JP2009191650A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of a lean difference in an air-fuel ratio by a shortage of delivery capacity of a fuel pump in a high rotation-high load area, even when using fuel of the high alcohol concentration. <P>SOLUTION: An alcohol concentration sensor 37 is arranged for detecting the alcohol concentration of the fuel supplied to a fuel injection valve 21 by the fuel pump 31 from a fuel tank 30. The stoichiometric air-fuel ratio of the fuel reduces as the alcohol concentration of the fuel increases, and since there is the relationship of increasing a fuel injection quantity required for controlling the actual air-fuel ratio in the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel injection quantity is increasingly corrected in response to the alcohol concentration of the fuel so as to increase the fuel injection quantity as the alcohol concentration of the fuel detected by the alcohol concentration sensor 37 increases. The suction air volume is limiting by limiting throttle opening in response to the alcohol concentration of the fuel so that fuel consumption per unit time of an engine 11 does not exceed maximum delivery capacity of the fuel pump 3 by a quantity increase correction of this fuel injection quantity. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料として、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置に関する発明である。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that can use a mixed fuel of gasoline and alcohol as fuel.

近年、CO2 排出量削減、石油代替燃料の活用等の社会的要請から、燃料として、ガソリン、アルコール及び両者の混合燃料をいずれも使用可能なエンジン(内燃機関)を搭載した自動車の需要が増加している。このような自動車では、燃料タンクに前回と異なるアルコール濃度の燃料が給油されると、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変化する。ガソリンとアルコールとでは理論空燃比が異なるため、燃料のアルコール濃度が変化すると、燃料の理論空燃比も変化することから、燃料のアルコール濃度(理論空燃比)に応じて燃料噴射量(実空燃比)を変化させる必要がある。 In recent years, demands for automobiles equipped with engines (internal combustion engines) that can use gasoline, alcohol, and mixed fuels of both as fuels have increased due to social demands such as reducing CO 2 emissions and using alternative fuels for oil. is doing. In such an automobile, when fuel having a different alcohol concentration from the previous time is supplied to the fuel tank, the alcohol concentration of the fuel in the fuel tank changes. Since the theoretical air-fuel ratio differs between gasoline and alcohol, if the alcohol concentration of the fuel changes, the theoretical air-fuel ratio of the fuel also changes. Therefore, the fuel injection amount (actual air-fuel ratio) depends on the alcohol concentration of the fuel (theoretical air-fuel ratio). ) Need to be changed.

そこで、特許文献1(特開平3−85347号公報)に記載されているように、燃料のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出して、その検出値に応じて燃料噴射量を補正するようにしたり、或は、特許文献2(特開2005−48625号公報)、特許文献3(特開2007−9903号公報)、特許文献4(特開2007−146831号公報)に記載されているように、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力等に基づいて燃料のアルコール濃度を推定して、その推定値に応じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。
特開平3−85347号公報 特開2005−48625号公報 特開2007−9903号公報 特開2007−146831号公報
Therefore, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-85347), the alcohol concentration of the fuel is detected by an alcohol concentration sensor, and the fuel injection amount is corrected according to the detected value. Or, as described in Patent Document 2 (JP 2005-48625 A), Patent Document 3 (JP 2007-9903 A), and Patent Document 4 (JP 2007-146831 A), Some have estimated the alcohol concentration of fuel based on the output of an air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of exhaust gas, and corrected the fuel injection amount in accordance with the estimated value.
JP-A-3-85347 JP-A-2005-48625 JP 2007-9903 A JP 2007-146831 A

ところで、アルコールの理論空燃比は、ガソリンの理論空燃比よりも小さいため、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、燃料噴射量を増加させる必要がある。このため、アルコール濃度が高い燃料を使用する場合は、単位時間当たりの燃料消費量が多くなる高回転・高負荷領域で、単位時間当たりの燃料消費量が燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプの最大吐出能力(最大吐出流量)を越えてしまう可能性があり(図2参照)、その結果、高回転・高負荷領域で、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な要求噴射量分の燃料を噴射できなくなってしまい、実空燃比がリーン側にずれて排気エミッションが悪化する可能性がある。   Incidentally, since the theoretical air-fuel ratio of alcohol is smaller than the theoretical air-fuel ratio of gasoline, the higher the alcohol concentration of the fuel, the smaller the theoretical air-fuel ratio of the fuel, and it is necessary to increase the fuel injection amount. For this reason, when using fuel with a high alcohol concentration, a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve with fuel consumption per unit time in a high rotation / high load region where fuel consumption per unit time increases. The maximum required discharge capacity (maximum discharge flow rate) may be exceeded (see Fig. 2), and as a result, the required injection required to control the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio in the high rotation and high load range. There is a possibility that an amount of fuel cannot be injected, the actual air-fuel ratio shifts to the lean side, and exhaust emission deteriorates.

この対策として、アルコール100%の燃料使用時の高回転・高負荷領域でも、要求噴射量に応じた燃料量を噴射できるように、最大吐出能力の大きな燃料ポンプに変更することが考えられるが、このようにすると、燃料ポンプの大型化・高コスト化を招いてしまい、近年の重要な技術的課題である小型化・低コスト化の要求を満たすことができない。   As a countermeasure, it is conceivable to change to a fuel pump with a large maximum discharge capacity so that a fuel amount corresponding to the required injection amount can be injected even in a high rotation / high load region when using 100% alcohol fuel. This increases the size and cost of the fuel pump, and cannot meet the demands for downsizing and cost reduction, which are important technical issues in recent years.

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、アルコール濃度が高い燃料を使用する場合でも、高回転・高負荷領域で燃料ポンプの吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できると共に、燃料ポンプの大型化・高コスト化を回避することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances. Therefore, even when a fuel with a high alcohol concentration is used, the object of the present invention is to reduce the air-fuel ratio due to insufficient discharge capacity of the fuel pump in a high rotation / high load region. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can prevent the occurrence of lean deviation and deterioration of exhaust emission, and can avoid an increase in size and cost of a fuel pump.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプを備え、燃料として、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置において、燃料のアルコール濃度を検出又は推定するアルコール濃度判定手段と、前記アルコール濃度判定手段で検出又は推定したアルコール濃度に基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を補正する制御手段とを備え、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量が前記燃料ポンプの最大吐出能力を越えないように前記アルコール濃度に応じて内燃機関の出力を制限するようにしたものである。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided with a fuel pump for supplying fuel in a fuel tank to a fuel injection valve, and an internal combustion engine capable of using a mixed fuel of gasoline and alcohol as fuel. The control device includes alcohol concentration determination means for detecting or estimating the alcohol concentration of the fuel, and control means for correcting the fuel injection amount of the fuel injection valve based on the alcohol concentration detected or estimated by the alcohol concentration determination means. The output of the internal combustion engine is limited in accordance with the alcohol concentration so that the fuel consumption per unit time of the internal combustion engine does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump.

