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発明の名称 内燃機関の燃料噴射量制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−9903(P2007−9903A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2006−146290(P2006−146290)
出願日 平成18年5月26日(2006.5.26)
代理人 【識別番号】100075502
【弁理士】
【氏名又は名称】倉内 義朗
発明者 伊藤 登喜司
要約 課題
燃料補給直後のエンジンの運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる燃料噴射量制御装置を提供する。

解決手段
リッドセンサ7から出力信号を入力した際に、酸素センサ33が活性前であれば、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%の場合の増量値に置換し、水温センサ13の冷却水温に基づいて、アルコール濃度100%に相当するマップ値を増量値として読み込み、この増量値と基本燃料噴射時間とから目標とする実燃料噴射時間を算出する。そして、酸素センサの活性後、その出力信号と水温センサの冷却水温とに基づいてストイキになる燃料補正値を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値と、基本燃料噴射時間とから目標とする実燃料噴射時間を算出し、この実燃料噴射時間に漸近するように燃料噴射時間を補正する。
特許請求の範囲
【請求項1】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項2】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段により推定されるアルコール濃度がアルコール濃度100%であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項3】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料タンク内に貯留される燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度をアルコール濃度100%であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料の残量およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度100%であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料量とに基づいて、燃料タンクで混合された燃料内のアルコール濃度を算出し、その算出された混合燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項4】
上記請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
制御手段は、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときに、アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度に基づいて算出される燃料噴射量に漸近するように燃料噴射量を補正していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項5】
機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、
この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、
機関の水温を検出する機関水温検出手段と、
この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と
を備え、
上記制御手段は、上記燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項6】
機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、
この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、
機関の水温を検出する機関水温検出手段と、
この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、
燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と
を備え、
上記制御手段は、上記燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出したときに、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項7】
上記請求項5または請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
制御手段は、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力された際に、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して増大値に変化させた燃料噴射量を上記センサからの最初の出力値に応じて補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
発明の詳細な説明
【利用分野】
【0001】
本発明は、アルコールを混合させたものを燃料とする内燃機関の燃料噴射量制御装置に関し、詳しくは、燃料給油後の内燃機関の不調を防止する対策に係わる。
【背景技術】
【0002】
一般に、内燃機関における燃料噴射量制御装置では、吸入空気量/エンジン回転数、および吸気管内圧力に代表される機関負荷に応じて演算される基本燃料噴射量(時間)に空燃比補正係数を積算して目標とする燃料噴射量(時間)を決定するようにしており、空燃比フィードバック制御においては排気中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比(例えば14.7)より小さいか(過濃側か)、大きいか(希薄側か)を酸素センサなどによって判定し、過濃度(リッチ)信号のとき空燃比補正値を減少させるようにしている。この場合、空燃比の取得は、機関の排気系に設けた酸素センサなどを利用し、この酸素センサが排気中ガスにより活性されてから安定した出力値を出力した際にその出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度から空燃比を得るようにしている。
