JP4055545B2

JP4055545B2 - Oil dilution fuel estimation device and control device for internal combustion engine using the same

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Publication number: JP4055545B2
Application number: JP2002302614A
Authority: JP
Inventors: 初雄永石; 孝志中沢; 和彦安倍
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP2004137953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイル希釈燃料推定装置及びそれを用いた内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては、燃料がピストンとシリンダとの隙間から漏れ出してエンジンオイルを希釈するいわゆるオイル希釈が発生することがある。
【０００３】
このようなオイル希釈の発生を抑制するものとしては、筒内噴射型内燃機関にて吸気行程中に燃料噴射を行う場合に、内燃機関への燃料の付着し易さを表すパラメータに基づいて、燃料噴射開始時期を変更するようにしたものが従来より知られている（特許文献１を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３４２８号公報（第３−４頁、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の制御装置においては、ピストンとシリンダとの隙間から漏れ出してエンジンオイルと混じりあいエンジンオイルを希釈しているオイル希釈燃料の量について何ら考慮していないため、エンジンオイルと混じりあった燃料がエンジンオイルから蒸発してブローバイシステム等から吸気系に吸入されると、空燃比が過度に過濃（燃料リッチ）となって運転性や排気性能に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００６】
また、内燃機関への燃料の付着し易さを表すパラメータに基づいて、燃料噴射開始時期を変更するようにしても、完全にオイル希釈を防止できるわけではなく、ピストンとシリンダとの隙間から漏れ出す燃料の漏れ出し流量が大きい場合には、燃焼室内で実際に燃焼する燃料量が減少することになり、空燃比が過度に希薄（エアリッチ）となって、運転性や排気性能に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
つまり、オイル希釈燃料量を正確に把握し、オイル希釈燃量に応じて内燃機関を制御することが重要となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるオイル希釈燃料量推定装置は、エンジン温度、エンジン回転数及びエンジン負荷から、ピストンとシリンダとの隙間から漏れ出してエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料の増加量を算出する増加量算出手段と、増加量算出手段で算出されたオイル希釈燃料増加量を積算して、エンジンオイルを希釈しているオイル希釈燃料量を算出するオイル希釈燃料量算出手段と、を有し、ガソリンにアルコールを混入した燃料を使用する際には、オイル希釈燃料量に応じて、アルコール濃度の算出を許可するアルコール濃度算出許可条件が設定されている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、運転パターンや環境に関わらず、エンジンオイルを希釈しているオイル希釈燃料量を正確に把握することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示している。エンジン本体１の燃焼室２には、吸気弁３を介して吸気通路４が接続されていると共に、排気弁５を介して排気通路６が接続されている。
【００１２】
吸気通路４には、エアクリーナ７、吸入空気量を検出するエアフローメータ８、吸入空気量を制御するスロットル弁９及び吸気中に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１１が配設されている。
【００１３】
燃料噴射弁１１は、エンジンコントロールユニット１２（以下、ＥＣＵと記す）からの噴射指令信号により運転条件に応じて所定の空燃比となるよう吸気中に燃料を噴射供給している。
【００１４】
排気通路６には、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１３と、三元触媒１４が配設されている。
【００１５】
三元触媒１４は理論空燃比を中心とするいわゆるウィンドウに空燃比がある場合に最大の転化効率をもって排気中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを同時に浄化できるため、ＥＣＵ１２では、三元触媒１４の上流側に設けた酸素濃度センサ１３からの出力に基づいて排気空燃比が上記のウィンドウの範囲内で一定の周期をもって振れるように空燃比のフィードバック制御を行う。
【００１６】
また、ＥＣＵ１２には、エンジン本体１の冷却水温度を検知する水温センサ１５、エンジン回転数を検出するクランク角センサ１６、外気温を検知する外気温センサ１７及び車両速度を検知する車速センサ１８からの信号が入力されている。
【００１７】
ここで、エンジン運転中において、燃料の一部がシリンダの内壁面に付着し、ピストンとシリンダとの隙間から漏れだしてエンジンオイルを希釈するいわゆるオイル希釈が発生すると、燃焼室２内で燃焼する燃料量が減少することなり、空燃比が過度に希薄（エアリッチ）となって、運転性や排気性能の悪影響を及ぼす虞がある。また、オイル希釈によりエンジンオイルを希釈している燃料が、エンジンオイルから蒸発し、ブローバイシステム等から吸気系に吸入されると、空燃比が過度に過濃（燃料リッチ）となって、運転性や排気性能の悪影響を及ぼす虞がある。
【００１８】
そこで、本発明の第１実施形態におけるオイル希釈燃料推定装置では、オイル希釈によりエンジンオイルに混入したオイル希釈燃料量ＯＦを以下の手順により推定する。
【００１９】
図２に示すフローチャートは、所定時間毎に実行されるものであって、オイル希釈燃料量ＯＦを求める全体のフローチャートを示している。
【００２０】
第１サブルーティン（詳細は後述）からなるステップ１（以下、単にＳと表記する）では、オイル希釈燃料量の増加量Ａを算出する。
【００２１】
第２サブルーティン（詳細は後述）からなるＳ２では、オイル希釈燃料量の減少割合Ｂを算出する。
【００２２】
Ｓ３では、Ｓ１で算出されたオイル希釈燃料量の増加量Ａと、Ｓ２で算出されたオイル希釈燃料量の減少割合Ｂとを用いて、オイル希釈燃料量の変化量ＣＯＦを算出する。ここでＯＦ_n-1は、前回算出されたオイル希釈燃料量である。そして、Ｓ４にて、オイル希釈燃料量ＯＦを算出する。
【００２３】
図３に、上述した第１サブルーティン内の制御の流れを示す。
【００２４】
Ｓ１１では、ＭＯＦＤマップ（後述）を参照し、増加量Ａの増加率である燃料落ち割合Ｃを算出する。図４に、ＭＯＦＤマップの特性例を示す。このＭＯＦＤマップは、エンジン温度としてのシリンダ壁温ＴＣ（詳細は後述する）とエンジン回転数Ｎｅとから、燃料落ち割合Ｃを算出するものであって、エンジン回転数が低いほど燃料落ち割合Ｃは大きくなり、また、シリンダ壁温ＴＣが低いほど燃料落ち割合Ｃは大きくなっている。これは、エンジンが低回転では、ガス流動が小さくなり、燃料の気化微粒化が悪く、壁面に燃料が付着し易くなると考えられるためである。また、シリンダ壁温ＴＣに関しては、燃料の揮発特性による。
【００２５】
Ｓ１２では、負荷補正テーブル（後述）を参照し、負荷補正率Ｄを算出する。図５に、負荷補正テーブルの特性例を示す。負荷補正テーブルは、エンジン負荷としてエアフローメータ８の出力より得られる吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから求まる基本噴射量Ｔｐ（後述）から負荷補正率Ｄを算出するものであって、高負荷ほど燃焼室２での燃料の未燃分割合が多いため、負荷補正率Ｄは大きな値となる。これは圧力により燃料揮発性が変わることが影響すると考えられるためである。