この構成では、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプの最大吐出能力を越えないように燃料のアルコール濃度に応じて内燃機関の出力を制限するため、アルコール濃度が高い燃料を使用する場合でも、内燃機関の出力が要求噴射量分の燃料を噴射可能な領域(実空燃比を理論空燃比に制御可能な領域)を越えて制御されることを防止できて、高回転・高負荷領域で燃料ポンプの吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できると共に、燃料ポンプの大型化・高コスト化を回避することができる。   In this configuration, since the output of the internal combustion engine is limited according to the alcohol concentration of the fuel so that the fuel consumption per unit time of the internal combustion engine does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump, a fuel with a high alcohol concentration is used. Even in this case, it is possible to prevent the output of the internal combustion engine from being controlled beyond the range in which the required amount of fuel can be injected (the range in which the actual air-fuel ratio can be controlled to the stoichiometric air-fuel ratio). It is possible to prevent an air-fuel ratio lean shift and exhaust emission deterioration due to insufficient discharge capability of the fuel pump in the region, and to avoid an increase in size and cost of the fuel pump.

ここで、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプの最大吐出能力を越えないように内燃機関の出力を制限する場合は、例えば、請求項2のように、アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度に応じて内燃機関の吸入空気量を制限するようにしても良い。この際、吸入空気量の制限方法は、スロットル開度、可変バルブ制御量(バルブタイミング、バルブリフト量、作用角)、過給機の過給圧等の吸気系の制御パラメータを制限すれば良い。内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量が増大する高回転・高負荷側の領域で、吸入空気量を制限すれば、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量を減少させることができると共に内燃機関の回転速度上昇を抑制することができるため、高回転・高負荷側の領域で、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量の増加を抑制することができて、燃料ポンプの吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できる。   Here, when the output of the internal combustion engine is limited so that the fuel consumption amount per unit time of the internal combustion engine does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump, for example, the detection is performed by the alcohol concentration determination means as in claim 2. Alternatively, the intake air amount of the internal combustion engine may be limited according to the estimated alcohol concentration of the fuel. In this case, the intake air amount is limited by restricting intake system control parameters such as throttle opening, variable valve control amount (valve timing, valve lift amount, working angle), turbocharger supercharging pressure, and the like. . If the intake air amount is limited in the high-speed / high-load region where the fuel consumption per unit time of the internal combustion engine increases, the fuel injection amount required to control the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is reduced. And the increase in the rotational speed of the internal combustion engine can be suppressed, so that an increase in fuel consumption per unit time of the internal combustion engine can be suppressed in the region of high rotation and high load, It is possible to prevent an air-fuel ratio lean shift and exhaust emission deterioration due to insufficient pump discharge capacity.

その他、本発明は、燃料のアルコール濃度に応じて内燃機関の回転速度を制限するようにしても良い。内燃機関の回転速度の制限方法は、例えば、一部の気筒の燃料噴射をカット(休止)する減筒運転を行ったり、点火時期や可変バルブ制御量等をトルク低下方向に制御すれば良い。内燃機関の回転速度を制限しても、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量を制限することができる。   In addition, the present invention may limit the rotational speed of the internal combustion engine according to the alcohol concentration of the fuel. As a method for limiting the rotational speed of the internal combustion engine, for example, a reduced-cylinder operation that cuts (stops) fuel injection in some cylinders may be performed, or the ignition timing, variable valve control amount, and the like may be controlled in the torque decreasing direction. Even if the rotation speed of the internal combustion engine is limited, the fuel consumption per unit time of the internal combustion engine can be limited.

また、請求項3のように、アクセル開度等に基づいて設定した要求トルクに応じてスロットル開度を制御して吸入空気量を制御するスロットル開度制御手段を備えたシステムに本発明を適用する場合は、アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度に応じて前記要求トルクを制限するようにしても良い。要求トルクを制限すれば、それに応じてスロットル開度が制限されて吸入空気量が制限される。   Further, as in claim 3, the present invention is applied to a system including throttle opening control means for controlling the throttle opening in accordance with the required torque set based on the accelerator opening or the like to control the intake air amount. In this case, the required torque may be limited according to the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means. If the required torque is limited, the throttle opening is limited accordingly, and the intake air amount is limited.

尚、燃料のアルコール濃度に応じて要求トルクを制限しない場合は、要求トルクから演算した要求スロットル開度(ベース目標スロットル開度)を燃料のアルコール濃度に応じて制限して最終的な目標スロットル開度を設定するようにすれば良く、この方法でも、燃料のアルコール濃度に応じて吸入空気量を制限できる。   When the required torque is not limited according to the alcohol concentration of the fuel, the required throttle opening (base target throttle opening) calculated from the required torque is limited according to the alcohol concentration of the fuel to finally open the target throttle. In this method, the intake air amount can be limited according to the alcohol concentration of the fuel.

また、アルコール濃度判定手段としては、請求項4のように、燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサを用いても良いし、請求項5のように、空燃比フィードバック制御状態(フィードバック補正量、空燃比のずれ量等)、トルク変動、回転速度変動の少なくとも1つ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良い。アルコール濃度センサを用いれば、燃料のアルコール濃度を精度良く検出できる利点があり、一方、空燃比フィードバック制御状態等に基づいて燃料のアルコール濃度を推定するようにすれば、アルコール濃度センサが不要となるため、その分、低コスト化できる利点がある。   Further, as the alcohol concentration determination means, an alcohol concentration sensor for detecting the alcohol concentration of the fuel may be used as in claim 4, or the air-fuel ratio feedback control state (feedback correction amount, The alcohol concentration of the fuel may be estimated based on at least one of an air-fuel ratio deviation amount, torque fluctuation, and rotational speed fluctuation. If the alcohol concentration sensor is used, there is an advantage that the alcohol concentration of the fuel can be accurately detected. On the other hand, if the alcohol concentration of the fuel is estimated based on the air-fuel ratio feedback control state or the like, the alcohol concentration sensor becomes unnecessary. Therefore, there is an advantage that the cost can be reduced accordingly.

