(57)【要約】【課題】給油後のエンジン始動性を良好なものとする内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、新たに燃料が給油された際に空燃比検出手段で空燃比が検出できない状態のときに、少なくとも一回以上内燃機関の始動が行われたと判定されると、空燃比が検出できるようになるまでの間、給油される可能性のある燃料のなかで最もアルコール濃度が高い燃料のアルコール濃度と最もアルコール濃度が低い燃料のアルコール濃度との略中庸となる濃度付近の値に固定された暫定アルコール濃度固定値に応じて、燃料噴射量を補正する。【選択図】  図２
2004293491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料内のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を補正する内燃機関の制御装置において、
空燃比を検出する空燃比検出手段と、
空燃比検出手段での検出値に基づいて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、
新たに燃料が給油されたかどうかを判定する再給油判定手段と、
内燃機関の始動判定を行う始動判定手段と、を有し、
新たに燃料が給油された際に空燃比検出手段で空燃比が検出できない状態のときに、始動判定手段により少なくとも一回以上内燃機関の始動が行われたと判定されると、空燃比検出手段により空燃比が検出できるようになるまでの間、給油される可能性のある燃料のなかで最もアルコール濃度が高い燃料のアルコール濃度と最もアルコール濃度が低い燃料のアルコール濃度との略中庸となる濃度付近の値に固定された暫定アルコール濃度固定値に応じて、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。
【請求項２】
始動判定手段は、スタータモータの駆動回数を検出するスタータモータ駆動回数検出手段、もしくはエンジンストール状態とエンジンストールではない状態との違いを検出するエンジン状態検出手段の少なくともどちらか一方を備え、
スタータモータ駆動回数検出手段、もしくはエンジン状態検出手段の少なくともどちらか一方を用いて内燃機関の始動判定を行っていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンの他にアルコールとガソリンの各種組成の混合燃料でも走行可能な、いわゆるフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）と言われる自動車においては、同一の当量比を得るためには、燃料内のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を補正する必要がある。
【０００３】
そこで、アルコールセンサにより燃料内のアルコール濃度を検出し、アルコールセンサに異常が発生すると、空燃比センサからの信号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濃度を推定するようにしたものが従来より知られている（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１６３９９２号公報（第３−４頁、図５）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アルコールセンサを設けてアルコール濃度を検出する場合は、アルコールセンサを設けることによりコストアップしてしまうという問題がある。
【０００６】
また、アルコールセンサ異常時に、かつ空燃比センサが活性化していない冷機状態で再給油／再始動が行われ、燃料タンク内のアルコール濃度が給油の前後で大きく変化した場合には、燃料濃度の推定が行えず、その時点で設定されている燃料濃度値によっては、オーバーリーンまたはオーバーリッチになってしまい、エンジンが始動できなくなる虞がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の制御装置は、新たに燃料が給油された際に空燃比検出手段で空燃比が検出できない状態のときに、少なくとも一回以上内燃機関の始動が行われたと判定されると、空燃比が検出できるようになるまでの間、給油される可能性のある燃料のなかで最もアルコール濃度が高い燃料のアルコール濃度と最もアルコール濃度が低い燃料のアルコール濃度との略中庸となる濃度付近の値に固定された暫定アルコール濃度固定値に応じて、燃料噴射量を補正することを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、空燃比が検出できない状態で、かつ燃料の給油があった場合に、予め設定された暫定エタノール濃度推定値を用いて内燃機関への燃料供給量を補正することによって、オーバーリーンやオーバーリッチにより内燃機関が始動不能になってしまうことを回避することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示している。本実施例における内燃機関は、ガソリンの他にアルコールとガソリンの各種組成の混合燃料でも走行可能な、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って、燃料内に混合されるアルコールとしてエタノールを想定したものである。
