JPH055446A - アルコールエンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンにアルコール含有燃料を使用する場
合、その使用燃料のアルコール濃度の相違による空燃比
補正のズレを抑制する。 【構成】使用するアルコール含有燃料のアルコール濃度
別に、混合気の空燃比を補正するための学習値を記憶し
更新する。これにより、アルコール含有燃料の補給時に
アルコール濃度の異なる燃料が供給されても、その微粒
化の程度やエンジン供給時における吸気通路内壁への付
着量の相違を考慮した適正な燃料供給量制御を行うこと
ができ、空燃比を精度良く調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルコール含有燃料を
使用するエンジンの空燃比制御装置に関し、特にその混
合気の空燃比を精度良く制御するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルコールエンジンの空燃比
制御装置として、例えば特開平１ー２４４１３３号公報
に開示されるように、アルコール含有燃料を使用燃料と
し、この燃料を燃料噴射弁に供給してエンジンに噴射さ
せると共に、エンジンの排気通路に酸素センサを配置
し、該酸素センサにより検出した実際の空燃比に基いて
上記燃料噴射弁から噴射する燃料量をフィードバック制
御することにより、エンジンに供給する混合気の空燃比
を運転状態に応じた目標空燃比に調整するようにしたも
のが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にエンジンに供給する燃料量を予め運転状態に応じてマ
ップ等に設定しておいたり、予め決定した所定の演算式
に基いて演算する場合には、この設定値や演算値をエン
ジンの経年劣化等を考慮して逐次補正することが望まし
い。このため、従来、予め設定又は演算した燃料量を補
正するための学習値が演算される。例えば、上記のよう
に空燃比のフィードバック制御を行うものでは、そのフ
ィードバック定数に基いて学習値が演算される。

【０００４】しかしながら、アルコール含有燃料を使用
燃料とする場合には、その燃料の燃料タンクへの補給毎
にその燃料のアルコール濃度が異なる。このため、例え
ばアルコール濃度が高い際に演算された学習値がアルコ
ール濃度の低い際の燃料量の補正に使用されたり、その
逆の場合がある。ここに、アルコール濃度が高い燃料
は、濃度の低い燃料に比して、発熱量が少量であるため
同一出力を得るためには同一空気量に対する燃料供給量
が多くなって燃料の微粒化の程度が低くなるし、蒸発潜
熱が大きいために微粒化の程度が一層低くなると共に吸
気通路に供給された際の吸気通路の内壁への燃料付着量
が多い。その結果、アルコール濃度が異なる状況で演算
された学習値を使用すると、上記の微粒化の程度や通路
内壁への付着量の相違が起因して空燃比がずれるため、
アイドル運転時にはアイドル回転が不安定になったり、
通常走行時には走行性が低下したり燃費が悪化する等の
欠点が生じる。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、燃料タンクへのアルコール含有燃料
の補給毎にアルコール濃度の異なる燃料が使用されて
も、常に設定又は演算された燃料量を精度良く適正値に
学習補正して、空燃比を良好に制御し得るようにするこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、アルコール濃度別に学習値を演算記憶
することとする。

【０００７】つまり、本発明の具体的な解決手段は、図
１に示すように、アルコール含有燃料をエンジンに供給
する燃料供給手段３４と、上記アルコール含有燃料のア
ルコール濃度を検出する濃度検出手段２６と、該濃度検
出手段２６により検出されたアルコール濃度別に上記燃
料供給手段３４から供給するアルコール含有燃料量を補
正して空燃比を学習補正するための学習値を記憶し更新
する学習値記憶手段４８とを設ける構成としている。

【０００８】

【作用】以上の構成により、本発明では、燃料補給後の
燃料のアルコール濃度が濃度検出手段２６により検出さ
れ、そのアルコール濃度に対応する学習値が学習値記憶
手段４８から読み出され、この読出した学習値を用いて
燃料供給手段３４から供給する設定アルコール含有燃料
量の学習補正が行われるので、使用燃料の微粒化の程度
や吸気通路内壁への燃料付着量が適切に考慮された学習
値でもって噴射燃料量が適正に補正されることになる。
その結果、アルコール含有燃料の補給時毎にその供給さ
れる燃料のアルコール濃度が異なっても、実際の吸入空
気量に良好に対応した燃料量がエンジンに供給されて、
混合気の空燃比が適正に制御されることになる。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルコー
ルエンジンの空燃比制御装置によれば、使用する燃料の
アルコール濃度の下で演算された学習値を使用して、供
給する燃料量を学習補正するので、その使用燃料の微粒
化の程度や吸気通路内壁への燃料付着量に合致した適正
な量の燃料噴射を行うことができ、混合気の空燃比を精
度良く制御することができる効果を奏する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。