また、請求項6のように、内燃機関の始動からアルコール濃度判定手段によるアルコール濃度の検出又は推定が完了するまで、暫定的に設定した所定アルコール濃度時の制限値で内燃機関の出力を制限するようにしても良い。ここで、暫定的に設定する所定アルコール濃度は、使用される可能性のある燃料(市場に流通している燃料)のアルコール濃度のうち、最も高いアルコール濃度又はそれに近いアルコール濃度に設定することが好ましく、例えば、請求項8,9のように、所定アルコール濃度を、85%又は100%に設定することが考えられる。このようにすれば、内燃機関の始動後にアルコール濃度の検出又は推定が完了する前でも、内燃機関の出力が十分に制限されるため、燃料ポンプの吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できる。   Further, as described in claim 6, from the start of the internal combustion engine until the detection or estimation of the alcohol concentration by the alcohol concentration determination means is completed, the output of the internal combustion engine is limited by a provisional limit value at a predetermined alcohol concentration. You may do it. Here, the predetermined alcohol concentration that is tentatively set may be set to the highest alcohol concentration or an alcohol concentration close to the alcohol concentration of the fuel that is likely to be used (fuel distributed in the market). Preferably, for example, as in claims 8 and 9, it is conceivable to set the predetermined alcohol concentration to 85% or 100%. In this way, the output of the internal combustion engine is sufficiently limited even before the detection or estimation of the alcohol concentration is completed after the start of the internal combustion engine, so that the lean deviation of the air-fuel ratio due to insufficient discharge capacity of the fuel pump or exhaust emission Can be prevented from deteriorating.

尚、前回の運転時に検出又は推定したアルコール濃度のデータを、バックアップRAM等の書き換え可能な不揮発性メモリ(内燃機関の停止中でも記憶データを保持する書き換え可能な記憶手段)に記憶しておき、内燃機関の始動後にアルコール濃度の検出又は推定が完了するまで、不揮発性メモリに記憶されている前回のアルコール濃度のデータを用いて内燃機関の出力を制限するようにしても良い。   The alcohol concentration data detected or estimated during the previous operation is stored in a rewritable non-volatile memory such as a backup RAM (a rewritable storage means for retaining stored data even when the internal combustion engine is stopped). Until the detection or estimation of the alcohol concentration is completed after the engine is started, the output of the internal combustion engine may be limited using the previous alcohol concentration data stored in the nonvolatile memory.

この際、内燃機関の停止中の給油の有無を、例えば燃料残量計で計測した燃料残量の増加の有無で判定したり、燃料タンクの給油口を開閉する燃料キャップの開閉を検出するスイッチの信号等によって判定して、内燃機関の停止中の給油が検出された場合は、その後の始動時に不揮発性メモリに記憶されている前回のアルコール濃度の記憶データを廃棄して、アルコール濃度の検出又は推定が完了するまで、使用される可能性のある燃料のアルコール濃度のうち、最も高いアルコール濃度又はそれに近いアルコール濃度を暫定的なアルコール濃度として用いて内燃機関の出力を制限するようにしても良い。   At this time, for example, a switch for detecting whether the internal combustion engine is stopped or not is based on, for example, whether there is an increase in the remaining amount of fuel measured by a fuel fuel gauge, or detecting whether the fuel cap is opened or closed. If refueling is detected while the internal combustion engine is stopped, the previous alcohol concentration stored data stored in the non-volatile memory is discarded at the time of subsequent startup, and the alcohol concentration is detected. Alternatively, until the estimation is completed, the output of the internal combustion engine may be limited by using the alcohol concentration of the fuel that is likely to be used as the provisional alcohol concentration, or the alcohol concentration that is the highest or close thereto. good.

また、請求項7のように、アルコール濃度判定手段の異常の有無を判定する異常診断手段を備え、アルコール濃度判定手段の異常が検出されているときに所定アルコール濃度時の制限値で内燃機関の出力を制限するようにしても良い。このようにすれば、アルコール濃度判定手段の異常発生時に、アルコール濃度が高い燃料を使用した場合でも、燃料ポンプの吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できる。   According to another aspect of the present invention, there is provided an abnormality diagnosing unit for determining whether or not the alcohol concentration determining unit is abnormal, and when the abnormality of the alcohol concentration determining unit is detected, the limit value at the predetermined alcohol concentration is used. The output may be limited. In this way, even when a fuel with a high alcohol concentration is used when an abnormality occurs in the alcohol concentration determination means, it is possible to prevent the lean deviation of the air-fuel ratio and the deterioration of exhaust emission due to insufficient discharge capacity of the fuel pump.

尚、本発明は、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があることを考慮して、請求項10のように、アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度が高くなるほど、内燃機関の出力の上限を低くするように制限しても良い。このようにすれば、アルコール濃度が高い燃料を使用した場合でも、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量が前記燃料ポンプの最大吐出能力を越えないように内燃機関の出力の制限することができる。   It should be noted that the present invention takes into account the fact that the higher the alcohol concentration of the fuel, the smaller the theoretical air-fuel ratio of the fuel and the greater the fuel injection amount required to control the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio. Thus, the upper limit of the output of the internal combustion engine may be limited as the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means increases. In this way, even when fuel with a high alcohol concentration is used, the output of the internal combustion engine can be limited so that the fuel consumption per unit time of the internal combustion engine does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump. .

以下、本発明を実施するための最良の形態を吸気ポート噴射型の内燃機関に適用して具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment in which the best mode for carrying out the present invention is applied to an intake port injection type internal combustion engine will be described.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.

内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。   An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the engine 11 that is an internal combustion engine, and an air flow meter 14 that detects the intake air amount is provided downstream of the air cleaner 13. A throttle valve 16 whose opening is adjusted by a motor 15 and a throttle opening sensor 17 for detecting the opening (throttle opening) of the throttle valve 16 are provided on the downstream side of the air flow meter 14.

更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18に、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられている。各気筒の吸気マニホールド20の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各気筒の点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。   Further, a surge tank 18 is provided on the downstream side of the throttle valve 16, and an intake manifold 20 for introducing air into each cylinder of the engine 11 is provided in the surge tank 18. A fuel injection valve 21 for injecting fuel is attached in the vicinity of the intake port of the intake manifold 20 of each cylinder. An ignition plug 22 is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by spark discharge of the ignition plug 22 of each cylinder.