【００１１】
エンジン本体１の燃焼室２には、吸気弁３を介して吸気通路４が接続されていると共に、排気弁５を介して排気通路６が接続されている。
【００１２】
吸気通路４には、エアクリーナ７、吸入空気量を検出するエアフローメータ８、吸入空気量を制御するスロットル弁９及び吸気中に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１０が配設されている。
【００１３】
燃料噴射弁１０は、エンジンコントロールユニット１１（以下、ＥＣＵと記す）からの噴射指令信号により運転条件に応じて所定の空燃比となるよう吸気中に燃料を噴射供給している。
【００１４】
排気通路６には、排気中の排気空燃比を検出する空燃比センサ１３と、三元触媒１４が配設されている。
【００１５】
三元触媒１４は理論空燃比を中心とするいわゆるウィンドウに空燃比がある場合に最大の転化効率をもって排気中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを同時に浄化できるため、ＥＣＵ１１では、三元触媒１４の上流側に設けた空燃比センサ１３からの出力に基づいて排気空燃比が上記のウィンドウの範囲内で一定の周期をもって振れるように空燃比のフィードバック制御を行う。
【００１６】
そして、ＥＣＵ１１には、エンジン本体１の冷却水温度を検知する水温センサ１５、エンジン回転数を検出するクランク角センサ１６、及び燃料タンク（図示せず）内の燃料レベルを検出する燃料レベルゲージセンサ１７からの信号が入力されている。
【００１７】
また、ＥＣＵ１１は、運転者によるエンジンキー操作によってスタータモータ（図示せず）が駆動させられたかどうかをスタータモータスイッチ１８のＯＮ−ＯＦＦ信号（ＯＮでスタータモータ駆動、ＯＦＦでスタータモータ停止）でモニタリングしている。
【００１８】
次に、ＥＣＵ１１内で行われる燃料内のエタノール濃度推定の演算処理を図２にフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、所定の時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。尚、本実施例においては、燃料内のアルコール濃度として、エタノール濃度を推定するものとする。
【００１９】
ステップ（以下、単にＳと表記する）１では、エアフローメータ８や空燃比センサ１３によるλ制御がクローズドループ（フィードバック）制御中かオープンループ制御中であるかを判定する。クローズドループ制御中であればＳ２に進み、オープンループ制御中であればＳ３に進む。ここで、λ制御がクローズドループ制御中とは暖機状態となって空燃比センサ１３が活性化していることを意味し、λ制御がオープンループ制御中とは空燃比センサ１３が活性化していない冷機状態を意味している。
【００２０】
Ｓ２では、暖機状態となっている空燃比センサ１３で検出された排気空燃比の目標空燃比に対する偏差量である空燃比偏差量に補正ゲインを掛けて燃料内のエタノール濃度を算出し、フローを終了する。ここで、補正ゲインとは、図３に示すＭＥＴＡＮＬマップに示すように、空燃比偏差量と燃料内のエタノール濃度は比例関係があることを利用しており、図３中の傾きを補正ゲインとして設定する。そして、図３に示すＭＥＴＡＮＬマップから算出された燃料内のエタノール濃度推定値に応じて燃料噴射量を補正する。
【００２１】
一方、λ制御がオープンループ制御中の場合、まず、再給油判定を行う。すなわち、Ｓ３にて、燃料タンク内に配設された燃料レベルゲージセンサ１７の出力値ＦＧＡＧＥを読み込み、Ｓ４にて、Ｓ３にて読み込まれた出力値ＦＧＡＧＥからＥＣＵ１１内の不揮発性ＲＯＭに記憶させておいた燃料レベルゲージセンサ１７の前回出力値ＦＧＡＧＥ０を引いたΔＦＧＡＧＥを計算する。
【００２２】
尚、前回出力値ＦＧＡＧＥ０は、運転者のエンジンキー操作により前回ＥＣＵ１１の電源がオフになったときの燃料レベルゲージセンサ１７の出力値である。
【００２３】
そして、Ｓ５では、ΔＦＧＡＧＥが予め設定された所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上の場合には燃料が給油されたと判断してＳ６に進む。すなわち、燃料レベルゲージセンサ１７の出力値ＦＧＡＧＥが所定値以上増加方向へ変化しているときに、燃料が給油されたと判断する。そして、ΔＦＧＡＧＥが所定値未満の場合には、燃料内のエタノール濃度を変化させる要因である再給油は行われていないと判断して燃料内のエタノール濃度を新たに推定せずにフローを終了する。尚、燃料内のエタノール濃度を推定しなかった場合には、ＥＣＵ１１内に記憶させてある燃料内のエタノール濃度推定値の前回値（図３に示すマップで前回算出されたもの）を使用して燃料噴射量を補正し、λ制御がクローズドループ制御になったところで上述した空燃比偏差量から燃料内のエタノール濃度推定値を新たに算出し、この新たに算出されたエタノール濃度推定値に応じて燃料噴射量を補正する。
