JP3627417B2 - Fuel property detection device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel property detection device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP3627417B2 JP3627417B2 JP34607996A JP34607996A JP3627417B2 JP 3627417 B2 JP3627417 B2 JP 3627417B2 JP 34607996 A JP34607996 A JP 34607996A JP 34607996 A JP34607996 A JP 34607996A JP 3627417 B2 JP3627417 B2 JP 3627417B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- air
- sensor
- fuel ratio
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料性状検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関では、特定性状の燃料(通常は最も普及している燃料)を使用した時に最も高い機関出力が得られるように燃料噴射量を設定しているため、上記特定性状の燃料よりも重質な燃料が機関へ供給されると機関出力が低下する。これは燃料が重質になればなるほど揮発性が悪化し、機関燃焼に寄与する燃料量が少なくなるためである。そこで、燃料の性状に伴う揮発性の違いによって機関の気筒内における燃焼速度(筒内圧縮行程開始から筒内圧力が最大になるまでの時間)が異なることを利用して燃料の性状を判別する燃料性状判別装置が公知である(特開昭62−282139号公報参照)。また、燃料の性状に伴う揮発性の違いによって燃焼行程中の機関の気筒内における最大筒内圧力が異なることを利用して燃料の性状を判別することも公知である(特開昭62−282265号公報参照)。上記二つの公知例では、検出した燃料速度又は最大筒内圧力を基準値と比較し、その差から燃料性状を判別している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記燃焼速度や最大筒内圧力に基づいて燃料の性状を判別する場合、機関燃焼行程中という非常に短い間に燃焼速度や筒内圧力を検出するため、検出値の精度が低いという問題がある。また検出値と基準値との差も小さく、この理由からも燃料性状を判別することは困難である。更に、検出値と基準値との差を増大して検出精度を高めるために、燃料の揮発性に差が出る機関冷間期間(例えば機関始動直後からの短い期間)に検出を行うことも考えられるが、これでも検出期間が短いため検出精度を高めることは困難である。
本発明の目的は燃料の性状を高い精度で検出可能な内燃機関の燃料性状検出装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、内燃機関の排気通路に触媒を備え、該触媒の上流側と下流側とに空燃比を検出するための空燃比センサを配置した内燃機関において、前記触媒の上流側に配置された空燃比センサの出力周波数と、前記触媒の下流側に配置された空燃比センサの出力周波数との比に基づいて燃料の性状を検出する。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図1において、10は排気通路、12は排気通路10に配置された触媒、14は触媒12の排気上流側の排気通路10に配置された上流側空燃比センサ、16は触媒12の排気下流側の排気通路10に配置された下流側空燃比センサである。本願において『排気上流側』及び『排気下流側』という用語は機関から排出される排気ガスの流れに関連して用いられる用語である。上流側空燃比センサ14及び下流側空燃比センサ16は制御装置(ECU)18に接続される。また制御装置18には、吸気通路(図示せず)に設けられ、吸入空気量を検出するエアフローメータ20と、機関クランク軸(図示せず)の一定回転毎にパルス信号を発生するクランク角センサ22と、機関シリンダブロックのウォータジャケット(図示せず)に設けられ、機関冷却水温度に応じたアナログ電圧を出力する冷却水温度センサ24とが接続される。更に、制御装置18は機関気筒へ燃料を供給する燃料噴射弁26と、気筒内の燃料を燃焼開始させる点火プラグ28とに接続される。
【0006】
制御装置18は、予め定められた特定の性状の燃料が使用されている場合に、上流側空燃比センサ14、下流側空燃比センサ16、エアフローメータ20、クランク角センサ22、及び冷却水温度センサ24からの信号に基づき、機関運転状態に応じて最適な点火時期となるように点火プラグ28の点火時期を制御する。更に、制御装置18は、予め定められた特定の性状の燃料が使用されている場合に空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように、上流側空燃比センサ14及び下流側空燃比センサ16からの信号に基づいて燃料噴射弁26の開弁時間、即ち、空燃比をフィードバック制御する。この空燃比のフィードバック制御は、上流側O2 センサ14の出力が図2(A)のように理論空燃比相当出力VR1を中心として上下に変動するように、即ち、空燃比が理論空燃比近傍でリッチ空燃比とリーン空燃比とを交互に繰り返すように行われる。
【0007】
本実施形態の触媒12は三元触媒であり、この三元触媒は排気中のHC、CO、NOX の三成分を同時に浄化することができる。触媒12は流入する排気空燃比がリーンの時(即ち、機関燃焼室で理論空燃比よりリーンな混合気の燃焼が行われている時)には排気中の酸素を吸着し、流入する排気空燃比がリッチの時(燃焼室で理論空燃比よりリッチな混合気の燃焼が行われている時)には吸着した酸素を放出する酸素の吸放出作用(O2 ストレージ作用)を行う。
本実施形態の空燃比センサはO2 センサであり、このO2 センサは、図4に示すように、空燃比がリーンの時に0V、リッチの時に1Vの出力電圧を発生し、この出力電圧は理論空燃比近傍で急激に変化して理論空燃比相当出力(比較電圧)VR を横切る。即ち、O2 センサはそれぞれ排気空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応じて異なる出力電圧を発生する。
【0008】
次に、燃料の性状検出について説明する。上述したように、予め定められた性状の燃料が使用され、空燃比をフィードバック制御した場合、触媒12から流出する排気の空燃比の変動周波数は触媒12のO2 ストレージ作用により小さくなるため、下流側O2 センサ16の出力は、図2(B)のように、上流側O2 センサ14の出力周波数よりも小さい周波数で理論空燃比相当出力VR2を交互に横切る。一方、予め定められた性状よりも重質な性状の燃料が使用され、上述と同様に空燃比をフィードバック制御した場合、下流側O2 センサ16の出力は、図2(C)に示すように、予め定められた性状の燃料が使用されている場合よりも大きな周波数で理論空燃比相当出力VR2を交互に横切る。本発明は、この燃料性状に伴う下流側O2 センサの出力周波数の違いに基づき、燃料性状を検出する。
