with respect to oxygen during combustion, alcohol fuel requires more fuel for the same intake air volume than gasoline fuel. Therefore, the fuel in which gasoline and alcohol are mixed has a different theoretical air-fuel ratio depending on the alcohol content in the fuel. For example, the theoretical air-fuel ratio of 100% gasoline fuel is 14.7, but when the alcohol (ethanol) content is 40% (E40), the theoretical air-fuel ratio is 12.3 and the alcohol (ethanol) content is In the case of 85% (E85), the theoretical air-fuel ratio is 9.8. The theoretical air-fuel ratio when the fuel is 100% ethanol is 9.0.

各気筒の燃焼室１１ａはそれぞれ点火プラグ２６を備えており、点火プラグ２６の点火タイミングはイグナイタ２７によって調整される。吸気ポート１３から流入された吸入空気は気筒内でインジェクタ２５から噴射された燃料と混合し、ピストン１１の上昇運動により燃焼室１１ａ内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１からのピストン１１の位置、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタ２７に信号を送る。イグナイタ２７はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグ２６に通電する。点火プラグ２６はバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室１１ａ内を膨張させピストン１１を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフト１２の軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。   The combustion chamber 11a of each cylinder is provided with an ignition plug 26, and the ignition timing of the ignition plug 26 is adjusted by an igniter 27. The intake air flowing in from the intake port 13 is mixed with the fuel injected from the injector 25 in the cylinder, and is compressed in the combustion chamber 11 a by the upward movement of the piston 11. The engine ECU 10 determines the ignition timing based on the position of the piston 11 from the crank angle sensor 31 and the cam shaft rotation phase information from the intake cam angle sensor 32 and sends a signal to the igniter 27. The igniter 27 energizes the spark plug 26 with electric power from the battery at the instructed ignition timing in accordance with a signal from the engine ECU 10. The spark plug 26 is ignited by electric power from the battery, ignites the compressed mixed gas, expands the inside of the combustion chamber 11a, and lowers the piston 11. The descending motion is changed to the axial rotation of the crankshaft 12 through the connecting rod, whereby the engine 100 obtains power.

燃焼後の排気ガスは、排気弁１９が開いた際に排気ポート１５、排気通路１６を通って合流排気通路１７で合流し、浄化触媒２８を通過してエンジン１００の外部へと排出される。浄化触媒２８は、エンジン１００の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒などが適用される。浄化触媒２８は、エンジン１００の排気量、使用地域等の違いによって複数個組み合わせて用いられる場合もある。
合流排気通路１７には排気温センサ３６、Ａ／Ｆセンサ３７、Ｏ２センサ３８が設けられており、燃焼室１１ａから排出される排気ガスの温度、空燃比を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。また、浄化触媒２８には触媒温度センサ４０が設けられており、浄化触媒２８の温度を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。エンジンＥＣＵ１０は、触媒温度センサ４０からの信号を受信することにより、浄化触媒２８の温度を認識し、浄化触媒２８が活性温度域にあるか否かを判断する。 When the exhaust valve 19 is opened, the exhaust gas after combustion merges in the merged exhaust passage 17 through the exhaust port 15 and the exhaust passage 16, passes through the purification catalyst 28, and is discharged to the outside of the engine 100. The purification catalyst 28 is used to purify the exhaust gas of the engine 100. For example, a three-way catalyst or a NOx occlusion reduction type catalyst is applied. A plurality of the purification catalysts 28 may be used in combination depending on the displacement of the engine 100, the use area, and the like.
The combined exhaust passage 17 is provided with an exhaust temperature sensor 36, an A / F sensor 37, and an O2 sensor 38, which detects the temperature and air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 11a, and sends the results to the engine ECU 10. And send. The purification catalyst 28 is provided with a catalyst temperature sensor 40, detects the temperature of the purification catalyst 28, and transmits the result to the engine ECU 10. The engine ECU 10 receives a signal from the catalyst temperature sensor 40, thereby recognizing the temperature of the purification catalyst 28 and determining whether or not the purification catalyst 28 is in the active temperature range.

エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１、吸気カム角センサ３２、エアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５、排気温センサ３６、水温センサ３９等の検出結果を読み込み、スロットルバルブ２４の動作、吸気弁１８、排気弁１９の動作、インジェクタ２５の動作、点火プラグ２６の点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。
また、エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて燃焼室１１ａの燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するフィードバック（以下、Ｆ／Ｂと略記する）制御を実行する。この制御を実行することにより、エタノールとガソリンとを任意の割合で混合した燃料を使用する場合でも、エンジン１００の運転に適した空燃比となるよう燃料噴射量を補正することができる。 The engine ECU 10 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs arithmetic processing, a ROM (Read Only Memory) that stores programs, a RAM (Random Access Memory) and NVRAM (Non Volatile RAM) that store data and the like. Computer. The engine ECU 10 reads the detection results of the crank angle sensor 31, the intake cam angle sensor 32, the air flow meter 34, the throttle position sensor 35, the exhaust temperature sensor 36, the water temperature sensor 39, etc., and operates the throttle valve 24, the intake valve 18, and the exhaust gas. The operation operation of the engine 100 such as the operation of the valve 19, the operation of the injector 25, the ignition timing of the spark plug 26, etc. is integratedly controlled.
Further, the engine ECU 10 obtains combustion information of the combustion chamber 11a based on the detection results of the A / F sensor 37 and the O2 sensor 38, and feedback for adjusting the fuel injection amount into the cylinder so as to obtain an optimal combustion state. Control (hereinafter abbreviated as F / B) is executed. By executing this control, the fuel injection amount can be corrected so that the air-fuel ratio is suitable for the operation of the engine 100 even when using a fuel in which ethanol and gasoline are mixed at an arbitrary ratio.

そして、エンジンＥＣＵ１０は、水温センサ３９、触媒温度センサ４０の検出結果に基づいて、浄化触媒２８の急速暖機制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、水温センサ３９からの信号を受信し、エンジン冷却水が低温である場合、すなわち冷間始動時であるか否かを判断する。また、エンジンＥＣＵ１０は、触媒温度センサ４０からの信号を受信し、浄化触媒２８の温度が活性温度域より低温であるか否かを判断する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、冷間始動時または浄化触媒２８が低温であると判断した場合に、エンジン運転中の点火プラグ２６の点火時期を遅角させ、吸気弁１８の閉弁タイミングを進角制御する。この制御を実行することにより、後燃えによる高温の排気ガスによって浄化触媒２８の暖機を促進させることができる。よって、エンジン始動から浄化触媒２８が活性温度域に達するまでの時間を大幅に短縮することができることから、排気エミッションをより低減させることができる。
この場合、エンジンＥＣＵ１０は、点火時期の遅角量と燃料中のアルコール含有率との関係に対応したマップを予めＲＯＭに記録しておくことで、燃料中のアルコール含有率に基づいてより適した点火時期の遅角量を決定することができる。これにより、過剰な点火時期の遅角によって内燃機関の回転数が大きく変動して浄化触媒の急速暖機制御が停止したり、内燃機関が失火したりすることを抑制することができる。 Then, the engine ECU 10 performs rapid warm-up control of the purification catalyst 28 based on the detection results of the water temperature sensor 39 and the catalyst temperature sensor 40. The engine ECU 10 receives a signal from the water temperature sensor 39 and determines whether or not the engine coolant is at a low temperature, that is, whether or not it is during a cold start. Further, the engine ECU 10 receives a signal from the catalyst temperature sensor 40 and determines whether or not the temperature of the purification catalyst 28 is lower than the activation temperature range. Subsequently, the engine ECU 10 retards the ignition timing of the spark plug 26 during engine operation and advances the closing timing of the intake valve 18 when cold starting or when it is determined that the purification catalyst 28 is at a low temperature. Control. By executing this control, warming-up of the purification catalyst 28 can be promoted by high-temperature exhaust gas resulting from afterburning. Therefore, since the time from when the engine is started until the purification catalyst 28 reaches the activation temperature range can be greatly shortened, the exhaust emission can be further reduced.
In this case, the engine ECU 10 records the map corresponding to the relationship between the retard amount of the ignition timing and the alcohol content in the fuel in advance in the ROM, so that the engine ECU 10 is more suitable based on the alcohol content in the fuel. The retard amount of the ignition timing can be determined. As a result, it is possible to prevent the rotational speed of the internal combustion engine from fluctuating greatly due to the retard of the excessive ignition timing to stop the rapid warm-up control of the purification catalyst or to misfire the internal combustion engine.