【００２４】
Ｓ６では、スタータモータスイッチ１８のＯＮ−ＯＦＦ信号及びクランク角センサ１６からのエンジン回転数を読み込む。
【００２５】
Ｓ７では、始動カウンタＦＳＴＡＲＴを演算する。すなわち、ＥＣＵ１１の電源がＯＦＦからＯＮに変化してから、スタータモータスイッチ１８がＯＦＦからＯＮに変化し（スタータモータスイッチ条件）、かつエンジンストール状態からエンジンストールでない状態に変化したときに（エンジンストール条件）、始動カウンタを１つインクリメントする。すなわち、スタータモータスイッチ条件及びエンジンストール条件の両方を用いて内燃機関の始動判定を行っている。
【００２６】
そして、内燃機関の始動に失敗した場合に、始動カウンタＦＳＴＡＲＴは１つインクリメントされる。ここで、エンジンストール状態とは、スタータモータを駆動させたのちにエンジン回転数が０（ｒｐｍ）となって所定時間経過した場合とする。
【００２７】
Ｓ８では、始動カウンタＦＳＴＡＲＴが２以上になったかどうかを判定し、始動カウンタＦＳＴＡＲＴが２以上になっている場合には、Ｓ９に進み、暫定アルコール濃度固定値としての暫定エタノール濃度固定値を４０％とし、この暫定エタノール濃度固定値を燃料内のエタノール濃度とみなして燃料噴射量を補正する。
【００２８】
一方、Ｓ８にて始動カウンタＦＳＴＡＲＴが２未満の場合には、ＥＣＵ１１内に記憶させてあるエタノール濃度推定値の前回値（図３に示すマップで前回算出されたもの）を使用して燃料噴射量を補正するものとして燃料内のエタノール濃度を推定せずにフローを終了する。
【００２９】
ここで、Ｓ９にて設定されている暫定エタノール濃度固定値の値（４０％）は、エタノール濃度が８５パーセントのいわゆるＥ８５燃料のエタノール濃度と、エタノール濃度が０％のガソリンのエタノール濃度との略中庸となる濃度付近の値に設定されているものであって、燃料タンク内の燃料が、エタノール濃度が０パーセントのガソリンや上記Ｅ８５燃料であっても、内燃機関の始動時間は多少長くなるものの始動不能とはならない値である。
【００３０】
尚、始動カウンタＦＳＴＡＲＴは、本フローチャートでエタノール濃度が更新された時点、すなわちＳ２またはＳ９にてエタノール濃度を推定するとクリアされ０となる。
【００３１】
図４は、上述した実施例におけるエタノール濃度推定のタイミングチャートの一例を示している。尚、この図４においては、ガソリン燃料（エタノール濃度０％）を使用していて燃料残量がゼロに近くなった際にＥ８５燃料を給油した場合を示している。
【００３２】
燃料タンク内では新旧の燃料の混合が容易なため、旧燃料（燃料タンク内のＥ０燃料）に新燃料（Ｅ８５燃料）を給油しても、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度は給油と同時に均一になり、略新燃料（Ｅ８５燃料）のアルコール濃度になると考えてよい。
【００３３】
しかし、燃料タンクと燃料噴射弁１０とをつなぐ燃料配管内に残った燃料は、新燃料とは容易に混合されないため、給油後の内燃機関始動時に燃料噴射弁１０から噴射される燃料のアルコール濃度は徐々に変化していくことになる。内燃機関始動時は、ＥＣＵ１１内に記憶させてある燃料内のエタノール濃度推定値の前回値（図３に示すマップで前回算出されたもの）を使用して燃料噴射量を補正しているが、燃料噴射弁１０から噴射される燃料のアルコール濃度が給油によって変化することで内燃機関の始動に失敗し、始動カウンタＦＳＴＡＲＴが２以上になると、エタノール濃度推定値をＥＣＵ１１内に記憶させてある燃料内のエタノール濃度推定値の前回値から暫定エタノール濃度固定値４０％に切り替える。
【００３４】
そして、エタノール濃度推定値を暫定エタノール濃度固定値４０％に切り替えた後、λ制御がクローズドループ（フィードバック）制御に移行したら内燃機関の運転条件に伴ったエタノール濃度推定値に更新する。
【００３５】
尚、始動カウンタＦＳＴＡＲＴが２以上になる前に、λ制御がクローズドループ（フィードバック）制御に移行できれば、前記した暫定エタノール濃度固定値４０％への切り替えを行わずに、内燃機関の運転条件に伴ったエタノール濃度推定値に更新する。
【００３６】
このような内燃機関の制御装置においては、空燃比偏差量が検出できない状態で、かつ燃料の給油があった場合、すなわち、例えばエタノール濃度が０パーセントのガソリンを使用中に上記Ｅ８５燃料を給油して、燃料タンク内の燃料のエタノール濃度が著しく変化したにも関わらず空燃比センサ１３が活性化されていないため燃料内のエタノール濃度推定を行えない場合等に、予め設定された暫定エタノール濃度固定値を用いて内燃機関への燃料供給量を補正することで、オーバーリーンやオーバーリッチにより内燃機関が始動不能になってしまうことを確実に回避することができる。
【００３７】
また、ＥＣＵ１１の電源が連続してＯＮ／ＯＦＦされただけでアルコール濃度推定値が暫定アルコール濃度固定値に切り替えられることはない。
【００３８】
尚、上述した実施例においては、スタータモータスイッチ条件（スタータモータのＯＮ／ＯＦＦ）と、エンジンストール条件（エンジンストール状態からエンジンストールではない状態への変化）と、を組み合わせて内燃機関の始動判定を行っているが、スタータモータスイッチ条件とエンジンストール条件のうちのどちらか一方のみ用いて内燃機関の始動判定を行ってもよい。
【００３９】
また、始動カウンタＦＳＴＡＲＴは、アルコール濃度が推定できない状態になる頻度、すなわち再給油してλ制御がクロースドループ制御とならない状態になる頻度と、暫定エタノール濃度固定値による始動時間悪化代を考慮して決めればよく、本実施例のように２以上に限定されるものではなく、例えば３以上であってもよい。
【００４０】
そして、上述した実施例においては、給油される可能性のある燃料のなかで最もアルコール濃度が高い燃料をＥ８５、最もアルコール濃度が低い燃料をＥ０として、これらの略中庸の値となるエタノール濃度４０％を暫定エタノール濃度固定値（暫定アルコール濃度固定値）としているが、暫定エタノール濃度固定値は、エタノール（アルコール）濃度４０％のみに限定されるものではなく、内燃機関の機種によりフリクション等が異なるため、暫定エタノール濃度固定値（暫定アルコール濃度固定値）は実車にて適合を行うこととしてよい。
【００４１】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００４２】
（１）  燃料内のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を補正する内燃機関の制御装置は、空燃比を検出する空燃比検出手段と、空燃比検出手段での検出値に基づいて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、新たに燃料が給油されたかどうかを判定する再給油判定手段と、内燃機関の始動判定を行う始動判定手段と、を有し、新たに燃料が給油された際に空燃比検出手段で空燃比が検出できない状態のときに、始動判定手段により少なくとも一回以上内燃機関の始動が行われたと判定されると、空燃比検出手段により空燃比が検出できるようになるまでの間、給油される可能性のある燃料のなかで最もアルコール濃度が高い燃料のアルコール濃度と最もアルコール濃度が低い燃料のアルコール濃度との略中庸となる濃度付近の値に固定された暫定アルコール濃度固定値に応じて、燃料噴射量を補正する。これによって、空燃比が検出できない状態で、かつ燃料の給油があった場合に、予め設定された暫定エタノール濃度推定値を用いて内燃機関への燃料供給量を補正することによって、オーバーリーンやオーバーリッチにより内燃機関が始動不能になってしまうことを確実に回避することができる。
【００４３】
（２）  上記（１）に記載の構成において、始動判定手段は、スタータモータの駆動回数を検出するスタータモータ駆動回数検出手段、もしくはエンジンストール状態とエンジンストールではない状態との違いを検出するエンジン状態検出手段の少なくともどちらか一方を備え、スタータモータ駆動回数検出手段、もしくはエンジン状態検出手段の少なくともどちらか一方を用いて内燃機関の始動判定を行っている。これによって、内燃機関の制御装置の電源が連続してＯＮ／ＯＦＦされただけでアルコール濃度推定値が暫定アルコール濃度固定値に切り替えられることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示す説明図。
【図２】本発明に係る内燃機関の制御装置におけるエタノール濃度推定の制御の流れを示すフローチャート。
【図３】空燃比偏差量から燃料内のエタノール濃度の推定するエタノール濃度算出テーブルの特性図。
【図４】本発明に係る内燃機関の制御装置におけるエタノール濃度推定のタイミングチャート。
【符号の説明】
１…エンジン本体
２…燃焼室
３…吸気弁
４…吸気通路
５…排気弁
６…排気通路
７…エアクリーナ
８…エアフローメータ
９…スロットル弁
１０…燃料噴射弁
１１…エンジンコントロールユニット
１３…酸素濃度センサ
１４…三元触媒
１５…水温センサ
１６…クランク角センサ
１７…燃料レベルゲージセンサ
１８…スタータモータスイッチ
【図１】
2004293491.tif 000003
【図２】
2004293491.tif 000004
【図３】
2004293491.tif 000005
【図４】
2004293491.tif 000006