【００１１】図２はロータリエンジンの空燃比制御装置
に本発明を適用した実施例を示す。同図において、１は
ロータリエンジンであって、該ロータリエンジン１は、
２節トロコイド状の内周面２ａを有するロータハウジン
グ２と、その両側に位置するサイドハウジング３とで形
成されたケーシング４内を、略三角形状のロータ５が出
力軸としてのエキセントリックシャフト６に支承されて
遊星回転運動し、該ロータ５の回転に伴ってケーシング
４内を３つの作動室７，７，７に区画して、吸気、圧
縮、爆発、膨張および排気の各行程を順次行うものであ
る。

【００１２】上記サイドハウジング３の一方には、ロー
タ５の側面により開閉される吸気ポート１０が開口さ
れ、該吸気ポート１０には、吸気を作動室７に供給する
１つの吸気通路１１が接続されていて、該吸気通路１１
の上流端はエアクリーナ１２を介して大気に連通すると
共に、吸気通路１１の途中には、吸入空気量を調整する
スロットル弁１３と、該スロットル弁１３の上流側でエ
ンジン１の吸入空気量を検出するエアフローセンサ１４
と、上記スロットル弁１３の下流側で燃料を噴射供給す
る１次側及び２次側の２個の燃料噴射弁１５，１６とが
各々設定距離隔てて直列に配設され、該１次側噴射弁１
５は上記吸気ポート１０の近傍に配置されている。

【００１３】上記２次側の噴射弁１６は、燃料ポンプ２
０を介設した燃料供給通路２１に接続されると共に、該
燃料供給通路２１の上流端はアルコールとガソリンとを
混合したアルコール含有燃料Ａが貯溜された燃料タンク
２２に連通接続されると共に、途中には燃料圧力を調整
するプレッシャーレギュレータ２３と、燃料圧力の脈動
抑制用のダンパー２４とが介設されている。また、２次
側噴射弁１６の余剰燃料は燃料戻し通路２５を経て上記
燃料タンク２２に戻される。よって、以上の構成によ
り、２次側噴射弁１６から燃料タンク２２内のアルコー
ル含有燃料Ａをエンジン１に供給するようにした燃料供
給手段３４を構成している。そして、上記燃料タンク２
２内には、アルコール含有燃料Ａのアルコール濃度を例
えば周知の光学式により検出する濃度検出手段としての
濃度センサ２６が配置されている。

【００１４】一方、１次側の噴射弁１５は、上記と同様
に、燃料ポンプ２８を介設した燃料供給通路２９に接続
されると共に、該燃料供給通路２９の上流端はガソリン
Ｇが貯溜された小容量の燃料タンク３０に連通接続され
ると共に、途中には燃料圧力を調整するプレッシャーレ
ギュレータ３１と、燃料圧力の脈動抑制用のダンパー３
２とが介設されている。また、１次側噴射弁１５の余剰
燃料は燃料戻し通路３３を経て燃料タンク３０に戻され
る。尚、図中３５，３５は点火プラグ、３６，３６は点
火コイルである。また、３７はエンジン１の排気ポート
であって、該排気ポート３７には図示しない排気通路が
連通接続され、該排気通路には排気ガス中の酸素濃度成
分により混合気の空燃比を検出する空燃比センサ（図示
せず）が配置される。

