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JP2007198198A - Fuel control device for alcohol-mixed fuel engine - Google Patents

Fuel control device for alcohol-mixed fuel engine Download PDF

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JP2007198198A
JP2007198198A JP2006016192A JP2006016192A JP2007198198A JP 2007198198 A JP2007198198 A JP 2007198198A JP 2006016192 A JP2006016192 A JP 2006016192A JP 2006016192 A JP2006016192 A JP 2006016192A JP 2007198198 A JP2007198198 A JP 2007198198A
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fuel
alcohol
concentration
air
mixed
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JP2006016192A
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Inventor
Akio Yasuda
彰男 安田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine capable of accurately controlling a supply fuel quantity even if moisture is contained in alcohol-mixed fuel. <P>SOLUTION: In the fuel control device for the alcohol-mixed fuel engine provided with a fuel supply means 6 supplying alcohol-mixed fuel, an alcohol concentration detection means 30 detecting an alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel, and a supply fuel quantity control means 20 controlling a supply fuel quantity to a predetermined target air fuel ratio according to an alcohol concentration, contained moisture concentration estimation means 20, 27 estimating a concentration of moisture contained in the alcohol-mixed fuel, and a correction means 20 correcting an alcohol concentration detection value by the alcohol concentration detection means according to the contained moisture concentration estimated by the contained moisture concentration estimation means are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はエンジンの燃料制御装置、特に、ガソリンまたはガソリンとアルコールとを混合したアルコール混合燃料を用いるいわゆるフレキシブルフュエル車両に搭載されるアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel control device for an engine, and more particularly to a fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine mounted on a so-called flexible fuel vehicle using gasoline or an alcohol-mixed fuel obtained by mixing gasoline and alcohol.

石油燃料に対する代替燃料の1つとしてアルコール燃料が有望視されており、ガソリンとアルコールとを混合した、いわゆるアルコール混合燃料として一部では実用化されている例もある。ところが、このアルコール混合燃料はガソリン100%の燃料に比べ、その発熱量や気化特性が異なると共に、ガソリンに対する混合割合を示すそのアルコール濃度によっても特性が異なるので、ガソリン100%の燃料の使用を前提とするエンジンにそのままアルコール混合燃料を使用すると、制御空燃比が理論空燃比から外れ、排気成分が変化したり、運転性が悪化することになる。   Alcohol fuel is considered promising as one of alternative fuels to petroleum fuel, and there is an example that is partially put into practical use as a so-called alcohol mixed fuel in which gasoline and alcohol are mixed. However, this alcohol-mixed fuel has different calorific value and vaporization characteristics compared to 100% gasoline fuel, and the characteristics also differ depending on the alcohol concentration indicating the mixing ratio to gasoline, so it is assumed that 100% gasoline fuel is used. If the alcohol-mixed fuel is used as it is in the engine, the control air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust component changes or the drivability deteriorates.

そこで、例えば、特許文献1には、アルコール含有燃料を使用するエンジンの空燃比制御において、燃料の誘電率の変化でアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出センサを用い、アルコール濃度に応じて供給燃料量の制御を行なうことが開示されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, in an air-fuel ratio control of an engine that uses an alcohol-containing fuel, an alcohol concentration detection sensor that detects an alcohol concentration based on a change in the dielectric constant of the fuel is used. It is disclosed to perform the control.

特公平6−29580号公報Japanese Patent Publication No. 6-29580

ところで、燃料の誘電率の変化に基づきアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出センサにおいては、燃料の誘電率が高くなると高い出力値を発することになるが、燃料中に含まれる水分濃度が異なると誘電率も異なる数値を示すことが判明した。すなわち、図3に示すように、同じアルコール濃度であってもアルコール濃度検出センサの出力値は燃料中に含まれる水分濃度が高くなる程高くなる、換言すると、アルコール濃度検出センサの出力値が同じであっても、真のアルコール濃度は水分濃度に対応して変化するのである。   By the way, in the alcohol concentration detection sensor that detects the alcohol concentration based on the change in the dielectric constant of the fuel, a high output value is generated when the dielectric constant of the fuel increases. It was found that the rate also showed different numbers. That is, as shown in FIG. 3, even if the alcohol concentration is the same, the output value of the alcohol concentration detection sensor increases as the moisture concentration contained in the fuel increases. In other words, the output value of the alcohol concentration detection sensor is the same. Even so, the true alcohol concentration varies with the moisture concentration.