【００２６】
Ｓ１３では、燃料落ち割合Ｃ、負荷補正率Ｄ、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷としてエンジンの運転状態によって決定される燃料噴射量Ｔｅを用いて増加量Ａを算出する。
【００２７】
図６に、上述した第２サブルーティン内の制御の流れを示す。この第２サブルーティンでは、Ｓ２１にて、ＭＯＦＵマップ（後述）を参照して、エンジンオイルからのオイル希釈燃料の蒸発率である減少割合Ｂを算出する。図７に、ＭＯＦＵマップの特性例を示す。このＭＯＦＵマップは、オイル温度ＴＯとエンジン回転数Ｎｅとから減少割合Ｂを算出するものである。減少割合とオイル温度ＴＯとの相関性は、燃料の揮発性により、オイル温度ＴＯが高いほど減少割合Ｂが大きくなる。また、減少割合とエンジン回転数Ｎｅとの相関性は、オイルポンプによるオイルの循環撹拌や、クランクシャフトのカウンターウェイトによるオイル撹拌により、エンジンオイル内の燃料の蒸発が促進されされることから、エンジン回転数Ｎｅが高いほど減少割合Ｂが大きくなる。
【００２８】
次に、増加量Ａを算出する際に用いるシリンダ壁温ＴＣの予測制御フローを図８に示す。
【００２９】
まず、Ｓ３１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１２の初回通電時であるか否かを判定し、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１２の初回通電時のいずれかの場合には、Ｓ３２に進み、シリンダ壁温ＴＣの初期値ＴＣ₀の値をエンジンの冷却水温Ｔｗと同値として、次回の演算での温度上昇に備えることとする。
【００３０】
Ｓ３１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１２の初回通電時のいずれかでもないと判定されるとＳ３３に進み、エンジンが燃料カット中であるか否かを判定し、エンジンが燃料カット中であればＳ３４に進み、エンジンが燃料カット中でないならばＳ３５に進む。
【００３１】
エンジンが燃料カット中であれば、シリンダ壁温ＴＣは、エンジン冷却水温Ｔｗに向け収束するので、Ｓ３４にて、エンジン冷却水温Ｔｗからの温度上昇分平衡温度ＴＣＨをゼロとする（ＴＣＨ＝０）。
【００３２】
一方、エンジンが燃料カット中でなければ、Ｓ３５にて、ＭＴＣＨマップ（後述）を参照して、シリンダ壁温ＴＣとエンジン冷却水温Ｔｗとの温度差である温度上昇分平衡温度ＴＣＨを算出する。図９に、ＭＴＣＨマップの特性例を示す。このＭＴＣＨマップは、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射量Ｔｐとを用いて温度上昇分平衡温度ＴＣＨを算出するものである。温度上昇分平衡温度ＴＣＨは、燃焼温度と強い相関があるので、エンジン回転数Ｎｅが高く、基本噴射量Ｔｐすなわちエンジン負荷が高いほど高い値となる。
【００３３】
Ｓ３６では、ＫＴＣマップ（後述）を参照して温度の時定数に相当する温度変化割合ＫＴＣを算出する。図１０に、ＫＴＣマップの特性例を示す。このＫＴＣマップは、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射量Ｔｐを用いて温度変化割合ＫＴＣを算出するものである。温度変化割合ＫＴＣは、シリンダ壁への伝熱はガス流速が支配的なのでエンジン回転数Ｎｅの影響が大きく、基本噴射量Ｔｐすなわちエンジン負荷に対しても圧力による伝熱の影響で感度を持っている。つまり、温度変化割合ＫＴＣは、エンジン回転数Ｎｅが高く、基本噴射量Ｔｐが高いほど大きな値となる。
【００３４】
尚、本実施例では、温度上昇分平衡温度ＴＣＨと温度変化割合ＫＴＣとを、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射量Ｔｐとを割り付けたマップから算出する方式を提示したが、精度要求が低いならエアフローメータからの検出信号である吸入空気量Ｑａを割り付けた算出テーブルをそれぞれ用意し、これら算出テーブルを用いて求めるようにしてもよい。
【００３５】
次に、Ｓ３７にて、温度上昇分平衡温度ＴＣＨと温度変化割合ＫＴＣから時々刻々の予測温度ＤＴＣを求める。この予測温度ＤＴＣは、エンジン冷却水温Ｔｗとの温度差であって、ＤＴＣ_n＝ＤＴＣ_n-1＋（ＴＣＨ−ＤＴＣ_n-1）×ＫＴＣで表される。この式は、一時遅れの式であり、温度上昇分平衡温度ＴＣＨに対して、予測温度ＤＴＣを一時遅れで追従させるものである。一時遅れとしたのは、熱の逃げとのバランスにより理論上も割合一定で変わると思われることからで、発明者らが実測した経験のあるバルブ温度の上昇波形と同じであるとみなした。尚、ＤＴＣ_n-1は前回計算時の予測温度である。
【００３６】
そして、Ｓ３８にて、エンジン冷却水温Ｔｗに、Ｓ３７で算出した予測温度ＤＴＣ_nを加えた値をシリンダ壁温ＴＣ_nとし、シリンダ壁温ＴＣの予測を終了する。すなわち、温度上昇分平衡温度ＴＣＨ及び予測温度ＤＴＣは、エンジン冷却水温Ｔｗからの温度上昇量であるため、最後にエンジン冷却水温Ｔｗを加算するのである。
【００３７】
尚、本実施形態では、シリンダ壁温ＴＣを予測する例を示したが、これは安い原価でシステムを提供するためであり、温度センサをシリンダに埋め込んで直接シリンダ壁の温度を検出しても差し支えはないし、その方が精度が高いものとなる。
【００３８】
次に、上述した図７のＭＯＦＵマップを用いてオイル減少割合Ｂ（オイル希釈燃料の蒸発率）を算出する際に用いるオイル温度ＴＯの予測制御フローを図１１に示す。
【００３９】
Ｓ４１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１２の初回通電時であるか否かを判定し、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１２の初回通電時のいずれかの場合には、Ｓ４２に進み、ＴＯ₀の値をエンジンの冷却水温Ｔｗと同値とする。
【００４０】
Ｓ４１にて、エンジン始動時もしくはＥＣＵ１２の初回通電時のいずれかでもないと判定されるとＳ４３に進む。
【００４１】
Ｓ４３では、エンジンオイルとエンジン冷却水との熱流分ＴＴＷを、エンジン冷却水温度Ｔｗと、ＴＴＷＳと、前回計算時のオイル温度ＴＯ_n-1と、を用いて算出する。ＴＴＷｎ＝（Ｔｗ−ＴＯ_n-1）×ＴＴＷＳ。つまり、伝熱量は温度差と比例し、流速の関数であるので、エンジン回転数Ｎｅから求めたＴＴＷＳを乗算して求めるものである。
【００４２】
図１２は、ＴＴＷＳの算出テーブルの特性例を示している。ＴＴＷＳは、エンジン回転数Ｎｅに比例して大きな値となる。ここで、ＴＴＷＳを算出する際にエンジン回転数Ｎｅを用いたのは、エンジン冷却水またはエンジン冷却水に接するシリンダブロック、シリンダヘッドと、エンジンオイルとの間に伝熱は、オイルポンプを回すエンジン回転数Ｎｅと比例するからである。また、オイルパンを伝わってくる分もあるが、それは、図１２の特性に適宜下駄を履かせることで対応できる。
【００４３】
Ｓ４４では、燃焼との熱流分ＴＴＣを、エンジン冷却水温度Ｔｗと、ＴＴＣＴ及びＴＴＣＮとを用いて算出する。ＴＴＣ_n＝（ＴＴＣＴ−ＴＯ_n-1）×ＴＴＣＮ。
【００４４】
ここで、図１３はＴＴＣＴの算出テーブルの特性例を示し、図１４はＴＴＣＮの算出テーブルの特性例を示している。ＴＴＣＴは、ピストンシリンダ壁の温度であり、燃焼温度と関係するので燃料噴射量Ｔｅとエンジン回転数Ｎｅとの積を用いて、図１３の算出テーブルから求める。ＴＴＣＮは伝熱のためのエンジンオイル流速で、エンジン回転数Ｎｅを用いて図１４の算出テーブルから求める。
【００４５】
Ｓ４５では、外気への放熱分ＴＴＡを算出する。ＴＴＡ_n＝（ＴＯ_n-1−Ｔａ）×ＴＴＡＶＳＰ。Ｔａは外気温センサ１７の出力信号でる外気温度、ＴＴＡＶＳＰは車速センサ１８の出力信号ＶＳＰ（車速）から求める伝熱のための流速である。図１５はＴＴＡＶＳＰの算出テーブルの特性例を示している。
【００４６】
そして、Ｓ４６にて、オイル温度ＴＯ_nを算出する。ＴＯ_n＝ＴＯ_n-1＋ＴＴＷｎ＋ＴＴＣ_n−ＴＴＡ_n。つまり、Ｓ４６に示すオイル温度ＴＯ_nを算出する式は、エンジンオイルが、エンジン冷却水と燃焼によりピストンシリンダで暖められ、走行風（とエンジン冷却水）で冷却される現象をモデリングした式である。
【００４７】
このように求めたオイル温度ＴＯを、オイル希釈燃料の蒸発計算に用いる。
【００４８】