一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられ、この排出ガスセンサ24の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒25が設けられている。   On the other hand, the exhaust pipe 23 of the engine 11 is provided with an exhaust gas sensor 24 (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting the air-fuel ratio or rich / lean of the exhaust gas. A catalyst 25 such as a three-way catalyst for purifying gas is provided.

また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ26や、ノッキングを検出するノックセンサ29が取り付けられている。また、クランク軸27の外周側には、クランク軸27が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ28が取り付けられ、このクランク角センサ28の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。   A cooling water temperature sensor 26 that detects the cooling water temperature and a knock sensor 29 that detects knocking are attached to the cylinder block of the engine 11. A crank angle sensor 28 that outputs a pulse signal every time the crankshaft 27 rotates by a predetermined crank angle is attached to the outer peripheral side of the crankshaft 27. Based on the output signal of the crank angle sensor 28, the crank angle and engine The rotation speed is detected.

エンジン11は、燃料として、ガソリン、エタノールやメタノール等のアルコール、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料をいずれも使用可能であり、これらのガソリン、アルコール、アルコール混合燃料のいずれかを燃料タンク30内に給油するようになっている。燃料タンク30内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ31が設けられている。この燃料ポンプ31から吐出される燃料は、燃料配管32を通してデリバリパイプ33に送られ、このデリバリパイプ33から各気筒の燃料噴射弁21に分配される。燃料配管32のうちの燃料ポンプ31付近には、燃料フィルタ34とプレッシャレギュレータ35が接続され、このプレッシャレギュレータ35によって燃料ポンプ31の吐出圧が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管36により燃料タンク30内に戻されるようになっている。   The engine 11 can use any of gasoline, alcohol such as ethanol and methanol, and alcohol mixed fuel obtained by mixing alcohol with gasoline as fuel, and any of these gasoline, alcohol, and alcohol mixed fuel can be used in the fuel tank 30. To refuel. A fuel pump 31 that pumps up fuel is provided in the fuel tank 30. The fuel discharged from the fuel pump 31 is sent to the delivery pipe 33 through the fuel pipe 32 and is distributed from the delivery pipe 33 to the fuel injection valve 21 of each cylinder. A fuel filter 34 and a pressure regulator 35 are connected in the vicinity of the fuel pump 31 in the fuel pipe 32, and the discharge pressure of the fuel pump 31 is regulated to a predetermined pressure by the pressure regulator 35, and surplus fuel exceeding that pressure The minute amount is returned into the fuel tank 30 by the fuel return pipe 36.

また、燃料タンク30内には、該燃料タンク30内に貯留されている燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ37(アルコール濃度判定手段)が設置されている。このように、燃料タンク30内にアルコール濃度センサ37を設置すれば、アルコール濃度センサ37の故障時に該アルコール濃度センサ37から外部への燃料漏れを防止できる利点があるが、アルコール濃度センサ37の設置場所は、燃料タンク30内に限定されず、燃料配管32又はデリバリパイプ33にアルコール濃度センサ37を設置しても良く、要は、燃料タンク30から燃料噴射弁21までの燃料供給経路中の適宜の位置にアルコール濃度センサ37を設置すれば良い。   Further, an alcohol concentration sensor 37 (alcohol concentration determination means) that detects the alcohol concentration of the fuel stored in the fuel tank 30 is installed in the fuel tank 30. Thus, if the alcohol concentration sensor 37 is installed in the fuel tank 30, there is an advantage that fuel leakage from the alcohol concentration sensor 37 to the outside can be prevented when the alcohol concentration sensor 37 fails. However, the alcohol concentration sensor 37 is installed. The location is not limited to the inside of the fuel tank 30, and the alcohol concentration sensor 37 may be installed in the fuel pipe 32 or the delivery pipe 33. In short, the point is appropriately in the fuel supply path from the fuel tank 30 to the fuel injection valve 21. The alcohol concentration sensor 37 may be installed at the position.

上述した各種センサの出力は、制御回路(以下「ECU」と表記する)38に入力される。このECU38は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁21の燃料噴射量や点火プラグ22の点火時期を制御する。   The outputs of the various sensors described above are input to a control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 38. The ECU 38 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium), so that the fuel injection amount of the fuel injection valve 21 according to the engine operating state and the like. The ignition timing of the spark plug 22 is controlled.

その際、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があることを考慮して、ECU38は、燃料噴射制御プログラム(図示せず)を実行することで、アルコール濃度センサ37で検出した燃料のアルコール濃度が高くなるほど、燃料噴射量が多くなるように、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を増量補正する。   At that time, considering that there is a relationship that the higher the alcohol concentration of the fuel, the lower the theoretical air-fuel ratio of the fuel, and the more fuel injection amount is required to control the actual air-fuel ratio to the theoretical air-fuel ratio. The ECU 38 executes a fuel injection control program (not shown) so that the fuel injection amount increases as the alcohol concentration of the fuel detected by the alcohol concentration sensor 37 increases, according to the alcohol concentration of the fuel. Correct the injection amount to increase.

一般に、アルコール混合燃料仕様のエンジン11は、ガソリン仕様のエンジンを改造して製造されるが、低コスト化のためにガソリン仕様のエンジンと共通の部品を多くするようにしているため、アルコール混合燃料仕様のエンジン11の燃料ポンプ31もガソリン仕様のエンジンのものとほぼ共通のものが使用される。このため、図2に示すように、燃料ポンプ31の最大吐出能力(最大吐出流量)は、ガソリン100%(アルコール濃度0%)の燃料使用時の最大燃料消費量分の燃料を燃料噴射弁21に供給できるように設計されている。   In general, the alcohol-mixed fuel specification engine 11 is manufactured by modifying a gasoline-specific engine. However, in order to reduce the cost, the number of parts common to the gasoline-specific engine is increased. The fuel pump 31 of the engine 11 of the specification is almost the same as that of the gasoline engine. For this reason, as shown in FIG. 2, the maximum discharge capacity (maximum discharge flow rate) of the fuel pump 31 is that the fuel injection valve 21 supplies fuel corresponding to the maximum fuel consumption when using 100% gasoline (alcohol concentration 0%). Designed to be able to supply.