従って、アルコール濃度検出センサの出力値に基づいて供給燃料量を制御したとしても、水分濃度が0%の場合は問題ないが、水分濃度が所定値を超えるとその制御が不正確になり、エミッションの悪化やドライバビリティの低下をもたらすという問題があった。   Therefore, even if the amount of fuel supplied is controlled based on the output value of the alcohol concentration detection sensor, there is no problem if the water concentration is 0%, but if the water concentration exceeds a predetermined value, the control becomes inaccurate and the emission is reduced. There was a problem of deteriorating the quality and reducing drivability.

そこで、本発明の目的は、アルコール混合燃料に水分が含有されている場合であっても、供給燃料量を正確に制御することのできるアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine that can accurately control the amount of fuel supplied even when the alcohol-mixed fuel contains moisture.

上記目的を達成する本発明の一形態に係るアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置は、アルコール混合燃料を供給する燃料供給手段と、アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、アルコール濃度に応じて所定の目標空燃比になるように供給燃料量を制御する供給燃料量制御手段と、を備えるアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置において、前記アルコール混合燃料に含有された水分の濃度を推定する含有水分濃度推定手段と、該含有水分濃度推定手段により推定された含有水分濃度に応じて、前記アルコール濃度検出手段によるアルコール濃度検出値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。   A fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine according to an embodiment of the present invention that achieves the above object includes a fuel supply unit that supplies an alcohol-mixed fuel, an alcohol concentration detection unit that detects an alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel, and an alcohol concentration A fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine comprising: a fuel-supply control unit that controls the amount of fuel supplied so as to achieve a predetermined target air-fuel ratio in accordance with the estimation of the concentration of water contained in the alcohol-mixed fuel And a correction means for correcting an alcohol concentration detection value obtained by the alcohol concentration detection means in accordance with the contained water concentration estimated by the contained water concentration estimation means.

ここで、前記含有水分濃度推定手段は、前記所定の目標空燃比と排気系に設けられた空燃比検出手段の出力値に基づく検出空燃比との偏差に基づいて設定される空燃比補正係数による燃料噴射特性学習値の大きさに対応させて、含有水分濃度を推定するものであってもよい。   Here, the contained water concentration estimating means is based on an air-fuel ratio correction coefficient set based on a deviation between the predetermined target air-fuel ratio and a detected air-fuel ratio based on an output value of an air-fuel ratio detecting means provided in the exhaust system. The contained water concentration may be estimated in correspondence with the magnitude of the fuel injection characteristic learning value.

上記本発明の一形態によれば、アルコール混合燃料のアルコール濃度がアルコール濃度検出手段により検出され、アルコール濃度に対応させて所定の目標空燃比になるように供給燃料量が制御される。そして、含有水分濃度推定手段により、前記アルコール混合燃料に含有された水分の濃度が推定され、補正手段により、推定された含有水分濃度に応じて、前記アルコール濃度検出手段によるアルコール濃度検出値が補正され真のアルコール濃度が求められる。この結果、前記供給燃料量制御手段により真のアルコール濃度に応じて所定の目標空燃比になるように供給燃料量が正確に制御されるので、エミッションの悪化やドライバビリティの低下が抑制される。   According to the above aspect of the present invention, the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel is detected by the alcohol concentration detecting means, and the amount of supplied fuel is controlled so as to be a predetermined target air-fuel ratio corresponding to the alcohol concentration. Then, the concentration of moisture contained in the alcohol-mixed fuel is estimated by the contained moisture concentration estimating means, and the alcohol concentration detection value by the alcohol concentration detecting means is corrected by the correcting means according to the estimated contained moisture concentration. The true alcohol concentration is required. As a result, the supplied fuel amount is accurately controlled by the supplied fuel amount control means so as to reach a predetermined target air-fuel ratio in accordance with the true alcohol concentration, so that deterioration of emission and drivability are suppressed.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、アルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置の一実施形態に係るシステム構成を示す側面概略図であり、図2は、同じく、燃料系統を主に示す平面概略図である。   FIG. 1 is a schematic side view showing a system configuration according to an embodiment of a fuel control apparatus for an alcohol-mixed fuel engine, and FIG. 2 is a schematic plan view mainly showing a fuel system.

