JP2004138468A - Oil temperature detector and controller for internal combustion engine using the same - Google Patents

Oil temperature detector and controller for internal combustion engine using the same Download PDF

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JP2004138468A
JP2004138468A JP2002302615A JP2002302615A JP2004138468A JP 2004138468 A JP2004138468 A JP 2004138468A JP 2002302615 A JP2002302615 A JP 2002302615A JP 2002302615 A JP2002302615 A JP 2002302615A JP 2004138468 A JP2004138468 A JP 2004138468A
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Hatsuo Nagaishi
永石 初雄
Takashi Nakazawa
中沢 孝志
Kazuhiko Abe
安倍 和彦
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately estimate oil temperature by solving a problem in a conventional engine oil estimation method that temperature estimation accuracy is practically poor in a vehicle-mounted state. <P>SOLUTION: This oil temperature detector has a heat radiation correcting value calculation means to calculate a heat radiation correcting value that represents a heat radiation portion from engine oil to outside air by using at least one of outside air temperature and vehicle speed, and estimates engine oil temperature by using the correcting value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイル温度検出装置及びそれを用いた内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の制御において、エンジンオイル温度の必要性は従来低いものであったが、近年の自己診断システムの高度化に伴って、その信号を使いたい例が増えてきている。例えば、ピストンとシリンダとの隙間から漏れてエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料は、漏れ込み流量が大きい場合は、エンジンオイルからオイル希釈燃料が蒸発してブローバイシステムから吸気系に吸入されると空燃比が過濃(燃料リッチ)となり、空燃比を用いた燃料システム診断に悪影響を及ぼすことが知られている。
【0003】
そこで、冷却水温をベースとして、エンジン回転速度、エンジン負荷を用いてエンジンオイル温度を推定する技術が提案されている(特許文献1を参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平08−177599号公報(第2頁、図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエンジンオイル推定方法では、実際には車両搭載状態での温度予測精度が悪いという問題がある。すなわち、車両の場合、エンジンオイル温度と水温との熱の授受は大きいのは勿論であるが、ピストン、シリンダからの受熱、放熱のみでは決まらない場合が多く、オイルパンをはじめとする潤滑系周辺の温度と風速がオイルの冷却に寄与することから、車速や外気温度の影響が非常に大きくなり、温度予測精度が悪くなるという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のオイル温度検出装置は、エンジンオイルから外気への放熱分となる放熱補正値を外気温もしくは車両速度の少なくともどちらか一方の値を用いて算出する放熱補正値算出手段を有し、放熱補正値を用いてエンジンオイル温度を推定する。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンオイルから外気への放熱分を用いてエンジンオイル温度を推定することにより、エンジンオイル温度の精度を高めることができる。
【0008】
【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。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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
排気通路6には、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ13と、三元触媒14が配設されている。
【0012】
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。
【0013】
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、エンジン回転数を検出するクランク角センサ16、外気温を検知する外気温センサ17、オイルパン内のオイルレベルを検出するオイルレベルセンサ18及び車速を検出する車速センサ19からの信号が入力されている。
【0014】
ここで、エンジン運転中において、燃料の一部がシリンダの内壁面に付着し、ピストンとシリンダとの隙間から漏れだしてエンジンオイルを希釈するいわゆるオイル希釈が発生した場合、オイル希釈によりエンジンオイルを希釈している燃料が、エンジンオイルから蒸発し、ブローバイシステム等から吸気系に吸入されると、空燃比が過度に過濃(燃料リッチ)となって、運転性や排気性能の悪影響を及ぼす虞がある。
【0015】
オイル希釈燃料のエンジンオイルから蒸発は、エンジンオイルのオイル温度に大きく依存するため、本発明の第1実施形態におけるエンジンオイル温度検出装置では、エンジンオイルのオイル温度TOを以下の手順により推定する。
【0016】
図2は、本発明の一実施形態に係るエンジンオイル温度検出装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【0017】
ステップ11(以下、単にSと表記する)にて、エンジン始動時もしくはECU12の初回通電時であるか否かを判定し、エンジン始動時もしくはECU12の初回通電時のいずれかの場合には、S12に進み、TOの値をエンジンの冷却水温Twと同値とする。
【0018】
S11にて、エンジン始動時もしくはECU12の初回通電時のいずれかでもないと判定されるとS13に進む。
【0019】
S13では、エンジンオイルとエンジン冷却水との熱流分TTWを、エンジン冷却水温度Twと、TTWSと、前回計算時のオイル温度TOn−1と、を用いて次式から算出する。
【0020】
【数1】
TTWn=(Tw−TOn−1)×TTWS …(1)
つまり、伝熱量は温度差と比例し、流速の関数であるので、エンジン回転数Neから求めたTTWSを乗算して求めるものである。
【0021】
図3は、TTWSの算出テーブルの特性例を示している。TTWSは、エンジン回転数Neに比例して大きな値となる。ここで、TTWSを算出する際にエンジン回転数Neを用いたのは、エンジン冷却水またはエンジン冷却水に接するシリンダブロック、シリンダヘッドと、エンジンオイルとの間に伝熱は、オイルポンプを回すエンジン回転数Neと比例するからである。また、オイルパンを伝わってくる分もあるが、それは、図3の特性に適宜下駄を履かせることで対応できる。
【0022】
S14では、エンジンオイルと燃焼との熱流分TTC(受熱補正値)を、エンジン冷却水温度Twと、TTCT及びTTCNとを用いて次式から算出する。
【0023】
【数2】
TTC=(TTCT−TOn−1)×TTCN …(2)
ここで、図4はTTCTの算出テーブルの特性例を示し、図5はTTCNの算出テーブルの特性例を示している。TTCTは、ピストンシリンダ壁の温度であり、燃焼温度と関係するので燃料噴射量Teとエンジン回転数Neとの積を用いて、図4の算出テーブルから求める。尚、燃料噴射量Teは運転状態に応じて決定されるものである。TTCNは伝熱のためのエンジンオイル流速で、エンジン回転数Neを用いて図5の算出テーブルから求める。
【0024】
S15では、エンジンオイルから外気への放熱分TTA(放熱補正値)を次式から算出する。
【0025】
【数3】
TTA=(TOn−1−Ta)×TTAVSP …(3)