更に、エンジンＥＣＵ１０は、浄化触媒２８の急速暖機制御を実行する際に、燃料中のアルコール含有率を算出し、算出結果に基づいて空燃比を目標空燃比へと修正する制御を実行する。まず、エンジンＥＣＵ１０は、浄化触媒２８の急速暖機制御の実行条件が成立していると判断した場合に、前回運転時にＡ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて実行したＦ／Ｂ制御の記録に基づいて、燃料中のアルコール含有率を推定する。
この場合、図示しない燃料タンク内にアルコールセンサを設け、センサの検出値に基づいて燃料中のアルコール含有率を推定してもよい。また、その他の推定手段を適用することで、燃料中のアルコール含有率を推定してもよい。 Further, when executing the rapid warm-up control of the purification catalyst 28, the engine ECU 10 calculates the alcohol content in the fuel and executes control for correcting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio based on the calculation result. First, when the engine ECU 10 determines that the execution condition for the rapid warm-up control of the purification catalyst 28 is satisfied, the F / E executed based on the detection results of the A / F sensor 37 and the O2 sensor 38 during the previous operation. Based on the record of B control, the alcohol content in the fuel is estimated.
In this case, an alcohol sensor may be provided in a fuel tank (not shown), and the alcohol content in the fuel may be estimated based on the detection value of the sensor. Moreover, you may estimate the alcohol content rate in a fuel by applying another estimation means.

エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定結果およびエアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５の検出結果に基づいて、吸入空気中の酸素と燃料とが化学量論（ストイキ）で反応する空燃比となるよう、気筒内への燃料噴射期間（燃料噴射量）を算出する。ここで、ストイキとは、例えば空気過剰率λが１．０７程度の空燃比をいう。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、燃料中のアルコール含有率と空燃比との関係に対応したマップを予めＲＯＭに記録しておくことで、燃料中のアルコール含有率に基づいて気筒内への燃料噴射期間を算出することができる。   Based on the estimation result of the alcohol content rate and the detection results of the air flow meter 34 and the throttle position sensor 35, the engine ECU 10 adjusts the air-fuel ratio so that oxygen and fuel in the intake air react with each other in stoichiometry. A fuel injection period (fuel injection amount) into the cylinder is calculated. Here, stoichiometry refers to an air-fuel ratio with an excess air ratio λ of about 1.07, for example. In this case, the engine ECU 10 records a map corresponding to the relationship between the alcohol content in the fuel and the air-fuel ratio in advance in the ROM, so that the fuel injection period into the cylinder is based on the alcohol content in the fuel. Can be calculated.

エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定結果およびエアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５の検出結果に基づいて、空燃比がストイキから所定量リーン、リッチとなるよう、気筒内への燃料噴射期間（燃料噴射量）を算出する。ここで、リーンとは、例えば空気過剰率λが１．０７より大きい空燃比をいい、リッチとは、空気過剰率λが１．０７より小さい空燃比をいう。また、リーン、リッチの所定量は、エンジン１００の回転数の変動を検出するのに適した量を適用するが、例えば空気過剰率０．０７とすることができる。   Based on the estimation result of the alcohol content and the detection results of the air flow meter 34 and the throttle position sensor 35, the engine ECU 10 determines the fuel injection period (fuel injection) into the cylinder so that the air-fuel ratio becomes lean and rich from the stoichiometric amount by a predetermined amount. Amount). Here, lean refers to an air / fuel ratio with an excess air ratio λ of greater than 1.07, for example, and rich refers to an air / fuel ratio with an excess air ratio λ of less than 1.07. Further, as the predetermined amount of lean and rich, an amount suitable for detecting fluctuations in the rotational speed of the engine 100 is applied, and for example, the excess air ratio can be set to 0.07.

エンジンＥＣＵ１０は、燃料噴射期間（燃料噴射量）の算出結果に基づいて、空燃比をストイキ、リーン、リッチに制御し、各空燃比において所定時間ずつ運転を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、算出した燃料噴射期間をインジェクタ２５に指令することで、空燃比をストイキ、リーン、リッチと変更する制御を実行する。ここで、運転の所定時間は、エンジン１００の回転数の変動を検出するのに適した運転時間を適用するが、例えば０．５［ｓｅｃ］とすることができる。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、スロットルバルブ２４の開度を調整することで空燃比をストイキ、リーン、リッチに制御することもできる。   The engine ECU 10 controls the air-fuel ratio to stoichiometric, lean, or rich based on the calculation result of the fuel injection period (fuel injection amount), and executes the operation for a predetermined time at each air-fuel ratio. The engine ECU 10 executes control to change the air-fuel ratio to stoichiometric, lean, or rich by instructing the injector 25 the calculated fuel injection period. Here, as the predetermined operation time, an operation time suitable for detecting a change in the rotational speed of the engine 100 is applied, and can be set to, for example, 0.5 [sec]. In this case, the engine ECU 10 can also control the air-fuel ratio to stoichiometric, lean, or rich by adjusting the opening of the throttle valve 24.

エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて、各空燃比での運転時におけるエンジン１００の回転数変動を検出し、検出結果から燃料中のアルコール含有率を算出する制御を実行する。図２に、内燃機関の空気過剰率λと回転数変動との相関を示す。図２のように、理論空燃比からリーン側、リッチ側へ空燃比を変更した際の内燃機関の回転数変動は左右非対称な曲線状になる。このことから、ストイキ、リーン、リッチでの運転時における回転数の変動より現状の空気過剰率λ、すなわち空燃比を求めることができる。そして、各空燃比の回転数変動と燃料噴射量の差分より燃料中のアルコール含有率を認識することができる。   Based on the detection result of the crank angle sensor 31, the engine ECU 10 detects a rotational speed variation of the engine 100 during operation at each air-fuel ratio, and executes control for calculating the alcohol content in the fuel from the detection result. FIG. 2 shows the correlation between the excess air ratio λ of the internal combustion engine and the rotational speed fluctuation. As shown in FIG. 2, the rotational speed fluctuation of the internal combustion engine when the air-fuel ratio is changed from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side or the rich side becomes a left-right asymmetric curve. From this, the current excess air ratio λ, that is, the air-fuel ratio, can be obtained from the fluctuations in the rotational speed during stoichiometric, lean, and rich operation. Then, the alcohol content in the fuel can be recognized from the difference between the rotational speed fluctuation of each air-fuel ratio and the fuel injection amount.

以下に、回転数変動に基づくアルコール含有率の算出方法を説明する。
アルコール含有率の推定値が実アルコール含有率に近似する場合、ストイキ、リーン、リッチで運転したときに検出される回転数変動は、ストイキ＜リッチ≦リーンとなる（図３参照）。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定値より設定した空燃比がほぼ目標空燃比となっていることを認識することができる。
アルコール含有率の推定値が実アルコール含有率よりも小さい場合、ストイキ、リーン、リッチで運転したときに検出される回転数変動は、リッチ＜ストイキ＜リーンとなる（図４参照）。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定値より設定した空燃比がリーン側にずれていることを認識することができる。
アルコール含有率の推定値が実アルコール含有率よりも大きい場合、ストイキ、リーン、リッチで運転したときに検出される回転数変動は、リーン＜ストイキ＜リッチとなる（図５参照）。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定値より設定した空燃比がリッチ側にずれていることを認識することができる。
そして、エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定値より設定した空燃比がリーンまたはリッチ側にずれている場合、既知のΔ回転数変動／Δλの傾きと、ストイキ、リーン、リッチ運転時の燃料噴射量の差分から燃料中のアルコール含有率を算出する。 Below, the calculation method of the alcohol content rate based on rotation speed fluctuation | variation is demonstrated.
When the estimated value of the alcohol content approximates to the actual alcohol content, the rotational speed fluctuation detected when the engine is operated in stoichiometric, lean, and rich conditions is stoichiometric <rich ≦ lean (see FIG. 3). In this case, the engine ECU 10 can recognize that the air-fuel ratio set from the estimated value of the alcohol content is substantially the target air-fuel ratio.
When the estimated value of the alcohol content is smaller than the actual alcohol content, the fluctuation in the rotational speed detected when the operation is stoichiometric, lean, or rich is rich <stoichiometric <lean (see FIG. 4). In this case, the engine ECU 10 can recognize that the air-fuel ratio set from the estimated value of the alcohol content is shifted to the lean side.
When the estimated value of the alcohol content is larger than the actual alcohol content, the rotational speed fluctuation detected when the engine is operated with stoichiometric, lean, and rich becomes lean <stoichiometric <rich (see FIG. 5). In this case, the engine ECU 10 can recognize that the air-fuel ratio set from the estimated value of the alcohol content is shifted to the rich side.
Then, when the air-fuel ratio set from the estimated value of the alcohol content is deviated to the lean or rich side, the engine ECU 10 determines the known Δ rotational speed fluctuation / Δλ gradient and fuel injection during stoichiometric, lean, rich operation. The alcohol content in the fuel is calculated from the amount difference.

エンジンＥＣＵ１０は、燃料中のアルコール含有率の算出結果に基づいて、エンジン１００の空燃比を目標空燃比へと修正する制御を実行する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、修正した空燃比に基づいて浄化触媒２８の急速暖機制御を実行する。   The engine ECU 10 executes control for correcting the air-fuel ratio of the engine 100 to the target air-fuel ratio based on the calculation result of the alcohol content in the fuel. Subsequently, the engine ECU 10 performs rapid warm-up control of the purification catalyst 28 based on the corrected air-fuel ratio.