まず、図1において、車両に搭載されるエンジン1の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ2から吸気通路3により、電子制御式のスロットル弁(以下、電制スロットル弁と称す)4の制御を受けて、運転状態に応じて所定量の空気が吸入される。そして、燃焼室内にアルコール混合燃料を直接噴射するように、電磁式のインジェクタ6が設けられている。インジェクタ6は、後述する電子制御ユニット(以下、ECUと称す)20からエンジン回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、後述のように、所定圧力に調圧されたアルコール混合燃料を噴射するようになっている。そして、噴射されたアルコール混合燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また、圧縮行程噴射の場合は点火栓7周りに集中的に層状の混合気を形成し、後述するECU20からの点火信号に基づき、点火栓7により点火されて、燃焼(均質燃焼又は成層燃焼)する。   First, in FIG. 1, an electronically controlled throttle valve (hereinafter referred to as an electric throttle valve) 4 is controlled by an intake passage 3 from an air cleaner 2 in a combustion chamber of each cylinder of an engine 1 mounted on a vehicle. In response, a predetermined amount of air is inhaled according to the operating state. An electromagnetic injector 6 is provided so as to directly inject the alcohol mixed fuel into the combustion chamber. The injector 6 is energized to the solenoid by an injection pulse signal output in an intake stroke or a compression stroke in synchronization with engine rotation from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 to be described later, and opens as described later. Further, an alcohol mixed fuel adjusted to a predetermined pressure is injected. The injected alcohol-mixed fuel diffuses into the combustion chamber in the case of intake stroke injection to form a homogeneous mixture, and in the case of compression stroke injection, the stratified mixture is concentrated around the spark plug 7. And is ignited by the spark plug 7 based on an ignition signal from the ECU 20, which will be described later, and combusts (homogeneous combustion or stratified combustion).

エンジン1からの排気は排気通路8より排出され、排気通路8には排気浄化用の触媒(例えば、三元触媒)9が介装されている。また、排気の一部は電制EGR弁10を介してEGR通路11により吸気通路3のスロットル弁4下流の吸気通路3に還流される。   Exhaust gas from the engine 1 is discharged from an exhaust passage 8, and an exhaust purification catalyst (for example, a three-way catalyst) 9 is interposed in the exhaust passage 8. A part of the exhaust gas is recirculated to the intake passage 3 downstream of the throttle valve 4 of the intake passage 3 by the EGR passage 11 through the electric control EGR valve 10.

なお、燃料タンク12からは低圧ポンプ13により燃料が吸い上げられ、低圧供給通路を介して接続された高圧ポンプ15により目標噴射圧まで加圧されて、インジェクタ6に共通に接続されている燃料デリバリパイプ16に供給される。なお、17は燃料デリバリパイプ16から余剰の燃料を燃料タンク12に戻すリターン通路である。   The fuel is sucked up from the fuel tank 12 by the low-pressure pump 13, pressurized to the target injection pressure by the high-pressure pump 15 connected via the low-pressure supply passage, and commonly connected to the injector 6. 16 is supplied. Reference numeral 17 denotes a return passage for returning excess fuel from the fuel delivery pipe 16 to the fuel tank 12.

ECU20は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、後述の各種センサからの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、電制スロットル弁4、インジェクタ6、点火栓7、電制EGR弁10、低圧ポンプ13及び高圧ポンプ15などの作動を制御する。   The ECU 20 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like, receives input signals from various sensors described later, performs arithmetic processing based on the signals, The operation of the electric throttle valve 4, the injector 6, the spark plug 7, the electric EGR valve 10, the low pressure pump 13 and the high pressure pump 15 is controlled.