ここで、Taは外気温センサ17の出力信号である外気温度、TTAVSPは車速センサ18の出力信号VSP(車速)から求める伝熱のための流速である。図6はTTAVSPの算出テーブルの特性例を示している。
【0026】
S16では、オイルパン内のエンジンオイル量、すなわちオイルレベルOLを読み込む。オイルレベルOLは、オイルレベルセンサ18の出力電圧をA/D変換して読み込んだものであり、オイルレベルセンサ18としては、例えばフロート+ポテンショメータ方式などが知られている。
【0027】
S17では、オイルレベル補正率KOLを、S16で読み込んだオイルレベルOLを用いて算出する。図7は、オイルレベル補正率KOLの算出テーブルの特性例を示している。
【0028】
そして、S18にて、オイル温度TOを次式から算出する。
【0029】
【数4】
TO=TOn−1+(TTWn+TTC−TTA)×KOL …(4)
このS18に示すオイル温度TOを算出する式は、エンジンオイルが、エンジン冷却水と燃焼によりピストンシリンダで暖められ、走行風(とエンジン冷却水)で冷却される現象をモデリングした式である。但し、オイルの熱容量はオイルレベルOLで異なるので、それにより温度の上昇下降の速度が変わることになる。その補正のため、温度変化分の合計(TTWn+TTC−TTA)にオイルレベル補正率KOLを乗算している。オイルレベルが高い(多い)程温度変化は遅くなるので、図7に示すオイルレベル補正率KOLの算出テーブルの特性は、オイルレベルOLが大きくなるとオイルレベル補正率KOLが小さくなるよう設定されている。
【0030】
図8は、エンジン冷却水温度Tw、オイル温度TO、エンジンオイルとエンジン冷却水との熱流分TTW、エンジンオイルと燃焼との熱流分TTC及びエンジンオイルから外気への放熱分TTA、の相関関係を示すタイミングチャートを示している。
【0031】
図8より、エンジン冷却水温度Twとオイル温度TOとの温度差が大きくなると、エンジンオイルとエンジン冷却水との熱流分TTWは小さくなる。また、TOが大きくなるとTTCTの温度差が小さくなるのでエンジンオイルと燃焼との熱流分TTCは小さくなる。そして、車両が走行を開始すると外気温Taは小さく(低く)なるので、エンジンオイルから外気への放熱分TTAは大きくなる。
【0032】
このようなエンジンオイル温度検出装置においては、エンジンオイルとエンジン冷却水との燃流分TTW、エンジンオイルと燃焼との熱流分TTC、エンジンオイルから外気への放熱分TTA及びオイルレベルOLに応じたオイルレベル補正率KOL、を用いることにより、オイル温度TOを精度良く推定することができる。詳述すれば、エンジンオイルから外気への放熱分TTAは、エンジンオイルの温度が低い場合の精度を向上に寄与し、エンジンオイルと燃焼との熱流分TTCは、エンジンオイルの温度が高い場合の精度を向上に寄与している。
【0033】
そのため、いかなるエンジン運転履歴や環境変化の履歴であっても、オイル温度TOを用いて行う燃料系システム診断の誤診断を防止することができる。
【0034】
また、オイルレベル補正率KOLを用いてオイル温度TOを算出することにより、メンテナンスフリー等に対応し、オイルパン内のエンジンオイルの油量変化が大きいエンジンであっても精度良くオイル温度TOを推定することができる。また、オイルレベルセンサは一般にメンテナンス用として設定してあるものがあり、それを併用することでコストアップすることもない。
【0035】
尚、上述したオイル温度検出装置においては、エンジンオイルから外気への放熱分TTAを算出する際に、外気温センサ17の出力信号をそのまま外気温度Taとして用いていたが、ラジエターで暖められた空気がオイルパンに当たる場合を想定して、上述した図2のS15で用いるTaに代えて推定オイル回り温度Taoに用いてもよい。
【0036】
推定オイル回り温度Taoは、図9に示すフローチャートに従って算出されるものであって、まずS21で外気温センサ17の出力信号から外気温度Taを読み込む。S22では、ラジエター温度TLを算出する(詳細は後述)。そして、ステップ23にて、オイル回り温度Taoを次式から算出する。
【0037】
【数5】
Tao=Ta+(TL−Ta)WT …(5)
この式(5)は、ラジエター温度TLと外気温度Taとを用いてその間の値を求める内分式であり、温度上昇係数WTは、内分比の意味である。
【0038】
ここで、上述したラジエター温度TLは、図10に示すフローチャートに従って算出される。
【0039】
S31では、エンジン始動時か否かを判定し、エンジン始動時の場合には、S32に進み、ラジエター温度TLの初期値TLを算出する。初期値TLは、エンジン冷却水温度Twと外気温Taとから推定するが、これらの温度の間の温度となるように設定すればよく、例えば図9同様に内分比を用いて算出すればよい。
【0040】
S33では、エンジン冷却水温度Twを用い、図11に示す算出テーブルからラジエター温割合TLHGを算出する。このラジエター温割合TLHGは、ラジエター温度の平衡値が外気温Taとエンジン冷却水温Twの間の何割のところにくるかという意味の内分係数である。
【0041】
そして、S34では、外気温Taと、エンジン冷却水温Twと、ラジエター温割合TLHGと、車速冷却係数KVSPとDを用いて次式からラジエター温平衡値THLを算出する。
【0042】
【数6】
TLH=Ta+(Tw−Ta)TLHG−KVSP(TLn−1−Ta)…(6)
ここで、式(6)中のKVSP(TLn−1−Ta)は車速風で冷却される分の温度低下量であり、車速VSPを用い図12の算出テーブルから算出される車両冷却係数KVSPと、前回のラジエター温度TLn−1と外気温Taとの温度差とととの積で表される。
【0043】
そして、S35にて、ラジエター温度TLを次式から算出する。
【0044】
【数7】
TL=TLn−1+(TLH−TLn−1)KTL …(7)
これは一時遅れの式であり、KTLが時定数の代わりに変化速度を決めるための定数である。
【0045】
また、オイルパンにラジエータファンの風が多く当たる車両では、オイル温度TOの精度を高めるために、図13に示すように、ラジエータファンのON/OFFを判定し、ラジエターファンがONのときには、車速VSPに所定値MFSPを加えたVSOPを車速VSPの代わりに用いて、上述した図6のTTAVSP算出テーブルからTTAVSPを算出するようにしてもよい。
【0046】
すなわち、S41ではラジエータファンのON/OFFを判定し、ラジエターファンONのときには、S42に進み、オイルパンに当たるラジエターファンの風に関する補正量としての所定値MFSPを車速VSP加え、VSOPを算出する。ラジエターファンOFFのときには、S43に進み、VSOP=VSPとする。そして、図13に示すフローチャートで算出されたVSOPをVSPの代わりに用いて、図6に示すTTAVSP算出テーブルからTTAVSP算出するようにしてもよい。尚、ここでは電動ファンの例を示したが、2系統ラジエターファンや、ベルトで直接駆動するメカニカルラジファンでもそれに合った算出をしてやれば、オイルパンに当たる風量の影響を小さくすることが可能となる。例えば、メカニカルファンでは、エンジン回転数に応じて車速VSPに加算する風量の補正値を求めればよい。
【0047】
次に本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態は、空燃比制御を行っているエンジンに、上述した第1実施形態におけるオイル温度検出装置を搭載し、オイル温度検出装置で算出されたオイル温度TOに応じて燃料噴射パルス幅Tiの補正を行っている。燃料噴射パルス幅Tiは、エンジンの運転状態によって決定される燃料噴射量Te用いて算出されるものである。
【0048】
図14は、燃料噴射パルス幅Tiの補正に用いるオイル希釈燃料量OFの推定手順を示すフローチャートであり、所定時間毎に実行されるものである。
【0049】
第1サブルーティン(詳細は後述)からなるS51では、オイル希釈燃料量の増加量Aを算出する。
【0050】
第2サブルーティン(詳細は後述)からなるS52では、オイル希釈燃料量の減少割合Bを算出する。
【0051】
S53では、S51で算出されたオイル希釈燃料量の増加量Aと、S52で算出されたオイル希釈燃料量の減少割合Bとを用いて、オイル希釈燃料量の変化量COFを算出する。ここでOFn−1は、前回算出されたオイル希釈燃料量である。そして、S54にて、オイル希釈燃料量OFを算出する。
【0052】
図15に、上述した第1サブルーティン内の制御の流れを示す。
【0053】
S61では、MOFDマップ(後述)を参照し、増加量Aの増加率である燃料落ち割合Cを算出する。図16に、MOFDマップの特性例を示す。このMOFDマップは、シリンダ壁温TCとエンジン回転数Neとから、燃料落ち割合Cを算出するものであって、エンジン回転数が低いほど燃料落ち割合Cは大きくなり、また、シリンダ壁温TCが低いほど燃料落ち割合Cは大きくなっている。これは、エンジンが低回転では、ガス流動が小さくなり、燃料の気化微粒化が悪く、壁面に燃料が付着し易くなると考えられるためである。また、シリンダ壁温TCに関しては、燃料の揮発特性による。
【0054】
S62では、負荷補正テーブル(後述)を参照し、負荷補正率Dを算出する。図17に、負荷補正テーブルの特性例を示す。負荷補正テーブルは、エンジン負荷としてエアフローメータ8の出力より得られる吸入空気量Qaとエンジン回転数Neとから求まる基本噴射量Tp(後述)から負荷補正率Dを算出するものであって、高負荷ほど燃焼室2での燃料の未燃分割合が多いため、負荷補正率Dは大きな値となる。これは圧力により燃料揮発性が変わることが影響すると考えられるためである。