【００１５】また、図２において、４０はスロットル弁
１３の開度を検出する開度センサ、４１はスロットル弁
１３下流側の吸気負圧を検出する負圧センサであって、
該各センサ及び上記濃度センサ２６の検出信号は、内部
にＣＰＵ等を備えたコントローラ４５に入力されてい
る。該コントローラ４５は、実際の吸入空気量に基い
て、予め設定した目標空燃比に対応する燃料噴射量を演
算し、この演算した燃料量になるように上記２次側噴射
弁１６を制御すると共に、運転状態が予め設定した混合
気の空燃比のフィードバック領域にある場合には、上記
空燃比センサの出力に基いて実際の空燃比が運転状態に
応じた目標空燃比になるように２次側の噴射弁１６から
の燃料噴射量を調整制御するように機能すると共に、ア
イドル運転時にはエンジン振動を低減するように設定燃
料量を学習補正する機能を有し、この学習補正のため
に、内部には図３に示すようにアルコール濃度別及びエ
ンジン運転条件別に設定燃料量の学習値が逐次演算され
て書き換え記憶される。

【００１６】次に、上記コントローラ４５による燃料噴
射弁の燃料噴射制御、及びアイドル運転時でのエンジン
振動の低減制御（いわゆるラフネス制御）を図４の制御
フローに基いて説明する。スタートして、ステップＳ１
で吸入空気量Ｑの他、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン冷
却水温ｔｗ等のエンジン状態の検出信号を入力すると共
に、ステップＳ２で外気条件、例えば外気温度ｔｏ、外
気圧力ｐｏ等を入力し、ステップＳ３で車両の状態、例
えば車載エアコンの状態や自動変速機の変速位置等を入
力する。

【００１７】その後、ステップＳ４で運転状態に応じた
目標空燃比に対応する基本噴射パルス幅τｏを演算す
る。この演算は、吸入空気量Ｑ及びエンジン回転数Ｎｅ
に基いて、演算式τｏ＝ｋ・Ｑ／Ｎｅ（ｋは修正係数で
ある）により算出する。続いて、ステップＳ５で外気温
度補正量ｋto，水温補正量ｋw ，大気圧補正量ｋpo，ア
ルコール濃度補正量ｋCAを演算し、これ等補正値の合計
値ｋ（＝ｋto＋ｋw ＋ｋpo＋ｋCA）を求める。ここに、
アルコール濃度補正量ｋCAは、図６に示すように、アル
コール濃度ＣＡが大になるのに応じて比例的に増大する
特性に基いて演算する。

【００１８】続いて、ステップＳ６でアイドル運転状態
か否かを判別し、アイドル状態の場合には、図５に示す
ラフネス制御を行ってエンジン振動を低減する。このラ
フネス制御を先に説明すると、このアイドル運転時に
は、ステップＳ７でアイドル運転への突入直後か否かを
判別し、突入直後の場合にはステップＳ８で現在の使用
燃料のアルコール濃度と運転条件とに応じた燃料噴射幅
（学習値）を図３の学習値マップから呼び出す。そし
て、アイドル運転直後になると、ステップＳ９でエンジ
ン振動としてのアイドル回転数の変動幅の規制目標値と
実際のアイドル回転数の変動幅とを比較し、ステップＳ
１０で目標変動幅以下の場合には、ステップＳ１１で燃
料の噴射パルス幅を縮小して燃費の向上を図る一方、目
標変動幅を越える場合には、ステップＳ１２で実際の回
転数が設定値以上である場合に限り、エンジン振動を抑
制すべく、ステップＳ１３で燃料噴射パルス幅を拡大し
て燃料噴射量を増大させ、その回転数変動を低減するこ
ととして、ステップＳ２２に進む。

【００１９】そして、アイドル運転時でなくなると、ス
テップＳ１４でアイドル運転の離脱直後か否かを判別
し、離脱直後の場合にはステップＳ１５で以上の燃料噴
射パルス幅の増減補正後の最終噴射パルス幅を学習値と
して、図３の学習値マップのうち濃度センサ２６で検出
したアルコール濃度に対応する記憶場所に記憶する。

【００２０】その後は、ステップＳ１６で混合気の空燃
比のフィードバック制御において、空燃比センサで検出
した実際の空燃比と運転状態に応じた目標空燃比とのズ
レが設定値以上か否かを判別し、そのズレが設定値未満
の場合にはステップＳ１７で空燃比のフィードバック制
御による補正燃料として燃料タンク２２内のアルコール
含有燃料Ａを使用することとして、上記空燃比のズレに
対応するアルコール含有燃料Ａの補正値ｋA を演算す
る。これに対し、空燃比のズレが設定値以上に大きい場
合には、ステップＳ１８でフィードバック制御による補
正燃料として燃料タンク３０内のガソリンＧを使用する
こととして、空燃比のズレに対応するガソリンＧの補正
値ｋG を演算すると共に、ステップＳ１９で前回のアル
コール含有燃料Ａの補正値ｋA をそのまま保持してお
く。