前述したように、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があるため、アルコール濃度が高い燃料を使用する場合は、単位時間当たりの燃料消費量が多くなる高回転・高負荷領域で、単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプ31の最大吐出能力(最大吐出流量)を越えてしまう可能性があり、その結果、高回転・高負荷領域で、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な要求噴射量分の燃料を噴射できなくなってしまい、実空燃比がリーン側にずれて排気エミッションが悪化する可能性がある。   As described above, since the fuel injection amount necessary for controlling the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio increases as the alcohol concentration of the fuel increases, when using fuel with a high alcohol concentration, In a high rotation / high load region where fuel consumption per unit time increases, the fuel consumption per unit time may exceed the maximum discharge capacity (maximum discharge flow rate) of the fuel pump 31, and as a result, In the high speed / high load range, it becomes impossible to inject fuel for the required injection amount required to control the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, and the actual air-fuel ratio shifts to the lean side and exhaust emissions may deteriorate. There is sex.

そこで、本実施例では、図3及び図4の各プログラムを実行することで、エンジン11の単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプ31の最大吐出能力を越えないように燃料のアルコール濃度に応じてスロットル開度を制限して吸入空気量を制限することで、燃料のアルコール濃度に応じてエンジン11の出力を制限するようにしている。以下、図3及び図4の各プログラムの処理内容を説明する。   Therefore, in the present embodiment, by executing the programs of FIGS. 3 and 4, the fuel consumption per unit time of the engine 11 depends on the alcohol concentration of the fuel so that it does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump 31. By restricting the throttle opening and restricting the intake air amount, the output of the engine 11 is restricted according to the alcohol concentration of the fuel. Hereinafter, the processing contents of each program of FIGS. 3 and 4 will be described.

[目標スロットル開度設定プログラム]
図3の目標スロットル開度設定プログラムは、ECU38によってエンジン運転中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ101で、クランク角センサ28、エアフローメータ14等の各種センサの出力を読み込んで、現在のエンジン回転速度、吸入空気量、充填効率、アクセル開度等のエンジン運転状態を検出する。
[Target throttle opening setting program]
The target throttle opening setting program of FIG. 3 is repeatedly executed by the ECU 38 at a predetermined cycle during engine operation, and serves as a control means in the claims. When this program is started, first, in step 101, the outputs of various sensors such as the crank angle sensor 28 and the air flow meter 14 are read, and the engine such as the current engine speed, intake air amount, charging efficiency, accelerator opening, etc. Detect the operating state.

この後、ステップ102に進み、現在のアクセル開度やオートクルーズコントロールシステム等からの要求トルクに基づいて要求スロットル開度(ベース目標スロットル開度)をマップ等により算出する。この後、ステップ103に進み、アルコール濃度センサ37の出力を読み込んで燃料のアルコール濃度を検出した後、ステップ104に進み、後述する図4のアルコール濃度スロットル開度制限値算出プログラムを実行して、燃料のアルコール濃度に応じたスロットル開度制限値を算出する。   Thereafter, the process proceeds to step 102, where the required throttle opening (base target throttle opening) is calculated from a map or the like based on the current accelerator opening and the required torque from the auto cruise control system or the like. Thereafter, the process proceeds to step 103, the output of the alcohol concentration sensor 37 is read to detect the alcohol concentration of the fuel, and then the process proceeds to step 104, where an alcohol concentration throttle opening limit value calculation program of FIG. A throttle opening limit value corresponding to the alcohol concentration of the fuel is calculated.

この後、ステップ105に進み、アクセル開度等に応じた要求スロットル開度と、アルコール濃度に応じたスロットル開度制限値とを比較して、小さい方を最終目標スロットル開度に設定する。従って、要求スロットル開度がスロットル開度制限値を越える領域では、スロットル開度制限値が最終目標スロットル開度となり、実スロットル開度がスロットル開度制限値を越えないように制限される。尚、アルコール濃度以外の要因のスロットル開度制限値が設定されている場合は、それら全てのスロットル開度制限値と要求スロットル開度の中から最小のスロットル開度を最終目標スロットル開度に設定すれば良い。   Thereafter, the routine proceeds to step 105, where the required throttle opening degree according to the accelerator opening degree and the throttle opening limit value according to the alcohol concentration are compared, and the smaller one is set as the final target throttle opening degree. Accordingly, in a region where the required throttle opening exceeds the throttle opening limit value, the throttle opening limit value becomes the final target throttle opening, and the actual throttle opening is limited so as not to exceed the throttle opening limit value. If a throttle opening limit value other than alcohol concentration is set, the minimum throttle opening is set as the final target throttle opening among all the throttle opening limit values and the required throttle opening. Just do it.

[アルコール濃度スロットル開度制限値算出プログラム]
図4のアルコール濃度スロットル開度制限値算出プログラムは、上記図3の目標スロットル開度設定プログラムのステップ104で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動されると、まずステップ201で、アルコール濃度センサ37が正常に機能しているか否かを、ECU38に搭載した自己診断機能(異常診断手段)の診断結果に基づいて判定する。
[Alcohol concentration throttle opening limit value calculation program]
The alcohol concentration throttle opening limit value calculation program shown in FIG. 4 is a subroutine executed in step 104 of the target throttle opening setting program shown in FIG. When this program is started, first, in step 201, it is determined whether or not the alcohol concentration sensor 37 is functioning normally based on the diagnosis result of the self-diagnosis function (abnormality diagnosis means) installed in the ECU 38.

尚、アルコール濃度センサ37の異常診断方法は、例えば、アルコール濃度センサ37の出力電圧がアルコール濃度0%〜100%に相当する電圧範囲から外れているか否かで異常の有無を判定したり、エンジン運転中のアルコール濃度センサ37の出力変動量(検出値の変動量)が異常判定値を越えているか否かで異常の有無を判定したり、或は、空燃比フィードバック制御状態、トルク変動、回転速度変動等に基づいて燃料のアルコール濃度を推定して、このアルコール濃度の推定値とアルコール濃度センサ37の検出値との差が異常判定値を越えているか否かで異常の有無を判定するようにしても良い。   The abnormality diagnosis method for the alcohol concentration sensor 37 is, for example, determining whether there is an abnormality based on whether or not the output voltage of the alcohol concentration sensor 37 is out of the voltage range corresponding to the alcohol concentration of 0% to 100%, It is determined whether there is an abnormality based on whether the output fluctuation amount (the fluctuation amount of the detected value) of the alcohol concentration sensor 37 during operation exceeds the abnormality determination value, or the air-fuel ratio feedback control state, torque fluctuation, rotation The alcohol concentration of the fuel is estimated based on the speed fluctuation or the like, and whether or not there is an abnormality is determined based on whether or not the difference between the estimated value of the alcohol concentration and the detection value of the alcohol concentration sensor 37 exceeds the abnormality determination value. Anyway.

