JP2009074496A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を検出する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device that detects an alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine.
近年、資源の有効活用の観点から、多種の燃料(化石燃料、アルコール燃料、化石燃料及びアルコール燃料の混合燃料)の使用が可能な内燃機関が開発されている。このような内燃機関では、ドライバビリティの向上や排気有害成分の排出抑制のため、その燃料のアルコール濃度に応じた制御が求められる。これに対し、燃料の屈折率や誘電率からその燃料のアルコール濃度を推定し、その結果に基づいて内燃機関の制御する技術が知られている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、このような技術では、燃料の屈折率や誘電率を検出するためのセンサを要することから、内燃機関を制御する制御装置の製造コストの増大が懸念される。 However, since such a technique requires a sensor for detecting the refractive index and dielectric constant of the fuel, there is a concern about an increase in the manufacturing cost of the control device that controls the internal combustion engine.
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、製造コストを低減しつつ、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を推定する内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is a main object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that estimates the alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine while reducing the manufacturing cost. It is what.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
請求項1に記載の発明では、内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプが電動機を動力源としている。そして、上記電動機への駆動入力に対応するポンプ挙動(燃料ポンプの挙動)とを検出し、その挙動に基づいて内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を推定する。ここで、電動機への駆動入力に対応するポンプ挙動は、燃料のアルコール濃度に応じて変化する。すなわち、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、その燃料の粘度が高くなる。その結果、燃料ポンプにおいて同燃料による粘性抵抗が増大し、ひいては電動機への駆動入力に対応するポンプ挙動が変化する。 According to the first aspect of the present invention, the fuel pump that supplies fuel to the internal combustion engine uses an electric motor as a power source. Then, the pump behavior corresponding to the drive input to the electric motor (the behavior of the fuel pump) is detected, and the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine is estimated based on the behavior. Here, the pump behavior corresponding to the drive input to the electric motor changes according to the alcohol concentration of the fuel. That is, the higher the alcohol concentration of the fuel, the higher the viscosity of the fuel. As a result, the viscous resistance due to the fuel increases in the fuel pump, and the pump behavior corresponding to the drive input to the electric motor changes accordingly.
そのため、上述の如く電動機への駆動入力に対応するポンプ挙動から燃料のアルコール濃度を推定することが可能である。具体的には、例えば所定の駆動入力に対応するポンプ挙動と燃料のアルコール濃度との関係が既知である場合には、その駆動入力(所定の駆動入力)を電動機に入力し、それに対応する(それに伴う)ポンプ挙動を検出することにより、その検出値(ポンプ挙動)から燃料のアルコール濃度を推定することができる。この場合、燃料の物性(屈折率や誘電率など)を検出するセンサを要せずとも、燃料のアルコール濃度を推定することができる。すなわち、燃料のアルコール濃度を推定する制御装置の製造コストを低減することができる。 Therefore, the alcohol concentration of the fuel can be estimated from the pump behavior corresponding to the drive input to the electric motor as described above. Specifically, for example, when the relationship between the pump behavior corresponding to a predetermined drive input and the alcohol concentration of the fuel is known, the drive input (predetermined drive input) is input to the electric motor, and the corresponding ( By detecting the pump behavior (according thereto), the alcohol concentration of the fuel can be estimated from the detected value (pump behavior). In this case, the alcohol concentration of the fuel can be estimated without requiring a sensor for detecting the physical properties (refractive index, dielectric constant, etc.) of the fuel. That is, the manufacturing cost of the control device that estimates the alcohol concentration of the fuel can be reduced.
請求項2に記載の発明では、ポンプ挙動として、電動機への供給電力又はその相関値(以下「供給電力等」という)に対応する同電動機の回転速度とを検出し、その回転速度に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する。ここで、電動機の回転速度は燃料のアルコール濃度に応じて変化すると考えられる。すなわち、電動機に供給される電力が同一である場合において、燃料のアルコール濃度が高くなるほど(燃料による粘性抵抗が大きくなるほど)、その電動機の回転速度が低くなる。そのため、上述の如く電動機への供給電力等に対応する同電動機の回転速度に基づいて、燃料のアルコール濃度を推定することができる。 In the invention according to claim 2, as the pump behavior, the rotation speed of the electric motor corresponding to the electric power supplied to the electric motor or its correlation value (hereinafter referred to as “supply electric power etc.”) is detected, and based on the rotation speed. Estimate the alcohol concentration of the fuel. Here, it is considered that the rotation speed of the electric motor changes according to the alcohol concentration of the fuel. That is, when the electric power supplied to the electric motor is the same, the higher the alcohol concentration of the fuel (the higher the viscous resistance due to the fuel), the lower the rotational speed of the electric motor. Therefore, the alcohol concentration of the fuel can be estimated based on the rotation speed of the electric motor corresponding to the electric power supplied to the electric motor as described above.
ところで、請求項2に記載の発明において、燃料のアルコール濃度を正確に推定するためには、電動機への供給電力を一定値に維持してその電動機の回転速度を安定させた上で、同回転速度を検出することが望ましい。一方、内燃機関の制御態様として、燃料ポンプによる燃料の吐出量を同機関の運転状態に応じて制御することが考えられる。この場合、上述の如く電動機への供給電力を一定値に維持している期間においては、燃料ポンプによる燃料の吐出量(電動機の回転速度)を内燃機関の運転状態に応じて制御することができないことから、同機関の安定性が損なわれるおそれがある。 By the way, in the invention described in claim 2, in order to accurately estimate the alcohol concentration of the fuel, the rotation speed of the motor is stabilized after maintaining the electric power supplied to the motor at a constant value. It is desirable to detect speed. On the other hand, as a control mode of the internal combustion engine, it is conceivable to control the amount of fuel discharged by the fuel pump in accordance with the operating state of the engine. In this case, during the period in which the electric power supplied to the electric motor is maintained at a constant value as described above, the amount of fuel discharged by the fuel pump (rotational speed of the electric motor) cannot be controlled according to the operating state of the internal combustion engine. As a result, the stability of the engine may be impaired.
この点、請求項3に記載の発明では、内燃機関の始動から所定時間が経過するまでの始動期間において電動機を所定の一定電力で駆動する。そして、上記始動期間において、電動機の回転速度を検出する。内燃機関の始動期間においては、同機関の運転状態についてその変化が相対的に小さいと考えられる。例えば、車載内燃機関の始動期間においては、同機関の回転速度はアイドル回転速度に制御される。そのため、上述の如く内燃機関の始動期間において電動機への供給電力を一定値に維持したとしても、同機関の運転状態への影響は相対的に小さいといえる。したがって、上述の如く電動機の回転速度を検出することにより、内燃機関の安定性の低下を抑制しつつ、同機関に供給される燃料のアルコール濃度を精度よく推定することができる。 In this regard, according to the third aspect of the present invention, the electric motor is driven with a predetermined constant power during a starting period until a predetermined time elapses after the internal combustion engine is started. And the rotation speed of an electric motor is detected in the said starting period. During the start-up period of the internal combustion engine, it is considered that the change in the operating state of the engine is relatively small. For example, during the start-up period of the in-vehicle internal combustion engine, the rotational speed of the engine is controlled to the idle rotational speed. Therefore, even if the power supplied to the motor is maintained at a constant value during the start-up period of the internal combustion engine as described above, it can be said that the influence on the operating state of the engine is relatively small. Therefore, by detecting the rotational speed of the electric motor as described above, it is possible to accurately estimate the alcohol concentration of the fuel supplied to the engine while suppressing a decrease in the stability of the internal combustion engine.