【0055】
S63では、燃料落ち割合C、負荷補正率D、エンジン回転数Ne及びエンジン負荷としてエンジンの運転状態によって決定される燃料噴射量Teを用いて増加量Aを算出する。
【0056】
尚、燃料落ち割合Cを算出する際に用いるシリンダ壁温TCは、推定値でも温度センサをシリンダに埋め込んで直接シリンダ壁の温度を検出したものであってもよい。
【0057】
図18に、上述した第2サブルーティン内の制御の流れを示す。この第2サブルーティンでは、S71にて、MOFUマップ(後述)を参照して、エンジンオイルからのオイル希釈燃料の蒸発率である減少割合Bを算出する。図19に、MOFUマップの特性例を示す。このMOFUマップは、オイル温度TOとエンジン回転数Neとから減少割合Bを算出するものであり、オイル温度TOは、上述した図2のフローチャートに従って算出されたものを用いる。
【0058】
減少割合Bとオイル温度TOとの相関性は、燃料の揮発性により、オイル温度TOが高いほど減少割合Bが大きくなる。また、減少割合とエンジン回転数Neとの相関性は、オイルポンプによるオイルの循環撹拌や、クランクシャフトのカウンターウェイトによるオイル撹拌により、エンジンオイル内の燃料の蒸発が促進されされることから、エンジン回転数Neが高いほど減少割合Bが大きくなる。
【0059】
次にオイル温度TOを用いて算出されたオイル希釈燃料量OFを用いた内燃機関の制御装置の制御の流れを図20に示す。
【0060】
S91では、基本噴射量Tpを算出する。基本噴射量Tpは、エンジン回転数Neとエアフローメータ8出力より得られる吸入空気量Qaとを用い、エンジン1回転当たりの吸入空気量(Qa/Ne)に所定の定数Kを掛けることによって算出される。ここで、基本噴射量Tpは、上述した燃料噴射量Teの算出の基になるものでエンジン負荷の代表値である。
【0061】
S92では、エンジン回転数Neとスロットルバルブ開度が割付られたマップから空燃比補正係数KMRを算出する。尚、空燃比補正係数KMRを算出するマップは、ECU12内に予め記憶させてある。
【0062】
S93では、エンジン冷却水温Twが割付られたテーブルから水温増量補正係数KTWを算出する。尚、水温増量補正係数KTWを算出するテーブルは、ECU12内に予め記憶させてある。
【0063】
S94では、オイル落ち割合Cと負荷補正率Dを用いて、目標燃空比相当量TFBYAを次式から算出する。
【0064】
【数8】
TFBYA=1+KMR+KTR+(C×D×GUB) …(8)
ここで、GUBは、排気系への排出分をH1、オイル希釈燃料分をH2とすると、GUB=(H1+H2)/H2となるように設定されているものであって、例えば1.6程度の値となる。つまり、オイル落ち割合Cと負荷補正率Dの積にGUBを乗ずるのは、シリンダ壁に付着した燃料には、ピストンに掻き落とされてエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料となるものと、燃焼せずに排気系から捨てられるものとがあるので、その分を見込んで所定の定数GUBを乗じているのである。
【0065】
S95では、燃料噴射量Teを次式から算出する。
【0066】
【数9】
Te=Tp×TFBYA×α×αm×KTR …(9)
ここで、αは空燃比フィードバック補正係数であり、本フローチャートとは別のフローチャートによって、酸素濃度センサ13の出力信号を基に算出される。そして、αmは上記αに基づいて算出される空燃比学習補正係数、KTRは壁流燃料の補正量を表す過渡補正係数である。
【0067】
S96では、上述した燃料噴射量Teを噴射するのに要するパルス幅である燃料噴射パルス幅Tiを次式から算出する。
【0068】
【数10】
Ti=Te×KWJ+Ts …(10)
ここで、KWJは噴射量補正係数、Tsは燃料噴射弁11の通電時間と実際の噴射時間との差の補正量である無効パルス幅である。
【0069】
そして、S97で燃料噴射パルス幅Tiを出力して、燃料噴射弁11が燃料噴射パルス幅Tiで燃料噴射を行うよう制御する。
【0070】
このように、オイル温度TOを燃料噴射パルス幅Tiの制御パラメータとして用いる内燃機関の制御装置においては、オイル温度TOの精度が燃料噴射パルス幅Tiの精度に影響することになる。すなわち、オイル温度TOの精度の向上により、燃料噴射パルス幅Tiの精度を向上させることができる。
【0071】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
【0072】
現在、多くの自動車では、低濃度のアルコールが入ったガソリンを燃焼させるこができる。また、近年、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)と言われる自動車も広く知られるところとなっている。
【0073】
このようなフレキシブルフューエルビークル(FFV)においては、アルコール濃度センサを用いないシステムが実現されており、その場合、空燃比の変化を用いてアルコール濃度を推定しており、オイルからの蒸発燃料は外乱となることから、燃料蒸発の重要なパラメータとなるエンジンオイル温度の正確な値が望まれる。
【0074】
そこで、この第3実施形態では、アルコールを含む燃料を用いる内燃機関に、上述した第1実施形態及び第2実施形態の技術を適用した場合について説明する。
【0075】
アルコール燃料は、C(炭素)、H(水素)、O(酸素)の原子数からガソリンに比べ、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る。そこで、酸素濃度センサ13の検出値を利用して、可及的速やかに、かつ精度良く燃料の内のアルコール濃度を予測する。
【0076】
図21は、この第3実施形態は、オイル温度TOを用いたアルコール濃度推定の制御の流れを示すフローチャートである。
【0077】
S101で、本フローチャートとは別のフローチャートにより酸素濃度センサ13の出力信号を基に算出された空燃比フィードバック補正係数αを読み込む。
【0078】
S102では。学習条件が成立しているか否かを判定し、学習条件が成立している場合には、S103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。学習条件が成立していない場合には、各αmマップ値のマップ値の書き換えを行わずにS104に進む。
【0079】
S104では、現在の各運転領域毎のαmマップを参照し、各運転領域毎のαmを求める。
【0080】
次に、S105では、上述した図14のフローチャートで算出されたオイル希釈燃料量OFが、所定の推定許可希釈量LOF♯より少ないかどうかを判定する。
【0081】
S106では、上述した図14のフローチャートで算出された変化量COFの絶対値が所定の推定許可希釈変化量LCOF♯より少ないかどうかを判定する。
【0082】
S105及びS106で、オイル希釈燃料量OF及び変化量COFの絶対値がいずれもが目標値(LOF♯及びLCOF♯)より小さい場合、エンジンオイルからの蒸発燃料の影響が少ないとみなし、アルコール濃度推定を許可するパスに移行するが、アルコール濃度推定では、他にも許可条件(S107)が必要であり、本実施形態においては、エンジン冷却水温、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ときに、アルコール濃度を推定する。
【0083】
S108では、各運転領域別のαmのうち代表的な回転負荷領域のαmの平均値を計算する。すなわち4領域程度のαmの平均値を算出し、その結果を用い、図22に示すテーブルからアルコール濃度を算出する。ここで、上述した4領域は、エンジンとしての使用頻度の比較的高い領域で、あまり小さな吸入空気量でない領域を選択しているが、これは学習の頻度を確保し、例えばエンジンオイルから蒸発するオイル希釈燃料の影響を受けにくい比較的大きな空気量領域を選択するものである。
【0084】
図22においては、αmの平均値に対して、アルコール濃度は不感帯を持つ特性となっているが、これは、ガソリン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)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、上記制御値としては、点火時期関連、燃料の壁流補正関連、いわゆるλコントコントロールの3元点調整定数、冷機増量関連等が挙げられ、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。
【0085】
このような第3実施形態においても、オイル温度TOの精度を高めることによって、アルコール濃度を精度良く推定することが可能となり、フレキシブルフューエルビークルにおける排気性能や運転性を向上させることができる。
【0086】
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。
【0087】
(1) オイル温度検出装置は、エンジンオイルから外気への放熱分となる放熱補正値を外気温もしくは車両速度の少なくともどちらか一方の値を用いて算出する放熱補正値算出手段を有し、この放熱補正値を用いてエンジンオイル温度を推定する。これによって、エンジンオイル温度の精度を高めることができる。