上記ステップ201で、アルコール濃度センサ37が異常であると判定されれば、ステップ205に進み、アルコール濃度センサ異常時のスロットル開度制限値をECU38のROM等の不揮発性メモリに記憶された所定値に設定する。このアルコール濃度センサ異常時のスロットル開度制限値は、使用される可能性のある燃料(市場に流通している燃料)のアルコール濃度のうち、最も高いアルコール濃度又はそれに近いアルコール濃度に設定され、例えば、アルコール濃度85%又は100%に設定される。   If it is determined in step 201 that the alcohol concentration sensor 37 is abnormal, the process proceeds to step 205, where the throttle opening limit value when the alcohol concentration sensor is abnormal is stored in a non-volatile memory such as a ROM of the ECU 38. Set to. The throttle opening limit value when the alcohol concentration sensor is abnormal is set to the highest alcohol concentration or the alcohol concentration close to the alcohol concentration of fuel that may be used (fuel distributed in the market) For example, the alcohol concentration is set to 85% or 100%.

これに対して、上記ステップ201で、アルコール濃度センサ37が正常に機能していると判定されれば、ステップ202に進み、アルコール濃度センサ37でアルコール濃度を検出済みであるか否かを判定し、まだアルコール濃度の検出を完了していなければ、ステップ204に進み、アルコール濃度未検出時のスロットル開度制限値をECU38のROM等の不揮発性メモリに記憶された所定値に設定する。このアルコール濃度未検出時のスロットル開度制限値は、上記ステップ205のアルコール濃度センサ異常時のスロットル開度制限値と同様に、使用される可能性のある燃料(市場に流通している燃料)のアルコール濃度のうち、最も高いアルコール濃度又はそれに近いアルコール濃度に設定され、例えば、アルコール濃度85%又は100%に設定される。   On the other hand, if it is determined in step 201 that the alcohol concentration sensor 37 is functioning normally, the process proceeds to step 202 to determine whether or not the alcohol concentration sensor 37 has already detected the alcohol concentration. If the detection of the alcohol concentration has not been completed yet, the routine proceeds to step 204, where the throttle opening limit value when the alcohol concentration is not detected is set to a predetermined value stored in a nonvolatile memory such as the ROM of the ECU 38. The throttle opening limit value when the alcohol concentration is not detected is the fuel that may be used (the fuel that is distributed in the market) in the same manner as the throttle opening limit value when the alcohol concentration sensor is abnormal in step 205. The alcohol concentration is set to the highest alcohol concentration or an alcohol concentration close thereto, for example, the alcohol concentration is set to 85% or 100%.

一方、上記ステップ202で、アルコール濃度を検出済みであると判定されれば、ステップ203に進み、エンジン11の単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプ31の最大吐出能力を越えないように、アルコール濃度センサ37で検出したアルコール濃度に応じてスロットル開度制限値をマップ等により算出する。これにより、アルコール濃度の検出後は、スロットル開度制限値が、燃料のアルコール濃度が高くなるほどスロットル開度(吸入空気量)を減少させるように設定される。   On the other hand, if it is determined in step 202 that the alcohol concentration has been detected, the process proceeds to step 203, where the alcohol consumption is controlled so that the fuel consumption per unit time of the engine 11 does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump 31. A throttle opening limit value is calculated by a map or the like according to the alcohol concentration detected by the concentration sensor 37. Thus, after the alcohol concentration is detected, the throttle opening limit value is set so that the throttle opening (intake air amount) decreases as the alcohol concentration of the fuel increases.

以上説明した本実施例によれば、エンジン11の単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプ31の最大吐出能力を越えないように、アルコール濃度センサ37で検出した燃料のアルコール濃度に応じてスロットル開度制限値を設定して、燃料のアルコール濃度に応じてスロットル開度(吸入空気量)を制限するようにしたので、アルコール濃度が高い燃料を使用する場合でも、エンジン11の出力が要求噴射量分の燃料を噴射可能な領域(実空燃比を理論空燃比に制御可能な領域)を越えて制御されることを防止できて、高回転・高負荷側の領域で燃料ポンプ31の吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できると共に、燃料ポンプ31の大型化・高コスト化を回避することができる。   According to the present embodiment described above, the throttle opening is made according to the alcohol concentration of the fuel detected by the alcohol concentration sensor 37 so that the fuel consumption per unit time of the engine 11 does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump 31. Since the throttle opening (intake air amount) is limited in accordance with the alcohol concentration of the fuel by setting the degree limit value, the output of the engine 11 is the required injection amount even when fuel with a high alcohol concentration is used. Can be prevented from exceeding the region where fuel can be injected (the region where the actual air-fuel ratio can be controlled to the theoretical air-fuel ratio), and the discharge capacity of the fuel pump 31 is insufficient in the high-speed / high-load region As a result, it is possible to prevent the air-fuel ratio lean shift and the exhaust emission from deteriorating, and the increase in size and cost of the fuel pump 31 can be avoided.

更に、本実施例では、図4のステップ202→204の処理によって、エンジン始動からアルコール濃度センサ37によるアルコール濃度の検出が完了するまで、暫定的に設定したアルコール濃度未検出時のスロットル開度制限値を用いてスロットル開度(吸入空気量)を制限するようにしたので、エンジン始動後にアルコール濃度の検出が完了する前でも、スロットル開度(吸入空気量)を制限することができ、燃料ポンプ31の吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できる。   Further, in this embodiment, the throttle opening limit when the alcohol concentration is not detected is tentatively set until the detection of the alcohol concentration by the alcohol concentration sensor 37 is completed from the start of the engine by the processing of step 202 → 204 in FIG. Since the throttle opening (intake air amount) is limited using the value, the throttle opening (intake air amount) can be limited even before the detection of the alcohol concentration is completed after the engine is started. Therefore, it is possible to prevent the lean deviation of the air-fuel ratio and the deterioration of exhaust emission due to the insufficient discharge capacity of 31.