このように、重質な燃料が使用された場合に、下流側O2 センサの出力周波数が増大する理由は次のように考えられる。重質の燃料は揮発性が低く、気筒内において燃焼に消費される燃料量は少なく、従って、燃焼により消費される酸素量も少ない。このため、触媒12の上流側においては、排気ガス中には含有される酸素及び未燃燃料は高く維持される傾向にある。一方、触媒12内においては、未燃燃料が一時的に触媒12に吸着し、その吸着した未燃燃料は或る短い期間を経てから一度に触媒12から放出される。放出された未燃燃料は排気ガス中の酸素と反応し、排気ガス中の酸素濃度が急激に低下する。従って、下流側O2 センサは、未燃燃料が触媒に吸着されている間はリーン状態を検出し、未燃燃料が触媒から放出された時にはリッチ状態を検出する。この未燃燃料の吸着と放出とが短時間の周期で断続的に行われるため、下流側O2 センサの出力周波数が増大するものと考えられる。
本実施形態では上流側O2 センサ14及び下流側O2 センサ16の出力周波数を検出し、これら出力周波数の比を算出し、該出力周波数比に対応した予め制御装置のマップに格納された制御パラメータ値を読み取り、燃料噴射弁26の開弁時間及び点火プラグ28の点火時期を該制御パラメータ値に補正する。この補正は、具体的には、燃料性状が重質であると検出された時には、燃料噴射弁の開弁時間を長くして、供給燃料量を増大させるか、或いは、点火プラグの点火時期を進角、即ち、早める補正を行う。従って、本発明によれば、空燃比センサの出力周波数比に基づき燃料の性状を検出するため、機関運転中に比較的長い期間にわたる検出が可能となり、検出精度が向上する。
【0009】
次に図3を参照し、燃料性状を検出して該検出された燃料性状に基づいて機関運転状態を制御する本実施形態の制御フローを説明する。初めにステップS310において、給油後であるか否かが判別される。この給油後であるか否かの判別は、例えば給油口の蓋の開閉や燃料ゲージの増大を検出することにより行う。ステップS310において給油後ではないと判別された時には使用されている燃料に変化がないものとして処理を終了する。ステップS310において給油後であると判別された時にはステップS312へ進み、検出条件が成立しているか否かが判別される。検出条件は、触媒12の暖機状態、即ち触媒12が活性化温度に達しているか否か、O2 センサが活性化されているか否か、燃料噴射フィードバック制御がなされているか否か、機関回転数や負荷が所定の範囲内にあるか否か等がある。ステップS312において検出条件が成立していないと判別された時には処理を終了する。ステップS312において検出条件が成立していると判別された時にはステップS316へ進み、上流側O2 センサ14の出力周波数(VOM)及び下流側O2 センサ16の出力周波数(VOS)を検出し、ステップS316へ進む。ステップS316では、これら出力周波数の比(VOS/VOM)を算出し、ステップS318へ進む。ステップS318では、ステップS316において算出された出力周波数比に基づき、制御装置18に格納されているマップから上記出力周波数比に対応した制御パラメータ値を読み取り、ステップS320へ進む。ステップS320では、上記制御パラメータ値に現在の制御パラメータ値を補正して処理を終了する。
【0010】
上記実施形態では上流側と下流側とのO2 センサの出力周波数比に基づき、制御パラメータ値を補正したが、これは本発明を制限するものではなく、下流側O2 センサの出力周波数が増大すると下流側O2 センサの出力軌跡の長さが増大することを利用して、上流側と下流側とのO2 センサの出力軌跡長比に基づいて制御パラメータ値を補正することも可能である。また、上流側O2 センサの出力周波数は各機関運転状態においてあまり変動化しないために、下流側O2 センサの出力周波数又は出力軌跡長の変化のみにより燃料性状を検出することも可能である。更に、予め定められた特定の性状の燃料が使用されている時に未燃燃料を発生するような空燃比制御を行っている場合には、予め定められた特定の性状の燃料よりも軽質な性状の燃料が使用されると、下流側O2 センサの出力周波数は上記実施形態とは逆に小さくなるため、このことを利用して燃料の性状が軽質であることを検出することも可能である。
【0011】
【発明の効果】
本発明によれば、触媒上流側の空燃比センサの出力周波数と触媒下流側の空燃比センサの出力周波数との比に基づいて燃料の性状を検出するため、長い検出期間にわたり検出が可能であることから、高い精度で燃料性状を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる内燃機関の構成を示す図である。
【図2】(A)は上流側O2 センサの出力波形を示し、(B)は予め定められた性状の燃料が用いられている時における下流側O2 センサの出力波形を示し、(C)は予め定められた性状の燃料よりも重質な燃料が用いられている時における下流側O2 センサの出力波形を示す図である。
【図3】燃料性状を検出し、該検出された燃料性状に基づいて機関運転状態を制御する制御フローを示すフローチャートである。
【図4】O2 センサの出力特性を説明する図である。
【符号の説明】
10…排気通路
12…触媒
14…上流側空燃比センサ
16…下流側空燃比センサ
18…制御装置
20…エアフローメータ
22…クランク角センサ
24…冷却水温度センサ
26…燃料噴射弁
28…点火プラグ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel property detection device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine, the fuel injection amount is set so that the highest engine output can be obtained when fuel with a specific property (usually the most popular fuel) is used, so it is heavier than the fuel with the above specific property. Engine power decreases when the correct fuel is supplied to the engine. This is because the heavier the fuel, the worse the volatility and the smaller the amount of fuel that contributes to engine combustion. Therefore, the