請求項4に記載の発明では、ポンプ挙動として、電動機への供給電力等の増減に伴って変化する同電動機の回転速度についてその変化率を検出し、その変化率に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する。ここで、電動機への供給電力を増減させると、それに伴って電動機の回転速度は変化する。このときの回転速度の変化率は、燃料のアルコール濃度(燃料による粘性抵抗)に応じて変化する。詳しくは、この回転速度の変化率は、燃料のアルコール濃度が高くなるほど(燃料の粘度が大きくなるほど)低下する。そのため、上述の如く電動機への供給電力等の増減に伴う同電動機の回転速度の変化率に基づいて、燃料のアルコール濃度を推定することができる。 In the invention according to claim 4, as the pump behavior, the rate of change is detected with respect to the rotational speed of the same motor that changes as the power supplied to the motor increases or decreases, and the alcohol concentration of the fuel is determined based on the rate of change. presume. Here, when the power supplied to the motor is increased or decreased, the rotational speed of the motor changes accordingly. The rate of change of the rotational speed at this time changes according to the alcohol concentration of the fuel (viscosity resistance by the fuel). Specifically, the rate of change of the rotational speed decreases as the alcohol concentration of the fuel increases (as the viscosity of the fuel increases). Therefore, the alcohol concentration of the fuel can be estimated based on the rate of change of the rotational speed of the electric motor accompanying the increase or decrease of the electric power supplied to the electric motor as described above.
さて、請求項2〜4に記載の発明では、電動機の回転速度を検出することで燃料のアルコール濃度を検出する。そのため、請求項5に記載の発明のように、電動機としてブラシレスモータを採用することが望ましい。ブラシレスモータによれば、同モータに生じる起電力の波形からその回転子の角度位置を検出することが可能であり、その角度位置から電動機の回転速度を算出することができる。このようにセンサを要さずとも電動機の回転速度を検出することができるため、燃料のアルコール濃度を検出する制御装置の製造コストを低減することができる。 In the second to fourth aspects of the invention, the alcohol concentration of the fuel is detected by detecting the rotational speed of the electric motor. Therefore, it is desirable to employ a brushless motor as the electric motor, as in the fifth aspect of the invention. According to the brushless motor, the angular position of the rotor can be detected from the waveform of the electromotive force generated in the motor, and the rotational speed of the electric motor can be calculated from the angular position. Thus, since the rotational speed of the electric motor can be detected without requiring a sensor, the manufacturing cost of the control device that detects the alcohol concentration of the fuel can be reduced.
請求項6に記載の発明では、ポンプ挙動として、電動機の駆動電圧の上昇に伴って同電動機に流れる過渡電流の電流値とを検出し、その電流値に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する。ここで、電動機の駆動電圧を上昇させると、その上昇に伴って電動機に流れる電流も上昇する。この際に流れる過渡電流は、燃料のアルコール濃度(燃料による粘性抵抗)に応じて変化する。詳しくは、上記過渡電流の電流値は、燃料のアルコール濃度が高くなるほど(燃料の粘度が高くなるほど)増加する。そのため、上述の如く電動機の駆動電圧の上昇に伴って同電動機に流れる過渡電流の電流値に基づいて、燃料のアルコール濃度を推定することができる。 In the sixth aspect of the invention, as the pump behavior, the current value of the transient current flowing through the motor as the drive voltage of the motor increases is detected, and the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the current value. Here, when the drive voltage of the electric motor is increased, the current flowing through the electric motor increases with the increase. The transient current flowing at this time changes according to the alcohol concentration of the fuel (viscosity resistance by the fuel). Specifically, the current value of the transient current increases as the alcohol concentration of the fuel increases (as the viscosity of the fuel increases). Therefore, the alcohol concentration of the fuel can be estimated based on the current value of the transient current that flows through the motor as the driving voltage of the motor increases as described above.
ここで、燃料の粘度は、同燃料のアルコール濃度だけでなく、同燃料の温度に応じて変化すると考えられる。そのため、請求項7に記載の発明のように、内燃機関に供給される燃料の温度を検出し、ポンプ挙動に加えて検出された燃料の温度に基づいて、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を検出することが望ましい。これにより、燃料のアルコール濃度を一層、精度よく推定することができる。 Here, it is considered that the viscosity of the fuel changes according to not only the alcohol concentration of the fuel but also the temperature of the fuel. Therefore, as in the invention of claim 7, the temperature of the fuel supplied to the internal combustion engine is detected, and the alcohol of the fuel supplied to the internal combustion engine is detected based on the detected fuel temperature in addition to the pump behavior. It is desirable to detect the concentration. Thereby, the alcohol concentration of the fuel can be estimated with higher accuracy.
また、アルコール燃料の理論空燃比(アルコール燃料と空気とが過不足なく燃焼する比率)は化石燃料の理論空燃比(化石燃料と空気とが過不足なく燃焼する比率)よりも低く、アルコールのオクタン価がガソリンのオクタン価よりも高い。そこで、請求項8に記載の発明では、請求項1〜7の発明において、推定された燃料のアルコール濃度に基づいて、内燃機関の吸気通路又は気筒内への燃料噴射量を算出する。これにより、内燃機関の安定性を高め、内燃機関による排気有害成分の排出を抑制することができる。 In addition, the theoretical air-fuel ratio of alcohol fuel (ratio where alcohol fuel and air burn without excess) is lower than the theoretical air-fuel ratio of fossil fuel (ratio where fossil fuel and air burn without excess), and the octane number of alcohol Is higher than the octane number of gasoline. Therefore, in the invention according to claim 8, in the invention according to claims 1 to 7, the fuel injection amount into the intake passage or the cylinder of the internal combustion engine is calculated based on the estimated alcohol concentration of the fuel. Thereby, stability of an internal combustion engine can be improved and discharge | emission of the exhaust gas harmful | toxic component by an internal combustion engine can be suppressed.
なお、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。また、本発明は装置の発明として特定できるだけでなく、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても、方法の発明としても特定することができる。 Note that the functions of the plurality of means provided in the present invention are realized by hardware resources whose functions are specified by the configuration itself, hardware resources whose functions are specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other. The present invention can be specified not only as an apparatus invention but also as a program invention, a recording medium recording the program, and a method invention.