尚、本実施形態では、オイル温度ＴＯを予測する例を示したが、これは安い原価でシステムを提供するためであり、エンジンオイルの温度を温度センサで直接検出するようにしても差し支えはないし、その方が精度が高いものとなる。
【００４９】
また、この実施形態においては、オイルパンを冷やすのは外気温度Ｔａとし、ラジエターからの温風は無視したが、ラジエターからの温風が多く当たる車両の場合には、ラジエータからの温風を考慮してＴａを補正して用いれば精度を上げることが可能である。
【００５０】
このようなオイル希釈燃料量推定装置においては、エンジンオイルに混入するオイル希釈燃料量ＯＦを、シリンダ壁温ＴＣ、エンジン回転数Ｎｅ、基本噴射量Ｔｐ、燃料噴射量Ｔｅを基に推定することにより、運転パターンや環境がどのように異なる場合においても、オイル希釈燃料量を精度良く推定することができる。
【００５１】
そして、エンジン回転数Ｎｅ、基本噴射量Ｔｐ及び燃料噴射量Ｔｅは、既存のエンジン制御システムで使用するものであり、シリンダ壁温ＴＣは、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｔｅ及びエンジン冷却水温Ｔｗから推定しているため、既存のエンジン制御システムを基に、安価にオイル希釈燃料量ＯＦを算出することができる。
【００５２】
次に本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、空燃比制御を行っているエンジンに、上述した第１実施形態におけるオイル希釈燃料量推定装置を搭載し、オイル希釈燃料量推定装置で算出されたオイル希釈燃料量ＯＦに応じて、エンジンの運転状態によって決定される燃料噴射量Ｔｅを用いて算出される燃料噴射パルス幅Ｔｉの補正を行っている。
【００５３】
図１６は、第２実施形態における具体的な制御の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
Ｓ５１では、基本噴射量Ｔｐを算出する。基本噴射量Ｔｐは、エンジン回転数Ｎｅとエアフローメータ８からの出力より得られる吸入空気量Ｑａとを用い、エンジン１回転当たりの吸入空気量（Ｑａ／Ｎｅ）に所定の定数Ｋを掛けることによって算出される。ここで、基本噴射量Ｔｐは、上述した燃料噴射量Ｔｅの算出の基になるものでエンジン負荷の代表値である。
【００５５】
Ｓ５２では、エンジン回転数Ｎｅとスロットルバルブ開度が割付られたマップから空燃比補正係数ＫＭＲを算出する。尚、空燃比補正係数ＫＭＲを算出するマップは、ＥＣＵ１２内に予め記憶させてある。
【００５６】
Ｓ５３では、エンジン冷却水温Ｔｗが割付られたテーブルから水温増量補正係数ＫＴＷを算出する。尚、水温増量補正係数ＫＴＷを算出するテーブルは、ＥＣＵ１２内に予め記憶させてある。
【００５７】
Ｓ５４では、上述したオイル希釈燃料量推定装置で算出されたオイル落ち割合Ｃと負荷補正率Ｄを用いて、目標燃空比相当量ＴＦＢＹＡを算出する。ＴＦＢＹＡ＝１＋ＫＭＲ＋ＫＴＷ＋（Ｃ×Ｄ×ＧＵＢ）。ここで、ＧＵＢは、排気系への排出分をＨ１、オイル希釈燃料分をＨ２とすると、ＧＵＢ＝（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｈ２となるように設定されているものであって、例えば１．６程度の値となる。つまり、オイル落ち割合Ｃと負荷補正率Ｄの積にＧＵＢを乗ずるのは、シリンダ壁に付着した燃料には、ピストンに掻き落とされてエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料となるものと、燃焼せずに排気系から捨てられるものとがあるので、その分を見込んで所定の定数ＧＵＢを乗じているのである。
【００５８】
Ｓ５５では、燃料噴射量Ｔｅを算出する。Ｔｅ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×α×αｍ×ＫＴＲ。ここで、αは空燃比フィードバック補正係数であり、本フローチャートとは別のフローチャートによって、酸素濃度センサ１３の出力信号を基に算出される。そして、αｍは上記αに基づいて算出される空燃比学習補正係数、ＫＴＲは壁流燃料の補正量を表す過渡補正係数である。
【００５９】
Ｓ５６で、上述した燃料噴射量Ｔｅを噴射するのに要するパルス幅である燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する。Ｔｉ＝Ｔｅ×ＫＷＪ＋Ｔｓ。ここで、ＫＷＪは噴射量補正係数、Ｔｓは燃料噴射弁１１の通電時間と実際の噴射時間との差の補正量である無効パルス幅である。
【００６０】
そして、Ｓ５７で燃料噴射パルス幅Ｔｉを出力して、燃料噴射弁１１が燃料噴射パルス幅Ｔｉで燃料噴射を行うよう制御する。
【００６１】
このような本発明の第２実施形態においては、未燃燃料分の増量補正を、オイル希釈燃料量推定装置のマップやテーブルを共用して行うことにより、ＥＣＵ１２メモリ削減や適合工数の低減をすることが可能となる。
【００６２】
尚、この第２実施形態においては、オイル希釈燃料量の増加量Ａに着目して燃料噴射パルス幅Ｔｉを補正したものであるが、増加量Ａ及び減少割合Ｂに着目して燃料噴射パルス幅Ｔｉを補正することも可能である。また、ＭＴＣＨマップ（図９）及びＫＴＣマップ（図１０）において、基本噴射量Ｔｐの代わりに燃料噴射量Ｔｅを割り付けるようにすることも可能であり、この場合、オイル希釈燃料量は、実際にエンジンから噴射される燃料噴射量Ｔｅに応じて補正されることになる。
【００６３】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６４】
現在、多くの自動車では、低濃度のアルコールが入ったガソリンを燃焼させるこができる。また、近年、ガソリンの他にアルコールとガソリンの各種組成の混合燃料でも走行可能な、いわゆるフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）と言われる自動車も広く知られるところとなっている。
【００６５】
そこで、この第３実施形態では、アルコールを含む燃料を用いる内燃機関に、上述した第１実施形態及び第２実施形態の技術を適用した場合について説明する。
【００６６】
アルコール燃料は、Ｃ（炭素）、Ｈ（水素）、Ｏ（酸素）の原子数からガソリンに比べ、同一の当量比を得るには大きな噴射量が要求されることになる。そこで、酸素濃度センサ１３の検出値を利用して、可及的速やかに、かつ精度良く燃料の内のアルコール濃度を予測する。
【００６７】
図１７は、この第３実施形態におけるアルコール濃度推定の制御の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
Ｓ６１で、本フローチャートとは別のフローチャートにより酸素濃度センサ１３の出力信号を基に算出された空燃比フィードバック補正係数αを読み込む。
【００６９】
Ｓ６２では、学習条件が成立しているか否かを判定し、学習条件が成立している場合には、Ｓ６３に進み、各運転領域毎のαｍ算出マップのマップ値の書き換えを行う。学習条件が成立していない場合には、各αｍマップ値のマップ値の書き換えを行わずにＳ６４に進む。
【００７０】
Ｓ６４では、現在の各運転領域毎のαｍマップを参照し、各運転領域毎のαｍを求める。
【００７１】
次に、Ｓ６５では、上述した図２のフローチャートで算出されたオイル希釈燃料量ＯＦが、所定の推定許可希釈量ＬＯＦ♯より少ないかどうかを判定する。
【００７２】
Ｓ６６では、上述した図２のフローチャートで算出された変化量ＣＯＦの絶対値が所定の推定許可希釈変化量ＬＣＯＦ♯より少ないかどうかを判定する。
【００７３】
Ｓ６５及びＳ６６で、オイル希釈燃料量ＯＦ及び変化量ＣＯＦの絶対値がいずれもが目標値（ＬＯＦ♯及びＬＣＯＦ♯）より小さい場合、エンジンオイルからの蒸発燃料の影響が少ないとみなし、アルコール濃度推定を許可するパスに移行するが、アルコール濃度推定では、他にも許可条件（Ｓ６７）が必要であり、本実施形態においては、エンジン冷却水温、エンジン始動後時間、空燃比学習制御の進行状況、給油履歴などの条件が整ったときに、アルコール濃度を推定する（Ｓ６８）。
【００７４】
Ｓ６８では、各運転領域別のαｍのうち代表的な回転負荷領域のαｍの平均値を計算する。すなわち４領域程度のαｍの平均値を算出し、その結果を用い、図１８に示すテーブルからアルコール濃度を算出する。ここで、上述した４領域は、エンジンとしての使用頻度の比較的高い領域で、あまり小さな吸入空気量でない領域を選択しているが、これは学習の頻度を確保し、例えばエンジンオイルから蒸発するオイル希釈燃料の影響を受けにくい比較的大きな空気量領域を選択するものである。