前記各種センサとしては、エンジン1のクランクシャフト回転を検出するクランクポジションセンサ21が設けられている。クランクポジションセンサ21は、気筒数をmとするとき、クランク角720°/m毎に、予め定めたクランク角位置で基準パルス信号を出力すると共に、1〜2°毎に単位パルス信号を出力するもので、基準パルス信号の周期などからエンジン回転数を算出可能である。この他、エアクリーナ2内で吸気温度を検出する吸気温センサ23、アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)を検出するアクセルポジションセンサ24、電制スロットル弁4の開度を検出するスロットルポジションセンサ25、エンジン1の冷却水温を検出する水温センサ26、排気通路8にて混合気の排気空燃比またはリッチ・リーンに応じた信号を出力する空燃比センサ(リニア空燃比センサ、酸素センサ等)27、電制スロットル弁4下流の吸気通路3内の圧力を検出する吸気管圧力センサ28、および燃料デリバリパイプ16内の燃料圧力を検出する燃圧センサ29、さらにはアルコール混合燃料のアルコール濃度を誘電率の変化に基づき検出するアルコール濃度センサ30などが設けられている。   As the various sensors, a crank position sensor 21 for detecting the crankshaft rotation of the engine 1 is provided. When the number of cylinders is m, the crank position sensor 21 outputs a reference pulse signal at a predetermined crank angle position at every crank angle of 720 ° / m and outputs a unit pulse signal every 1 to 2 °. Therefore, the engine speed can be calculated from the period of the reference pulse signal. In addition, an intake air temperature sensor 23 that detects the intake air temperature in the air cleaner 2, an accelerator position sensor 24 that detects the amount of accelerator pedal depression (accelerator opening), and a throttle position sensor 25 that detects the opening of the electric throttle valve 4. A water temperature sensor 26 that detects the cooling water temperature of the engine 1, an air-fuel ratio sensor (linear air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) 27 that outputs a signal corresponding to the exhaust air-fuel ratio or rich lean of the air-fuel mixture in the exhaust passage 8. The intake pipe pressure sensor 28 for detecting the pressure in the intake passage 3 downstream of the electric throttle valve 4, the fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure in the fuel delivery pipe 16, and the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel in the dielectric constant An alcohol concentration sensor 30 for detecting the change is provided.

次に、上記システム構成になる実施形態において、ECU20により行われる真のアルコール濃度算出ルーチンの一例を図4に示すフローチャートを参照して説明する。   Next, an example of a true alcohol concentration calculation routine performed by the ECU 20 in the embodiment having the above system configuration will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

この算出ルーチンはエンジンが始動された後、所定時間(例えば、10ms)毎に実行される。まず、ステップS410において、アルコール濃度センサ30からの検出ないしは計測値に基づき、燃料デリバリパイプ16内に送給されているアルコール混合燃料の見かけのアルコール濃度Alc’が算出される。そして、次のステップS420において、後述する燃料噴射特性学習値の算出ルーチンにより算出された燃料噴射特性学習値(KG)が所定値(=α)以上か否かが判定される。   This calculation routine is executed every predetermined time (for example, 10 ms) after the engine is started. First, in step S410, the apparent alcohol concentration Alc 'of the alcohol mixed fuel fed into the fuel delivery pipe 16 is calculated based on the detection or measurement value from the alcohol concentration sensor 30. Then, in the next step S420, it is determined whether or not a fuel injection characteristic learning value (KG) calculated by a fuel injection characteristic learning value calculation routine, which will be described later, is greater than or equal to a predetermined value (= α).

ステップS420における判定で、燃料噴射特性学習値(KG)が所定値より小さいときは、現在、制御に使用されているアルコール濃度は真のアルコール濃度Alcを反映している、換言すると、見かけのアルコール濃度Alc’は真のアルコール濃度Alcにほぼ等しいとして、本ルーチンは終了される。   When the fuel injection characteristic learning value (KG) is smaller than the predetermined value in the determination in step S420, the alcohol concentration currently used for the control reflects the true alcohol concentration Alc, in other words, the apparent alcohol The routine is terminated assuming that the concentration Alc ′ is substantially equal to the true alcohol concentration Alc.