以下、本発明を具体化した複数の実施形態を図面を説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態は、車載内燃機関の燃料供給システムとして本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。まず、図1を参照しながら、この燃料供給システムの概略構成を説明する。図1において、内燃機関10は多気筒(例えば4気筒)の内燃機関であるが、その1つの気筒が図示されている。また、内燃機関10としては、多種の燃料(化石燃料、アルコール燃料、化石燃料及びアルコール燃料の混合燃料)が使用可能なものを想定している。なお、本発明に係る内燃機関は4輪車用でも2輪車用でもよい。また、同機関は単気筒でもよい。
(First embodiment)
The first embodiment embodies the present invention as a fuel supply system for an in-vehicle internal combustion engine, and a detailed configuration thereof will be described below. First, the schematic configuration of this fuel supply system will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the
内燃機関10の各気筒の吸気通路11には、燃料を噴射するインジェクタ12が設けられている。このインジェクタ12には、燃料タンク13内に蓄えられた燃料が供給される。詳しくは、燃料タンク13内の燃料が燃料ポンプ14により汲み上げられ、燃料フィルタ15を介してデリバリパイプ16に供給され、そのデリバリパイプ16内の燃料がインジェクタ12に供給されるようになっている。
An
燃料ポンプ14はDCモータ14aを動力源とする電動ポンプであり、そのDCモータ14aはブラシレスモータ(無整流子電動機)である。燃料ポンプ14にはポンプコントローラ17が接続され、同コントローラ17にはECU18が接続されている。ポンプコントローラ17は、ECU18の制御によりDCモータ14aを駆動する。ECU18は、CPU、メモリ等を備えた周知のマイクロコンピュータを主体とする電子制ユニットである。メモリは各種のプログラムやパラメータを記憶し、CPUはそのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより内燃機関10を主体とするエンジンシステムの各部を制御する。
The
具体的には、ECU18には、吸気通路11内の圧力(吸気圧)を検出する吸気圧センサ19、内燃機関10のクランク軸20の回転角度位置を検出するクランク角センサ21、デリバリパイプ16内の燃圧と吸気圧との差圧を検出する燃圧センサ22などの各種センサが接続されている。そして、ECU18は、デリバリパイプ16内の実燃圧をその目標値(目標燃圧)に調整すべく、上述したセンサの検出値を読み取り、それらの検出値に基づいてDCモータ14aの回転速度(ポンプ回転速度)をフィードバック制御する。また、ECU18は、上述したセンサの検出値に基づいて、インジェクタ12による燃料噴射量の目標値(目標噴射量)を設定する。
Specifically, the
ここで、アルコール燃料の理論空燃比は化石燃料の理論空燃比よりも低く、アルコールのオクタン価がガソリンのオクタン価よりも高い。そのため、例えば化石燃料用に設定された燃料噴射量制御を、アルコール燃料が供給された内燃機関10にそのまま適用した場合には、ドライバビリティが悪化し、排気有害成分の排出量が増大することが考えられる。
Here, the theoretical air-fuel ratio of alcohol fuel is lower than the theoretical air-fuel ratio of fossil fuel, and the octane number of alcohol is higher than the octane number of gasoline. Therefore, for example, when the fuel injection amount control set for the fossil fuel is applied as it is to the
そこで、本実施形態では、燃料のアルコール濃度を検出し、その検出値に基づいて、燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期、バルブタイミング、燃料カット条件、ノック判定条件、気筒判別条件、行程判定条件などを算出するようになっている。特に、燃料のアルコール濃度に応じてその粘度が変化すること、及びその粘度に応じて燃料ポンプ14の挙動が変化することに着目し、燃料ポンプ14の挙動から燃料のアルコール濃度を推定するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the alcohol concentration of the fuel is detected, and based on the detected value, the fuel injection timing, the fuel injection amount, the ignition timing, the valve timing, the fuel cut condition, the knock determination condition, the cylinder determination condition, the stroke determination Conditions are calculated. In particular, the alcohol concentration of the fuel is estimated from the behavior of the
詳しくは、DCモータ14aの駆動電圧(ポンプ駆動電圧)と同電圧印加時におけるDCモータ14aの回転速度(ポンプ回転速度)との関係は、燃料のアルコール濃度に応じて変化すると考えられる。すなわち、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、同燃料による粘性抵抗が大きくなる。その結果、ポンプ駆動電圧が同一である場合において、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、ポンプ回転速度が低くなる。そこで、DCモータ14aに所定のポンプ駆動電圧を印加した状態でポンプ回転速度を検出し、そのポンプ駆動電圧とポンプ回転速度との関係に基づいて燃料のアルコール濃度を判定する。この場合、ポンプ回転速度が「燃料ポンプの挙動」に相当する。
Specifically, the relationship between the drive voltage (pump drive voltage) of the
次に、図2を参照しながら、上記アルコール濃度推定処理をより詳しく説明する。図2は、アルコール濃度推定プログラムの流れを示すフローチャートである。このプログラムは、ECU18により所定周期(所定クランク角ごとに又は所定時間周期)で実行される。なお、図2では、内燃機関10の始動から所定時間K1が経過するまでの期間(始動期間)では、ポンプ駆動電圧が一定電圧V1に維持されることを想定している(図3(a)のタイミングt11〜t13参照)。
Next, the alcohol concentration estimation process will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the alcohol concentration estimation program. This program is executed by the
図2に示すステップS10では、ECU18は、燃料のアルコール濃度が未検出であるか否かを判定する。そして、燃料のアルコール濃度が未検出である旨を検出すると、ECU18はステップS11の処理に進み、燃料のアルコール濃度が検出済みである旨を検出すると、ECU18はこのプログラムの実行を終了する。
In step S10 shown in FIG. 2, the
ステップS11では、ECU18は、内燃機関10の始動からの経過時間TDが所定時間K2以上かつ上記所定時間K1以下であるか否かを判定する。ここで、K2は、次のとおり設定されている。すなわち、内燃機関10の始動に伴うポンプ駆動電圧VPの上昇(0[V]→V1[V])によって、ポンプ回転速度NPは同機関10の始動後変化する。K2は、ポンプ回転速度NPが安定した状態で同回転速度NPを検出するべく設定される。
In step S11, the
ステップS11において、内燃機関10の始動からの経過時間が所定時間K2以上かつ所定時間K1以下である旨を判定すると、ECU18は、ステップS12においてポンプコントローラ17によりポンプ回転速度NPを検出させる。詳しくは、ポンプコントローラ17は、DCモータ14aに生ずる起電力の波形からその回転子の位置を検出する。そして、ECU18は、ポンプコントローラ17により逐次検出される回転子の位置に基づいてポンプ回転速度NPを算出する。
If it is determined in step S11 that the elapsed time from the start of the
続くステップS13では、ECU18は、ステップS12において算出したポンプ回転速度NPに基づいてアルコール濃度を推定する。詳しくは、ECU18は、ポンプ回転速度NPと燃料のアルコール濃度との関係を示すマップに基づいて、ポンプ回転速度NPから燃料のアルコール濃度を推定する。具体的には、ポンプ回転速度NPが閾値N1以下の場合には燃料のアルコール濃度が高濃度であると、ポンプ回転速度NPが閾値N1よりも大きく閾値N2以下である場合には燃料のアルコール濃度が中濃度であると、ポンプ回転速度NPが閾値N2よりも大きい場合には燃料のアルコール濃度が低濃度であると推定する。そして、ECU18はこのプログラムを終了する。
In subsequent step S13, the
一方、ステップS11において、内燃機関10の始動からの経過時間が所定時間K2よりも短い旨又は所定時間K1よりも長い旨を判定すると、ECU18は、ステップS12,13を実行することなく、このプログラムの実行を終了する。
On the other hand, when it is determined in step S11 that the elapsed time from the start of the