浄化触媒の急速暖機制御は、通常ストイキよりリーン側の空燃比（空燃比が約１５．５）で運転されるため、Ａ／Ｆセンサの検出精度が低い領域である。よって、浄化触媒の急速暖機制御中は、Ａ／Ｆセンサの検出結果に基づいた空燃比のＦ／Ｂ制御が実行できない。そのため、ガソリン１００％を使用する内燃機関の場合、浄化触媒の急速暖機制御中においても燃焼安定性を確保できるようロバスト性が確保されている。
しかしながら、ＦＦＶの内燃機関の場合、認識したアルコール含有率の精度が低いと、オーバーリーンやオーバーリッチな空燃比制御が実行されてしまう。また、アルコール含有率によって燃料の蒸発特性が変化するために燃焼挙動が変化する。そのため、浄化触媒の急速暖機制御によって点火時期を大幅に遅角させると、内燃機関の回転数が大きく変動して浄化触媒の急速暖機制御が停止したり、内燃機関が失火したりする場合がある。 The rapid warm-up control of the purification catalyst is an area where the detection accuracy of the A / F sensor is low because it is operated at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (air-fuel ratio is about 15.5). Therefore, during the rapid warm-up control of the purification catalyst, the air-fuel ratio F / B control based on the detection result of the A / F sensor cannot be executed. Therefore, in the case of an internal combustion engine that uses 100% gasoline, robustness is ensured so that combustion stability can be ensured even during rapid warm-up control of the purification catalyst.
However, in the case of an FFV internal combustion engine, if the accuracy of the recognized alcohol content rate is low, overlean or overrich air-fuel ratio control is executed. In addition, the combustion behavior changes because the fuel evaporation characteristics change depending on the alcohol content. Therefore, if the ignition timing is significantly retarded by the rapid warm-up control of the purification catalyst, the rotational speed of the internal combustion engine fluctuates greatly, and the rapid warm-up control of the purification catalyst stops or the internal combustion engine misfires There is.

この場合、本発明の制御を実行することにより、燃料中のアルコール含有率の推定値に基づき内燃機関の空燃比をストイキ、リッチ、リーンに制御したときの回転数の変動から、燃料中のアルコール含有率を高精度に検出し、空燃比を目標値へと修正することができる。よって、浄化触媒の急速暖機制御の際に内燃機関の大きな回転数変動や失火が生じることを抑制することができる。
また、アルコールセンサによらずに燃料中のアルコール含有率を精度よく算出することができることから、アルコールセンサがない場合や故障した場合で、Ａ／Ｆセンサによる空燃比のＦ／Ｂ制御が実行できない運転領域でも、算出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正することができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明のアルコール含有率推定手段、空燃比変更手段、アルコール含有率算出手段、空燃比修正手段に相当する。 In this case, by executing the control of the present invention, the alcohol in the fuel is detected from fluctuations in the rotational speed when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to stoichiometric, rich, or lean based on the estimated value of the alcohol content in the fuel. The content rate can be detected with high accuracy, and the air-fuel ratio can be corrected to the target value. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of large engine speed fluctuations and misfires during the rapid warm-up control of the purification catalyst.
In addition, since the alcohol content in the fuel can be accurately calculated without using the alcohol sensor, the A / F sensor cannot perform the F / B control of the air-fuel ratio when there is no alcohol sensor or when there is a malfunction. Even in the operation region, the air-fuel ratio can be corrected to the target value based on the calculated alcohol content.
The engine ECU 10 corresponds to the alcohol content rate estimating means, the air-fuel ratio changing means, the alcohol content rate calculating means, and the air-fuel ratio correcting means of the present invention.

つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図６はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、アルコール含有率推定手段と、空燃比変更手段と、回転数変動検出手段と、アルコール含有率算出手段と、空燃比修正手段とを備えることで、燃料中のアルコール含有率の推定値に基づき内燃機関の空燃比をストイキ、リッチ、リーンに制御したときの回転数の変動から、燃料中のアルコール含有率を検出し、検出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正する制御を実行する。   Next, the operation of the vehicle control system 1 will be described along the control flow of the engine ECU 10. FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing of the engine ECU 10. The vehicle control system 1 according to the present embodiment includes an alcohol content rate estimating unit, an air-fuel ratio changing unit, a rotation speed fluctuation detecting unit, an alcohol content rate calculating unit, and an air-fuel ratio correcting unit. Based on the estimated value of the alcohol content, the alcohol content in the fuel is detected from fluctuations in the rotational speed when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to stoichiometric, rich, and lean, and the air-fuel ratio is determined based on the detected alcohol content. Execute control to correct the target value.

エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、水温センサ３９、触媒温度センサ４０の検出結果に基づいて、浄化触媒２８の急速暖機制御の実行条件が成立しているか否かを判断する。ここで、急速暖機制御の実行条件は前述したために、その詳細な説明は省略する。急速暖機制御の実行条件が成立していない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。急速暖機制御の実行条件が成立している場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ２へ進む。   The control of the engine ECU 10 is started when an engine start request is made, that is, when the ignition switch is turned on. First, in step S1, the engine ECU 10 determines whether or not an execution condition for the rapid warm-up control of the purification catalyst 28 is satisfied based on the detection results of the water temperature sensor 39 and the catalyst temperature sensor 40. Here, since the execution conditions of the rapid warm-up control have been described above, detailed description thereof will be omitted. If the execution condition for the rapid warm-up control is not satisfied (step S1 / NO), the engine ECU 10 ends the control process. If the execution condition for the rapid warm-up control is satisfied (step S1 / YES), the engine ECU 10 proceeds to the next step S2.

ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、前回運転時にＡ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて実行したＦ／Ｂ制御の記録に基づいて、燃料中のアルコール含有率を推定する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。   In step S2, the engine ECU 10 estimates the alcohol content in the fuel based on the record of the F / B control executed based on the detection results of the A / F sensor 37 and the O2 sensor 38 during the previous operation. When the engine ECU 10 finishes the process of step S2, the process proceeds to the next step S3.

ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２で推定したアルコール含有率の推定結果およびエアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５の検出結果に基づいて、ストイキ運転における気筒内への燃料噴射期間（燃料噴射量）を算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を終えると、次のステップＳ４へ進む。   In step S3, the engine ECU 10 determines the fuel injection period (fuel injection amount) into the cylinder in the stoichiometric operation based on the estimation result of the alcohol content estimated in step S2 and the detection result of the air flow meter 34 and the throttle position sensor 35. Is calculated. After finishing the process of step S3, the engine ECU 10 proceeds to the next step S4.

ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２で推定したアルコール含有率の推定結果およびエアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５の検出結果に基づいて、空燃比がストイキから所定量リーン、リッチとなるよう、気筒内への燃料噴射期間（燃料噴射量）を算出する。ここで、リーン、リッチの所定量は前述したために、その詳細な説明は省略する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ４の処理を終えると、次のステップＳ５へ進む。   In step S4, the engine ECU 10 determines the cylinder so that the air-fuel ratio becomes leaner and richer from the stoichiometric amount based on the estimation result of the alcohol content estimated in step S2 and the detection result of the air flow meter 34 and the throttle position sensor 35. A fuel injection period (fuel injection amount) is calculated. Here, since the predetermined amounts of lean and rich have been described above, detailed description thereof will be omitted. After finishing the process of step S4, the engine ECU 10 proceeds to the next step S5.

ステップＳ５で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ３およびＳ４で算出した燃料噴射期間（燃料噴射量）をインジェクタ２５に指令することで、空燃比をストイキ、リーン、リッチに制御し、各空燃比において所定時間ずつ運転を実行する。ここで、運転の所定時間は前述したために、その詳細な説明は省略する。そして、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて、各空燃比での運転におけるエンジン１００の回転数変動を検出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、次のステップＳ６へ進む。   In step S5, the engine ECU 10 commands the fuel injection period (fuel injection amount) calculated in steps S3 and S4 to the injector 25, thereby controlling the air-fuel ratio to stoichiometric, lean, and rich, and at each air-fuel ratio for a predetermined time. Run one by one. Here, since the predetermined time of operation has been described above, detailed description thereof will be omitted. Based on the detection result of the crank angle sensor 31, the engine ECU 10 detects the rotational speed fluctuation of the engine 100 in the operation at each air-fuel ratio. After finishing the process of step S5, the engine ECU 10 proceeds to the next step S6.

ステップＳ６で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ５で検出した各空燃比における回転数変動に基づいて、燃料中のアルコール含有率を算出する。エンジンＥＣＵ１０は、アルコール含有率の推定値より設定した空燃比がリーンまたはリッチ側にずれている場合（図４、５参照）、既知のΔ回転数変動／Δλの傾きと、ストイキ、リーン、リッチ運転時の燃料噴射量の差分から燃料中のアルコール含有率を算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると、次のステップＳ７へ進む。   In step S6, the engine ECU 10 calculates the alcohol content in the fuel based on the rotational speed fluctuation at each air-fuel ratio detected in step S5. When the air-fuel ratio set from the estimated value of the alcohol content is shifted to the lean or rich side (see FIGS. 4 and 5), the engine ECU 10 determines the known Δ rotational speed fluctuation / Δλ slope, stoichiometric, lean, rich The alcohol content in the fuel is calculated from the difference in fuel injection amount during operation. After finishing the process of step S6, the engine ECU 10 proceeds to the next step S7.

ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６で算出した燃料中のアルコール含有率に基づいて、エンジン１００の空燃比を目標空燃比へと修正する。この制御を実行することによって、アルコールセンサがない場合や故障した場合で、Ａ／Ｆセンサによる空燃比のＦ／Ｂ制御が実行できない運転領域でも、算出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正することができる。よって、浄化触媒の急速暖機制御の際に内燃機関の大きな回転数変動や失火が生じることを抑制することができる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を終えると、次のステップＳ８へ進む。   In step S7, the engine ECU 10 corrects the air / fuel ratio of the engine 100 to the target air / fuel ratio based on the alcohol content in the fuel calculated in step S6. By executing this control, the air-fuel ratio is set to the target value based on the calculated alcohol content even in the operation region where the A / F sensor cannot perform the F / B control of the air-fuel ratio when there is no alcohol sensor or when there is a failure. Can be corrected. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of large engine speed fluctuations and misfires during the rapid warm-up control of the purification catalyst. When the process of step S7 is completed, the engine ECU 10 proceeds to the next step S8.

ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ７で修正した空燃比に基づいて、浄化触媒２８の急速暖機制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、制御の処理を終了する。   In step S8, the engine ECU 10 executes rapid warm-up control of the purification catalyst 28 based on the air-fuel ratio corrected in step S7. The engine ECU 10 ends the control process when the process of step S8 is completed.

以上のように、本実施例の車両制御システム１は、アルコール含有率推定手段と、空燃比変更手段と、回転数変動検出手段と、アルコール含有率算出手段と、空燃比修正手段とによって、燃料中のアルコール含有率の推定値に基づき内燃機関の空燃比をストイキ、リッチ、リーンに制御したときの回転数の変動から、燃料中のアルコール含有率を検出し、検出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正する制御を実行することで、浄化触媒の急速暖機制御の際に内燃機関の大きな回転数変動や失火が生じることを抑制することができる。   As described above, the vehicle control system 1 according to the present embodiment uses the alcohol content rate estimating unit, the air-fuel ratio changing unit, the rotation speed fluctuation detecting unit, the alcohol content rate calculating unit, and the air-fuel ratio correcting unit to The alcohol content in the fuel is detected from the fluctuations in the rotational speed when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to stoichiometric, rich, and lean based on the estimated value of the alcohol content in the fuel. By executing the control for correcting the fuel ratio to the target value, it is possible to suppress the occurrence of large engine speed fluctuations and misfires during the rapid warm-up control of the purification catalyst.

また、アルコールセンサによらずに燃料中のアルコール含有率を精度よく算出することができることから、アルコールセンサがない場合や故障した場合で、Ａ／Ｆセンサによる空燃比のＦ／Ｂ制御が実行できない運転領域でも、算出したアルコール含有率に基づき空燃比を目標値へと修正することができる。   In addition, since the alcohol content in the fuel can be accurately calculated without using the alcohol sensor, the A / F sensor cannot perform the F / B control of the air-fuel ratio when there is no alcohol sensor or when there is a malfunction. Even in the operation region, the air-fuel ratio can be corrected to the target value based on the calculated alcohol content.

上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The above embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.

１ 車両制御システム
１０ エンジンＥＣＵ（アルコール含有率推定手段，空燃比変更手段，アルコール含有率算出手段，空燃比修正手段）
１１ ピストン
１２ クランクシャフト
１３ 吸気ポート
１４ 吸気通路
１５ 排気ポート
１６ 排気通路
１７ 合流排気通路
１８ 吸気弁
１９ 排気弁
２０ 吸気カムシャフト
２１ 排気カムシャフト
２２ 電動ＶＶＴ機構
２３ 油圧ＶＶＴ機構
２４ スロットルバルブ
２５ インジェクタ（空燃比変更手段）
２６ 点火プラグ
２７ イグナイタ
２８ 浄化触媒
３１ クランク角センサ（回転数変動検出手段）
３２ 吸気カム角センサ
３３ 排気カム角センサ
３４ エアフロメータ
３５ スロットルポジションセンサ
３６ 排気温センサ
３７ Ａ／Ｆセンサ
３８ Ｏ２センサ
３９ 水温センサ
４０ 触媒温度センサ
１００ エンジン