【0088】
(2) 上記(1)に記載のオイル温度検出装置において、内燃機関の燃焼に伴いエンジンオイルへの受熱分となる受熱補正値を、エンジン負荷に関する信号を用いて算出する受熱補正値算出手段を有し、受熱補正値及び放熱補正値を用いてエンジンオイル温度を推定する。これによって、エンジンオイル温度の精度を更に高めることができる。
【0089】
(3) 上記(1)または(2)に記載のオイル温度検出装置において、推定されるエンジンオイル温度は、オイルパン内のエンジンオイル油量に応じて補正される。これによって、油量変化の大きいエンジンであっても精度よくオイル温度を推定することができる。
【0090】
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載のオイル温度検出装置において、外気温として、ラジエターを通過した外気の温度を用いる。これによて、ラジエターで暖められた空気がオイルパンに当たる場合でも、精度よくオイル温度を推定することができる。
【0091】
(5) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載のオイル温度検出装置において、車両速度は、ラジエターファンの稼働状態に応じて補正されている。これによって、ラジエターファンの風がオイルパンに当たる場合でも、精度よくオイル温度を推定することができる。
【0092】
(6) 内燃機関の制御装置は、上記(1)〜(5)のいずれかに記載のオイル温度検出装置により算出されたオイル温度を用いて内燃機関を制御する。これによって、いかなるエンジン運転履歴や環境変化の履歴であっても、オイル温度TOを用い行う燃料系のシステム診断の誤診断を防止することができる。
【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】本発明に係るオイル温度検出装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図3】TTWS算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図4】TTCT算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図5】TTCN算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図6】TTAVSP算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図7】KOL算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図8】Tw、TO、TTW、TTC、TTAの相関関係を示すタイミングチャート。
【図9】推定オイル回り温度Taoの予測制御を示すフローチャート。
【図10】ラジエター温度TLの予測制御を示すフローチャート。
【図11】TLGH算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図12】KVSP算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図13】VSPに代わるVSOPを算出する制御の流れを示すフローチャート。
【図14】オイル希釈燃料量OFを算出するための制御の流れを示すフローチャート。
【図15】図14の第1サブルーティンの制御の流れを示すフローチャート。
【図16】MOFDマップの特性例を示す説明図。
【図17】負荷補正テーブルの特性例を示す説明図。
【図18】図14の第2サブルーティンの制御の流れを示すフローチャート。
【図19】MOFUマップの特性例を示す説明図。
【図20】実燃料噴射パルス幅TIを算出する制御の流れを示すフローチャート。
【図21】アルコール濃度推定の制御の流れを示すフローチャート。
【図22】アルコール濃度算出テーブル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(ECU)
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…外気温センサ
18…オイルレベルセンサ
19…車速センサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil temperature detection device and a control device for an internal combustion engine using the same.
[0002]
[Prior art]
In the control of an internal combustion engine, the necessity of the engine oil temperature has conventionally been low. However, with the advancement of the self-diagnosis system in recent years, there are increasing examples of using the signal thereof. For example, oil-diluted fuel that leaks from a gap between a piston and a cylinder and dilutes engine oil, when the leakage flow rate is large, becomes empty when the oil-diluted fuel evaporates from the engine oil and is drawn into the intake system from the blow-by system. It is known that the fuel ratio becomes excessively rich (fuel rich) and adversely affects fuel system diagnosis using the air-fuel ratio.
[0003]
Therefore, a technique for estimating the engine oil temperature using the engine rotation speed and the engine load based on the cooling water temperature has been proposed (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-08-177599 (page 2, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional engine oil estimating method has a problem that the temperature prediction accuracy in a vehicle mounted state is actually poor. That is, in the case of a vehicle, the exchange of heat between the engine oil temperature and the water temperature is, of course, large, but in many cases, it cannot be determined only by the heat reception and heat radiation from the pistons and cylinders. Since the temperature and the wind speed contribute to the cooling of the oil, there is a problem that the influence of the vehicle speed and the outside air temperature becomes very large, and the accuracy of the temperature prediction deteriorates.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the oil temperature detection device of the present invention has a heat radiation correction value calculation unit that calculates a heat radiation correction value that is a heat radiation amount from the engine oil to the outside air using at least one of the outside air temperature and the vehicle speed. , The engine oil temperature is estimated using the heat radiation correction value.