なお、ポンプ駆動電圧がV1である場合におけるポンプ回転速度と燃料のアルコール濃度との関係は、燃料ポンプ14の個体差により同ポンプ14毎に異なる。そのため、上記閾値N1,N2は、工場出荷時において次のとおり校正することが望ましい。すなわち、燃料ポンプ14に基準燃料(粘度が既知である燃料)を注入し、同ポンプ14に基準電力(ポンプ回転速度と燃料のアルコール濃度との関係が既知であるポンプ駆動電圧:例えばV1)を供給した上で、ポンプ回転速度NPを測定する。そして、ポンプ回転速度NPの測定値に基づいて閾値N1及びN2を校正する。これにより、燃料ポンプ14の個体差に起因する燃料のアルコール濃度推定に係る誤差を低減することができる。
Note that the relationship between the pump rotation speed and the alcohol concentration of the fuel when the pump drive voltage is V1 differs for each
次に、図3を参照しながら、燃料供給システムの作動を説明する。図3(a)に示すグラフはポンプ駆動電圧VPを示す。また、図3(b)において、実線のグラフは高アルコール濃度の燃料が使用された場合のポンプ回転速度NPを示し、破線のグラフは中アルコール濃度の燃料が使用された場合のポンプ回転速度NPを示し、一点鎖線のグラフは低アルコール濃度の燃料が使用された場合のポンプ回転速度NPを示す。また、図3では、始動期間(内燃機関10の始動から所定時間K1が経過するまでの期間:タイミングt11〜t13参照)において、ポンプ駆動電圧VPが電圧V1に維持されることを想定している。
Next, the operation of the fuel supply system will be described with reference to FIG. The graph shown in FIG. 3A shows the pump drive voltage VP. In FIG. 3B, the solid line graph indicates the pump rotation speed NP when a high alcohol concentration fuel is used, and the broken line graph indicates the pump rotation speed NP when a medium alcohol concentration fuel is used. The one-dot chain line graph shows the pump rotation speed NP when a low alcohol concentration fuel is used. In FIG. 3, it is assumed that the pump drive voltage VP is maintained at the voltage V1 in the start period (period from the start of the
タイミングt11では、内燃機関10の始動に伴ってポンプ駆動電圧VPが0[V]からV1[V]に上昇する。その結果、タイミングt11以降、ポンプ回転速度NPが上昇する。タイミングt11から所定時間K2が経過したタイミングt12では、ポンプ回転速度NPが安定する。ECU18は、始動期間のタイミングt12以降のタイミングにおいてポンプ回転速度NPを検出する。このポンプ回転速度NPが閾値N1以下の場合には燃料のアルコール濃度が高濃度であると推定され、閾値N1よりも大きく閾値N2以下である場合には燃料のアルコール濃度が中濃度であると推定され、ポンプ回転速度NPが閾値N2よりも大きい場合には燃料のアルコール濃度が低濃度であると推定される。
At timing t11, the pump drive voltage VP increases from 0 [V] to V1 [V] as the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
所定のポンプ駆動電圧(V1[V])に対応するポンプ回転速度を検出し、その回転速度に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する構成とした。この構成によれば、燃料の物性(屈折率、誘電率など)を検出するセンサを要さずとも、同燃料のアルコール濃度を推定することできる。また、本実施形態のようにポンプ回転速度をフィードバック制御するシステムにおいては、そもそも同回転速度を検出する構成が必要である。すなわち、新たなハードウェアを追加することなく、燃料のアルコール濃度を推定することができる。これにより、燃料のアルコール濃度を推定するシステムの製造コストを低減することができる。また、同システムの小型化に有利である。 A pump rotational speed corresponding to a predetermined pump driving voltage (V1 [V]) is detected, and the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the rotational speed. According to this configuration, the alcohol concentration of the fuel can be estimated without requiring a sensor for detecting the physical properties (refractive index, dielectric constant, etc.) of the fuel. In addition, a system that feedback-controls the pump rotation speed as in the present embodiment requires a configuration that detects the rotation speed in the first place. That is, the alcohol concentration of the fuel can be estimated without adding new hardware. Thereby, the manufacturing cost of the system which estimates the alcohol concentration of fuel can be reduced. Moreover, it is advantageous for miniaturization of the system.
特に、DCモータ14aをブラシレスモータとした。この場合、ブラシレスモータに生じる起電力の波形に基づいて、ポンプ回転速度を検出することが可能である。すなわち、DCモータ14aの回転角度を検出する回転角度センサを要さずとも、ポンプ回転速度を検出することができる。これにより、燃料のアルコール濃度を推定するシステムの製造コストを一層、低減することができる。また、同システムの小型化一層、有利である。
In particular, the
また、内燃機関10の始動期間(図3のタイミングt11からt13参照)においてポンプ駆動電圧を一定電圧V1に維持し、同始動期間においてポンプ回転速度を検出する構成とした。これにより、ポンプ回転速度を安定させた状態で同回転速度を検出することができる。また、内燃機関10の始動期間においては、同機関10の回転速度はアイドル回転速度に制御される。そのため、上述の如く内燃機関10の始動期間においてポンプ駆動電圧を一定電圧V1に維持したとしても、同機関10の運転状態への影響は相対的に小さい。これにより、内燃機関10の安定性の低下を抑制しつつ、同機関10に供給される燃料のアルコール濃度を精度よく推定することができる。
Further, the pump drive voltage is maintained at a constant voltage V1 during the starting period of the internal combustion engine 10 (see timings t11 to t13 in FIG. 3), and the pump rotation speed is detected during the starting period. Thereby, the rotation speed can be detected in a state where the pump rotation speed is stabilized. Further, during the start-up period of the
また、内燃機関10の始動期間においてポンプ回転速度を検出することで、同回転速度から燃料のアルコール濃度を早期に推定することができる。また、ポンプ駆動電圧がV1であるときのポンプ回転速度を検出することで、ポンプ回転速度に係る閾値(ポンプ回転速度からアルコール濃度を判定するための閾値)として、電圧V1における閾値N1及びN2(図3参照)だけを設定(ECU18のメモリ等の記憶装置に記憶)しておけばよい。すなわち、電圧V1以外の電圧における上記閾値を設定しておく必要がない。
Further, by detecting the pump rotation speed during the start-up period of the
また、燃料のアルコール濃度の推定値に基づいて、内燃機関10の吸気通路又は気筒内への燃料噴射量などを算出する構成とした。これにより、内燃機関10の安定性を高め、同機関10による排気有害成分の排出を抑制することができる。
Further, the fuel injection amount or the like into the intake passage or the cylinder of the
(第2実施形態)
第2実施形態はアルコール濃度推定処理が第1実施形態と異なる。なお、第2実施形態の各構成要素は、アルコール濃度推定プログラムを除き、第1実施形態の対応する構成要素と実質的に同一である。したがって、これらの構成要素に第1実施形態の対応する構成要素と同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in the alcohol concentration estimation process. Each component of the second embodiment is substantially the same as the corresponding component of the first embodiment except for the alcohol concentration estimation program. Therefore, the same reference numerals as those of the corresponding components in the first embodiment are given to these components, and the description thereof is omitted.