【００７５】
図１８においては、αｍの平均値に対して、アルコール濃度は不感帯を持つ特性となっているが、これは、ガソリンを入れられた場合や、いつも規格品のブレンド燃料（ガソリン−アルコール燃料）を入れられた場合は、安定した制御値（制御定数）を用いるために設定した特性である。ここで、上記制御値とは、点火時期関連、燃料の壁流補正関連、いわゆるλコントロールの３元点調整定数、冷機増量関連等が挙げられ、これらが変動するとエミッションの再現性が悪くなるため不感帯としたものである。
【００７６】
このような第３実施形態においては、燃料内のアルコール濃度を速やかに推定することができ、運転性や排気性能のよいフレキシブルフューエルビークルを提供することが可能となる。
【００７７】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００７８】
（１）オイル希釈燃料推定装置は、エンジン温度、エンジン回転数及びエンジン負荷から、ピストンとシリンダとの隙間から漏れ出してエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料の増加量を算出する増加量算出手段と、増加量算出手段で算出されたオイル希釈燃料増加量を積算して、エンジンオイルを希釈しているオイル希釈燃料量を算出するオイル希釈燃料量算出手段と、を有する。これによって、精度良くオイル希釈燃料量を推定することができる。
【００７９】
（２）オイル希釈燃料推定装置は、エンジン温度、エンジン回転数及びエンジン負荷から、ピストンとシリンダとの隙間から漏れ出してエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料の増加量を算出する増加量算出手段と、エンジン温度とエンジン回転数からオイル希釈燃料量の減少量を算出する減少量算出手段と、増加量算出手段で算出されたオイル希釈燃料増加量と減少量算出手段で算出されたオイル希釈燃料減少量とを積算してエンジンオイルを希釈しているオイル希釈燃料量を算出するオイル希釈燃料量算出手段と、を有する。これによって、オイル希釈燃料のエンジンオイルからの蒸発量も考慮されることになり、一層精度良くオイル希釈燃料量を推定することができる。
【００８０】
（３）前記（１）または（２）に記載のオイル希釈燃料推定装置において、増加量算出手段におけるエンジン温度はシリンダ壁温である。シリンダ壁温は、噴射された燃料が燃焼室内に付着、気化することに大きな影響を及ぼす因子であり、この値を用いることでオイル希釈燃料量推定の精度がより向上する。
【００８１】
（４）前記（２）に記載のオイル希釈燃料推定装置において、減少量算出手段におけるエンジン温度は、エンジンオイルの油温である。オイル希釈燃料はエンジンオイル内に存在することから、エンジンオイルの油温はオイル希釈燃料のエンジンオイルからの蒸発に大きな影響を及ぼす因子であり、この値を用いることでオイル希釈燃料量推定の精度がより向上する。
【００８２】
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のオイル希釈燃料推定装置において、ガソリンにアルコールを混入した燃料を使用する際には、オイル希釈燃料量に応じて、アルコール濃度の算出を許可するアルコール濃度算出許可条件が設定されている。エンジンオイルへのオイル希釈燃料の流入、エンジンオイルからのオイル希釈燃料の蒸発、が一定となり、正確なアルコール濃度を算出することができる。
【００８３】
（６）前記（５）に記載のオイル希釈燃料推定装置において、アルコール濃度算出許可条件により、オイル希釈燃料量が所定値以下、またはオイル希釈燃料量の変化が所定値以下の少なくともどちらか一方の条件が成立したときに、アルコール濃度の算出が許可される。
【００８４】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載のオイル希釈燃料推定装置において、オイル希釈燃料量は、実際にエンジンから噴射される燃料噴射量に応じて補正されている。
【００８５】
（８）内燃機関の制御装置は、前記（１）〜（６）のいずれかに記載のオイル希釈燃料推定装置により算出されたオイル希釈燃料量に応じて、燃料噴射量を補正する。これによって、適正な空燃比を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示す説明図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図３】図２の第１サブルーティンの制御の流れを示すフローチャート。
【図４】ＭＯＦＤマップの特性例を示す説明図。
【図５】負荷補正テーブルの特性例を示す説明図。
【図６】図２の第２サブルーティンの制御の流れを示すフローチャート。
【図７】ＭＯＦＵマップの特性例を示す説明図。
【図８】シリンダ壁温ＴＣの予測制御を示すフローチャート。
【図９】ＭＴＣＨマップの特性例を示す説明図。
【図１０】ＫＴＣマップの特性例を示す説明図。
【図１１】オイル温度ＴＯの予測制御を示すフローチャート。
【図１２】ＴＴＷＳ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１３】ＴＴＣＴ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１４】ＴＴＣＮ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１５】ＴＴＡＶＳＰ算出テーブルの特性例を示す説明図。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図１８】アルコール濃度算出テーブルの特性例を示す説明図。
【符号の説明】
１…エンジン本体
２…燃焼室
３…吸気弁
４…吸気通路
５…排気弁
６…排気通路
７…エアクリーナ
８…エアフローメータ
９…スロットル弁
１１…燃料噴射弁
１２…エンジンコントロールユニット
１３…酸素濃度センサ
１４…三元触媒
１５…水温センサ
１６…クランク角センサ
１７…外気温センサ
１８…車速センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil diluted fuel estimation device and a control device for an internal combustion engine using the same.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine, so-called oil dilution may occur in which fuel leaks from a gap between a piston and a cylinder to dilute engine oil.
[0003]
In order to suppress the occurrence of such oil dilution, when performing fuel injection during an intake stroke in a direct injection internal combustion engine, based on a parameter representing the ease with which fuel adheres to the internal combustion engine, Conventionally, a fuel injection start time is changed (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-13428 A (page 3-4, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional control device, no consideration is given to the amount of oil-diluted fuel that leaks from the gap between the piston and the cylinder and mixes with the engine oil to dilute the engine oil. When the mixed fuel evaporates from the engine oil and is sucked into the intake system from the blow-by system or the like, the air-fuel ratio becomes excessively rich (fuel rich), which may adversely affect the drivability and exhaust performance.