【0003】
しかし、燃料としてガソリンにアルコール燃料を混入して使用する場合には、理論空燃比をアルコール燃料を混入しないときの値に維持すると、内燃機関の運転性能および排気エミッションが悪化することは避けることができない。
【0004】
そのため、燃料のアルコール濃度を検出してアルコール燃料の混合程度に応じて燃料噴射量を直接調節、具体的には、アルコール濃度の検出値および空燃比に基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料噴射量を補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。
【0005】
ところが、機関の始動直後など暖気が十分に行われていない状態にあっては、排気系に設けた酸素センサが活性されるまでに時間を要し、この酸素センサの活性によって安定した出力値が得られなければ空燃比を得ることができず、基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定するには排気系の酸素センサが活性するまで待機する必要があった。
【0006】
そこで、従来、機関の始動直後など暖気が十分に行われていないために機関の排気系の酸素センサが活性されずに安定した出力値が得られない際に、アルコール濃度を略中庸の暫定アルコール濃度推定値に固定し、基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−245097号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、アルコール燃料を混入した燃料が使用可能な内燃機関にあっては、燃料補給時に補給された燃料によって燃料タンクの燃料内のアルコール濃度が変化することになる。このとき、酸素センサなどのパラメータに基づいて算出される空燃比補正値と、燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定することができるが、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって機関の排気系のセンサ(酸素センサなど)が活性されずに安定した出力値が得られないといった、パラメータの不具合が生じると、空燃比補正値を算出することができないため、燃料タンク内に補給された燃料による燃料タンクの燃料内でのアルコール濃度の変化によって、目標とする燃料噴射量を決定することができず、内燃機関の運転性能および排気エミッションが著しく悪化することになる。
【0008】
その場合、上記従来のものの如く、機関の始動直後など排気系のセンサが活性されずに安定した出力値が得られないときに、アルコール濃度を略中庸の暫定アルコール濃度推定値に固定して燃料噴射量を決定することも考えられるが、混合燃料のアルコールの混合割合によっては、空燃比が理論空燃比よりも大きくなって、内燃機関の運転性能および排気エミッションが悪化することが否めない。この傾向は、燃料補給時にアルコール燃料のみが補給された際により顕著に表れ、かかる点から、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを改善させる手法が切望されていた。
【0009】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明では、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【0011】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下(酸素センサなどのパラメータに不具合が発生している状況下)にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0012】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を同様に前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段により推定されるアルコール濃度がアルコール濃度100%であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【0013】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、アルコール濃度がアルコール濃度100%であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、アルコール濃度がアルコール濃度100%であるとの推定値に基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0014】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を同様に前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料タンク内に貯留される燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度をアルコール濃度100%であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料(補給前の燃料)の残量およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度100%であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料量(補給された燃料量)とに基づいて、燃料タンクで混合された燃料内のアルコール濃度を算出し、その算出された混合燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【0015】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料つまり燃料補給量のアルコール濃度をアルコール濃度100%であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料の残量(補給前の残量燃料)およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度100%であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料補給量とに基づいて、燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0016】
特に、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときの燃料噴射量の補正を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【0017】