本実施形態のアルコール濃度推定処理では、ポンプ駆動電圧の上昇に伴ってDCモータ14aに流れる過渡電流の電流値から燃料のアルコール濃度を推定するようにしている。詳しくは、ポンプ駆動電圧の上昇態様(電圧の上昇幅、上昇前後の電圧値、上昇率(単位時間当たりの上昇幅))が同一である場合において、上記過渡電流の電流値は、燃料のアルコール濃度が高くなるほど(燃料の粘度が高くなるほど)増大する。そこで、ポンプ駆動電圧を所定態様で上昇させ、その上昇に伴ってDCモータ14aに流れる過渡電流の電流値を検出し、その検出値(電流値)に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する。この場合、上記過渡電流の電流値が「燃料ポンプの挙動」に相当する。
In the alcohol concentration estimation process of this embodiment, the alcohol concentration of the fuel is estimated from the current value of the transient current flowing through the
まず、図4を参照して、本実施形態のアルコール濃度推定処理を説明する。図4は、アルコール濃度推定プログラムの流れを示すフローチャートである。このプログラムは、ECU18により所定周期(所定クランク角ごとに又は所定時間周期)で実行される。なお、図4では、内燃機関10の始動に伴ってポンプ駆動電圧が0[V]からV1[V]に上昇することを想定している(図5(a)のタイミングt21参照)。
First, the alcohol concentration estimation process of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the alcohol concentration estimation program. This program is executed by the
図4に示すステップS20では、ECU18は、燃料のアルコール濃度が未検出であるか否かを判定する。そして、燃料のアルコール濃度が未検出である旨を検出すると、ECU18はステップS21の処理に進み、燃料のアルコール濃度が検出済みである旨を検出すると、ECU18はこのプログラムの実行を終了する。
In step S20 shown in FIG. 4, the
ステップS21では、ECU18は、内燃機関10の始動からの経過時間TDが所定時間K3以上かつ所定時間K4以下であるか否かを判定する。ここで、K3及びK4は、次のとおり設定される。すなわち、内燃機関10の始動に伴ってポンプ駆動電圧VPが上昇(0[V]→V1[V])すると、ポンプ回転速度NPは同機関10の始動後変化する。K3及びK4は、このポンプ駆動電流IPの過渡状態における最大値が期間「K3≦TD≦K4」に含まれるように設定される。
In step S21, the
ステップS21において、内燃機関10の始動からの経過時間が所定時間K3以上かつ所定時間K4以下である旨を判定すると、ECU18は、ステップS22においてポンプ駆動電流IPを検出する。詳しくは、ECU18は、ポンプコントローラ17からポンプ駆動電流IPを取得する。
If it is determined in step S21 that the elapsed time from the start of the
続くステップS23では、ECU18は、取得したポンプ駆動電流IPに基づいてアルコール濃度を算出する。詳しくは、ECU18は、ポンプ駆動電流IPと燃料のアルコール濃度との関係を示すマップに基づいて、ステップS22において算出したポンプ駆動電流IPから燃料のアルコール濃度を推定する。具体的には、ポンプ駆動電流IPが閾値I1以下の場合にはアルコール濃度が高濃度であると推定し、ポンプ駆動電流IPが閾値I1よりも大きく閾値I2以下である場合にはアルコール濃度が中濃度であると推定し、ポンプ駆動電流IPが閾値I2よりも大きい場合にはアルコール濃度が低濃度であると推定する。そして、ECU18はこのプログラムを終了する。
In subsequent step S23, the
なお、ポンプ駆動電圧VPを0[V]からV1[V]に上昇させたことに伴うポンプ駆動電流IPの過渡状態において流れる過渡電流の電流値と燃料のアルコール濃度との関係は、燃料ポンプ14の個体差により同ポンプ14毎に異なる。そのため、上記閾値I1,I2は、次のとおり工場出荷時において校正するとよい。すなわち、燃料ポンプ14に基準燃料(粘度が既知である燃料)を注入し、ポンプ駆動電圧VPを基準上昇態様にて上昇させた上で、その上昇に伴う過渡電流の電流値を測定する。そして、上記過渡電流の電流値に基づいて閾値I1及びI2を校正する。ここで、基準上昇態様とは、上記過渡電流と燃料のアルコール濃度との関係が既知であるポンプ駆動電圧の上昇態様(例えば、0[V]→V1[V])のことである。
The relationship between the current value of the transient current flowing in the transient state of the pump drive current IP and the alcohol concentration of the fuel accompanying the increase of the pump drive voltage VP from 0 [V] to V1 [V] is as follows. It differs for each
一方、ステップS21において、内燃機関10の始動からの経過時間が所定時間K3よりも短い旨又は所定時間K4よりも長い旨を判定すると、ECU18は、ステップS12,13を実行することなく、このプログラムの実行を終了する。
On the other hand, if it is determined in step S21 that the elapsed time from the start of the
次に、図5を参照して、燃料供給システムの作動を説明する。図5(a)に示すグラフはポンプ駆動電圧VPを示す。一方、図5(b)において、実線のグラフは高アルコール濃度の燃料が使用された場合のポンプ駆動電流IPを示し、破線のグラフは中アルコール濃度の燃料が使用された場合のポンプ駆動電流IPを示し、一点鎖線のグラフは低アルコール濃度の燃料が使用された場合のポンプ駆動電流IPを示す。また、図5では、内燃機関10の始動に伴ってポンプ駆動電圧が0[V]からV1[V]に上昇することを想定している。
Next, the operation of the fuel supply system will be described with reference to FIG. The graph shown in FIG. 5A shows the pump drive voltage VP. On the other hand, in FIG. 5 (b), the solid line graph shows the pump drive current IP when the high alcohol concentration fuel is used, and the broken line graph shows the pump drive current IP when the medium alcohol concentration fuel is used. The one-dot chain line graph shows the pump drive current IP when a low alcohol concentration fuel is used. In FIG. 5, it is assumed that the pump drive voltage increases from 0 [V] to V1 [V] as the
タイミングt21では、内燃機関10の始動に伴ってポンプ駆動電圧VPが電圧V1に制御される。その結果、タイミングt21以降、ポンプ駆動電流IPが変動する。ECU18は、タイミングt21から所定時間K3が経過したタイミングt22とタイミングt21から所定時間K4が経過したタイミングt24の期間において、ポンプ駆動電流IPの電流値を検出する。なお、所定時間K3及びK4は、上述したようにポンプ駆動電流IPの過渡状態における最大値(タイミングt23参照)が期間「K3≦TD≦K4」に含まれるように設定されている。
At timing t21, the pump drive voltage VP is controlled to the voltage V1 as the
このように検出したポンプ駆動電流IPが閾値I1以下の場合にはアルコール濃度が高濃度であると推定され、ポンプ駆動電流IPが閾値I1よりも大きく閾値I2以下である場合にはアルコール濃度が中濃度であると推定され、ポンプ駆動電流IPが閾値I2よりも大きい場合にはアルコール濃度が低濃度であると推定される。 When the pump drive current IP detected in this way is less than or equal to the threshold value I1, it is estimated that the alcohol concentration is high, and when the pump drive current IP is greater than the threshold value I1 and less than or equal to the threshold value I2, the alcohol concentration is medium. If the pump drive current IP is larger than the threshold value I2, it is estimated that the alcohol concentration is low.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
ポンプ駆動電圧の上昇に伴う過渡電流(ポンプ駆動電流の過渡状態において流れる同電流)の電流値を検出し、その電流値に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する構成とした。この構成によれば、燃料の物性(屈折率、誘電率など)を検出するセンサを要さずとも、同燃料のアルコール濃度を推定することできる。また、本実施形態のようにポンプ回転速度をフィードバック制御するシステムにおいては、そもそも同回転速度を検出する構成が必要である。すなわち、新たなハードウェアを追加することなく、燃料のアルコール濃度を推定することができる。これにより、燃料のアルコール濃度を推定するシステムの製造コストを低減することができる。また、同システムの小型化に有利である。 A current value of a transient current (the same current that flows in a transient state of the pump drive current) accompanying an increase in pump drive voltage is detected, and the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the current value. According to this configuration, the alcohol concentration of the fuel can be estimated without requiring a sensor for detecting the physical properties (refractive index, dielectric constant, etc.) of the fuel. In addition, a system that feedback-controls the pump rotation speed as in the present embodiment requires a configuration that detects the rotation speed in the first place. That is, the alcohol concentration of the fuel can be estimated without adding new hardware. Thereby, the manufacturing cost of the system which estimates the alcohol concentration of fuel can be reduced. Moreover, it is advantageous for miniaturization of the system.