また、本実施例では、図4のステップ201→205の処理によって、アルコール濃度センサ37の異常発生時に、アルコール濃度センサ異常時のスロットル開度制限値を用いてスロットル開度(吸入空気量)を制限するようにしたので、アルコール濃度センサ37の異常発生時でも、スロットル開度(吸入空気量)を制限することができ、燃料ポンプ31の吐出能力不足による空燃比のリーンずれや排気エミッションの悪化が生じることを防止できる。   Further, in the present embodiment, when the abnormality of the alcohol concentration sensor 37 occurs, the throttle opening (intake air amount) is set by using the throttle opening limit value when the alcohol concentration sensor is abnormal, by the processing of step 201 → 205 in FIG. Since the restriction is made, the throttle opening (intake air amount) can be restricted even when an abnormality occurs in the alcohol concentration sensor 37, and the lean deviation of the air-fuel ratio or the deterioration of exhaust emission due to the insufficient discharge capacity of the fuel pump 31. Can be prevented.

尚、本実施例では、吸入空気量を制限する手段としてスロットル開度を制限するようにしたが、スロットル開度の他に、可変バルブ制御量(バルブタイミング、バルブリフト量、作用角)、過給機の過給圧等の吸気系の制御パラメータを制限して吸入空気量を制限するようにしても良い。   In this embodiment, the throttle opening is limited as a means for limiting the intake air amount. However, in addition to the throttle opening, a variable valve control amount (valve timing, valve lift amount, working angle), excess The intake air amount may be limited by limiting the control parameters of the intake system such as the supercharging pressure of the feeder.

その他、本発明は、燃料のアルコール濃度に応じてエンジン回転速度を制限するようにしても良い。エンジン回転速度の制限方法は、例えば、一部の気筒の燃料噴射をカット(休止)する減筒運転を行ったり、点火時期や可変バルブ制御量等をトルク低下方向に制御すれば良い。エンジン回転速度を制限しても、エンジン11の単位時間当たりの燃料消費量を制限することができる。   In addition, the present invention may limit the engine speed according to the alcohol concentration of the fuel. As a method for limiting the engine speed, for example, a reduced-cylinder operation that cuts (stops) fuel injection of some cylinders may be performed, or the ignition timing, the variable valve control amount, and the like may be controlled in the torque decreasing direction. Even if the engine speed is limited, the fuel consumption per unit time of the engine 11 can be limited.

また、本実施例では、図3の目標スロットル開度設定プログラムによって、アクセル開度やオートクルーズコントロールシステム等からの要求トルクに応じて設定した要求スロットル開度(ベース目標スロットル開度)を、燃料のアルコール濃度に応じたスロットル開度制限値で制限して最終目標スロットル開度を設定するようにしたが、アクセル開度やオートクルーズコントロールシステム等からの要求トルクを燃料のアルコール濃度に応じて制限し、制限した要求トルクに基づいて最終目標スロットル開度を設定するようにしても良く、この場合でも、本実施例と同様の効果を得ることができる。   In this embodiment, the required throttle opening (base target throttle opening) set according to the accelerator opening, the required torque from the auto cruise control system, etc. by the target throttle opening setting program of FIG. The final target throttle opening is set by limiting the throttle opening limit value according to the alcohol concentration of the vehicle, but the required torque from the accelerator opening and the auto cruise control system is limited according to the alcohol concentration of the fuel. However, the final target throttle opening may be set based on the limited required torque, and in this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

また、本実施例では、燃料のアルコール濃度をアルコール濃度センサ37で検出するようにしたが、空燃比フィードバック制御状態(フィードバック補正量、空燃比のずれ量等)、トルク変動、回転速度変動の少なくとも1つ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良い。このようにすれば、アルコール濃度センサが不要となるため、その分、低コスト化できる利点がある。   In this embodiment, the alcohol concentration of the fuel is detected by the alcohol concentration sensor 37, but at least the air-fuel ratio feedback control state (feedback correction amount, air-fuel ratio deviation amount, etc.), torque fluctuation, and rotational speed fluctuation are at least. The alcohol concentration of the fuel may be estimated based on one. This eliminates the need for an alcohol concentration sensor, so that there is an advantage that the cost can be reduced accordingly.

前述したように、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があるため、検出又は推定した燃料のアルコール濃度が高くなるほど、エンジン出力(吸入空気量等)の上限を低くするように制限すれば、アルコール濃度が高い燃料を使用した場合でも、エンジン11の単位時間当たりの燃料消費量が燃料ポンプ31の最大吐出能力を越えないようにエンジン出力を制限することができる。   As described above, the higher the alcohol concentration of the fuel, the smaller the theoretical air-fuel ratio of the fuel, and the fuel injection amount necessary to control the actual air-fuel ratio to the theoretical air-fuel ratio increases. As the estimated alcohol concentration of the fuel increases, the upper limit of the engine output (intake air amount, etc.) is limited so that the fuel consumption per unit time of the engine 11 even when a fuel with a high alcohol concentration is used. Therefore, the engine output can be limited so that the maximum discharge capacity of the fuel pump 31 is not exceeded.

その他、本発明は、前回の運転時に検出又は推定したアルコール濃度のデータを、バックアップRAM等の書き換え可能な不揮発性メモリ(エンジン停止中でも記憶データを保持する書き換え可能な記憶手段)に記憶しておき、エンジン始動後にアルコール濃度の検出又は推定が完了するまで、不揮発性メモリに記憶されている前回のアルコール濃度のデータを用いてエンジン出力(吸入空気量等)を制限するようにしても良い。   In addition, the present invention stores alcohol concentration data detected or estimated during the previous operation in a rewritable nonvolatile memory such as a backup RAM (a rewritable storage means for holding stored data even when the engine is stopped). Until the detection or estimation of the alcohol concentration is completed after the engine is started, the engine output (intake air amount or the like) may be limited using the previous alcohol concentration data stored in the nonvolatile memory.

この際、エンジン停止中の給油の有無を、例えば燃料残量計で計測した燃料残量の増加の有無で判定したり、燃料タンク30の給油口を開閉する燃料キャップの開閉を検出するスイッチの信号等によって判定して、エンジン停止中の給油が検出された場合は、その後の始動時に不揮発性メモリに記憶されている前回のアルコール濃度の記憶データを廃棄して、アルコール濃度の検出又は推定が完了するまで、使用される可能性のある燃料のアルコール濃度のうち、最も高いアルコール濃度又はそれに近いアルコール濃度を暫定的なアルコール濃度として用いてエンジン出力(吸入空気量等)を制限するようにしても良い。   At this time, the presence or absence of refueling while the engine is stopped is determined by, for example, the presence or absence of an increase in the remaining amount of fuel measured by a fuel fuel gauge, or a switch for detecting opening and closing of a fuel cap that opens and closes the fuel filler port of the fuel tank 30 If it is determined by a signal or the like and refueling is detected while the engine is stopped, the previous alcohol concentration stored data stored in the non-volatile memory is discarded at the time of subsequent startup, and the alcohol concentration is detected or estimated. Until completion, limit the engine output (intake air volume, etc.) using the highest alcohol concentration or the alcohol concentration close to it as the provisional alcohol concentration among the alcohol concentrations of fuel that may be used. Also good.