つまり、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときに、アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度に基づいて算出される燃料噴射量に漸近するように燃料噴射量を補正している。
【0018】
この特定事項により、燃料補給直後に、高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラム、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度100%であるとの推定値、または補給前の残量燃料およびそのアルコール濃度とアルコール濃度100%と仮定した補給燃料量とから算出した混合燃料のアルコール濃度に基づいて増大値に変更していた燃料噴射量が、空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて推定された燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づく燃料噴射量に漸近するように補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを速やかに良好に保つことが可能となる。
【0019】
特に、本発明では、上記目的を達成するその他の解決手段として、以下の構成を備えたものが掲げられる。
【0020】
つまり、内燃機関の燃料噴射量制御装置として、機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、機関の水温を検出する機関水温検出手段と、この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段とを備える。そして、上記制御手段によって、上記燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御している。
【0021】
この特定事項により、制御手段によって、燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して目標とする燃料噴射量を増大値に変更させるように制御されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されずに安定した出力値も得られなくても、アルコール濃度100%の燃料(アルコール燃料単体)のみが補給されたものと仮定して目標とする燃料噴射量が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0022】
そして、制御手段は、空燃比取得手段のセンサから出力値が出力されると、そのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、センサからの安定した出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度から空燃比を取得し、この空燃比から算出した空燃比補正係数および機関の水温に基づいて燃料タンク内に補給された混合燃料のアルコール濃度を推定し、その推定値と空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量を増大値から補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。これにより、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0023】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、機関の水温を検出する機関水温検出手段と、この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と備える。そして、上記制御手段によって、上記燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出したときに、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御している。
【0024】
この特定事項により、制御手段によって、燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことが検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して目標とする燃料噴射量を増大値に変更させるように制御されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されずに安定した出力値も得られなくても、アルコール濃度100%の燃料のみが補給されたものと仮定して目標とする燃料噴射量が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給時の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0025】
そして、制御手段は、空燃比取得手段のセンサから出力値が出力されると、そのセンサからの出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度より空燃比を取得し、この空燃比から算出した空燃比補正係数および機関の水温に基づいて燃料タンク内に補給された混合燃料のアルコール濃度を推定し、その推定値と空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量を増大値から補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。これにより、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【0026】
特に、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量をより迅速に最適値付近に補正するものとして、以下の構成が掲げられる。
【0027】
つまり、制御手段によって、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力された際に、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%に置換して増大値に変化させた燃料噴射量を上記センサからの最初の出力値に応じて補正するように制御している。
【0028】