[0006]
Also, even if the fuel injection start timing is changed based on a parameter indicating the ease of fuel adhering to the internal combustion engine, oil dilution cannot be completely prevented, and leakage from the gap between the piston and cylinder does not occur. If the flow rate of the leaked fuel is large, the amount of fuel actually burned in the combustion chamber will decrease, and the air-fuel ratio will become excessively lean (air-rich), which will adversely affect drivability and exhaust performance. There is a fear.
[0007]
That is, it is important to accurately grasp the amount of oil diluted fuel and control the internal combustion engine in accordance with the amount of oil diluted fuel.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  An oil dilution fuel amount estimation device according to the present invention is an increase amount calculation means for calculating an increase amount of oil dilution fuel that leaks from a gap between a piston and a cylinder and dilutes engine oil from an engine temperature, an engine speed, and an engine load. And an oil dilution fuel amount calculation means for calculating the oil dilution fuel amount for diluting the engine oil by integrating the oil dilution fuel increase amount calculated by the increase amount calculation means.However, when using a fuel in which alcohol is mixed with gasoline, an alcohol concentration calculation permission condition for permitting calculation of the alcohol concentration is set according to the amount of oil diluted fuel.
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to accurately grasp the amount of oil-diluted fuel that is diluting engine oil regardless of the operation pattern and environment.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. An intake passage 4 is connected to the combustion chamber 2 of the engine body 1 via an intake valve 3, and an exhaust passage 6 is connected via an exhaust valve 5.
[0012]
In the intake passage 4, an air cleaner 7, an air flow meter 8 for detecting the intake air amount, a throttle valve 9 for controlling the intake air amount, and a fuel injection valve 11 for injecting and supplying fuel during intake are disposed.
[0013]
The fuel injection valve 11 injects and supplies fuel during intake air so as to achieve a predetermined air-fuel ratio in accordance with operating conditions by an injection command signal from an engine control unit 12 (hereinafter referred to as ECU).
[0014]
An oxygen concentration sensor 13 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas and a three-way catalyst 14 are disposed in the exhaust passage 6.
[0015]
Since the three-way catalyst 14 can simultaneously purify NOx, HC, and CO in the exhaust gas with maximum conversion efficiency when the so-called window centered on the stoichiometric air-fuel ratio has an air-fuel ratio, the ECU 12 has an upstream side of the three-way catalyst 14. The air-fuel ratio feedback control is performed so that the exhaust air-fuel ratio fluctuates with a constant period within the range of the window based on the output from the oxygen concentration sensor 13 provided in the above-mentioned window.
[0016]
The ECU 12 includes a water temperature sensor 15 that detects the coolant temperature of the engine body 1, a crank angle sensor 16 that detects the engine speed, an outside air temperature sensor 17 that detects outside air temperature, and a vehicle speed sensor 18 that detects vehicle speed. Signal is being input.