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, the accuracy of the engine oil temperature can be improved by estimating the engine oil temperature using the heat radiation from the engine oil to the outside air.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention. An intake passage 4 is connected to the combustion chamber 2 of the engine body 1 via an intake valve 3, and an exhaust passage 6 is connected to the combustion chamber 2 via an exhaust valve 5.
[0009]
In the intake passage 4, an air cleaner 7, an air flow meter 8 for detecting an intake air amount, a throttle valve 9 for controlling the intake air amount, and a fuel injection valve 11 for injecting fuel during intake are arranged.
[0010]
The fuel injection valve 11 injects and supplies fuel during intake so as to attain a predetermined air-fuel ratio in accordance with an operation condition by an injection command signal from an engine control unit 12 (hereinafter, referred to as ECU).
[0011]
An oxygen concentration sensor 13 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a three-way catalyst 14 are provided in the exhaust passage 6.
[0012]
The three-way catalyst 14 can simultaneously purify NOx, HC, and CO in exhaust gas with the maximum conversion efficiency when the air-fuel ratio is in a so-called window centered on the stoichiometric air-fuel ratio. Based on the output from the oxygen concentration sensor 13 provided in the above, feedback control of the air-fuel ratio is performed so that the exhaust air-fuel ratio fluctuates at a constant cycle within the above-mentioned window.
[0013]
The ECU 12 also includes a water temperature sensor 15 for detecting the temperature of the cooling water of the engine body 1, a crank angle sensor 16 for detecting the engine speed, an outside air temperature sensor 17 for detecting the outside air temperature, and an oil level in the oil pan. Signals from an oil level sensor 18 and a vehicle speed sensor 19 for detecting the vehicle speed are input.
[0014]
Here, during the operation of the engine, when a part of the fuel adheres to the inner wall surface of the cylinder and leaks from the gap between the piston and the cylinder to dilute the engine oil, so-called oil dilution occurs. If the diluted fuel evaporates from the engine oil and is drawn into the intake system from the blow-by system or the like, the air-fuel ratio becomes excessively rich (fuel rich), which may adversely affect drivability and exhaust performance. There is.
[0015]
Since the evaporation of the oil dilution fuel from the engine oil greatly depends on the oil temperature of the engine oil, the engine oil temperature detection device according to the first embodiment of the present invention estimates the oil temperature TO of the engine oil by the following procedure.
[0016]
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of the engine oil temperature detecting device according to one embodiment of the present invention.
[0017]
In step 11 (hereinafter simply referred to as S), it is determined whether or not the engine has been started or the ECU 12 has been initially energized. To make the value of TO 0 the same as the engine cooling water temperature Tw.
[0018]
If it is determined in S11 that it is neither when the engine is started nor when the ECU 12 is first energized, the process proceeds to S13.
[0019]
In S13, the heat flow TTW between the engine oil and the engine coolant is calculated from the following equation using the engine coolant temperature Tw, TTWS, and the oil temperature TOn -1 at the previous calculation.
[0020]
(Equation 1)
TTWn = (Tw−TO n−1 ) × TTWS (1)
That is, since the heat transfer amount is proportional to the temperature difference and is a function of the flow velocity, it is obtained by multiplying the TTWS obtained from the engine speed Ne.
[0021]
FIG. 3 shows a characteristic example of the TTWS calculation table. TTWS becomes a large value in proportion to the engine speed Ne. Here, when calculating the TTWS, the engine speed Ne was used because the engine coolant or the cylinder block and the cylinder head in contact with the engine coolant and the heat transfer between the engine oil and the engine oil were performed by turning the oil pump. This is because the rotation speed is proportional to Ne. In addition, there is a portion that is transmitted through the oil pan, but this can be dealt with by appropriately fitting a clog to the characteristics shown in FIG.
[0022]
In S14, the heat flow TTC (heat receiving correction value) between the engine oil and the combustion is calculated from the following equation using the engine coolant temperature Tw, TTCT, and TTCN.
[0023]
(Equation 2)
TTC n = (TTCT−TO n−1 ) × TTCN (2)
Here, FIG. 4 shows a characteristic example of the TTCT calculation table, and FIG. 5 shows a characteristic example of the TTCN calculation table. TTCT is the temperature of the piston cylinder wall, and is related to the combustion temperature. Therefore, TTCT is obtained from the calculation table of FIG. 4 using the product of the fuel injection amount Te and the engine speed Ne. Note that the fuel injection amount Te is determined according to the operating state. TTCN is the engine oil flow velocity for heat transfer, which is obtained from the calculation table in FIG. 5 using the engine speed Ne.
[0024]
In S15, a heat radiation amount TTA (heat radiation correction value) from the engine oil to the outside air is calculated from the following equation.
[0025]
[Equation 3]
TTA n = (TO n−1 −Ta) × TTAVSP (3)
Here, Ta is an outside air temperature which is an output signal of the outside air temperature sensor 17, and TTAVSP is a flow rate for heat transfer obtained from an output signal VSP (vehicle speed) of the vehicle speed sensor 18. FIG. 6 shows a characteristic example of the TTAVSP calculation table.
[0026]
In S16, the engine oil amount in the oil pan, that is, the oil level OL is read. The oil level OL is obtained by A / D-converting and reading the output voltage of the oil level sensor 18. As the oil level sensor 18, for example, a float + potentiometer system is known.
[0027]
In S17, the oil level correction factor KOL is calculated using the oil level OL read in S16. FIG. 7 shows a characteristic example of the calculation table of the oil level correction rate KOL.
[0028]
Then, in S18, the calculated oil temperature TO n from the following equation.
[0029]
(Equation 4)
TO n = TO n-1 + (TTWn + TTC n -TTA n) × KOL ... (4)
Formula for calculating the oil temperature TO n shown in S18, the engine oil is warmed by the piston cylinder by the combustion and engine coolant, is an equation that models the phenomenon that is cooled by running wind (engine cooling water). However, since the heat capacity of the oil differs depending on the oil level OL, the rate at which the temperature rises and falls varies accordingly. For the correction, which multiplies the oil level correction factor KOL to the sum of the change in temperature (TTWn + TTC n -TTA n) . Since the temperature change becomes slower as the oil level increases (increases), the characteristics of the calculation table of the oil level correction rate KOL shown in FIG. 7 are set so that the oil level correction rate KOL decreases as the oil level OL increases. .
[0030]
FIG. 8 shows the correlation among the engine coolant temperature Tw, the oil temperature TO, the heat flow TTW between the engine oil and the engine coolant, the heat flow TTC between the engine oil and the combustion, and the heat release TTA from the engine oil to the outside air. FIG.
[0031]
As shown in FIG. 8, when the temperature difference between the engine coolant temperature Tw and the oil temperature TO increases, the heat flow TTW between the engine oil and the engine coolant decreases. Also, as TO increases, the temperature difference between TTCT decreases, and the heat flow TTC between engine oil and combustion decreases. Then, when the vehicle starts running, the outside air temperature Ta becomes small (low), so the amount of heat radiation TTA from the engine oil to the outside air increases.