また、ポンプ駆動電圧を所定態様(0[V]→V1[V])にて上昇させて、その上昇に伴う過渡電流(ポンプ駆動電流の過渡状態において流れる同電流)の電流値を検出する構成とした。そのため、上記過渡電流に係る閾値(上記過渡電流からアルコール濃度を判定するための閾値)として、「ポンプ駆動電圧の上昇幅=V1」、「上昇前のポンプ駆動電圧=0」、「上昇後のポンプ駆動電圧=V1」である場合における閾値I1及びI2(図5参照)だけを設定(ECU18のメモリ等の記憶装置に記憶)しておけばよい。すなわち、上記3つの条件が成立する場合以外の閾値(I1及びI2に相当する閾値)を設定しておく必要がない。 Further, the pump drive voltage is increased in a predetermined manner (0 [V] → V1 [V]), and a current value of a transient current (the same current that flows in a transient state of the pump drive current) accompanying the increase is detected. It was. Therefore, as threshold values related to the transient current (threshold value for determining the alcohol concentration from the transient current), “pump drive voltage increase width = V1”, “pump drive voltage before increase = 0”, “after increase” Only threshold values I1 and I2 (see FIG. 5) in the case of “pump drive voltage = V1” need only be set (stored in a storage device such as a memory of ECU 18). That is, it is not necessary to set threshold values (threshold values corresponding to I1 and I2) other than when the above three conditions are satisfied.
また、ポンプ駆動電圧の上昇に伴う過渡電流(ポンプ駆動電流の過渡状態において流れる同電流)について、相対的に大きな電流値(最大値又はその近傍値)を検出する構成とした。具体的には、図5において、タイミング21からの経過時間が所定時間K3以上かつ所定時間K4以下である場合において、上記過渡電流を検出するようにした。ここで、ポンプ駆動電圧の上昇態様が同一である場合の上記過渡電流を、燃料のアルコール濃度を異ならせて同一タイミング(ポンプ駆動電圧の上昇開始タイミングから同一時間が経過したタイミング)で比較すると、それらの差は同電流値が相対的に大きい値を示すタイミングで比較するほど大きいと考えられる。例えば、図5によると、実線で示す過渡電流、破線で示す過渡電流、一点鎖線で示す過渡電流を比較すると、タイミングt22でこれらの過渡電流の電流値を比較するよりも、タイミングt23でこれらの過渡電流を比較する方が、これらの差が大きいことが分かる。したがって、上述の如く過渡電流について相対的に大きな電流値を検出し、その検出値(電流値)に基づいて燃料のアルコール濃度を検出することにより、燃料のアルコール濃度を正確に検出することができる。
In addition, a relatively large current value (maximum value or a value in the vicinity thereof) is detected with respect to a transient current (the same current that flows in a transient state of the pump drive current) associated with an increase in pump drive voltage. Specifically, in FIG. 5, the transient current is detected when the elapsed time from the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記各実施形態では、燃料のアルコール濃度が3つの範囲(高濃度、中濃度、低濃度)のいずれに含まれるかを判定するようにした。しかしこれに限定されず、燃料のアルコール濃度が2つ又は4つ以上の範囲のいずれに含まれるかを判定するようにしてもよいし、燃料のアルコール濃度を示す数値(百分率など)を推定するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, it is determined which of the three ranges (high concentration, medium concentration, and low concentration) the alcohol concentration of the fuel is included in. However, the present invention is not limited to this, and it may be determined whether the alcohol concentration of the fuel is included in two or four or more ranges, or a numerical value (percentage or the like) indicating the alcohol concentration of the fuel is estimated. You may do it.
・上記第1実施形態では、ポンプ駆動電圧がV1である場合において、ポンプ回転速度を1回だけ検出するようにした。しかしこれに限定されず、ポンプ駆動電圧がV1と異なる電圧である場合において、ポンプ回転速度を検出するようにしてもよい。また、ポンプ回転速度を複数回検出するようにしてもよい。この場合、例えば、異なるポンプ駆動電圧に対応する複数のポンプ回転速度からそれぞれ燃料のアルコール濃度の暫定値を推定し、それらの暫定値(アルコール濃度)から燃料のアルコール濃度の最終値(平均値など)を算出することができる。また、同一ポンプ駆動電圧に対応する複数のポンプ回転速度の検出値からポンプ回転速度の最終値(平均値など)を算出し、その最終値(平均値)から燃料のアルコール濃度を推定することができる。これにより、燃料のアルコール濃度を正確に推定することができる。 In the first embodiment, when the pump drive voltage is V1, the pump rotation speed is detected only once. However, the present invention is not limited to this, and the pump rotation speed may be detected when the pump drive voltage is a voltage different from V1. Further, the pump rotation speed may be detected a plurality of times. In this case, for example, a provisional value of the alcohol concentration of the fuel is estimated from a plurality of pump rotation speeds corresponding to different pump driving voltages, and a final value (average value or the like) of the alcohol concentration of the fuel is calculated from the provisional value (alcohol concentration). ) Can be calculated. Also, the final value (average value, etc.) of the pump rotational speed is calculated from the detected values of a plurality of pump rotational speeds corresponding to the same pump drive voltage, and the alcohol concentration of the fuel is estimated from the final value (average value). it can. Thereby, the alcohol concentration of the fuel can be accurately estimated.