[0017]
Here, during engine operation, a part of the fuel adheres to the inner wall surface of the cylinder, leaks from the gap between the piston and the cylinder, and so-called oil dilution that dilutes engine oil occurs, so that combustion occurs in the combustion chamber 2. The amount of fuel is reduced, and the air-fuel ratio becomes excessively lean (air rich), which may adversely affect operability and exhaust performance. In addition, if the fuel that has diluted engine oil due to oil dilution evaporates from the engine oil and is sucked into the intake system from a blow-by system or the like, the air-fuel ratio becomes excessively rich (fuel rich), and drivability There is a risk of adversely affecting exhaust performance.
[0018]
Therefore, in the oil diluted fuel estimation device according to the first embodiment of the present invention, the oil diluted fuel amount OF mixed in the engine oil by oil dilution is estimated by the following procedure.
[0019]
The flowchart shown in FIG. 2 is executed every predetermined time, and shows an overall flowchart for obtaining the oil diluted fuel amount OF.
[0020]
In step 1 (hereinafter simply referred to as S) consisting of a first subroutine (details will be described later), an increase amount A of the oil diluted fuel amount is calculated.
[0021]
In S2 including the second subroutine (details will be described later), a reduction ratio B of the oil diluted fuel amount is calculated.
[0022]
In S3, the oil dilution fuel amount change amount COF is calculated using the oil dilution fuel amount increase amount A calculated in S1 and the oil dilution fuel amount decrease ratio B calculated in S2. Where OF_n-1Is the oil-diluted fuel amount calculated last time. In S4, the oil diluted fuel amount OF is calculated.
[0023]
FIG. 3 shows a control flow in the first subroutine described above.
[0024]
In S11, a fuel drop rate C, which is an increase rate of the increase amount A, is calculated with reference to a MOFD map (described later). FIG. 4 shows an example of the characteristics of the MOFD map. This MOFD map calculates the fuel drop rate C from the cylinder wall temperature TC (details will be described later) as the engine temperature and the engine speed Ne. The fuel drop rate C decreases as the engine speed decreases. The fuel drop rate C increases as the cylinder wall temperature TC decreases. This is because when the engine is running at a low speed, the gas flow becomes small, the vaporization and atomization of the fuel is poor, and the fuel is likely to adhere to the wall surface. Further, the cylinder wall temperature TC depends on the volatilization characteristics of the fuel.
[0025]
In S12, a load correction rate D is calculated with reference to a load correction table (described later). FIG. 5 shows a characteristic example of the load correction table. The load correction table calculates a load correction factor D from a basic injection amount Tp (described later) obtained from the intake air amount Qa obtained from the output of the air flow meter 8 and the engine speed Ne as an engine load, As the proportion of unburned fuel in the combustion chamber 2 increases, the load correction factor D becomes a large value. This is because a change in fuel volatility due to pressure is considered to have an effect.
[0026]
In S13, the increase amount A is calculated using the fuel drop rate C, the load correction rate D, the engine speed Ne, and the fuel injection amount Te determined by the operating state of the engine as the engine load.
[0027]
FIG. 6 shows the flow of control in the second subroutine described above. In this second subroutine, in S21, a reduction rate B, which is the evaporation rate of the oil-diluted fuel from the engine oil, is calculated with reference to a MOFU map (described later). FIG. 7 shows a characteristic example of the MOFU map. This MOFU map is used to calculate the reduction rate B from the oil temperature TO and the engine speed Ne. As for the correlation between the reduction rate and the oil temperature TO, the reduction rate B increases as the oil temperature TO increases due to the volatility of the fuel. Further, the correlation between the reduction rate and the engine speed Ne is that the evaporation of the fuel in the engine oil is promoted by the oil agitation by the oil pump and the oil agitation by the counterweight of the crankshaft. The reduction rate B increases as the rotational speed Ne increases.
[0028]
Next, FIG. 8 shows a prediction control flow of the cylinder wall temperature TC used when calculating the increase amount A.
[0029]
First, in S31, it is determined whether the engine is being started or the ECU 12 is being energized for the first time. If the engine is being started or the ECU 12 is being energized for the first time, the process proceeds to S32 and the cylinder wall temperature TC is determined. Initial value TC₀Is set to the same value as the engine coolant temperature Tw to prepare for the temperature rise in the next calculation.
[0030]
If it is determined in S31 that the engine is not started or the ECU 12 is initially energized, the process proceeds to S33 to determine whether or not the engine is in a fuel cut. If the engine is not under fuel cut, the process proceeds to S35.
[0031]
If the engine is under fuel cut, the cylinder wall temperature TC converges toward the engine cooling water temperature Tw. Therefore, in S34, the equilibrium temperature TCH corresponding to the temperature rise from the engine cooling water temperature Tw is set to zero (TCH = 0). .
[0032]
On the other hand, if the engine is not in the fuel cut, an equilibrium temperature TCH corresponding to a temperature increase that is a temperature difference between the cylinder wall temperature TC and the engine coolant temperature Tw is calculated in S35 with reference to an MTCH map (described later). FIG. 9 shows a characteristic example of the MTCH map. This MTCH map is used to calculate the equilibrium temperature TCH corresponding to the temperature rise using the engine speed Ne and the basic injection amount Tp. Since the temperature rise equilibrium temperature TCH has a strong correlation with the combustion temperature, the higher the engine speed Ne, the higher the basic injection amount Tp, that is, the higher the engine load, the higher the value.
[0033]
In S36, a temperature change rate KTC corresponding to a temperature time constant is calculated with reference to a KTC map (described later). FIG. 10 shows a characteristic example of the KTC map. This KTC map calculates the temperature change rate KTC using the engine speed Ne and the basic injection amount Tp. The temperature change rate KTC has a large influence of the engine speed Ne because the gas flow rate is dominant in the heat transfer to the cylinder wall, and has sensitivity to the basic injection amount Tp, that is, the engine load due to the heat transfer due to the pressure. Yes. That is, the temperature change rate KTC increases as the engine speed Ne increases and the basic injection amount Tp increases.
[0034]
In the present embodiment, a method of calculating the equilibrium temperature TCH and the temperature change rate KTC for the temperature increase from a map in which the engine speed Ne and the basic injection amount Tp are assigned is shown. A calculation table to which the intake air amount Qa that is a detection signal from the meter is assigned may be prepared and obtained using these calculation tables.
[0035]
Next, in S37, the predicted temperature DTC is obtained every moment from the equilibrium temperature TCH and the temperature change rate KTC for the temperature increase. This predicted temperature DTC is a temperature difference from the engine coolant temperature Tw,_n= DTC_n-1+ (TCH-DTC_n-1) × KTC. This equation is a temporary delay equation that causes the predicted temperature DTC to follow the temperature rise equilibrium temperature TCH with a temporary delay. The reason for the temporary delay is that it seems to change theoretically at a constant rate due to the balance with the escape of heat, and therefore, it was considered to be the same as the rising waveform of the valve temperature that the inventors have actually measured. DTC_n-1Is the predicted temperature at the previous calculation.
