(57)【要約】【課題】内燃機関の始動不能、排気性能の悪化を防止する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、燃料内の単一組成分濃度推定に用いる第１燃料性状代表値を任意に与えることが可能な第１燃料性状代表値付与手段を有し、第１燃料性状代表値を用いて燃料内の単一組成分濃度を推定／更新し、更新された単一組成分濃度を記憶することを特徴としている。これによって、制御装置がもつ単一組成分濃度推定値の初期値と燃料タンク内に現在ある燃料の実際のアルコール濃度とが異なる場合でも、第１燃料性状代表値付与手段により燃料タンク内の実燃料性状に応じた第１燃料性状代表値を与えることが可能なので、内燃機関の始動不能等の運転性能、排気性能の悪化を防止することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料内の単一組成分濃度推定に用いる第１燃料性状代表値を任意に与えることが可能な第１燃料性状代表値付与手段を有し、
第１燃料性状代表値を用いて燃料内の単一組成分濃度を推定／更新し、更新された単一組成分濃度を記憶することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
第１燃料性状代表値は、第１燃料性状代表値付与手段を通して外部から与えられ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。
【請求項３】
空燃比センサの出力に基づいて燃料内の単一組成分濃度推定に用いる第２燃料性状代表値を算出する第２燃料性状代表値付与手段を有し、
第１燃料性状代表値付与手段により第１燃料性状代表値が与えられた場合には、第１燃料性状代表値に基づいて燃料内の単一組成分濃度を算出し、
第１燃料性状代表値付与手段により第１燃料性状代表値が与えられない場合には、燃料内の単一組成分濃度を第２燃料性状代表値に基づいて算出することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
第１燃料性状代表値付与手段による第１燃料性状代表値の付与は、所定のトリガーの基で実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
車両のエンジン始動性に影響を与える制御パラメータの記憶値を任意に書き換えることが可能なことを特徴とする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）と言われる自動車がある。
【０００３】
アルコールは、通常のガソリン（混合燃料）に対してＣ（炭素）原子の含有量が異なるため、フレキシブルフューエルビークルに用いられる内燃機関にアルコールとガソリンの混合燃料を供給するにあたっては、燃料内のアルコール濃度に従って燃料噴射量を調整する必要がある。
【０００４】
このため、このようなフレキシブルフューエルビークルにおいては、燃料内のアルコール濃度を燃料タンク内に配設されたアルコール濃度センサにて検出し、アルコール濃度センサの故障時には、排気空燃比に基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数の平均値とアルコール濃度との相関関係により、アルコール濃度推定を行うものが従来から知られている（特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１６３９９２号公報（第１−４頁、第５図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の整備等によりエンジン制御装置の交換等がなされる場合、エンジン制御装置に与えられる燃料性状判定値（燃料内のアルコール濃度）の初期値は、通常の場合１つの固定値（例えば、アルコール濃度０％）である。また、排気空燃比はエンジンの運転中に検知されるものであるため、エンジンを停止しての車両の整備中には排気空燃比の検知は行われない。
【０００７】
そのため、例えば上記アルコール濃度センサの故障時に、車両の整備が行われ、エンジンの制御装置の交換が行われた際に、燃料性状判定値（燃料内のアルコール濃度）の初期値が、燃料タンク内の燃料の実際の燃料性状（アルコール濃度）と異なる場合、寒冷時等では、エンジンが始動不能に陥ってしまう虞がある。
【０００８】
そして、エンジンが始動不能になってしまうと、空燃比フィードバック補正係数を用いての燃料性状判定（燃料内のアルコール濃度推定）も実行できないため、始動不能状態から抜け出せなくなってしまう虞がある。
【０００９】
【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、単一組成分濃度推定に用いる第１燃料性状代表値を任意に与えることが可能な第１燃料性状代表値付与手段を有し、第１燃料性状代表値を用いて燃料内の単一組成分濃度を推定／更新し、更新された単一組成分濃度を記憶する。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、制御装置がもつ単一組成分濃度推定値の初期値と燃料タンク内に現在ある燃料の実際のアルコール濃度とが異なる場合でも、第１燃料性状代表値付与手段により燃料タンク内の実燃料性状に応じた第１燃料性状代表値を与えることが可能なので、内燃機関の始動不能等の運転性能、排気性能の悪化を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。尚、図１に示す内燃機関は、アルコールを含む燃料を用いる内燃機関であって、車両に搭載されるものである。
【００１２】
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。
【００１３】
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１１が配設されている。