その他、本発明は、図1に示すような吸気ポート噴射式エンジンに限定されず、筒内噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。   In addition, the present invention is not limited to the intake port injection type engine as shown in FIG. 1, but includes an in-cylinder injection type engine, and both an intake port injection fuel injection valve and an in-cylinder injection fuel injection valve. It can also be applied to dual-injection engines.

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the whole engine control system in one Example of this invention. 燃料のアルコール濃度とエンジン回転速度と最大燃料消費量と燃料ポンプの最大吐出能力(最大吐出流量)との関係を説明する燃料消費量特性図である。It is a fuel consumption characteristic view explaining the relationship between the alcohol concentration of the fuel, the engine rotation speed, the maximum fuel consumption, and the maximum discharge capacity (maximum discharge flow rate) of the fuel pump. 目標スロットル開度設定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the target throttle opening setting program. アルコール濃度スロットル開度制限値算出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the alcohol concentration throttle opening restriction value calculation program.

符号の説明Explanation of symbols

11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、14…エアフローメータ、15…モータ、16…スロットルバルブ、17…スロットル開度センサ、21…燃料噴射弁、22…点火プラグ、23…排気管、24…排出ガスセンサ、25…触媒、28…クランク角センサ、30…燃料タンク、31…燃料ポンプ、34…燃料フィルタ、35…プレッシャレギュレータ、37…アルコール濃度センサ(アルコール濃度判定手段)、38…ECU(制御手段,異常診断手段,スロットル開度制御手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 14 ... Air flow meter, 15 ... Motor, 16 ... Throttle valve, 17 ... Throttle opening sensor, 21 ... Fuel injection valve, 22 ... Spark plug, 23 ... Exhaust pipe, 24 ... exhaust gas sensor, 25 ... catalyst, 28 ... crank angle sensor, 30 ... fuel tank, 31 ... fuel pump, 34 ... fuel filter, 35 ... pressure regulator, 37 ... alcohol concentration sensor (alcohol concentration determination means), 38 ... ECU (Control means, abnormality diagnosis means, throttle opening control means)

Claims (10)

燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプを備え、燃料として、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置において、
燃料のアルコール濃度を検出又は推定するアルコール濃度判定手段と、
前記アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度に基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を補正する制御手段とを備え、
前記制御手段は、内燃機関の単位時間当たりの燃料消費量が前記燃料ポンプの最大吐出能力を越えないように前記アルコール濃度に応じて内燃機関の出力を制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine that includes a fuel pump that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection valve and that can use a mixed fuel of gasoline and alcohol as fuel,
Alcohol concentration determination means for detecting or estimating the alcohol concentration of the fuel;
Control means for correcting the fuel injection amount of the fuel injection valve based on the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means,
The control means limits the output of the internal combustion engine according to the alcohol concentration so that the fuel consumption per unit time of the internal combustion engine does not exceed the maximum discharge capacity of the fuel pump. apparatus.
前記制御手段は、前記アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度に応じて内燃機関の吸入空気量を制限することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means limits an intake air amount of the internal combustion engine in accordance with the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means. アクセル開度等に基づいて設定した要求トルクに応じてスロットル開度を制御して吸入空気量を制御するスロットル開度制御手段を備え、
前記制御手段は、前記アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度に応じて前記要求トルクを制限することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
Throttle opening control means for controlling the throttle opening according to the required torque set based on the accelerator opening etc. to control the intake air amount,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control means limits the required torque in accordance with the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means.
前記アルコール濃度判定手段は、燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサにより構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the alcohol concentration determination means includes an alcohol concentration sensor that detects an alcohol concentration of fuel. 前記アルコール濃度判定手段は、空燃比フィードバック制御状態、トルク変動、回転速度変動の少なくとも1つに基づいて燃料のアルコール濃度を推定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the alcohol concentration determination unit estimates the alcohol concentration of the fuel based on at least one of an air-fuel ratio feedback control state, torque fluctuation, and rotation speed fluctuation. Engine control device. 前記制御手段は、内燃機関の始動から前記アルコール濃度判定手段によるアルコール濃度の検出又は推定が完了するまで暫定的に設定した所定アルコール濃度時の制限値で内燃機関の出力を制限することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The control means limits the output of the internal combustion engine with a limit value at a predetermined alcohol concentration tentatively set from the start of the internal combustion engine until the detection or estimation of the alcohol concentration by the alcohol concentration determination means is completed. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5. 前記アルコール濃度判定手段の異常の有無を判定する異常診断手段を備え、
前記制御手段は、前記異常診断手段により前記アルコール濃度判定手段の異常が検出されているときに所定アルコール濃度時の制限値で内燃機関の出力を制限することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
An abnormality diagnosing unit for determining whether or not the alcohol concentration determining unit is abnormal;
7. The control unit according to claim 1, wherein the control unit limits the output of the internal combustion engine with a limit value at a predetermined alcohol concentration when an abnormality of the alcohol concentration determination unit is detected by the abnormality diagnosis unit. The control apparatus of the internal combustion engine in any one.
前記所定アルコール濃度は、85%であることを特徴とする請求項6又は7に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6 or 7, wherein the predetermined alcohol concentration is 85%. 前記所定アルコール濃度は、100%であることを特徴とする請求項6又は7に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6 or 7, wherein the predetermined alcohol concentration is 100%. 燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプを備え、燃料として、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置において、
燃料のアルコール濃度を検出又は推定するアルコール濃度判定手段と、
前記アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度に基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を補正する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記アルコール濃度判定手段で検出又は推定した燃料のアルコール濃度が高くなるほど、内燃機関の出力の上限を低くするように制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine that includes a fuel pump that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection valve and that can use a mixed fuel of gasoline and alcohol as fuel,
Alcohol concentration determination means for detecting or estimating the alcohol concentration of the fuel;
Control means for correcting the fuel injection amount of the fuel injection valve based on the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means,
The control device of the internal combustion engine, wherein the control means restricts the upper limit of the output of the internal combustion engine to be lower as the alcohol concentration of the fuel detected or estimated by the alcohol concentration determination means becomes higher.
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