characteristics of the fuel are determined using the fact that the combustion speed (the time from the start of the in-cylinder compression stroke to the maximum in-cylinder pressure) varies depending on the volatility associated with the nature of the fuel. A fuel property discriminating device is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 62-282139). It is also known to determine the fuel properties by utilizing the fact that the maximum in-cylinder pressure in the cylinder of the engine during the combustion stroke varies depending on the volatility difference associated with the fuel properties (Japanese Patent Laid-Open No. 62-282265). No. publication). In the above two known examples, the detected fuel speed or the maximum in-cylinder pressure is compared with a reference value, and the fuel property is determined from the difference.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When determining the fuel properties based on the combustion speed and the maximum in-cylinder pressure, the combustion speed and the in-cylinder pressure are detected in a very short period of time during the engine combustion stroke. . Also, the difference between the detected value and the reference value is small, and it is difficult to determine the fuel property for this reason. Furthermore, in order to increase the difference between the detected value and the reference value to improve the detection accuracy, it is also considered that the detection is performed in the engine cold period (for example, a short period immediately after the engine is started) in which the fuel volatility is different. However, even in this case, it is difficult to improve the detection accuracy because the detection period is short.
An object of the present invention is to provide a fuel property detection device for an internal combustion engine capable of detecting the property of fuel with high accuracy.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in an internal combustion engine provided with a catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine, and an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio on the upstream side and downstream side of the catalyst , the internal combustion engine is arranged on the upstream side of the catalyst. The property of the fuel is detected on the basis of the ratio between the output frequency of the air-fuel ratio sensor and the output frequency of the air-fuel ratio sensor arranged on the downstream side of the catalyst .
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, 10 is an exhaust passage, 12 is a catalyst disposed in the
[0006]
The
[0007]
The
The air-fuel ratio sensor of this embodiment is an O 2 sensor, and this O 2 sensor generates an output voltage of 0 V when the air-fuel ratio is lean and 1 V when the air-fuel ratio is rich, as shown in FIG. across the stoichiometric air-fuel ratio corresponding output (comparison voltage) V R sharply changes at the stoichiometric air-fuel ratio near. That is, the O 2 sensors generate different output voltages depending on whether the exhaust air-fuel ratio is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