この特定事項により、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力されると、そのセンサからの最初の出力値が未だ不安定なものであっても、この出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度から取得した空燃比から算出される空燃比補正係数と機関の水温とに基づいて推定した混合燃料のアルコール濃度は、補給された燃料の種類が未定であるにもかかわらずアルコール濃度100%に置換してアルコール濃度を推定したものよりもアルコール濃度の推定値の精度が高いものであるため、センサからの最初の出力値に基づくアルコール濃度の推定値と空燃比とに基づいて決定される燃料噴射量の方が精度が高いものとなる。これにより、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量が増大値からいち早く補正され、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量を混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して迅速に最適値付近に補正し、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションをより良好に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【0029】
以上、要するに、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能であるといったパラメータに不具合が発生している状況下にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出されたり、燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラム、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度100%であるとの推定値、または補給前の残量燃料およびそのアルコール濃度とアルコール濃度100%と仮定した補給燃料量とから算出した混合燃料のアルコール濃度に基づいて、燃料噴射量を補正することで、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例1】
【0031】
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置を示す全体概要図である。この図1において、1は、内燃機関としての多気筒(本実施形態では4気筒)ガソリンエンジンであって、このエンジン1は気筒毎に燃焼室(図示しない)を備えており、これらの燃焼室に吸気通路2及び排気通路3が連通している。
【0032】
吸気通路2には、上流側からエンジン1側へ向けて、エアクリーナ21、スロットルバルブ22、サージタンク23、吸気マニホルド24が順に配設されており、これらを介して外気がエンジン1に取り込まれるようになっている。スロットルバルブ22は吸気通路2を流通する吸入空気の量を調節するためのものであり、アクセルペダル(図示しない)の操作に連動して開閉されるようになっている。また、サージタンク23は吸入空気の脈動を平滑化させるためのものである。
【0033】
吸気マニホルド24には、各気筒に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁4A,4B,4C,4Dが取付けられている。そして、各燃料噴射弁4A〜4Dから噴射される燃料と吸気通路2内へ導入された外気とからなる混合気が、各燃焼室内へ導入される。各燃焼室に導入された混合気に着火するために、エンジン1には点火プラグ5A,5B,5C,5Dが取付けられている。点火プラグ5A〜5Dはディストリビュータ11にて分配された点火信号に基づいて駆動される。ディストリビュータ11は、イグナイタ12から出力される高電圧をエンジン1のクランク角に同期して点火プラグ5A〜5Dに分配する。そして、点火プラグ5A〜5Dの点火によって燃焼室内へ導入された混合気が爆発・燃焼され、エンジン1の駆動力が得られる。このように燃焼室で生成した燃焼ガスは、排気通路3を通じて外部へ排出される。
【0034】
排気通路3には、エンジン1側から下流へ向けて順に排気マニホルド31および触媒コンバータ32が配設されている。触媒コンバータ32は、排気ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、酸化窒素(NOx)を触媒の作用で浄化させる装置である。
【0035】
上記エンジン1の運転状態を検出するために、エアフロメータ20、全閉スイッチ25、スロットルセンサ26、パラメータとしての酸素センサ33、機関水温検出手段としての水温センサ13、回転数センサ14、気筒判別センサ15、車速センサ16等が設けられている。エアフロメータ20は、エアクリーナ21の下流に設けられ、エンジン1に吸入される空気量(吸入空気量Q)を検出する。スロットルセンサ26はスロットルバルブ22の近傍に設けられ、そのスロットルバルブ22の開度(スロットル開度TA)を検出する。全閉スイッチ25は同じくスロットルバルブ22の近傍に設けられ、同スロットルバルブ22が全閉位置にあるときに「オン」されて全閉信号LLを出力する。
【0036】
また、酸素センサ33は排気マニホルド31と触媒コンバータ32との間に設けられ、排気ガス中の酸素濃度、すなわち排気通路3における空燃比A/Fを検出する。水温センサ13はウォータアウトレットハウジング等に取付けられ、エンジン1の冷却水の温度(冷却水温THW)を検出する。回転数センサ14は、上記ディストリビュータ11に内蔵されたロータ(図示しない)の回転からエンジン1の回転数(エンジン回転数NE)を検出する。気筒判別センサ15は、同じくディストリビュータ11のロータの回転に応じてエンジン1のクランク角の変化を所定の割合で検出する。車速センサ16はエンジン1に駆動連結されたトランスミッション(図示しない)に設けられ、車速SPDを検出する。
【0037】
上記各燃料噴射弁4A〜4Dおよびイグナイタ12は電子制御装置(以下、単に「ECU」という)6に電気的に接続されている。また、ECU6には、エアフロメータ20、全閉スイッチ25、スロットルセンサ26、酸素センサ33、水温センサ13、回転数センサ14、気筒判別センサ15および車速センサ16がそれぞれ接続されている。そして、ECU6は、これらのエアフロメータ20、全閉スイッチ25および各センサ26,33,13,14,15,16からの出力信号に基づき、燃料噴射弁4A〜4Dおよびイグナイタ12を制御する。
【0038】
次に、ECU6の電気的構成を図2のブロック図に基づいて説明する。ECU6は中央処理装置(CPU)61と、読出し専用メモリ(ROM)62と、ランダムアクセスメモリ(RAM)63と、バックアップRAM64と、外部入力回路65と、外部出力回路66とを備え、これらは互いにバス67によって接続されている。CPU61は、予め設定された制御プログラムに従って各種演算処理を実行し、ROM62はCPU61で演算処理を実行するために必要な制御プログラムや初期データを予め記憶している。また、RAM63はCPU61の演算結果を一時記憶する。バックアップRAM64は、電源が切られた後にも各種データを保持するように、バッテリによってバックアップされている。