[0036]
In S38, the predicted temperature DTC calculated in S37 is added to the engine coolant temperature Tw._nIs the cylinder wall temperature TC_nAnd the prediction of the cylinder wall temperature TC is completed. That is, since the temperature rise equilibrium temperature TCH and the predicted temperature DTC are the amount of temperature rise from the engine coolant temperature Tw, the engine coolant temperature Tw is finally added.
[0037]
In this embodiment, an example of predicting the cylinder wall temperature TC is shown, but this is for providing a system at a low cost, and even if the temperature of the cylinder wall is directly detected by embedding the temperature sensor in the cylinder. There is no problem, and it is more accurate.
[0038]
Next, FIG. 11 shows a predictive control flow of the oil temperature TO used when calculating the oil reduction rate B (evaporation rate of the oil diluted fuel) using the MOFU map of FIG. 7 described above.
[0039]
In S41, it is determined whether or not the engine is being started or the ECU 12 is initially energized. If the engine is being started or the ECU 12 is being energized for the first time, the process proceeds to S42, and TO₀Is the same value as the engine coolant temperature Tw.
[0040]
If it is determined in S41 that the engine is not started or the ECU 12 is initially energized, the process proceeds to S43.
[0041]
In S43, the heat flow TTW between the engine oil and the engine cooling water is calculated from the engine cooling water temperature Tw, TTWS, and the oil temperature TO at the previous calculation._n-1And is calculated using TTWn = (Tw−TO_n-1) × TTWS. That is, the amount of heat transfer is proportional to the temperature difference and is a function of the flow velocity, and is obtained by multiplying TTWS obtained from the engine speed Ne.
[0042]
FIG. 12 shows a characteristic example of the calculation table of TTWS. TTWS has a large value in proportion to the engine speed Ne. Here, when calculating the TTWS, the engine speed Ne is used because the heat transfer is performed between the engine block or the cylinder block in contact with the engine coolant or the engine head and the engine oil. This is because it is proportional to the rotational speed Ne. In addition, there is a part that is transmitted through the oil pan, but this can be dealt with by appropriately putting clogs on the characteristics shown in FIG.
[0043]
In S44, the heat flow TTC with combustion is calculated using the engine coolant temperature Tw, TTCT, and TTCN. TTC_n= (TTCT-TO_n-1) × TTCN.
[0044]
Here, FIG. 13 shows a characteristic example of the TTCT calculation table, and FIG. 14 shows a characteristic example of the TTCN calculation table. Since TTCT is the temperature of the piston cylinder wall and is related to the combustion temperature, it is obtained from the calculation table of FIG. 13 using the product of the fuel injection amount Te and the engine speed Ne. TTCN is the engine oil flow rate for heat transfer, and is obtained from the calculation table of FIG. 14 using the engine speed Ne.
[0045]
In S45, a heat release amount TTA to the outside air is calculated. TTA_n= (TO_n-1-Ta) x TTAVSP. Ta is an outside air temperature as an output signal of the outside air temperature sensor 17, and TTAVSP is a flow rate for heat transfer obtained from an output signal VSP (vehicle speed) of the vehicle speed sensor 18. FIG. 15 shows a characteristic example of a calculation table of TTAVSP.
[0046]
At S46, the oil temperature TO_nIs calculated. TO_n= TO_n-1+ TTWn + TTC_n-TTA_n. That is, the oil temperature TO shown in S46_nIs a modeled model of a phenomenon in which engine oil is warmed by a piston cylinder by engine cooling water and combustion and is cooled by running wind (and engine cooling water).
[0047]
The oil temperature TO thus obtained is used for the evaporation calculation of the oil diluted fuel.
[0048]
In the present embodiment, the example in which the oil temperature TO is predicted has been described. However, this is for providing a system at a low cost, and the temperature of the engine oil may be directly detected by the temperature sensor. , It will be more accurate.
[0049]
In this embodiment, the oil pan is cooled by the outside air temperature Ta and the warm air from the radiator is ignored. However, in the case of a vehicle that receives a lot of warm air from the radiator, the warm air from the radiator is considered. If Ta is corrected and used, the accuracy can be increased.
[0050]
In such an oil diluted fuel amount estimation device, the oil diluted fuel amount OF mixed in the engine oil is estimated based on the cylinder wall temperature TC, the engine speed Ne, the basic injection amount Tp, and the fuel injection amount Te. Even when the operation pattern and environment are different, the amount of oil diluted fuel can be estimated with high accuracy.
[0051]
The engine speed Ne, the basic injection amount Tp, and the fuel injection amount Te are used in the existing engine control system, and the cylinder wall temperature TC is the engine speed Ne, the fuel injection amount Te, and the engine coolant temperature Tw. Therefore, the oil diluted fuel amount OF can be calculated at low cost based on the existing engine control system.
[0052]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the oil dilution fuel amount estimation device in the first embodiment described above is mounted on an engine that performs air-fuel ratio control, and the oil dilution fuel amount OF calculated by the oil dilution fuel amount estimation device is added. Accordingly, the fuel injection pulse width Ti calculated using the fuel injection amount Te determined by the operating state of the engine is corrected.
[0053]
FIG. 16 is a flowchart showing a specific control flow in the second embodiment.
[0054]
In S51, a basic injection amount Tp is calculated. The basic injection amount Tp is obtained by multiplying the intake air amount (Qa / Ne) per one engine rotation by a predetermined constant K using the engine speed Ne and the intake air amount Qa obtained from the output from the air flow meter 8. Calculated. Here, the basic injection amount Tp serves as a basis for calculating the fuel injection amount Te described above, and is a representative value of the engine load.
[0055]
In S52, an air-fuel ratio correction coefficient KMR is calculated from a map in which the engine speed Ne and the throttle valve opening are assigned. A map for calculating the air-fuel ratio correction coefficient KMR is stored in advance in the ECU 12.
[0056]
In S53, the water temperature increase correction coefficient KTW is calculated from the table to which the engine cooling water temperature Tw is assigned. A table for calculating the water temperature increase correction coefficient KTW is stored in advance in the ECU 12.
[0057]
  In S54, the target fuel-air ratio equivalent amount TFBYA is calculated using the oil drop rate C and the load correction factor D calculated by the above-described oil diluted fuel amount estimation device. TFBYA = 1 + KMR + KTW+ (C x D x GUB). Here, the GUB is set so that GUB = (H1 + H2) / H2 where H1 is the amount discharged to the exhaust system and H2 is the oil diluted fuel. Value. In other words, multiplying the product of the oil drop rate C and the load correction rate D by the GUB is that the fuel adhering to the cylinder wall is burned if it becomes an oil diluted fuel that is scraped off by the piston and dilutes the engine oil. However, some of them are discarded from the exhaust system, and the predetermined constant GUB is multiplied in anticipation of that amount.