[0008]
Next, fuel property detection will be described. As described above, when the fuel having a predetermined property is used and the air-fuel ratio is feedback-controlled, the fluctuation frequency of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the
Thus, when heavy fuel is used, the reason why the output frequency of the downstream O 2 sensor increases can be considered as follows. Heavy fuel has low volatility, and the amount of fuel consumed for combustion in the cylinder is small, and therefore the amount of oxygen consumed by combustion is also small. For this reason, on the upstream side of the
In this embodiment, the output frequencies of the upstream O 2 sensor 14 and the downstream O 2 sensor 16 are detected, the ratio of these output frequencies is calculated, and the control stored in advance in the control device map corresponding to the output frequency ratio. The parameter value is read, and the valve opening time of the
[0009]
Next, referring to FIG. 3, a control flow of the present embodiment for detecting the fuel property and controlling the engine operating state based on the detected fuel property will be described. First, in step S310, it is determined whether or not it is after refueling. Whether or not it is after refueling is determined, for example, by detecting opening / closing of a fuel filler lid or an increase in fuel gauge. If it is determined in step S310 that the fuel has not been refueled, the processing is terminated assuming that the fuel being used has not changed. When it is determined in step S310 that it is after refueling, the process proceeds to step S312 and it is determined whether or not the detection condition is satisfied. The detection conditions are the warm-up state of the
[0010]
In the above embodiment, the control parameter value is corrected based on the output frequency ratio of the upstream and downstream O 2 sensors, but this does not limit the present invention, and the output frequency of the downstream O 2 sensor increases. then by utilizing the fact that the length of the output path of the downstream O 2 sensor increases, it is possible to correct the control parameter values based on the output locus length ratio of the O 2 sensor between the upstream and downstream . Further, since the output frequency of the upstream O 2 sensor does not fluctuate much in each engine operating state, it is possible to detect the fuel property only by changing the output frequency or the output trajectory length of the downstream O 2 sensor. Furthermore, when air-fuel ratio control is performed such that unburned fuel is generated when a fuel having a predetermined specific property is used, the lighter property than the fuel having the predetermined specific property is used. When this fuel is used, the output frequency of the downstream O 2 sensor becomes smaller, contrary to the above embodiment, and it is possible to detect that the property of the fuel is light using this fact. .