[0032]
In such an engine oil temperature detection device, the fuel flow TTW between the engine oil and the engine cooling water, the heat flow TTC between the engine oil and the combustion, the heat radiation TTA from the engine oil to the outside air, and the oil level OL are used. By using the oil level correction factor KOL, the oil temperature TO can be accurately estimated. More specifically, the heat radiation TTA from the engine oil to the outside air contributes to the improvement of the accuracy when the temperature of the engine oil is low, and the heat flow TTC between the engine oil and the combustion increases when the temperature of the engine oil is high. It contributes to improving accuracy.
[0033]
Therefore, it is possible to prevent erroneous diagnosis of the fuel system diagnosis performed using the oil temperature TO, regardless of the history of engine operation or the history of environmental change.
[0034]
Further, by calculating the oil temperature TO using the oil level correction factor KOL, the oil temperature TO is accurately estimated even in the case of an engine in which the amount of engine oil in the oil pan is large, corresponding to maintenance-free operation. can do. In addition, some oil level sensors are generally set for maintenance, and using them together does not increase the cost.
[0035]
In the oil temperature detecting device described above, the output signal of the outside air temperature sensor 17 is used as it is as the outside air temperature Ta when calculating the heat radiation TTA from the engine oil to the outside air, but the air heated by the radiator is used. May be used for the estimated oil surrounding temperature Tao instead of Ta used in S15 of FIG.
[0036]
The estimated oil surrounding temperature Tao is calculated according to the flowchart shown in FIG. 9, and first reads the outside air temperature Ta from the output signal of the outside air temperature sensor 17 in S21. In S22, the radiator temperature TL is calculated (details will be described later). Then, in step 23, the oil surrounding temperature Tao is calculated from the following equation.
[0037]
(Equation 5)
Tao = Ta + (TL−Ta) WT (5)
This equation (5) is an internal division equation for obtaining a value between the radiator temperature TL and the outside air temperature Ta, and the temperature rise coefficient WT means an internal division ratio.
[0038]
Here, the above-described radiator temperature TL is calculated according to the flowchart shown in FIG.
[0039]
In S31, it determines whether the time of starting the engine, in the case of starting the engine, the flow proceeds to S32, calculates an initial value TL 0 radiator temperature TL. The initial value TL 0 is estimated from the engine coolant temperature Tw and the outside air temperature Ta, be calculated using may be set such that the temperature between these temperatures, for example, FIG. 9 likewise internal ratio Just fine.
[0040]
In S33, the radiator temperature ratio TLHG is calculated from the calculation table shown in FIG. 11 using the engine coolant temperature Tw. The radiator temperature ratio TLHG is an internal division coefficient that means what percentage of the radiator temperature equilibrium value is between the outside air temperature Ta and the engine cooling water temperature Tw.
[0041]
In S34, the radiator temperature equilibrium value THL is calculated from the following equation using the outside air temperature Ta, the engine cooling water temperature Tw, the radiator temperature ratio TLHG, and the vehicle speed cooling coefficients KVSP and D.
[0042]
(Equation 6)
TLH n = Ta + (Tw- Ta) TLHG-KVSP (TL n-1 -Ta) ... (6)
Here, KVSP (TL n−1 −Ta) in the equation (6) is a temperature reduction amount for cooling by the vehicle speed wind, and the vehicle cooling coefficient KVSP calculated from the calculation table of FIG. 12 using the vehicle speed VSP. And the temperature difference between the previous radiator temperature TL n−1 and the outside air temperature Ta.
[0043]
Then, in S35, the radiator temperature TL is calculated from the following equation.
[0044]
(Equation 7)
TL = TLn -1 + (TLH-TLn -1 ) KTL (7)
This is a temporary delay equation, and is a constant for KTL to determine a changing speed instead of a time constant.
[0045]
In addition, in a vehicle in which the wind of the radiator fan hits the oil pan a lot, the ON / OFF of the radiator fan is determined as shown in FIG. 13 to improve the accuracy of the oil temperature TO. The TTAVSP may be calculated from the TTAVSP calculation table of FIG. 6 described above by using the VSOP obtained by adding the predetermined value MFSP to the VSP instead of the vehicle speed VSP.
[0046]
That is, in S41, ON / OFF of the radiator fan is determined. When the radiator fan is ON, the process proceeds to S42, in which a predetermined value MFSP as a correction amount relating to the wind of the radiator fan hitting the oil pan is added to the vehicle speed VSP to calculate VSOP. When the radiator fan is OFF, the process proceeds to S43, where VSOP = VSP. Then, VTAVSP may be calculated from the TTAVSP calculation table shown in FIG. 6 by using the VSOP calculated in the flowchart shown in FIG. 13 instead of the VSP. Although the example of the electric fan is shown here, the influence of the air volume hitting the oil pan can be reduced by performing calculations in accordance with a two-system radiator fan or a mechanical radiant fan directly driven by a belt. . For example, in a mechanical fan, a correction value of the air volume to be added to the vehicle speed VSP according to the engine speed may be obtained.
[0047]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the engine performing the air-fuel ratio control is equipped with the oil temperature detection device according to the first embodiment described above, and the fuel injection pulse width is determined according to the oil temperature TO calculated by the oil temperature detection device. Correction of Ti is performed. The fuel injection pulse width Ti is calculated using the fuel injection amount Te determined according to the operating state of the engine.
[0048]
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for estimating the oil dilution fuel amount OF used for correcting the fuel injection pulse width Ti, which is executed at predetermined time intervals.
[0049]
In S51 comprising the first subroutine (details will be described later), an increase amount A of the oil dilution fuel amount is calculated.
[0050]
In S52 composed of the second subroutine (details will be described later), the reduction ratio B of the oil dilution fuel amount is calculated.
[0051]
In S53, the change amount COF of the oil dilution fuel amount is calculated using the increase amount A of the oil dilution fuel amount calculated in S51 and the decrease ratio B of the oil dilution fuel amount calculated in S52. Here, OF n-1 is the oil dilution fuel amount calculated last time. Then, in S54, the oil dilution fuel amount OF is calculated.
[0052]
FIG. 15 shows a flow of control in the first subroutine described above.
[0053]
In S61, a fuel drop rate C, which is an increase rate of the increase amount A, is calculated with reference to a MOFD map (described later). FIG. 16 shows a characteristic example of the MOFD map. This MOFD map is for calculating the fuel drop rate C from the cylinder wall temperature TC and the engine speed Ne. The lower the engine speed, the larger the fuel drop rate C, and the lower the cylinder wall temperature TC. The lower the lower, the higher the fuel drop rate C. This is because it is considered that when the engine is running at a low speed, the gas flow is small, the fuel is poorly vaporized and atomized, and the fuel easily adheres to the wall surface. The cylinder wall temperature TC depends on the fuel volatilization characteristics.