一方、ステップS420における判定で、燃料噴射特性学習値(KG)が所定値以上のときは、アルコール混合燃料に水分が混入している結果、真のアルコール濃度Alcが検出されていないとしてステップS430に進み、燃料噴射特性学習値(KG)からアルコール混合燃料中の水分濃度Water(%)が推定される。この燃料噴射特性学習値(KG)とアルコール混合燃料中の水分濃度Water(%)との関係は、図5のグラフに示す通りであり、燃料噴射特性学習値(KG)が大きくなるにつれ水分濃度Water(%)も高くなる比例関係にある。なお、この関係に基づき、燃料噴射特性学習値(KG)に対応する水分濃度Water(%)の値は予め実験等により求めてマップに保管されている。   On the other hand, if it is determined in step S420 that the fuel injection characteristic learning value (KG) is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the true alcohol concentration Alc has not been detected as a result of water being mixed in the alcohol-mixed fuel. Then, the water concentration Water (%) in the alcohol-mixed fuel is estimated from the fuel injection characteristic learning value (KG). The relationship between the fuel injection characteristic learning value (KG) and the water concentration Water (%) in the alcohol-mixed fuel is as shown in the graph of FIG. 5, and the water concentration increases as the fuel injection characteristic learning value (KG) increases. There is a proportional relationship in which Water (%) also increases. Based on this relationship, the value of the water concentration Water (%) corresponding to the fuel injection characteristic learning value (KG) is obtained in advance through experiments or the like and stored in the map.

ステップS430において水分濃度Water(%)が推定されると次に、ステップS440に進み、ステップS410で算出された見かけのアルコール濃度Alc’と上のステップS430で求められた水分濃度Water(%)とに基づき、真のアルコール濃度Alcが算出され、本ルーチンは終了される。より詳しく述べると、アルコール濃度センサ30は、アルコール混合燃料のアルコール濃度をその誘電率の変化に基づき検出するが、前述の図3に示すように、アルコール濃度検出センサ30の出力値が同じであっても、真のアルコール濃度Alcは水分濃度Water(%)に対応して変化するので、この推定された水分濃度Water(%)に応じてアルコール濃度センサ30によるアルコール濃度検出値に基づく見かけのアルコール濃度Alc’が補正され、真のアルコール濃度Alcが求められるのである。   When the water concentration Water (%) is estimated in step S430, the process proceeds to step S440, where the apparent alcohol concentration Alc ′ calculated in step S410 and the water concentration Water (%) obtained in step S430 above are obtained. Based on this, the true alcohol concentration Alc is calculated, and this routine ends. More specifically, the alcohol concentration sensor 30 detects the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel based on the change in the dielectric constant, but the output value of the alcohol concentration detection sensor 30 is the same as shown in FIG. However, since the true alcohol concentration Alc changes corresponding to the water concentration Water (%), the apparent alcohol based on the alcohol concentration detection value by the alcohol concentration sensor 30 according to the estimated water concentration Water (%). The concentration Alc ′ is corrected, and the true alcohol concentration Alc is obtained.

図3を参照して、より具体的に説明すると、アルコール濃度検出センサ30の出力値がDであるとき、水分濃度Water(=0%)の場合の真のアルコール濃度はAlc0、水分濃度Water(=5%)の場合の真のアルコール濃度はAlc5、および水分濃度Water(=10%)の場合の真のアルコール濃度はAlc10となるのである。なお、これらの真のアルコール濃度Alcと見かけのアルコール濃度Alc’および水分濃度Water(%)との関係も予め実験等により求めてマップに保管されている。   More specifically, referring to FIG. 3, when the output value of the alcohol concentration detection sensor 30 is D, the true alcohol concentration in the case of the water concentration Water (= 0%) is Alc0, and the water concentration Water ( = 5%), the true alcohol concentration is Alc5, and the true alcohol concentration in the case of the water concentration Water (= 10%) is Alc10. The relationship between the true alcohol concentration Alc, the apparent alcohol concentration Alc ', and the water concentration Water (%) is also obtained in advance through experiments or the like and stored in the map.

ここで、上述の燃料噴射特性学習値(KG)を算出するのに用いられる空燃比フィードバック及び学習制御ルーチンにつき、概要を説明する。   Here, the outline of the air-fuel ratio feedback and learning control routine used for calculating the fuel injection characteristic learning value (KG) described above will be described.