・上記第2実施形態では、ポンプ駆動電圧を0[V]からV1[V]に上昇させ、その上昇に伴う過渡電流(ポンプ駆動電流の過渡状態において流れる同電流)の電流値を1回だけ検出するようにした。しかしこれに限られず、上記態様と異なる上昇態様にてポンプ駆動電圧を上昇させ、その上昇に伴う過渡電流を検出するようにしてもよい。また、上記過渡電流の電流値を複数回検出するようにしてもよい。例えば図6に示すように、ポンプ駆動電流の検出期間(タイミングt22〜t24)において、ポンプ駆動電流の電流値を複数回(タイミングt30,t31参照)検出するようにしてもよい。この場合、複数の検出値(電流値)の最大値や平均値を算出し、その最大値や平均値に基づいて燃料のアルコール濃度を推定するとよい。これにより、燃料のアルコール濃度を正確に推定することができる。 In the second embodiment, the pump drive voltage is increased from 0 [V] to V1 [V], and the current value of the transient current (the same current that flows in the transient state of the pump drive current) associated with the increase is only once. It was made to detect. However, the present invention is not limited to this, and the pump drive voltage may be raised in a rising manner different from the above manner, and a transient current associated with the rising may be detected. Further, the current value of the transient current may be detected a plurality of times. For example, as shown in FIG. 6, the current value of the pump drive current may be detected a plurality of times (see timings t30 and t31) in the pump drive current detection period (timing t22 to t24). In this case, a maximum value or an average value of a plurality of detection values (current values) may be calculated, and the alcohol concentration of the fuel may be estimated based on the maximum value or the average value. Thereby, the alcohol concentration of the fuel can be accurately estimated.
・上記第1実施形態では、内燃機関10の始動期間(図3参照)において、ポンプ回転速度を検出した。しかしながら、内燃機関10の始動期間以外の期間又は両期間(内燃機関10の始動期間、同期間以外の期間)においてポンプ回転速度を検出するようにしてもよい。また、上記第2実施形態では、内燃機関10始動時のポンプ駆動電圧の上昇に伴って流れる過渡電流(ポンプ駆動電流の過渡状態において流れる同電流)を検出した。しかしながら、内燃機関10の始動時以外のタイミング又は両タイミング(内燃機関10の始動時、同始動時以外のタイミング)でポンプ駆動電圧を上昇させ、その上昇に伴う過渡電流を検出するようにしてもよい。
In the first embodiment, the pump rotation speed is detected during the start-up period of the internal combustion engine 10 (see FIG. 3). However, the pump rotation speed may be detected in a period other than the start period of the
また、アルコール濃度推定処理は、内燃機関10の始動から停止までを車両の1トリップとして、各トリップにおいて実施してもよいし、所定のトリップにおいて実施してもよい。所定のトリップにおいてアルコール濃度推定処理を実施する場合、すなわち各トリップにおいて同処理を実施しない場合には、アルコール濃度の推定値をバックアップメモリ(EEPROM、バックアップ用電源により電源供給されているRAM)に格納しておけばよい。ここで所定のトリップとは、アルコール濃度推定処理の実施後から所定時間経過後のトリップや、給油後にはじめて内燃機関10を始動させたトリップを意味する。
Further, the alcohol concentration estimation process may be performed in each trip, or may be performed in a predetermined trip, from the start to the stop of the
・上記第1実施形態では、所定のポンプ駆動電圧に対応するポンプ回転速度の検出値とに基づいて、燃料のアルコール濃度を推定した。しかしこれに限られず、燃料ポンプ14への供給電力に対応するポンプ回転速度の検出値とに基づいて、燃料のアルコール濃度を推定するようにしてもよい。また、DCモータ14aへの供給電力をデューティ制御する場合には、同モータ14aへの駆動入力のデューティ比とそのデューティ比に対応するポンプ回転速度の検出値とに基づいて燃料ポンプのアルコール濃度を推定するようにしてもよい。
In the first embodiment, the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the detected value of the pump rotation speed corresponding to the predetermined pump drive voltage. However, the present invention is not limited to this, and the alcohol concentration of the fuel may be estimated based on the detected value of the pump rotation speed corresponding to the power supplied to the
・上記第2実施形態では、ポンプ駆動電圧の上昇態様と、その上昇に伴うポンプ駆動電流の過渡状態における同電流(過渡電流)の電流値とに基づいて、燃料のアルコール濃度を推定した。しかしこれに限られず、燃料ポンプ14への供給電力の増加態様と、その増加に伴う過渡電流の電流値とに基づいて、燃料のアルコール濃度を推定するようにしてもよい。また、また、DCモータ14aへの供給電力をデューティ制御する場合には、同モータ14aへの駆動入力のデューティ比の上昇態様と、その上昇に伴うポンプ駆動電流の過渡電流の電流値とに基づいて、燃料のアルコール濃度を推定するようにしてもよい。
In the second embodiment, the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the mode of increase of the pump drive voltage and the current value of the same current (transient current) in the transient state of the pump drive current accompanying the increase. However, the present invention is not limited to this, and the alcohol concentration of the fuel may be estimated on the basis of the manner of increasing the power supplied to the
・上記第1実施形態では、ポンプ回転速度が安定した状態(安定状態:図3のタイミングt12〜t13参照)において同回転速度を検出した。具体的には、内燃機関10の始動からの所定時間K2が経過するのを待って、ポンプ回転速度を検出した。しかしこれに限定されず、次のように燃料のアルコール濃度を検出してもよい。すなわち、燃料ポンプ14への供給電力又はその相関値の増減に伴う過渡状態では、ポンプ回転速度の変化率は燃料のアルコール濃度が高くなるほど(燃料の粘度が高くなるほど)低くなる。例えば、図3では、ポンプ駆動電圧(上記相関値)の上昇に伴ってポンプ回転速度が上昇している(タイミングt11〜t12参照)。そのため、ポンプ駆動電圧の増減に伴うポンプ回転速度の過渡状態において同回転速度の変化率を検出し、その上昇率とポンプ駆動電圧の増減態様とに基づいて燃料のアルコール濃度を推定するようにしてもよい。
In the first embodiment, the rotational speed is detected when the pump rotational speed is stable (stable state: see timings t12 to t13 in FIG. 3). Specifically, the pump rotational speed was detected after a predetermined time K2 from the start of the
この場合、上記ポンプ駆動電圧の増減態様としては、内燃機関10の始動に伴うポンプ駆動電圧の増減幅(増加量)と、増加前のポンプ駆動電圧(上昇前の定常電圧:0[V])と、増加後のポンプ駆動電圧(上昇後の定常電圧:V1[V])とを検出すればよい。なお、この増減態様としては、ポンプ駆動電圧の増減率(単位時間当たりのポンプ駆動電圧の増減量)を含めてもよい。
In this case, as an increase / decrease mode of the pump drive voltage, the increase / decrease width (increase amount) of the pump drive voltage accompanying the start of the
・上記第2実施形態では、ポンプ駆動電圧を一気に上昇させた。しかしながら、ポンプ駆動電圧の上昇に伴うポンプ駆動電流の過渡状態における同電流(過渡電流)が過大なものになると、燃料ポンプ14(DCモータ14a)が故障するおそれがある。そこで、ポンプ駆動電圧を、図7に示すように段階的に上昇させたり、図8に示すように徐々に上昇させたりしてもよい。これにより、上記過渡電流が抑制され、燃料ポンプ14の故障を抑制することができる。
-In the said 2nd Embodiment, the pump drive voltage was raised at a stretch. However, if the same current (transient current) in the transient state of the pump drive current accompanying an increase in the pump drive voltage becomes excessive, the fuel pump 14 (
・上記各実施形態では、燃料ポンプ14の動力源としてブラシレスのDCモータ14aを採用した。しかしこれに限られず、燃料ポンプ14の動力源として整流子電動機を採用してもよい。この場合、整流子電動機の回転子の回転角度を検出するセンサ(回転角度センサ)の検出値に基づいてポンプ回転速度を検出し、第1実施形態と同様にして燃料のアルコール濃度を推定することができる。また、第2実施形態と同様にして、燃料のアルコール濃度を推定することができる。
In each of the above embodiments, the brushless DC motor 14 a is employed as the power source of the
・上記各実施形態では、燃料の粘度がそのアルコール濃度で変化することを前提とし、燃料ポンプ14の挙動に基づいて燃料のアルコール濃度を推定した。しかしながら、燃料の粘度はその温度でも変化する。そこで、燃料ポンプ14の挙動に加え燃料の温度に基づいて、燃料のアルコール濃度を推定するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the behavior of the
・上記各実施形態では、アルコール濃度の検出値に基づいて、燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期、バルブタイミング、燃料カット条件、ノック判定条件、気筒判別条件、行程判定条件などを可変設定した。しかしこれに限られず、アルコール濃度の検出値に基づいて、その濃度を示す情報(例えば、高濃度、中濃度、又は低濃度の別を示す情報や、濃度を示す数値(百分率など))を表示装置(例えば、インストルメントパネルに設けられたランプ類など)に表示するようにしてもよい。これにより、内燃機関10にアルコール濃度が混入されていることや、同機関10に供給されている燃料のアルコール濃度をドライバに通知することができる。また、アルコール濃度の検出値が内燃機関10の仕様外の同濃度を示している場合において、その旨を表示装置(例えば、インストルメントパネルに設けられたランプ類)に表示するようにしてもよい。これにより、燃料のアルコール濃度が内燃機関10に適していないことを警告することができる。また、車両がその走行可能距離を表示する装置を備える場合において、例えば車両がナビゲーションシステムを備え同システムが車両の走行可能距離の表示する機能を有する場合において、アルコール濃度の検出値に基づいて上記走行可能距離を算出するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the fuel injection timing, fuel injection amount, ignition timing, valve timing, fuel cut condition, knock determination condition, cylinder determination condition, stroke determination condition, etc. are variably set based on the detected value of the alcohol concentration. . However, the present invention is not limited to this, and based on the detected value of the alcohol concentration, information indicating the concentration (for example, information indicating whether the concentration is high, medium, or low, or a numerical value indicating the concentration (percentage, etc.)) is displayed. You may make it display on an apparatus (for example, lamps etc. which were provided in the instrument panel). As a result, the driver can be notified of the alcohol concentration in the
10…内燃機関、11…吸気通路、12…インジェクタ、13…燃料タンク、14…燃料ポンプ、14a…DCモータ(電動機)、15…燃料フィルタ、16…デリバリパイプ、17…ポンプコントローラ(ポンプ挙動検出手段、電動機制御手段)、18…ECU(ポンプ挙動検出手段、アルコール濃度推定手段、電動機制御手段、温度検出手段、噴射量設定手段)、19…吸気圧センサ、20…クランク軸、21…クランク角センサ、22…燃圧センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電動機への駆動入力に対応するポンプ挙動を検出するポンプ挙動検出手段と、
前記ポンプ挙動検出手段により検出された前記ポンプ挙動に基づいて、前記内燃機関に供給される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、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A fuel pump that supplies fuel to the internal combustion engine uses an electric motor as a power source,
A pump behavior detecting means for detecting a pump behavior corresponding to a drive input to the electric motor;
Alcohol concentration estimation means for estimating the alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine based on the pump behavior detected by the pump behavior detection means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記アルコール濃度推定手段は、前記ポンプ挙動検出手段により検出された回転速度に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を推定する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The pump behavior detecting means detects the rotational speed of the electric motor corresponding to the power supplied to the electric motor or a correlation value thereof as the pump behavior,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the alcohol concentration estimation means estimates the alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine based on the rotational speed detected by the pump behavior detection means.
前記ポンプ挙動検出手段は、前記始動期間において、前記電動機の回転速度を検出する請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 Electric motor control means for driving the electric motor with a predetermined constant power in a starting period until a predetermined time elapses after starting the internal combustion engine;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the pump behavior detecting means detects a rotation speed of the electric motor during the start period.
前記アルコール濃度推定手段は、前記ポンプ挙動検出手段により検出された回転速度の変化率に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を推定する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The pump behavior detecting means detects the rate of change of the rotational speed of the motor that changes with the increase or decrease of the power supplied to the motor or its correlation value as the pump behavior,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the alcohol concentration estimation means estimates the alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine based on a rate of change in rotational speed detected by the pump behavior detection means. .
前記アルコール濃度推定手段は、前記ポンプ挙動検出手段により検出された過渡電流に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を推定する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The pump behavior detecting means detects a current value of a transient current flowing in the electric motor as the driving voltage of the electric motor increases as the pump behavior,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the alcohol concentration estimation means estimates the alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine based on the transient current detected by the pump behavior detection means.
前記アルコール濃度推定手段は、前記ポンプ挙動に加えて、前記温度検出手段により検出された燃料の温度に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を検出する請求項1から6のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置 Temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel supplied to the internal combustion engine;
The alcohol concentration estimating means detects the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine based on the temperature of the fuel detected by the temperature detecting means in addition to the pump behavior. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1
前記電動機への駆動入力に対応するポンプ挙動を検出し、
検出されたポンプ挙動に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を推定することを特徴とする燃料のアルコール濃度推定方法。 When the fuel pump that supplies fuel to the internal combustion engine uses an electric motor as a power source,
Detecting the pump behavior corresponding to the drive input to the motor;
A method for estimating the alcohol concentration of a fuel, wherein the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine is estimated based on the detected pump behavior.
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JP2011064127A (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Drive control device for fuel pump |
WO2020121445A1 (en) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel evaluation device, control method therefor, and program |
-
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- 2007-09-21 JP JP2007245893A patent/JP2009074496A/en active Pending
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