【0039】
外部入力回路65には、上述したエアフロメータ20、全閉スイッチ25、スロットルセンサ26、酸素センサ33、水温センサ13、回転数センサ14、気筒判別センサ15および車速センサ16がそれぞれ接続されている。また、外部出力回路66には、上述した燃料噴射弁4A〜4Dおよびイグナイタ12がそれぞれ接続されている。そして、CPU61は外部入力回路65を介してエアフロメータ20、全閉スイッチ25および各センサ26,33,13〜16からの出力信号を入力値として読み込む。また、CPU61はこれら入力値に基づき、外部出力回路66を介して燃料噴射弁4A〜4Dおよびイグナイタ12を駆動制御する。
【0040】
より詳しくは、CPU61はスロットルセンサ26、水温センサ13、車速センサ16などの検出信号に基づき、そのときのエンジン1が空燃比A/Fのフィードバック制御を行うべき運転状態であるか否かを判断する。そして、フィードバック制御を行うべき運転状態であると、CPU61は、排気の空燃比A/Fを酸素センサ33の出力信号により検出し、その空燃比A/Fが理論空燃比となるように燃料噴射弁4A〜4Dからの燃料噴射量を調整する。この燃料噴射量の調整を行うために、CPU61は次式に基づき燃料噴射弁4A〜4Dの目標とする実燃料噴射時間TAU(燃料噴射量)を算出する。この場合、CPU61は、酸素センサ33の出力信号に基づいた排気ガス中の酸素濃度から空燃比を得る空燃比取得手段を備えている。
【0041】
TAU=K×(Q/NE)×FAF
ここで、Kは定数、Qは吸入空気量、NEはエンジン回転数であり、K・(Q/NE)は理論空燃比を得るように設定された基本燃料噴射時間(基本燃料噴射量)である。また、FAFは酸素センサ33の出力信号の変化にともない変化するフィードバック補正係数(空燃比補正係数)であり、空燃比A/Fが理論空燃比となるように上記基本燃料噴射時間K・(Q/NE)を補正する。
【0042】
CPU61は上記フィードバック補正係数FAFを以下のようにして求める。CPU61は、図3で示すように、酸素センサ33からの出力電圧Vと理論空燃比に対応する基準電圧Vrとを比較し、出力電圧Vが基準電圧Vrよりも高ければリッチと判定し、基準電圧Vrよりも低ければリーンと判定する。CPU61では、リッチの場合、前回の検出結果と比較し、リーンからリッチに反転したか否かを判断する。CPU61は、リーンからリッチに反転すると、FAF−RS(RSはスキップ量)を新たなフィードバック補正係数FAFとするとともに、リーンからリッチに反転がないとFAF−KI(KIは積分量,RS≫KI)を新たなフィードバック補正係数FAFとする。この場合、CPU61は、空燃比A/Fからフィードバック補正係数FAFを算出する空燃比補正係数算出手段を備えている。
【0043】
また、CPU61は酸素センサ33からの信号に基づく空燃比A/Fがリーンの場合、前回の検出結果と比較し、リッチからリーンに反転したか否かを判断する。CPU61はリッチからリーンに反転すると、FAF+RSを新たなフィードバック補正係数FAFとするとともに、リッチからリーンに反転がないとFAF+KIを新たなフィードバック補正係数FAFとする。
【0044】
従って、CPU61は、リッチとリーンとの間で反転があると、燃料噴射量を増減するべくフィードバック補正係数FAFを階段状に変化(スキップ)させるとともに、リッチ又はリーンのときにはフィードバック補正係数FAFを徐々に増減させる。なお、空燃比A/Fが理論空燃比に制御されているとき、フィードバック補正係数FAFは「1.0」を中心に変動する。併せて、CPU61はフィードバック補正係数FAFの平均値FAFAVを算出する。そのために、例えば、空燃比A/Fがリッチとリーンとの間で反転し、スキップ量RS分だけフィードバック補正係数FAFが変化する毎に、そのスキップ直前のフィードバック補正係数FAFと前回のスキップ直前のフィードバック補正係数FAFとの平均をとって、これを平均値FAFAVとしている。その他にも、過去数回のスキップ直前におけるフィードバック補正係数FAFの平均をとって、これを平均値FAFAVとしてもよい。
【0045】
CPU61は、上述した式に基づき実燃料噴射時間TAUを算出すると、外部出力回路66を介して燃料噴射弁4A〜4Dに、上記実燃料噴射時間TAUに応じた駆動信号を出力する。この信号の出力により、燃料噴射弁4A〜4Dの開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。このようにして空燃比A/Fが理論空燃比となるようにフィードバック制御が行われる。
【0046】
そして、エンジン1は、アルコール燃料単体(アルコール濃度100%)またはガソリン燃料単体(アルコール濃度0%)もしくは両燃料を混合した混合燃料を燃料として使用、つまりアルコール燃料を0〜100%の割合でガソリン燃料に混合した混合燃料が燃料として使用されている。CPU61では、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、酸素センサ33からの信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)が算出され、この燃料補正値と、暖気を完了した冷却水温80゜Cに基づいて図4に示すマップから得られたアルコール濃度100%に相当するマップ値とから、燃料のアルコール濃度の推定値Xを算出する。
【0047】
また、CPU61では、エンジン1の負荷に応じて演算された基本燃料噴射時間K・(Q/NE)が空燃比A/Fおよび燃料のアルコール濃度の推定値に基づいて変更され、目標とする実燃料噴射時間TAUを算出する。この実燃料噴射時間TAUが算出されると、外部出力回路66を介して燃料噴射弁4A〜4Dに、上記実燃料噴射時間TAUに応じた駆動信号を出力し、この信号の出力により、燃料噴射弁4A〜4Dの開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。このように、アルコール燃料を含有する混合燃料においても、空燃比A/Fが理論空燃比となるようにフィードバック制御が行われる。この場合、水温センサ13からの冷却水温THWと、酸素センサ33からの信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)が算出され、冷却水温THWと空燃比A/Fとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Xを算出する。具体的には、(燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図4に示すアルコール濃度0%に対するマップ値−1)÷(暖気を完了した冷却水温80゜Cに基づいて図4に示すマップ(制御プログラム)から得られたアルコール濃度100%に相当するマップ値)×100(%)により、燃料のアルコール濃度の推定値Xを算出する。このアルコール濃度の推定値Xは、その都度更新され、最新のデータがエンジン1停止後に再始動時のデータとしてRAM63に記憶されている。