【００２１】その後、ステップＳ２０でエンジン運転状
態がガソリンＧの供給領域、例えばエンジン始動時若し
くはエンジン冷間時、又は運転状態が高吸気量域にある
か否かを判別し、このガソリン供給領域にある場合に限
り、ステップＳ２１でエンジン冷却水温度ｔw や外気温
度ｔo に応じたガソリン供給量ｋG'を演算する。

【００２２】そして、その後は、ステップＳ２２で増減
すべきガソリンの噴射量τG を演算式τG ＝（ｋG ＋ｋ
G'）にて算出決定すると共に、ステップＳ２３で噴射す
べきアルコール含有燃料量τA を演算式τA ＝（ｋ＋ｋ
A ）・τｏにて算出決定し、ステップＳ２４でこれ等の
燃料を噴射するように燃料噴射弁１５，１６を作動制御
して、ステップＳ１に戻る。

【００２３】よって、上記図４の制御フローにおいて、
ステップＳ６及びＳ１５により、濃度センサ２６により
検出されたアルコール濃度ＣＡ別に上記燃料供給手段３
４から供給するアルコール含有燃料量，つまり燃料噴射
パルス幅を補正して、空燃比を学習補正するための新な
燃料噴射パルス幅を学習値として図３に示す学習値マッ
プに記憶し更新するようにした学習値記憶手段４８を構
成している。

【００２４】したがって、上記実施例においては、アイ
ドル運転時には、その運転時での運転条件及び濃度セン
サ２６にて検出されたアルコール濃度ＣＡに対応した燃
料噴射幅が図３の学習値マップから読み出されて使用さ
れる。そして、エンジン回転数変動が許容幅内に入るよ
うに上記燃料噴射幅が増減補正されて、エンジン信号が
低減され、そのエンジン振動が小さい最終的な燃料噴射
幅が学習値として図３の学習値マップのうち濃度センサ
２６で検出したアルコール濃度に対応する記憶場所に記
憶され更新される。

【００２５】そして、アルコール含有燃料が燃料タンク
２２に補給された後、アイドル運転時になった場合に
は、その使用燃料のアルコール濃度ＣＡに応じた燃料噴
射パルス幅が図３の学習値マップから読み出され、この
学習値でもって２次側噴射弁１６から燃料噴射が行われ
る。このことにより、燃料タンク２２内のアルコール含
有燃料の微粒化の程度及び吸気通路１１の内壁への燃料
付着量を考慮した適正な燃料噴射量が２次側噴射弁１６
から噴射供給されるので、アイドル振動が大きくなった
り、燃料量が増大して燃費が低下することが効果的に抑
制される。

【００２６】図６は本発明の他の実施例を示し、上記実
施例ではアイドル運転時のラフネス制御に適用したのに
代え、空燃比フィードバック制御における基本燃料噴射
幅の学習制御に適用したものである。つまり、ステップ
Ｓｂ１で吸入空気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、空燃比セ
ンサの出力等の各種信号を読込んだ後、ステップＳｂ２
で基本燃料噴射量Ｔｐを上記実施例と同様に演算する。

【００２７】その後、ステップＳｂ３空燃比のフィード
バック条件の成立時か否かを判別する。この成立条件は
例えば低中負荷領域でエンジン冷却水温度が設定値（例
えば６０℃）以上に設定する。そして、条件の非成立時
にはステップＳｂ４でフィードバック補正値ＣFBをＣFB
＝０に設定する一方、条件成立時には空燃比センサで検
出した実際の空燃比と目標空燃比との偏差に基いてフィ
ードバック補正値ＣFBを演算する。