1 vehicle control system 10 engine ECU (alcohol content rate estimating means, air-fuel ratio changing means, alcohol content rate calculating means, air-fuel ratio correcting means)
11 Piston 12 Crankshaft 13 Intake port 14 Intake passage 15 Exhaust port 16 Exhaust passage 17 Merged exhaust passage 18 Intake valve 19 Exhaust valve 20 Intake camshaft 21 Exhaust camshaft 22 Electric VVT mechanism 23 Hydraulic VVT mechanism 24 Throttle valve 25 Injector (empty) (Fuel ratio changing means)
26 Spark plug 27 Igniter 28 Purification catalyst 31 Crank angle sensor (rotational speed fluctuation detecting means)
32 Intake cam angle sensor 33 Exhaust cam angle sensor 34 Air flow meter 35 Throttle position sensor 36 Exhaust temperature sensor 37 A / F sensor 38 O2 sensor 39 Water temperature sensor 40 Catalyst temperature sensor 100 Engine

Claims (1)

アルコールとガソリンとを任意の割合で混合した燃料を使用可能な内燃機関の制御装置であって、
前記燃料中のアルコール含有率を推定するアルコール含有率推定手段と、
前記アルコール含有率推定手段の推定結果に基づいて算出されたストイキの状態の空燃比を基準に、ストイキ、リーン、リッチの状態となるように、前記内燃機関の空燃比を変更する空燃比変更手段と、
前記空燃比変更手段によって空燃比をストイキ、リーン、リッチのそれぞれの状態に設定したときの前記内燃機関の回転数変動を検出する回転数変動検出手段と、
前記回転数変動検出手段により検出された回転数変動がリッチ、ストイキ、リーンの順に大きくなる場合、空燃比がリーン側にずれていると判断し、前記回転数変動検出手段により検出された回転数変動がリーン、ストイキ、リッチの順に大きくなる場合、空燃比がリッチ側にずれていると判断し、ストイキの状態の回転数変動がリッチ、リーンの状態の回転数変動より小さい場合、空燃比が目標空燃比に近似であると判断するとともに、前記空燃比がリーンまたはリッチ側にずれている場合、回転数変動量と空気過剰率との比率と、ストイキ、リーン、リッチ運転時の燃料噴射量の差分とから前記燃料中のアルコール含有率を算出するアルコール含有率算出手段と、
前記アルコール含有率算出手段の算出結果に基づいて、前記内燃機関の空燃比を修正する空燃比修正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine capable of using a fuel in which alcohol and gasoline are mixed at an arbitrary ratio,
Alcohol content rate estimating means for estimating the alcohol content rate in the fuel;
Air-fuel ratio changing means for changing the air-fuel ratio of the internal combustion engine so as to be in a stoichiometric, lean, rich state based on the stoichiometric air-fuel ratio calculated based on the estimation result of the alcohol content rate estimating means When,
A rotational speed fluctuation detecting means for detecting a rotational speed fluctuation of the internal combustion engine when the air-fuel ratio is set to a stoichiometric, lean, or rich state by the air-fuel ratio changing means;
When the rotational speed fluctuation detected by the rotational speed fluctuation detecting means increases in the order of rich, stoichiometric, and lean, it is determined that the air-fuel ratio has shifted to the lean side, and the rotational speed detected by the rotational speed fluctuation detecting means variation lean, stoichiometric, be larger in the order of the rich, it is determined that the air-fuel ratio is shifted to the rich side, when the rotation speed variation of the stoichiometric state rich less than the rotational speed fluctuation of a lean state, the air-fuel ratio When it is determined that the air-fuel ratio is close to the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio is deviated to the lean or rich side, the ratio of the rotational speed fluctuation amount to the excess air ratio and the fuel injection amount during stoichiometric, lean, and rich operation Alcohol content rate calculating means for calculating the alcohol content rate in the fuel from the difference of,
Air-fuel ratio correcting means for correcting the air-fuel ratio of the internal combustion engine based on the calculation result of the alcohol content rate calculating means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE540897C2 (en) * 2013-03-15 2018-12-11 Walbro Engine Management Llc Engine control strategy and feedback system
JP5979060B2 (en) * 2013-03-29 2016-08-24 マツダ株式会社 Control device for spark ignition engine
KR101792628B1 (en) 2015-12-24 2017-11-02 주식회사 현대케피코 Device and method for controlling exhaust gas temperature for flexible fuel vehicle
JP2023005304A (en) * 2021-06-28 2023-01-18 日立Astemo株式会社 Internal combustion engine control device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0560003A (en) * 1991-08-29 1993-03-09 Nissan Motor Co Ltd Fuel composition estimating device for internal combustion engine
JP3353689B2 (en) * 1998-02-27 2002-12-03 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control device
JP2009002314A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Denso Corp Start control system of internal combustion engine
JP4474449B2 (en) * 2007-09-27 2010-06-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Engine control device

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