[0054]
In S62, a load correction ratio D is calculated with reference to a load correction table (described later). FIG. 17 shows a characteristic example of the load correction table. The load correction table is for calculating a load correction rate D from a basic injection amount Tp (described later) obtained from an intake air amount Qa obtained from an output of the air flow meter 8 and an engine speed Ne as an engine load. As the unburned fuel ratio in the combustion chamber 2 increases, the load correction rate D increases. This is because it is considered that the fuel volatility changes depending on the pressure.
[0055]
In S63, the increase amount A is calculated using the fuel drop rate C, the load correction rate D, the engine speed Ne, and the fuel injection amount Te determined by the operating state of the engine as the engine load.
[0056]
The cylinder wall temperature TC used for calculating the fuel drop rate C may be an estimated value or a value obtained by directly detecting the temperature of the cylinder wall by embedding a temperature sensor in the cylinder.
[0057]
FIG. 18 shows a control flow in the second subroutine described above. In the second subroutine, in S71, a reduction ratio B, which is an evaporation rate of oil-diluted fuel from engine oil, is calculated with reference to a MOFU map (described later). FIG. 19 shows a characteristic example of the MOFU map. This MOFU map is used to calculate the decrease rate B from the oil temperature TO and the engine speed Ne, and the oil temperature TO is calculated according to the flowchart of FIG. 2 described above.
[0058]
The correlation between the decrease rate B and the oil temperature TO is such that the higher the oil temperature TO, the greater the decrease rate B due to the volatility of the fuel. In addition, the correlation between the decrease rate and the engine speed Ne is that the evaporation of the fuel in the engine oil is promoted by the oil stirring by the oil pump and the oil stirring by the counterweight of the crankshaft. The higher the rotation speed Ne, the greater the decrease rate B.
[0059]
Next, FIG. 20 shows a control flow of the control device of the internal combustion engine using the oil dilution fuel amount OF calculated using the oil temperature TO.
[0060]
In S91, the basic injection amount Tp is calculated. The basic injection amount Tp is calculated by multiplying the intake air amount per engine revolution (Qa / Ne) by a predetermined constant K using the engine speed Ne and the intake air amount Qa obtained from the output of the air flow meter 8. You. Here, the basic injection amount Tp is a representative value of the engine load, which is a basis for calculating the fuel injection amount Te described above.
[0061]
In S92, an air-fuel ratio correction coefficient KMR is calculated from a map to which the engine speed Ne and the throttle valve opening are assigned. The map for calculating the air-fuel ratio correction coefficient KMR is stored in the ECU 12 in advance.
[0062]
In S93, a water temperature increase correction coefficient KTW is calculated from the table to which the engine cooling water temperature Tw is allocated. The table for calculating the water temperature increase correction coefficient KTW is stored in the ECU 12 in advance.
[0063]
In S94, the target fuel-air ratio equivalent amount TFBYA is calculated from the following equation using the oil drop rate C and the load correction rate D.
[0064]
(Equation 8)
TFBYA = 1 + KMR + KTR + (C × D × GUB) (8)
Here, GUB is set so that GUB = (H1 + H2) / H2, where H1 is the discharge amount to the exhaust system and H2 is the oil dilution fuel amount. Value. In other words, the product of the oil drop rate C and the load correction rate D is multiplied by GUB because the fuel adhering to the cylinder wall includes fuel that is scraped by the piston and becomes oil-diluted fuel that dilutes engine oil, and burns. Some are discarded from the exhaust system, and are multiplied by a predetermined constant GUB in anticipation of that amount.
[0065]
In S95, the fuel injection amount Te is calculated from the following equation.
[0066]
(Equation 9)
Te = Tp × TFBYA × α × αm × KTR (9)
Here, α is an air-fuel ratio feedback correction coefficient, which is calculated based on the output signal of the oxygen concentration sensor 13 by a flowchart different from this flowchart. Αm is an air-fuel ratio learning correction coefficient calculated based on the above α, and KTR is a transient correction coefficient representing a correction amount of wall-flow fuel.
[0067]
In S96, the fuel injection pulse width Ti, which is the pulse width required to inject the above-described fuel injection amount Te, is calculated from the following equation.
[0068]
(Equation 10)
Ti = Te × KWJ + Ts (10)
Here, KWJ is an injection amount correction coefficient, and Ts is an invalid pulse width which is a correction amount of a difference between the energization time of the fuel injection valve 11 and the actual injection time.
[0069]
Then, in S97, the fuel injection pulse width Ti is output, and the fuel injection valve 11 is controlled to perform fuel injection with the fuel injection pulse width Ti.
[0070]
As described above, in the control device of the internal combustion engine using the oil temperature TO as a control parameter of the fuel injection pulse width Ti, the accuracy of the oil temperature TO affects the accuracy of the fuel injection pulse width Ti. That is, by improving the accuracy of the oil temperature TO, the accuracy of the fuel injection pulse width Ti can be improved.
[0071]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0072]
Currently, many cars can burn gasoline with low levels of alcohol. In recent years, a so-called flexible fuel vehicle (FFV), which can run on a mixed fuel of various compositions of alcohol and gasoline in addition to gasoline, has become widely known.
[0073]
In such a flexible fuel vehicle (FFV), a system that does not use an alcohol concentration sensor is realized. In this case, the alcohol concentration is estimated using a change in the air-fuel ratio, and the fuel evaporated from the oil is disturbed. Therefore, an accurate value of the engine oil temperature, which is an important parameter of fuel evaporation, is desired.
[0074]
Therefore, in the third embodiment, a case will be described in which the techniques of the first and second embodiments described above are applied to an internal combustion engine using a fuel containing alcohol.
[0075]
Alcohol fuel requires a large injection amount to obtain the same equivalence ratio as gasoline, based on the number of atoms of C (carbon), H (hydrogen), and O (oxygen). Therefore, using the detection value of the oxygen concentration sensor 13, the alcohol concentration in the fuel is predicted as quickly and accurately as possible.
[0076]
FIG. 21 is a flowchart showing a control flow of the alcohol concentration estimation using the oil temperature TO in the third embodiment.
[0077]
In S101, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α calculated based on the output signal of the oxygen concentration sensor 13 is read by a flowchart different from the present flowchart.
[0078]
In S102. It is determined whether or not the learning condition is satisfied. If the learning condition is satisfied, the process proceeds to S103, and the map value of the αm calculation map for each operation region is rewritten. If the learning condition is not satisfied, the process proceeds to S104 without rewriting the map value of each αm map value.
[0079]
In S104, αm for each operating region is determined with reference to the current αm map for each operating region.
[0080]
Next, in S105, it is determined whether or not the oil dilution fuel amount OF calculated in the above-described flowchart of FIG. 14 is smaller than a predetermined estimated allowable dilution amount LOF #.
[0081]
In S106, it is determined whether or not the absolute value of the change amount COF calculated in the above-described flowchart of FIG. 14 is smaller than a predetermined estimated allowable dilution change amount LCOF #.