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the property of the fuel is detected based on the ratio between the output frequency of the air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst and the output frequency of the air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst, detection is possible over a long detection period. Therefore , the fuel property can be detected with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine according to the present invention.
2A shows an output waveform of the upstream O 2 sensor, FIG. 2B shows an output waveform of the downstream O 2 sensor when fuel having a predetermined property is used, and FIG. ) Is a diagram showing an output waveform of the downstream O 2 sensor when fuel heavier than a fuel having a predetermined property is used.
FIG. 3 is a flowchart showing a control flow for detecting a fuel property and controlling an engine operating state based on the detected fuel property.
FIG. 4 is a diagram illustrating output characteristics of an O 2 sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34607996A JP3627417B2 (en) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | Fuel property detection device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34607996A JP3627417B2 (en) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | Fuel property detection device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10184436A JPH10184436A (en) | 1998-07-14 |
JP3627417B2 true JP3627417B2 (en) | 2005-03-09 |
Family
ID=18381003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34607996A Expired - Fee Related JP3627417B2 (en) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | Fuel property detection device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3627417B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7997063B2 (en) | 2007-10-29 | 2011-08-16 | Ford Global Technologies, Llc | Controlled air-fuel ratio modulation air fuel sensor input |
JP4906887B2 (en) * | 2009-05-21 | 2012-03-28 | 三菱電機株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP5477031B2 (en) * | 2010-02-12 | 2014-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34607996A patent/JP3627417B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10184436A (en) | 1998-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2592342B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US6594987B2 (en) | Apparatus for detecting fault in exhaust system of internal combustion engine | |
US6314724B1 (en) | Air-fuel ratio controller and method of controlling air-fuel ratio | |
US20040211168A1 (en) | Deterioration detecting device for oxygen concentration sensor | |
US5092123A (en) | Air-fuel ratio feedback control system having air-fuel ratio sensors upstream and downstream of three-way catalyst converter | |
JP3627417B2 (en) | Fuel property detection device for internal combustion engine | |
JP2004108183A (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP3959781B2 (en) | Misfire detection device and control device for direct injection spark ignition engine | |
JP3973387B2 (en) | Intake pressure detection method for internal combustion engine | |
JPH07166938A (en) | Air-fuel ratio controller of lean burn engine | |
JP2775676B2 (en) | Fuel supply control device for internal combustion engine | |
KR100187783B1 (en) | Engine control apparatus | |
JP3323223B2 (en) | Engine exhaust gas purification device | |
JP4258733B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP2009024496A (en) | Air-fuel ratio control system of internal combustion engine | |
JPS61135950A (en) | Air-fuel ratio feedback control method for electronically controlled engine | |
JP2002030922A (en) | Diagnostic apparatus for deteriorated condition of exhaust purifying catalyst | |
JPH08291739A (en) | Air-fuel ratio control device | |
JP4268449B2 (en) | Engine air-fuel ratio control device | |
JP3608443B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JPH11229854A (en) | Catalytic activity starting temperature detection device and catalyst deterioration detection device of internal combustion engine | |
JPH06323185A (en) | Air-fuel ratio control device | |
JP2019157704A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2005337080A (en) | Air-fuel ratio control device and air-fuel ratio control method in internal combustion engine | |
JPS61101639A (en) | Air-fuel ratio controlling method for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |