JP2019173681A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料中のアルコール濃度を取得できないような特殊状況下においても失火判定を行うことのできる内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】失火判定処理では、測定アルコール濃度が取得されたか否かが判定される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の判定結果が肯定的な場合、オイル希釈判定がＯＦＦであるか否かが判定される（ステップＳ１２）。ステップＳ１０またはＳ１２の判定結果が否定的な場合、エミッション悪化失火検出モニタの実施が停止され、触媒ＯＴ失火検出モニタが実施される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６に続いて、失火率が触媒ＯＴ判定値を超えるか否かが判定される（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の判定結果が肯定的な場合、失火発生信号が生成される（ステップＳ２０）。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関制御装置に関する。

特開２０１０−０９６０３４号公報には、アルコールを混合した燃料を使用可能なエンジンの失火判定を行う装置が開示されている。この判定装置は、燃料中のアルコール濃度に応じて設定した失火判定値を用い、失火判定を行う。失火判定値は、燃料中のアルコール濃度と、失火判定値との関係を規定したテーブルを照合することにより設定される。

失火判定に際し、上記判定装置は、燃料中のアルコール濃度の測定値（測定濃度値）と推定値（推定濃度値）を取得する。測定濃度値は、アルコール濃度センサの検出値を用いて求められる。推定濃度値は、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）の検出値を用いて求められる。測定濃度値と推定濃度値が一致する場合、テーブルの照合によりそれぞれ設定される失火判定値も当然一致する。ただし、測定濃度値と推定濃度値が一致しない場合、失火判定値が２種類設定される。この場合、上記判定装置は、値のより小さい失火判定値を採用する。

特開２０１０−０９６０３４号公報

上記判定装置は、推定濃度値が取得されず測定濃度値のみが取得されている場合、当該測定濃度値に基づいて設定した失火判定値を用いて失火判定を行う。推定濃度値は空燃比センサの検出値を用いて求められることから、推定濃度値は測定濃度値に比べて取得に時間を要する。この点、上記判定装置によれば、測定濃度値のみが取得された場合であっても失火判定を開始できる。つまり、推定濃度値の取得を待たずに失火判定を開始できる。

ただし、上記判定装置が失火判定を開始できるのは、少なくとも測定濃度値が取得された後となる。しかしながら、例えば給油が行われた直後は燃料中のアルコール濃度が均一でなく、測定濃度値の確定までにある程度の時間を要する。そのため、上記判定装置では、このような特殊な状況下において失火判定を開始できない可能性が高い。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、燃料中のアルコール濃度を取得できないような特殊状況下においても失火判定を行うことのできる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するための内燃機関制御装置であり、次の特徴を有する。
前記内燃機関制御装置は、内燃機関と、アルコール濃度取得手段と、電子制御ユニットと、を備える。
前記内燃機関は、アルコールを混合した燃料を使用可能に構成されている。
前記アルコール濃度取得手段は、燃料中のアルコール濃度を取得するように構成されている。
前記電子制御ユニットは、前記内燃機関の失火判定処理を行うように構成されている。
前記電子制御ユニットは、判定値設定部と、失火判定部と、を備える。
前記判定値設定部は、前記失火判定処理に使用する失火判定値を設定する。
前記失火判定部は、失火率が前記失火判定値を超える場合、失火が発生していると判定する。
前記判定値設定部は、前記アルコール濃度が取得され、且つ、前記内燃機関の潤滑油が燃料により希釈されていない場合、前記アルコール濃度に基づいて前記失火判定値を設定する。
前記判定値設定部は、前記アルコール濃度が取得されず、または、前記潤滑油が燃料により希釈されている場合、前記失火判定値を暫定的な判定値に設定する。

本発明によれば、アルコール濃度が取得されず、または、潤滑油が燃料により希釈されている場合、暫定的な判定値を用いて失火判定処理が行われる。つまり、アルコール濃度が取得されず、または、潤滑油が燃料により希釈されている場合であっても、失火判定処理が行われる。したがって、特殊状況下においても失火判定を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るシステム構成を示すブロック図である。 失火判定処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．システム構成の説明
図１は、本発明の実施の形態に係るシステム構成を示すブロック図である。図１に示すシステムは、アルコールを混合した燃料を使用可能なＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）用内燃機関（以下、単に「エンジン」と称す。）を制御するシステムである。図１に示すシステムは、アルコール濃度センサ１０、Ａ／Ｆセンサ２０およびクランク角センサ３０と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）４０と、ＭＩＬ（Malfunction Indicator Light）５０と、を備えている。

アルコール濃度センサ１０は、燃料の供給経路に設けられる静電容量型のセンサである。アルコール濃度センサ１０は、誘電率の変化に基づいて燃料中のアルコール濃度を測定する。アルコール濃度センサ１０は、測定したアルコール濃度の情報をＥＣＵ４０に送る。以下、アルコール濃度センサ１０が測定したアルコール濃度を「測定アルコール濃度」と称す。

Ａ／Ｆセンサ２０は、エンジンの排気通路に設けられる。Ａ／Ｆセンサ２０は、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能なリニア検出型のセンサである。Ａ／Ｆセンサ２０は、検出した空燃比の情報をＥＣＵ４０に送る。

クランク角センサ３０は、クランク軸の回転角度を検出するセンサである。クランク角センサ３０は、検出した回転角度の情報をＥＣＵ４０に送る。

ＥＣＵ４０は、プロセッサ、メモリ、および、入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。ＥＣＵ４０は、入出力インタフェースを介して各種情報を受け取る。ＥＣＵ４０は、受け取った各種情報に基づいて、エンジンの失火判定処理を行う。

失火判定処理を行う機能として、ＥＣＵ４０は、アルコール濃度推定部４１と、判定値設定部４２と、失火判定部４３と、を備えている。

アルコール濃度推定部４１は、Ａ／Ｆセンサ２０からの空燃比情報に基づいて燃料中のアルコール濃度を推定する。アルコール濃度推定部４１は、例えば、空燃比情報に基づいて設定された空燃比フィードバック補正係数の平均値と、所定の基準値との差に基づいて、燃料中のアルコール濃度を推定する。なお、空燃比フィードバック補正係数の計算手法は公知のものが適用できる。以下、アルコール濃度推定部４１が推定したアルコール濃度を「推定アルコール濃度」と称す。

判定値設定部４２は、２種類の失火判定値を設定する。２種類の失火判定値は、触媒ＯＴ判定値およびエミッション悪化判定値である。触媒ＯＴ判定値およびエミッション悪化判定値は、失火率に基づいて事前に設定されている。失火率は、エンジンの回転変動が所定の判定値を超える回数に関連している。この回転変動の回数は、クランク角センサ３０からの回転角情報に基づいて判定される。

失火が発生すると、未燃状態の燃料が排気通路に排出される。この未燃燃料は、排気通路において燃焼し、その結果、排気通路に設けられる排気浄化用の触媒の床温が過剰に上昇する。また、排気通路に排出された未燃燃料は、エミッションを悪化させる。触媒ＯＴ判定値は、触媒の床温に影響を及ぼすおそれのある失火率であり、エンジンが２００回転する間における回転変動の上限回数として事前に設定されている。エミッション悪化判定値は、エミッションに影響を及ぼすおそれのある失火率であり、エンジンが１０００回転する間における回転変動の上限回数として事前に設定されている。

２種類の失火判定値は、燃料中のアルコール濃度に対応付けられている。これらの対応関係を示したテーブルは、ＥＣＵ４０のメモリに格納されている。判定値設定部４２は、測定アルコール濃度や推定アルコール濃度を用いたテーブルの照合により、２種類の失火判定値を設定する。

判定値設定部４２は、また、２種類の失火判定値の設定に際し、測定アルコール濃度と推定アルコール濃度を比較する。測定アルコール濃度と推定アルコール濃度の差が所定値未満の場合、判定値設定部４２は、両者が一致すると判定する。そうでない場合、判定値設定部４２は、両者が一致しないと判定する。

測定アルコール濃度と推定アルコール濃度が一致すると判定した場合、判定値設定部４２は、何れかのアルコール濃度を用いたテーブルの照合により、２種類の失火判定値を設定する。そうでないと判定した場合、判定値設定部４２は、値のより小さい失火判定値を採用する。例えば、測定アルコール濃度を用いたテーブル照合による触媒ＯＴ判定値（判定値Ａ）が、推定アルコール濃度を用いたテーブル照合による触媒ＯＴ判定値（判定値Ｂ）よりも小さい場合、判定値Ａが採用される。

判定値設定部４２は、また、推定アルコール濃度が取得されていない場合、測定アルコール濃度を用いたテーブルの照合により、２種類の失火判定値を設定する。推定アルコール濃度は、空燃比フィードバック補正係数を用いて求められることから、推定アルコール濃度は測定アルコール濃度に比べて取得に時間を要する。このような場合、測定アルコール濃度に基づいて、２種類の失火判定値が設定される。

判定値設定部４２は、また、測定アルコール濃度と推定アルコール濃度の何れもが取得されない場合、少なくとも一方のアルコール濃度（通常は測定アルコール濃度）が取得されるまでの間、暫定的な失火判定値を設定する。暫定的な失火判定値は、触媒ＯＴ判定値のみが設定される。暫定的な触媒ＯＴ判定値は、例えば、テーブル上のアルコール濃度の最高値に対応する値、テーブル上で最も小さい値などが採用される。

判定値設定部４２は、また、エンジンの潤滑に用いられるオイルが燃料により希釈されている場合、上述した暫定的な失火判定値を設定する。オイルが希釈されているか否かは、オイル希釈信号の有無に基づいて判定される。オイル希釈信号は、オイル希釈度が所定の判定値を上回る場合にＥＣＵ４０において生成される。オイル希釈度は、例えば、単位時間当たり燃料希釈量と、単位時間当たりの燃料蒸発量とを考慮して構築したモデルを用いて算出される。なお、このようなオイル希釈度の算出手法は公知のものが適用できる。

失火判定部４３は、判定値設定部４２が設定した２種類の失火判定値を用いて、失火を判定する。失火判定部４３は、エンジンが２００回転する毎に、触媒ＯＴ判定値を用いた失火判定を行う。失火判定部４３は、エンジンが１０００回転する毎に、エミッション悪化判定値を用いた失火判定を行う。２００回転中の失火率が触媒ＯＴ判定値を超える場合、または、１０００回転中の失火率がエミッション悪化判定値を超える場合、失火判定部４３は、失火発生信号（点灯指令）をＭＩＬ５０に送る。

失火判定部４３は、判定値設定部４２が暫定的な失火判定値（つまり、触媒ＯＴ判定値）を設定した場合、この失火判定値を用いて失火を判定する。失火判定部４３は、エンジンが２００回転する毎に、暫定的な触媒ＯＴ判定値を用いた失火判定を行う。２００回転中の失火率が暫定的な触媒ＯＴ判定値を超える場合、失火判定部４３は、失火発生信号（点滅指令）をＭＩＬ５０に送る。

ＭＩＬ５０は、失火判定部４３からの失火発生信号に応答して点灯または点滅を行う。

２．失火判定処理の説明
図２は、失火判定処理の流れを説明するフローチャートである。図２に示す失火判定処理は、所定の制御周期で繰り返し行われる。

失火判定処理では、先ず、測定アルコール濃度が取得されたか否かが判定される（ステップＳ１０）。既に述べたように、推定アルコール濃度は、測定アルコール濃度に比べて取得に時間を要する。換言すると、測定アルコール濃度は、推定アルコール濃度に比べて短時間で取得される。ここで、給油が行われた直後は、燃料中のアルコール濃度が均一でなく、測定アルコール濃度が確定するまでにある程度の時間を要する。このような場合、測定アルコール濃度が取得されないと判定される。そうでない場合、測定アルコール濃度が取得されたと判定される。

ステップＳ１０の判定結果が肯定的な場合、つまり、測定アルコール濃度が取得されたと判定された場合、オイル希釈判定がＯＦＦであるか否かが判定される（ステップＳ１２）。オイル希釈判定がＯＦＦか否かは、オイル希釈信号の生成の有無に基づいて判定される。オイル希釈信号が生成された場合、オイル希釈判定がＯＮであると判定される。そうでない場合、オイル希釈判定がＯＦＦであると判定される。

ステップＳ１２の判定結果が肯定的な場合、つまり、オイル希釈判定がＯＦＦであると判定された場合、エミッション悪化失火検出モニタと、触媒ＯＴ失火検出モニタとが実施される（ステップＳ１４）。エミッション悪化失火検出モニタおよび触媒ＯＴ失火検出モニタは、具体的に、上述した２種類の失火判定値を用いた失火判定である。なお、図２では省略されているが、失火率が２種類の失火判定値の何れかを超える場合、失火が発生していると判定される。そして、失火が発生していると判定された場合、失火発生信号（点灯指令）が生成される。

ステップＳ１０またはＳ１２の判定結果が否定的な場合、エミッション悪化失火検出モニタの実施が停止され、触媒ＯＴ失火検出モニタが実施される（ステップＳ１６）。触媒ＯＴ失火検出モニタは、具体的に、上述した暫定的な触媒ＯＴ判定値を用いた失火判定である。

ステップＳ１６に続いて、失火率が触媒ＯＴ判定値を超えるか否かが判定される（ステップＳ１８）。２００回転中の失火率が触媒ＯＴ判定値を超える場合、失火が発生していると判定される。そうでない場合は、失火が発生していないと判定される。

ステップＳ１８の判定結果が肯定的な場合、つまり、失火が発生していると判定された場合、失火発生信号（点滅指令）が生成される（ステップＳ２０）。失火発生信号（点滅指令）がＭＩＬ５０に送られると、ＭＩＬ５０が点滅する。

３．効果
以上説明した本実施の形態によれば、測定アルコール濃度が未取得の場合や、オイル希釈が発生している場合に、暫定的な触媒ＯＴ判定値が設定される。したがって、このような特殊状況下においても、触媒を適切に保護し、ひいては、エミッションの悪化を未然に防ぐことができる。

４．実施の形態の変形例
上記実施の形態では、測定アルコール濃度および推定アルコール濃度を求めた上で２種類の失火判定値を設定した。しかしながら、測定アルコール濃度および推定アルコール濃度の一方のみを求め、２種類の失火判定値を設定してもよい。測定アルコール濃度のみを求める場合は、Ａ／Ｆセンサ２０と、アルコール濃度推定部４１の機能とを図１に示したシステムから削除すればよい。推定アルコール濃度のみを求める場合は、アルコール濃度センサ１０を図１に示したシステムから削除すればよい。

上記実施の形態では、測定アルコール濃度と推定アルコール濃度の何れもが取得されない場合、少なくとも一方のアルコール濃度が取得されるまでの間、暫定的な触媒ＯＴ判定値を設定した。しかしながら、暫定的な触媒ＯＴ判定値を設定する代わりに、暫定的なエミッション悪化判定値を設定してもよい。この変形は、触媒の保護よりもエミッションの悪化の防止を優先する場合に有効である。なお、暫定的なエミッション悪化判定値を設定した場合は、図２のステップＳ１６において、触媒ＯＴ失火検出モニタの実施を停止し、エミッション悪化失火検出モニタを実施すればよい。

１０ アルコール濃度センサ
２０ Ａ／Ｆセンサ
３０ クランク角センサ
４０ ＥＣＵ
４１ アルコール濃度推定部
４２ 判定値設定部
４３ 失火判定部
５０ ＭＩＬ

Claims (1)

1. アルコールを混合した燃料を使用可能な内燃機関と、
   燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
   前記内燃機関の失火判定処理を行う電子制御ユニットと、
   を備える内燃機関制御装置であって、
   前記電子制御ユニットが、
   前記失火判定処理に使用する失火判定値を設定する判定値設定部と、
   失火率が前記失火判定値を超える場合、失火が発生していると判定する失火判定部と、
   を備え、
   前記判定値設定部が、
   前記アルコール濃度が取得され、且つ、前記内燃機関の潤滑油が燃料により希釈されていない場合、前記アルコール濃度に基づいて前記失火判定値を設定し、
   前記アルコール濃度が取得されず、または、前記潤滑油が燃料により希釈されている場合、前記失火判定値を暫定的な判定値に設定する
   ことを特徴とする内燃機関制御装置。

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