[0082]
In S105 and S106, when the absolute values of the oil dilution fuel amount OF and the change amount COF are both smaller than the target values (LOF♯ and LCOF♯), it is considered that the influence of the fuel evaporated from the engine oil is small, and the alcohol concentration is estimated. In the alcohol concentration estimation, other permission conditions (S107) are necessary. In the present embodiment, the engine cooling water temperature, the time after engine start, the progress of the air-fuel ratio learning control, When conditions such as the refueling history are satisfied, the alcohol concentration is estimated.
[0083]
In S108, the average value of αm in the representative rotational load region among αm in each operation region is calculated. That is, the average value of αm in about four regions is calculated, and the result is used to calculate the alcohol concentration from the table shown in FIG. Here, the above-mentioned four regions are regions where the frequency of use as the engine is relatively high and a region where the amount of intake air is not too small is selected. This region secures the learning frequency and evaporates from the engine oil, for example. This is to select a relatively large air amount region that is not easily affected by the oil dilution fuel.
[0084]
In FIG. 22, the alcohol concentration has a characteristic of having a dead zone with respect to the average value of αm. This is because when a gasoline is charged or when a standard blend fuel (gasoline-alcohol fuel) is used. If it is entered, it is a characteristic set to use a stable control value (control constant). Here, the control values include ignition timing-related, fuel wall flow correction-related, so-called λ control control ternary point adjustment constant, cooling increase-related, and the like. If these values fluctuate, emission reproducibility deteriorates. Therefore, it is a dead zone.
[0085]
Also in the third embodiment, by increasing the accuracy of the oil temperature TO, the alcohol concentration can be accurately estimated, and the exhaust performance and drivability of the flexible fuel vehicle can be improved.
[0086]
The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above embodiments will be listed together with their effects.
[0087]
(1) The oil temperature detecting device has a heat radiation correction value calculating means for calculating a heat radiation correction value, which is a heat radiation amount from the engine oil to the outside air, using at least one of the outside air temperature and the vehicle speed. The engine oil temperature is estimated using the heat radiation correction value. Thereby, the accuracy of the engine oil temperature can be improved.
[0088]
(2) In the oil temperature detecting device according to the above (1), the heat receiving correction value calculating means for calculating a heat receiving correction value, which is a heat receiving component to the engine oil with the combustion of the internal combustion engine, using a signal related to the engine load. The engine oil temperature is estimated using the heat reception correction value and the heat release correction value. Thereby, the accuracy of the engine oil temperature can be further improved.
[0089]
(3) In the oil temperature detecting device according to (1) or (2), the estimated engine oil temperature is corrected according to the amount of engine oil in the oil pan. As a result, it is possible to accurately estimate the oil temperature even in an engine having a large oil amount change.
[0090]
(4) In the oil temperature detecting device according to any one of (1) to (3), the temperature of the outside air that has passed through the radiator is used as the outside temperature. Thus, the oil temperature can be accurately estimated even when the air heated by the radiator hits the oil pan.
[0091]
(5) In the oil temperature detection device according to any one of (1) to (4), the vehicle speed is corrected according to an operation state of the radiator fan. This makes it possible to accurately estimate the oil temperature even when the wind of the radiator fan hits the oil pan.
[0092]
(6) The control device for the internal combustion engine controls the internal combustion engine using the oil temperature calculated by the oil temperature detection device according to any one of the above (1) to (5). Thus, irrespective of the engine operation history and the history of environmental change, it is possible to prevent erroneous diagnosis of the fuel system diagnosis using the oil temperature TO.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of the oil temperature detection device according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTWS calculation table.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTCT calculation table.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTCN calculation table.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTAVSP calculation table.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a KOL calculation table.
FIG. 8 is a timing chart showing a correlation among Tw, TO, TTW, TTC, and TTA.
FIG. 9 is a flowchart showing a control for predicting an estimated oil surrounding temperature Tao.
FIG. 10 is a flowchart showing a control for predicting a radiator temperature TL.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TLGH calculation table.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a KVSP calculation table.
FIG. 13 is a flowchart showing a control flow for calculating a VSOP instead of a VSP.
FIG. 14 is a flowchart showing a control flow for calculating an oil dilution fuel amount OF.
FIG. 15 is a flowchart showing a control flow of a first subroutine of FIG. 14;
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a MOFD map.
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a characteristic example of a load correction table.
FIG. 18 is a flowchart showing a control flow of a second subroutine in FIG. 14;
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a MOFU map.
FIG. 20 is a flowchart showing a control flow for calculating an actual fuel injection pulse width TI.
FIG. 21 is a flowchart showing a flow of control of alcohol concentration estimation.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a characteristic example of an alcohol concentration calculation table.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine body 2 ... Combustion chamber 3 ... Intake valve 4 ... Intake passage 5 ... Exhaust valve 6 ... Exhaust passage 7 ... Air cleaner 8 ... Air flow meter 9 ... Throttle valve 11 ... Fuel injection valve 12 ... Engine control unit (ECU)
13 ... Oxygen concentration sensor 14 ... Three way catalyst 15 ... Water temperature sensor 16 ... Crank angle sensor 17 ... Outside air temperature sensor 18 ... Oil level sensor 19 ... Vehicle speed sensor

Claims (6)

エンジンオイルから外気への放熱分となる放熱補正値を外気温もしくは車両速度の少なくともどちらか一方の値を用いて算出する放熱補正値算出手段を有し、
この放熱補正値を用いてエンジンオイル温度を推定することを特徴とするオイル温度検出装置。
A heat radiation correction value calculating unit that calculates a heat radiation correction value serving as a heat radiation component from the engine oil to the outside air using at least one of the outside air temperature and the vehicle speed,
An oil temperature detecting device for estimating an engine oil temperature using the heat radiation correction value.
内燃機関の燃焼に伴いエンジンオイルへの受熱分となる受熱補正値を、エンジン負荷に関する信号を用いて算出する受熱補正値算出手段を有し、
受熱補正値及び放熱補正値を用いてエンジンオイル温度を推定することを特徴とする請求項1に記載のオイル温度検出装置。
A heat reception correction value calculation unit that calculates a heat reception correction value that is a heat reception component to engine oil with the combustion of the internal combustion engine using a signal related to the engine load,
The oil temperature detection device according to claim 1, wherein the engine oil temperature is estimated using the heat reception correction value and the heat radiation correction value.
推定されるエンジンオイル温度は、オイルパン内のエンジンオイル油量に応じて補正されていることを特徴とする請求項1または2に記載のオイル温度検出装置。3. The oil temperature detecting device according to claim 1, wherein the estimated engine oil temperature is corrected according to an engine oil oil amount in the oil pan. 外気温として、ラジエターを通過した外気の温度を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のオイル温度検出装置。The oil temperature detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the outside air that has passed through the radiator is used as the outside air temperature. 車両速度は、ラジエターファンの稼働状態に応じて補正されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のオイル温度検出装置。The oil temperature detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle speed is corrected according to an operation state of the radiator fan. 請求項1〜5のいずれかに記載のオイル温度検出装置により算出されたエンジンオイル温度を用いて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置。An internal combustion engine control device that controls the internal combustion engine using the engine oil temperature calculated by the oil temperature detection device according to claim 1.
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