【００１４】
燃料噴射弁１１は、エンジンコントロールユニット１２（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。
【００１５】
排気通路６には、排気中の酸素濃度を検出することによって排気中の空燃比を算出可能にする空燃比検出手段としての酸素濃度センサ１３と、三元触媒１４が配設されている。
【００１６】
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、ＥＣＵ１２では、三元触媒１４の上流側に設けた酸素濃度センサ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変動するように排気空燃比のフィードバック制御を行う。
【００１７】
また、ＥＣＵ１２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からの信号が入力されていると共に、第１燃料性状代表値付与手段であるアルコール濃度入力装置１６（詳細は後述）からの信号が入力が可能になっている。
【００１８】
アルコールを含む燃料は、通常のガソリンに対してＣ（炭素）原子の含有量が異なるため、同一の当量比を得るには大きな噴射量が要求されることになり、アルコールとガソリンの混合燃料をエンジンに供給するにあたっては、燃料内のアルコール濃度に従って燃料噴射量を調整する必要がある。
【００１９】
そこで、実施形態では、燃料内単一組成分濃度として、燃料内のアルコール濃度を以下の手順で推定する。図２は、燃料内のアルコール濃度を推定する制御の流れを示している。
【００２０】
まず、ステップ（以下、単にＳと表記する）１では、酸素濃度センサ１３の出力信号を基に算出された空燃比補正量としての空燃比フィードバック補正係数αを計算する。
【００２１】
Ｓ２では、空燃比学習条件が成立しているか否かを判定し、空燃比学習条件が成立している場合には、Ｓ３に進み、各運転領域毎のαｍ算出マップのマップ値の書き換えを行う。空燃比学習条件が成立していない場合には、各αｍ算出マップのマップ値の書き換えを行わずにＳ４に進む。ここで、αｍは上記αに基づいて算出される空燃比学習補正係数である。尚、空燃比フィードバック補正係数α及び空燃比学習補正係数αｍは、上述した空燃比のフィードバック制御に用いられるパラメータであり、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量がα及びαｍに応じて補正される。また、空燃比フィードバック補正係数α及び空燃比学習補正係数αｍの算出方法は、公知のいかなる算出方法でも使用可能であるため、これらの算出方法についての詳細な説明は省略する。
【００２２】
Ｓ４では、現在の各運転領域毎のαｍマップを参照し、各運転領域毎に空燃比補正量としての空燃比学習補正係数αｍを求める。
【００２３】
Ｓ５では、上述したアルコール濃度入力装置１６からの信号がＥＣＵ１２に入力されているか否かを判定する。
【００２４】
ここで、アルコール濃度入力装置１６について詳述する。アルコール濃度入力装置１６は、可変抵抗器を主体とするものであって、ＥＣＵ１２の専用アナログ入力端子に接続され、例えば、インストルメントパネルに配設された調整つまみを操作するといった所定のトリガーの基でこの専用アナログ入力端子への入力電圧ＶＡＬＣ（第１燃料性状代表値）を調整するものである。ＥＣＵ１２の交換や点検整備等を行い、ＥＣＵ１２内に記憶されている燃料内のアルコール濃度推定値が初期化された場合、初期値として与えられるアルコール濃度推定値は通常一つの固定値（例えばアルコール濃度０％のガソリン相当）であり、この初期値が燃料タンク内に現在ある燃料のアルコール濃度と必ずしも一致するとは限らない。そのような場合、交換前ＥＣＵ内のデータやユーザーに現在使用している燃料を確認する等して、アルコール濃度入力装置１６からＥＣＵ１２に第１燃料性状代表値を入力し、この第１燃料性状代表値に基づいて第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１（後述）及び第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２（後述）を算出する。
【００２５】
つまり、Ｓ５では、入力電圧ＶＡＬＣが０（Ｖ）、または所定のしきい値以下の場合にアルコール濃度入力装置１６からＥＣＵ１２に第１燃料性状代表値の入力がないと判定し、入力電圧ＶＡＬＣが０（Ｖ）より大きい、または上記所定のしきい値より大きい場合にアルコール濃度入力装置１６からＥＣＵ１２に第１燃料性状代表値の入力があると判定している。
【００２６】
Ｓ５にて、第１燃料性状代表値がＥＣＵ１２に入力されていると判定されるとＳ６に進み、第１燃料性状代表値の大きさに応じて第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１を算出する。Ｓ６にて算出される第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１は、第１燃料性状代表値の大きさに比例して連続的に大きくなるものである。そして、Ｓ６にて第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１を算出すると後述するＳ１０に進む。
【００２７】
Ｓ５にて、第１燃料性状代表値がＥＣＵ１２に入力されていないと判定されるとＳ７に進み、第２燃料性状代表値（後述）によるアルコール濃度推定を行うための許可条件が成立しているか否かを判定する。すなわち、このＳ７においては、水温、エンジン始動後時間、空燃比学習制御の進行状況、給油履歴などの条件が整ったか否かを判定し、条件が整っている場合にはＳ８に進み、条件が整っていない場合にはアルコール濃度推定を行うことなく終了する。
【００２８】
第２燃料性状代表値付与手段に相当するＳ８では、次式（１）のように表される第２燃料性状代表値としての空燃比感度補正総量αｔを算出する。
【００２９】
【数１】
αｔ＝α×αｍ′×ＥＴＡＨＯＳ  …（１）
ここで、ＥＴＡＨＯＳは前回の第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１、すなわち現在記憶している第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１から算出される燃料性状分補正量であって、後述する図３を用い、前回の第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１から逆引きで算出されるαｔの前回値である。
【００３０】
また、このＳ８におけるαｍ′は、Ｓ４にて求めた各運転領域別のαｍのうち代表的な回転負荷領域のαｍの平均値、換言すればエンジンとしての使用頻度が高い４領域程度のαｍの平均値である。
【００３１】
Ｓ９では、図３に示すマップを用い、Ｓ８にて算出された空燃比感度補正総量αｔから第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１を算出する。尚、Ｓ９にて算出された第１アルコール濃度推定値ＡＬＣは１、次回Ｓ９にて第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１が算出されるか、上述したＳ６にて第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１が算出されるまでＥＣＵ１２内に記憶される。
【００３２】
図３においては、空燃比感度補正総量αｔに対して、第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１は、連続的な特性を持っているが、これは、空燃比を理論空燃比保持するために、燃料噴射量に対して、空燃比偏差、すなわち酸素濃度センサ１３の検出値を基に算出される空燃比の目標空燃比に対する偏差に伴った補正を実現するために預けた特性である。また、図３について詳述すれば、空燃比が理論空燃比に対してリーン側にある状態（αｔが１００％以上の領域）においては、空燃比感度補正総量αｔは第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１と略比例関係となっており、空燃比が理論空燃比に対してリッチ側にある状態（αｔが１００％以下の領域）においては、燃料内のアルコール濃度を０％と判定する。より具体的には、空燃比感度補正総量αｔ＝１００％である場合には、燃料内のアルコール濃度が０％と推定し、空燃比感度補正総量αｔ＝１４０％である場合には、燃料内のアルコール濃度が８５％と推定する。
【００３３】
そして、Ｓ１０では、図４に示すＡＬＣ２算出マップを用い、Ｓ６またはＳ９で算出された第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１から第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２を算出する。尚、Ｓ１０にて算出された第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２は、次回Ｓ１０にて第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２が算出されるまでＥＣＵ１２内に記憶される。
【００３４】
このＡＬＣ２算出マップは、第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１に対して、第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２が不感帯を持つ特性となっている。換言すれば、ＡＬＣ２算出マップは、排気空燃比が理論空燃比に対してリーン側にある空燃比感度補正総量の特定領域に、空燃比感度補正総量の増減、すなわち第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１の増減に関わらず第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２が略一定となる不感帯を有しており、本実施形態においては、第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１が０％〜３０％の領域では、第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２は一律０％、第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１が６５％〜８５％の領域では、第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２は一律８５％となるように設定されている。
【００３５】
これは、ガソリン（すなわち、エタノール濃度が０％のＥ０燃料）を入れられた場合や、いつも規格品のブレンド燃料（ガソリン−アルコール燃料）、例えば燃料内のエタノール濃度が８５％のいわゆるＥ８５燃料を入れられた場合は、安定した制御値（制御定数）を用いるために設定した特性である。ここで、上記制御値とは、点火時期関連、燃料の壁流補正関連、冷機増量関連、いわゆるλコントロールの３元点調整定数、換言すれば、空燃比制御における目標空燃比、等が挙げられ、これらが変動するとエミッションの再現性が悪くなるため不感帯としたものである。
【００３６】
尚、第１アルコール濃度推定値ＡＬＣ１は、燃料内のアルコール濃度による補正を必要とする燃焼パラメータのうち、燃料内のアルコール濃度に応じた性能保証を行う燃焼パラメータに用いられる。また、第２アルコール濃度推定値ＡＬＣ２は、燃料内のアルコール濃度による補正を必要とする燃焼パラメータのうち、市場流通燃料に対する安定的な性能保証や、実濃度に対して推定濃度の偏差の保証を必要とする燃焼パラメータ、すなわち、壁流補正量、冷機時増量、目標空燃比及び点火時期等のパラメータに対して用いられる。つまり、本実施形態においては、補正を必要とする各燃焼パラメータの要求に応じたアルコール濃度推定値が提供されている。
【００３７】
このような内燃機関の制御装置においては、ＥＣＵ１２の交換等によりＥＣＵ１２に記憶されている燃料内のアルコール濃度推定値が初期化され、ＥＣＵ１２がもつアルコール濃度推定値の初期値と燃料タンク内に現在ある燃料の実際のアルコール濃度とが異なる場合でも、アルコール濃度入力装置１６を用いて第１及び第２アルコール濃度推定値を更新できるので、始動不能等の運転性能、排気性能の悪化を防止することができる。
【００３８】
また、アルコール濃度入力装置１６を用いて、外部から第１燃料性状代表値を与え、アルコール濃度推定値を算出することができるので、任意のアルコール濃度推定値をＥＣＵ１２に記憶させることができる。
【００３９】
また、第１燃料性状代表値に基づいて算出された第１及び第２アルコール濃度推定値がＥＣＵ１２内の記憶されていても、次回のアルコール濃度推定のタイミングで、第２燃料性状代表値に基づいて第１及び第２アルコール濃度推定値が算出されれば、この第２燃料性状代表値に基づいて算出された第１及び第２アルコール濃度推定値がＥＣＵ１２に記憶される値として更新される。
【００４０】
つまり、第１燃料性状代表値を用いて算出された第１及び第２アルコール濃度推定値がＥＣＵ１２内に記憶された状態であっても、アルコール濃度入力装置１６から第１燃料性状代表値が出力されず、第２燃料性状代表値から第１及び第２アルコール濃度推定値を算出するための許可条件が成立していれば（Ｓ７）、酸素濃度センサ１３の出力に基づいた第１及び第２アルコール濃度推定値に、ＥＣＵ１２内に記憶される値を更新する通常動作（Ｓ８〜Ｓ１０に対応）を保証することができる。
【００４１】
また、アルコール濃度推定装置１６は、所定のトリガーの基で第１燃料性状代表値をＥＣＵ１２に付与するので、第１燃料性状代表値による意図しない第１及び第２アルコール濃度推定値の更新を防止することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
（１）  内燃機関の制御装置は、燃料内の単一組成分濃度推定に用いる第１燃料性状代表値を任意に与えることが可能な第１燃料性状代表値付与手段を有し、第１燃料性状代表値を用いて燃料内の単一組成分濃度を推定／更新し、更新された単一組成分濃度を記憶する。これによって、制御装置がもつ単一組成分濃度推定値の初期値と燃料タンク内に現在ある燃料の実際のアルコール濃度とが異なる場合でも、第１燃料性状代表値付与手段により燃料タンク内の実燃料性状に応じた第１燃料性状代表値を与えることが可能なので、内燃機関の始動不能等の運転性能、排気性能の悪化を防止することができる。
【００４４】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、第１燃料性状代表値は、第１燃料性状代表値付与手段を通して外部から与えられる。これによって、任意の単一組成分濃度推定値を制御装置に記憶させることができる。
【００４５】
（３）  上記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置は、より具体的には、空燃比センサの出力に基づいて燃料内の単一組成分濃度推定に用いる第２燃料性状代表値を算出する第２燃料性状代表値付与手段を有し、第１燃料性状代表値付与手段により第１燃料性状代表値が与えられた場合には、第１燃料性状代表値に基づいて燃料内の単一組成分濃度を算出し、第１燃料性状代表値付与手段により第１燃料性状代表値が与えられない場合には、燃料内の単一組成分濃度を第２燃料性状代表値に基づいて算出する。これによって、第１燃料性状代表値を用いて算出された単一組成分濃度推定値が制御装置内に記憶された状態であっても、第２燃料性状代表値から燃料内の単一組成分濃度推定値が算出されれば、空燃比センサの出力に基づいて算出された単一組成分濃度推定値に制御装置内に記憶される値を更新する通常動作を保証することができる。
【００４６】
（４）  上記（１）〜（３）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、第１燃料性状代表値付与手段による第１燃料性状代表値の付与は、所定のトリガーの基で実行される。これによって、第１燃料性状代表値による意図しない単一組成分濃度推定値の更新を防止することができる。
【００４７】
（５）  内燃機関の制御装置は、車両のエンジン始動性に影響を与える制御パラメータの記憶値を任意に書き換えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】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す説明図。
【図２】燃料内のアルコール濃度推定値を算出する制御の流れを示すフローチャート。
【図３】ＡＬＣ１算出マップの特性例を示す説明図。
【図４】ＡＬＣ２算出マップの特性例を示す説明図。
【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
１１…燃料噴射弁
１２…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…アルコール濃度入力装置
【図１】
2004285971.tif 000002
【図２】
2004285971.tif 000003
【図３】
2004285971.tif 000004
【図４】
2004285971.tif 000005