【0048】
そして、燃料タンクに対し燃料を補給する際に開放するフューエルリッド(図示せず)には、フューエルリッドの開放を検出する燃料補給検出手段としてのリッドセンサ7が設けられ、このリッドセンサ7によって、燃料タンクに対し燃料が補給されたことが検出されるようになっている。そして、CPU6の外部入力回路65にはリッドセンサ7が接続され、CPU61において、外部入力回路65を介して入力されたリッドセンサ7からの出力信号を入力値として読み込む。
【0049】
次に、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にECU6により燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を図5のフローチャートに基づいて説明する。
【0050】
先ず、図5のフローチャートのステップST11において、フューエルリッドが開放されたか否か、つまりリッドセンサ7からの出力信号が入力されたか否かを判定する。このステップST11の判定が、リッドセンサ7から出力信号が入力されないNOの場合には、ステップST12において、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)と、前回RAM63に記憶されているアルコール濃度の推定値Xと現在の冷却水温THWに基づいて図4に示すアルコール濃度0%に対するマップ値FWLE−Xに1を加えたもの(1+FWLE−X)とを積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xを算出し、ステップST13で、算出した実燃料噴射時間TAU−Xに基づいて燃料噴射を行う。
【0051】
一方、上記ステップST11の判定が、リッドセンサ7から出力信号が入力されたYESの場合には、ステップST14において、酸素センサ33が活性前であるか否かを判定する。このステップST14の判定が、酸素センサ33が活性前であるYESの場合には、ステップST15において、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%の場合に置換し、水温センサ13により検出された冷却水温THWに基づいて、図4に示すマップからアルコール濃度100%に相当するマップ値を増量値FWLE−100aとして読み込み、この増量値FWLE−100aをRAM63に一時記憶しておく。
【0052】
その後、ステップST16において、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)に(1+FWLE−100a)を積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−100aを算出し、ST17で、実燃料噴射時間TAU−100aに則した燃料噴射を行う。
【0053】
しかる後、ステップST18で、再度、酸素センサ33が活性前であるか否かを判定し、酸素センサ33が未だ活性前であるYESの場合には、上記ステップST15に戻る。
【0054】
一方、上記ステップST18の判定が、酸素センサ33が活性しているNOの場合には、上記ステップST14の判定が、酸素センサ33が活性しているNOの場合と同様に、ステップST19に進む。
【0055】
そして、ステップST19において、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、活性された酸素センサ33からの信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)を算出する。その後、ステップST20で、冷却水温THWと空燃比A/Fとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Xbを算出する。具体的には、(燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図4に示すアルコール濃度0%に対するマップ値−1)÷(暖気を完了した冷却水温80゜Cに基づいて図4に示すマップから得られたアルコール濃度100%に相当するマップ値)×100(%)により、燃料のアルコール濃度の推定値Xbを算出する。
【0056】
それから、ステップST21において、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)に(1+FWLE−Xb)を積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xbを算出し、ステップST22で、現在の実燃料噴射時間が実燃料噴射時間TAU−Xbとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。
【0057】
この場合、上記ステップST20により、混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段が構成されている。また、上記ステップST21により、アルコール濃度の推定値に基づいて基本燃料噴射時間を変更して目標とする実燃料噴射時間を決定する燃料噴射量決定手段が構成されている。
【0058】
このように、リッドセンサ7から出力信号が入力された際に燃料タンクへ燃料が補給されたと判断し、酸素センサ33が活性前であれば、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%の場合の増量値FWLE100aとして置換し、水温センサ13により検出された冷却水温THWに基づいて、図4に示すマップからアルコール濃度100%に相当するマップ値を増量値FWLE−100aとして読み込み、この増量値FWLE−100aに1を加えたもの(FWLE−100a+1)と基本燃料噴射時間K・(Q/NE)とを積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−100aを算出し、この実燃料噴射時間TAU−100aに則した燃料噴射を行うようにしているので、エンジン1の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって酸素センサ33が活性されずに安定した出力信号が得られなくても、アルコール濃度100%の燃料(アルコール燃料単体)のみが補給されたものと仮定して目標とする実燃料噴射時間が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後のエンジン1の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【0059】