まず、エンジン1にインジェクタ6から噴射供給される燃料噴射量TAUは、所定の目標空燃比(例えば、理論空燃比)を得るべく、クランクポジションセンサ21からのパルス信号に基づき算出されたエンジン回転数NEおよび吸気管圧力センサ28により検出される吸気管圧力PMに基づく基本噴射量TAUBSEに対し、エンジン1の状態に応じて各種センサに検出され入力される検出信号に応じた補正係数(例えば、吸気温補正係数THA、水温補正係数TWA、アルコール濃度補正係数ALC等)や空燃比フィードバック補正係数FAFおよび空燃比学習値KGが乗じられて、例えば、次式により求められる。   First, the fuel injection amount TAU injected and supplied from the injector 6 to the engine 1 is the engine speed calculated based on the pulse signal from the crank position sensor 21 in order to obtain a predetermined target air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio). With respect to the basic injection amount TAUBSE based on the intake pipe pressure PM detected by the NE and the intake pipe pressure sensor 28, a correction coefficient (for example, an intake coefficient) corresponding to detection signals detected and inputted to various sensors according to the state of the engine 1 is used. The air temperature correction coefficient THA, the water temperature correction coefficient TWA, the alcohol concentration correction coefficient ALC, etc.), the air / fuel ratio feedback correction coefficient FAF, and the air / fuel ratio learning value KG are multiplied, for example, by the following equation.

TAU=TAUBSE×(THA×TWA×ALC・・・)×FAF×(1+KG)
ここで、吸気温補正係数THAは吸気温センサ23により検出される吸気温度に応じた補正係数であり、吸気温度が低いときは空気密度が高くなるので増量し、水温補正係数TWAは水温センサ26により検出される冷却水温度に応じた補正係数であり、冷却水温が低いときに同じく増量するように1より大きく設定される。アルコール濃度補正係数ALCはアルコール濃度センサ30により検出されるアルコール濃度に応じた補正係数であり、アルコール濃度が高いときに増量するように設定される。また、空燃比フィードバック補正係数FAFは、空燃比センサ27の出力に基づき空燃比がリッチまたはリーンかが判定され、空燃比がリッチの場合は、減量するように前回値に対し所定の積分分減少させ、逆に、空燃比がリーンの場合は、増量するように前回値に対し所定の積分分増大させるようにして設定される。さらに、リッチ・リーンの反転時には、空燃比フィードバック補正係数FAFが前回値に対し所定の比例分増減されるようにして設定される。
TAU = TAUBSE × (THA × TWA × ALC...) × FAF × (1 + KG)
Here, the intake air temperature correction coefficient THA is a correction coefficient in accordance with the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 23. When the intake air temperature is low, the air density increases, so the air temperature increases. The water temperature correction coefficient TWA increases. Is a correction coefficient corresponding to the cooling water temperature detected by the above, and is set to be larger than 1 so as to increase the amount when the cooling water temperature is low. The alcohol concentration correction coefficient ALC is a correction coefficient corresponding to the alcohol concentration detected by the alcohol concentration sensor 30, and is set to increase when the alcohol concentration is high. The air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is determined based on the output of the air-fuel ratio sensor 27 to determine whether the air-fuel ratio is rich or lean. If the air-fuel ratio is rich, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is decreased by a predetermined integral with respect to the previous value so as to decrease. On the contrary, when the air-fuel ratio is lean, it is set to increase by a predetermined integral with respect to the previous value so as to increase. Further, at the time of rich / lean reversal, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is set so as to be increased or decreased by a predetermined proportion with respect to the previous value.

そして、燃料噴射特性学習値(KG)を算出するのに用いられる学習制御ルーチンは、例えば、図6のフローチャートに示すように実行される。この学習制御ルーチンでは、まず、ステップS610で、空燃比フィードバック制御中か否かが判定される。具体的には、例えば、空燃比センサ27の暖機が完了しているか否か、または所定の運転領域であるか否か等により決定され、空燃比フィードバック制御中でないときは本ルーチンを終了し(このとき空燃比フィードバック補正係数FAFは前回値に保持される)、成立時にのみステップS620以降へ進む。   The learning control routine used to calculate the fuel injection characteristic learning value (KG) is executed as shown in the flowchart of FIG. 6, for example. In this learning control routine, first, in step S610, it is determined whether air-fuel ratio feedback control is being performed. Specifically, for example, it is determined by whether or not the air-fuel ratio sensor 27 has been warmed up, or whether or not it is within a predetermined operating range, and this routine is terminated when the air-fuel ratio feedback control is not being performed. (At this time, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is held at the previous value), and the process proceeds to step S620 and subsequent steps only when it is established.