【００２８】その後、ステップＳｂ６で上記基本燃料噴
射量Ｔｐの学習条件の成立時か否かを判別する。この成
立条件は、例えば上記フィードバック条件の成立時であ
って且つエンジン冷却水温度が例えば８０℃以上であ
り、エンジン回転変動が設定値未満の定常状態に設定す
る。そして、学習条件の成立時には、ステップＳｂ７で
学習制御の禁止フラグＦ（Ｆ＝１で制御禁止）の値を判
別し、Ｆ＝０の場合に限り、ステップＳｂ８でフィード
バック補正値のサンプル回数ｎの値を「１」更新した
後、ステップＳｂ９でフィードバック補正値ＣFBを加算
し、ステップＳｂ１０でサンプル回数ｎが設定値（例え
ば３２回）に至った時点で、ステップＳｂ１１で上記フ
ィードバック補正値ＣFBの加算値をサンプル回数ｎで除
して、その結果を学習値の補正値△ＣＬとし、ステップ
Ｓｂ１２で現在使用のアルコール含有燃料Ａのアルコー
ル濃度に対応する学習値ＣＬ（ｉ−１）を図３の学習値
マップから呼び出し、この学習値ＣＬ（ｉ−１）に上記
演算した補正値△ＣＬの１／２値を加算して学習値ＣＬ
を更新し、この学習値を現在のアルコール濃度ＣＡに対
応する図３の学習値マップの記憶場所に記憶する。

【００２９】続いて、ステップＳｂ１３で学習回数ｍに
「１」を加算し、ステップＳｂ１４でこの学習回数ｍの
値を判別し、ｍ≠５の設定回に達しない場合にはステッ
プＳｂ１５で制御禁止フラグＦ＝０に設定するが、ｍ＝
５に達した場合にはステップＳｂ１６でＦ＝１に設定す
る。

【００３０】そして、その後はステップＳｂ１７で最終
噴射パルス幅Ｔを下式で演算する。 Ｔ＝Ｔｐ・（１＋ＣFB＋ＣＬ＋Ｃ）＋Ｔｖ ここに、Ｃはフィードバック補正値以外の他の補正値、
Ｔｖは無効噴射パルス幅である。

【００３１】そして、上記のように最終噴射パルス幅Ｔ
を演算した後は、これを制御信号としてステップＳｂ１
８で２次側噴射弁１６に出力してリターンする。

【００３２】一方、上記ステップＳｂ６で学習条件の非
成立の場合には、ステップＳｂ１９でサンプル回数ｎ及
び学習回数ｍをｎ＝ｍ＝０に設定すると共に、ステップ
Ｓｂ２０で前回の学習値を使用して、ステップＳｂ１７
で最終噴射パルス幅Ｔを演算し、２次側噴射弁１６に出
力してリターンする。

【００３３】よって、本実施例においては、空燃比のフ
ィードバック制御における学習値ＣＬが図３に示す学習
マップにおいてアルコール濃度ＣＡ別に記憶，更新され
ているので、上記実施例と同様に、使用するアルコール
含有燃料の微粒化の程度や吸気通路１１の内壁への燃料
付着量を考慮した適正な燃料噴射量が２次側噴射弁１６
から噴射供給されるので、空燃比のフィードバック制御
の追随性が向上して、混合気の空燃比が目標空燃比に精
度良く収束制御されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】全体概略構成を示す図である。

【図３】学習値マップを示す図である。

【図４】燃料噴射量制御を示すフローチャート図であ
る。

【図５】アイドル運転時のラフネス制御を示すフローチ
ャート図である。

【図６】アルコール濃度に対する噴射量補正値の設定特
性を示す図である。

【図７】空燃比のフィードバック制御及び基本噴射パル
ス幅の学習補正を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン １６ ２次側噴射弁 ２２ アルコール含有燃料用燃料タンク ２６ 濃度センサ（濃度検出手段） ３４ 燃料供給手段 ４５ コントローラ ４８ 学習値記憶手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】アルコール含有燃料をエンジンに供給する
   燃料供給手段と、上記アルコール含有燃料のアルコール
   濃度を検出する濃度検出手段と、該濃度検出手段により
   検出されたアルコール濃度別に上記燃料供給手段から供
   給するアルコール含有燃料量を補正して空燃比を学習補
   正するための学習値を記憶し更新する学習値記憶手段と
   を備えたことを特徴とするアルコールエンジンの空燃比
   制御装置。