そして、酸素センサ33が活性して安定した出力信号が出力されると、その酸素センサ33からの出力信号に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、活性された酸素センサ33からの信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値Xbに対応する増量値FWLE−Xbに1を加えたもの(Xb+1)と、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)とを積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xbを算出し、アルコール濃度100%に仮定した実燃料噴射時間TAU−100aが実燃料噴射時間TAU−Xbとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、燃料補給直後にアルコール濃度100%に仮定した実燃料噴射時間TAU−100aが混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からのエンジン1の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【実施例2】
【0060】
次に、本発明の実施例2を図6に基づいて説明する。
【0061】
この実施例2では、燃料タンクに対する燃料補給を検出する手段を変更している。なお、燃料補給を検出する手段を除くその他の構成は、上記実施例1の場合と同じであり、同一の部分については、同じ符号を付してその説明は省略する。
【0062】
すなわち、本実施例では、燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段としての燃料残量センサを備えている。この燃料残量センサは、ECU6の外部入力回路65に接続され、CPU61において外部入力回路65を介して入力された燃料残量センサからの出力信号を入力値として読み込む。
【0063】
次に、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にECU6により燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を図6のフローチャートに基づいて説明する。なお、この図6のフローチャートでは、上記実施例1の図5のフローチャートのステップを引用し、差異点についてのみ説明する。
【0064】
先ず、図6のフローチャートのステップST31において、燃料の残量が増加側に変化したか否かを判定する。このステップST31の判定が、燃料の残量が増加側に変化していないNOの場合には、ステップST12からステップ13に進む。
【0065】
一方、上記ステップST31の判定が、燃料の残量が増加側に変化したYESの場合には、ステップST14に進み、このステップST14の判定が、酸素センサ33が活性前であるYESの場合には、ステップST32において、冷却水温THWと空燃比A/Fとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Xcを算出する。具体的には、補給された燃料のアルコール濃度が100%であると仮定し、(補給前の燃料の残量A(%)×補給前のアルコール濃度の推定値X(%)+(補給後の燃料の残量B(%)−補給前の燃料の残量A(%))×アルコール濃度100(%)÷補給後の燃料残量B(%)により、補給後のアルコール濃度の推定値Xcを算出する。
【0066】
次いで、ステップST33において、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100%の場合に置換し、水温センサ13により検出された冷却水温THWに基づいて、図4に示すマップからアルコール濃度100%に相当するマップ値を増量値FWLE−Xcとして読み込み、この増量値FWLE−XcをRAM63に一時記憶しておく。
【0067】
その後、ステップST34において、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)に(1+FWLE−Xc)を積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xcを算出し、ST35で、実燃料噴射時間TAU−Xcに則した燃料噴射を行う。
【0068】
しかる後、ステップST36で、再度、酸素センサ33が活性前であるか否かを判定し、酸素センサ33が未だ活性前であるYESの場合には、上記ステップST32に戻る。
【0069】
一方、上記ステップST36の判定が、酸素センサ33が活性しているNOの場合には、ステップST37に進む。
【0070】
そして、ステップST37において、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、活性された酸素センサ33からの信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)を算出する。その後、ステップST38で、冷却水温THWと空燃比A/Fとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Xdを算出する。具体的には、(燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図4に示すアルコール濃度0%に対するマップ値−1)÷(暖気を完了した冷却水温80゜Cに基づいて図4に示すマップから得られたアルコール濃度100%に相当するマップ値)×100(%)により、燃料のアルコール濃度の推定値Xdを算出する。
【0071】
それから、ステップST39において、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)に(1+FWLE−Xd)を積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xdを算出し、ステップST40で、現在の実燃料噴射時間TAU−Xcが実燃料噴射時間TAU−Xdとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。
【0072】
この場合、上記ステップST38により、混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段が構成されている。また、上記ステップST39により、アルコール濃度の推定値に基づいて基本燃料噴射時間を変更して目標とする実燃料噴射時間を決定する燃料噴射量決定手段が構成されている。
【0073】