そこで、空燃比フィードバック制御中のときはステップS620に進み、空燃比フィードバック補正係数FAFが1であるか否かが判定される。空燃比フィードバック補正係数FAFが1であるときは上述の燃料噴射量が適切に制御されているとして本ルーチンが終了され、1でないときはステップS630に進む。   Therefore, when the air-fuel ratio feedback control is being performed, the routine proceeds to step S620, where it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is 1. If the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is 1, the routine is terminated assuming that the fuel injection amount is appropriately controlled. If not, the process proceeds to step S630.

そして、ステップS630にて、空燃比フィードバック補正係数FAFが1より小さいか否かが判定され、肯定(YES)のときはステップS640に、逆に、否定(NO)のときはステップS660に進む。これらのステップS640およびステップS660においては、それぞれ、空燃比フィードバック補正係数FAFが1より小さい状態および1より大きい状態が所定回連続して生じたか否かが判定される。換言すると、学習条件を満たす所定の学習回数(例えば、30回)に亘り、連続してリッチ状態およびリーン状態がそれぞれ継続したか否かが判定されるのである。なお、これらのリッチ状態またはリーン状態が所定回連続して継続するということは、供給されているアルコール混合燃料および/またはインジェクタ6に固有の特性があることを意味する。そして、ステップS640およびステップS660において、それぞれ、この学習条件を満たす肯定(YES)のときに、ステップS650およびステップS670にそれぞれ進み、燃料噴射特性学習値(KG)の更新が行われる。   In step S630, it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is smaller than 1. If the determination is affirmative (YES), the process proceeds to step S640. If the determination is negative (NO), the process proceeds to step S660. In these steps S640 and S660, it is determined whether or not the state in which the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is smaller than 1 and larger than 1 has occurred successively a predetermined number of times. In other words, it is determined whether or not the rich state and the lean state are continuously continued for a predetermined number of learning times (for example, 30 times) satisfying the learning condition. Note that the fact that the rich state or the lean state continues for a predetermined number of times means that the supplied alcohol-mixed fuel and / or the injector 6 have unique characteristics. In step S640 and step S660, respectively, when the learning condition is satisfied (YES), the process proceeds to step S650 and step S670, respectively, and the fuel injection characteristic learning value (KG) is updated.

リッチ状態の継続によりステップS650にて更新される燃料噴射特性学習値(KG)は、更新前の学習値から所定値が減ぜられて、学習成果が反映された新たな燃料噴射特性学習値(KG)とされ、リーン状態の継続によりステップS670にて更新される燃料噴射特性学習値(KG)は、更新前の学習値に所定値が加えられて、学習成果が反映された新たな燃料噴射特性学習値(KG)とされる。なお、ステップS640およびステップS660において、所定回を超えないとき、すなわち、否定(NO)のときは、学習精度が充分でないとして本ルーチンは終了され学習値の更新は禁止される。   The fuel injection characteristic learning value (KG) updated in step S650 due to the continuation of the rich state is obtained by subtracting a predetermined value from the learning value before the update, and a new fuel injection characteristic learning value (in which the learning result is reflected) KG), and the fuel injection characteristic learning value (KG) updated in step S670 by continuing the lean state is a new fuel injection in which a predetermined value is added to the learning value before the update and the learning result is reflected. The characteristic learning value (KG) is used. In step S640 and step S660, when the predetermined number of times is not exceeded, that is, when the determination is negative (NO), this routine is terminated because the learning accuracy is not sufficient, and the update of the learning value is prohibited.

本実施の形態においては、上述のように、アルコール濃度センサ30によるアルコール濃度検出値に基づく見かけのアルコール濃度Alc’が補正され、真のアルコール濃度Alcが求められると、この真のアルコール濃度Alcに対応するアルコール濃度補正係数ALCを用いて、上述の燃料噴射量TAUが求められて、エンジン1が運転される。かくて、真のアルコール濃度Alcに応じて所定の目標空燃比になるように供給燃料噴射量が正確に制御されるので、エミッションの悪化やドライバビリティの低下が抑制されるのである。   In the present embodiment, as described above, when the apparent alcohol concentration Alc ′ based on the alcohol concentration detection value by the alcohol concentration sensor 30 is corrected and the true alcohol concentration Alc is obtained, the true alcohol concentration Alc is obtained. Using the corresponding alcohol concentration correction coefficient ALC, the above-described fuel injection amount TAU is obtained, and the engine 1 is operated. Thus, the fuel injection amount is accurately controlled so as to achieve a predetermined target air-fuel ratio in accordance with the true alcohol concentration Alc, so that deterioration of emissions and drivability are suppressed.