このように、燃料残量センサにより燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する出力信号が入力された際に燃料タンクへ燃料が補給されたと判断し、酸素センサ33が活性前であれば、補給された燃料のアルコール濃度を100%と仮定し、(補給前の燃料の残量A(%)×補給前のアルコール濃度の推定値X(%)+(補給後の燃料の残量B(%)−補給前の燃料の残量A(%))×アルコール濃度100(%)÷補給後の燃料残量B(%)により算出した補給後のアルコール濃度の推定値Xcをアルコール濃度100%の場合に置換し、水温センサ13により検出された冷却水温THWに基づいて、図4に示すマップからアルコール濃度100%に相当するマップ値を増量値FWLE−Xcとして読み込み、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)に(1+FWLE−Xc)を積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xcを算出し、この実燃料噴射時間TAU−Xcに則した燃料噴射を行うようにしているので、エンジン1の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって酸素センサ33が活性されずに安定した出力信号が得られなくても、アルコール濃度100%の燃料(アルコール燃料単体)のみが補給されたものと仮定して目標とする実燃料噴射時間が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後のエンジン1の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【0074】
そして、酸素センサ33から最初の出力信号が出力されると、その酸素センサ33からの出力信号に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、酸素センサ33からの最初の出力信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値に対応する増量値FWLE−Xdに1を加えたもの(FWLE−Xd+1)と、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)とを積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xdを算出し、アルコール濃度100%に仮定した実燃料噴射時間TAU−Xcが実燃料噴射時間TAU−Xdとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、燃料補給直後にアルコール濃度100%に仮定した実燃料噴射時間TAU−Xc(増大値)が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値にいち早く補正され、燃料補給直後からのエンジン1の運転性能および排気エミッションをより一層良好に保つことができる。
【0075】
また、活性された酸素センサ33から安定した出力信号が出力されると、その酸素センサ33からの安定した出力信号に応じた実燃料噴射時間TAU−Xdに補正、具体的には、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、酸素センサ33からの安定した出力信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値(現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間)を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値に対応する増量値FWLE−Xdに1を加えたもの(FWLE−Xd+1)と、基本燃料噴射時間K・(Q/NE)とを積算して目標とする実燃料噴射時間TAU−Xdを算出し、酸素センサ33から最初に出力された出力信号に基づく実燃料噴射時間TAU−Xcが、活性された酸素センサ33からの安定した出力信号に基づく実燃料噴射時間TAU−Xdとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、酸素センサ33から最初に出力された出力信号に基づく実燃料噴射時間TAU−Xcが、活性された酸素センサ33からの安定した出力信号に基づく実燃料噴射時間TAU−Xdに補正され、燃料補給直後からのエンジン1の運転性能および排気エミッションをさらに効率よく保つことができる。
【0076】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、排気通路3に酸素センサ33を設けたが、空燃比センサであってもよい。
【0077】
また、上記各実施例では、水温センサ13により検出された冷却水温THWと、酸素センサ33からの安定した出力信号による空燃比A/Fとに基づいて、ストイキになる燃料補正値を算出するようにしたが、ストイキ領域よりも少しリーン側での燃焼を可能とする燃料補正値が算出されるようにしてもよい。
【0078】
更に、上記各実施例では、4気筒のエンジン1に適用した場合について述べたが、これ以外の気筒数のエンジンに適用してもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1】本発明の実施例1に係わるエンジンの概略構成図である。
【図2】同じくECUの電気的な構成を示すブロック図である。
【図3】同じく酸素センサの出力電圧とフィードバック補正係数との対応関係を示す図である。
【図4】同じくエンジン水温に応じたアルコール濃度毎の増量値の特性を示す図である。
【図5】同じく燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にECUにより燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を示すフローチャート図である。
【図6】本発明の実施例2に係わる、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にECUにより燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【0080】
1 エンジン(機関)
13 水温センサ(機関水温検出手段)
33 酸素センサ(パラメータ)
6 ECU(制御手段)
7 リッドセンサ(燃料補給検出手段)
FAF フィードバック補正係数(空燃比補正係数)
A/F 空燃比
THW 水温
K・(Q/NE)
基本燃料噴射時間(基本燃料噴射量)
FWLE アルコール濃度の推定値に対応する増量値
TAU 実燃料噴射時間(燃料噴射量)




 

 


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