なお、上記説明においては、ガソリンに対しアルコールが混合されたアルコール混合燃料の場合について説明したが、本発明は燃料としてアルコールのみを用いる場合にも適用可能であることは云うまでもない。かかる観点から、本明細書において、アルコール混合燃料とはアルコールが100%の場合も含む意味で用いられている。   In the above description, the case of the alcohol mixed fuel in which alcohol is mixed with gasoline has been described. However, it goes without saying that the present invention is also applicable to the case where only alcohol is used as the fuel. From this point of view, in the present specification, the alcohol mixed fuel is used to include the case where the alcohol is 100%.

本発明に係るアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置の一実施形態に係るシステム構成を示す側面概略図である。1 is a schematic side view showing a system configuration according to an embodiment of a fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine according to the present invention. 同じく、燃料系統を主に示す平面概略図である。Similarly, it is a schematic plan view mainly showing a fuel system. アルコール濃度と誘電率との関係において、水分濃度の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of moisture concentration in the relationship between alcohol concentration and a dielectric constant. 本発明の一実施形態における真のアルコール濃度算出制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the true alcohol concentration calculation control routine in one Embodiment of this invention. 学習値と水分濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a learning value and moisture concentration. 本発明の一実施形態における燃料噴射特性学習値を算出するのに用いられる空燃比フィードバック及び学習制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the air fuel ratio feedback used for calculating the fuel injection characteristic learning value in one Embodiment of this invention, and a learning control routine.

符号の説明Explanation of symbols

4 電制スロットル弁
6 インジェクタ
7 点火栓
10 電制EGR弁
20 電子制御ユニット
21 クランクポジションセンサ
27 空燃比センサ
28 吸気管圧力センサ
30 アルコール濃度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Electric throttle valve 6 Injector 7 Spark plug 10 Electric EGR valve 20 Electronic control unit 21 Crank position sensor 27 Air-fuel ratio sensor 28 Intake pipe pressure sensor 30 Alcohol concentration sensor

Claims (2)

アルコール混合燃料を供給する燃料供給手段と、アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、アルコール濃度に応じて所定の目標空燃比になるように供給燃料量を制御する供給燃料量制御手段と、を備えるアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置において、
前記アルコール混合燃料に含有された水分の濃度を推定する含有水分濃度推定手段と、
該含有水分濃度推定手段により推定された含有水分濃度に応じて、前記アルコール濃度検出手段によるアルコール濃度検出値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置。
Fuel supply means for supplying alcohol mixed fuel, alcohol concentration detection means for detecting the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel, and supply fuel amount control for controlling the amount of supplied fuel so as to reach a predetermined target air-fuel ratio according to the alcohol concentration A fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine comprising:
Containing moisture concentration estimating means for estimating the concentration of moisture contained in the alcohol mixed fuel;
Correction means for correcting the alcohol concentration detection value by the alcohol concentration detection means according to the contained water concentration estimated by the contained water concentration estimation means;
A fuel control device for an alcohol-mixed fuel engine.
前記含有水分濃度推定手段は、前記所定の目標空燃比と排気系に設けられた空燃比検出手段の出力値に基づく検出空燃比との偏差に基づいて設定される空燃比補正係数による燃料噴射特性学習値の大きさに対応させて、含有水分濃度を推定することを特徴とする請求項1に記載のアルコール混合燃料エンジンの燃料制御装置。
The moisture content estimation means includes a fuel injection characteristic based on an air-fuel ratio correction coefficient set based on a deviation between the predetermined target air-fuel ratio and a detected air-fuel ratio based on an output value of an air-fuel ratio detection means provided in an exhaust system. 2. The fuel control apparatus for an alcohol-mixed fuel engine according to claim 1, wherein the moisture content concentration is estimated in correspondence with the magnitude of the learning value.
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