[0058]
In S55, the fuel injection amount Te is calculated. Te = Tp × TFBYA × α × αm × KTR. Here, α is an air-fuel ratio feedback correction coefficient, and is calculated based on the output signal of the oxygen concentration sensor 13 by a flowchart different from this flowchart. Αm is an air-fuel ratio learning correction coefficient that is calculated based on α, and KTR is a transient correction coefficient that represents the correction amount of wall flow fuel.
[0059]
In S56, a fuel injection pulse width Ti, which is a pulse width required to inject the fuel injection amount Te described above, is calculated. Ti = Te × KWJ + Ts. Here, KWJ is an injection amount correction coefficient, and Ts is an invalid pulse width that is a correction amount for the difference between the energization time of the fuel injection valve 11 and the actual injection time.
[0060]
In step S57, the fuel injection pulse width Ti is output, and the fuel injection valve 11 is controlled to perform fuel injection with the fuel injection pulse width Ti.
[0061]
In the second embodiment of the present invention, the ECU 12 reduces the memory and reduces the man-hours required by correcting the increase in the amount of unburned fuel by sharing the map and table of the oil dilution fuel amount estimation device. It becomes possible.
[0062]
In the second embodiment, the fuel injection pulse width Ti is corrected by paying attention to the increase amount A of the oil-diluted fuel amount, but the fuel injection pulse width paying attention to the increase amount A and the decrease ratio B. It is also possible to correct Ti. Further, in the MTCH map (FIG. 9) and the KTC map (FIG. 10), it is possible to assign the fuel injection amount Te instead of the basic injection amount Tp. In this case, the oil diluted fuel amount is actually The correction is made according to the fuel injection amount Te injected from the engine.
[0063]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0064]
Currently, many cars can burn gasoline with low concentrations of alcohol. In recent years, an automobile called a so-called flexible fuel vehicle (FFV) that can run with a mixed fuel of various compositions of alcohol and gasoline in addition to gasoline has become widely known.
[0065]
Therefore, in the third embodiment, a case will be described in which the techniques of the first and second embodiments described above are applied to an internal combustion engine that uses a fuel containing alcohol.
[0066]
Alcohol fuel is required to have a large injection amount in order to obtain the same equivalent ratio as compared with gasoline from the number of atoms of C (carbon), H (hydrogen), and O (oxygen). Therefore, the alcohol concentration in the fuel is predicted as quickly and accurately as possible using the detection value of the oxygen concentration sensor 13.
[0067]
FIG. 17 is a flowchart showing a control flow of alcohol concentration estimation in the third embodiment.
[0068]
In S61, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α calculated based on the output signal of the oxygen concentration sensor 13 is read according to a flowchart different from this flowchart.
[0069]
  In S62,It is determined whether the learning condition is satisfied. If the learning condition is satisfied, the process proceeds to S63, and the map value of the αm calculation map for each driving region is rewritten. If the learning condition is not satisfied, the process proceeds to S64 without rewriting the map value of each αm map value.
[0070]
In S64, the current αm map for each operation region is referred to and αm for each operation region is obtained.
[0071]
Next, in S65, it is determined whether or not the oil diluted fuel amount OF calculated in the flowchart of FIG. 2 described above is smaller than a predetermined estimated permitted dilution amount LOF #.
[0072]
In S66, it is determined whether or not the absolute value of the change amount COF calculated in the flowchart of FIG. 2 described above is smaller than a predetermined estimated permitted dilution change amount LCOF #.
[0073]
If the absolute values of the oil diluted fuel amount OF and the change amount COF are both smaller than the target values (LOF # and LCOF #) in S65 and S66, it is considered that the influence of the evaporated fuel from the engine oil is small, and the alcohol concentration is estimated. However, in the alcohol concentration estimation, other permission conditions (S67) are required. In this embodiment, the engine cooling water temperature, the time after engine start, the progress of air-fuel ratio learning control, When conditions such as the refueling history are satisfied, the alcohol concentration is estimated (S68).
[0074]
  In S68, an average value of αm in a representative rotational load region among αm for each operation region is calculated. That is, the average value of αm in about 4 regions is calculated, and the result is used to calculate FIG.8The alcohol concentration is calculated from the table shown in FIG. Here, the above-mentioned four regions are regions that are relatively frequently used as an engine and are selected as regions that do not have a very small intake air amount. This ensures the frequency of learning, for example, evaporates from engine oil. A relatively large air amount region that is not easily affected by the oil-diluted fuel is selected.
[0075]
  In FIG. 18, the alcohol concentration has a dead band with respect to the average value of αm. This is because the blended fuel (gasoline-alcohol fuel) of the standard product is used when gasoline is used. When entered, the characteristic is set to use a stable control value (control constant). Here, the control value is related to ignition timing, fuel wall flow correction, so-calledλThe three-point adjustment constant of the control, the increase in the amount of cooler, and the like are mentioned, and if these fluctuate, the reproducibility of the emission deteriorates, so that it is a dead zone.
[0076]
In the third embodiment, it is possible to quickly estimate the alcohol concentration in the fuel, and to provide a flexible fuel vehicle with good operability and exhaust performance.
[0077]
The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.
[0078]
(1) The oil dilution fuel estimation device includes an increase amount calculation means for calculating an increase amount of the oil dilution fuel that leaks from the gap between the piston and the cylinder and dilutes the engine oil from the engine temperature, the engine speed, and the engine load. And an oil diluted fuel amount calculating means for integrating the oil diluted fuel increase amount calculated by the increase amount calculating means to calculate an oil diluted fuel amount for diluting the engine oil. As a result, the amount of oil-diluted fuel can be estimated with high accuracy.
[0079]
(2) The oil dilution fuel estimation device includes an increase amount calculating means for calculating an increase amount of the oil dilution fuel that leaks from the gap between the piston and the cylinder and dilutes the engine oil from the engine temperature, the engine speed, and the engine load. , A decrease amount calculating means for calculating a decrease amount of the oil diluted fuel amount from the engine temperature and the engine speed, and an oil diluted fuel decrease calculated by the oil diluted fuel increase amount and the decrease amount calculating means calculated by the increase amount calculating means And an oil diluted fuel amount calculating means for calculating the amount of oil diluted fuel that is diluted with the amount of the engine oil. As a result, the amount of evaporation of the oil-diluted fuel from the engine oil is taken into consideration, and the amount of oil-diluted fuel can be estimated with higher accuracy.
[0080]
(3) In the oil dilution fuel estimation device according to (1) or (2), the engine temperature in the increase amount calculation means is a cylinder wall temperature. The cylinder wall temperature is a factor that has a great influence on the injected fuel adhering to and vaporizing in the combustion chamber. By using this value, the accuracy of estimating the amount of oil diluted fuel is further improved.
[0081]
(4) In the oil dilution fuel estimation device according to (2), the engine temperature in the reduction amount calculation means is the oil temperature of the engine oil. Since oil-diluted fuel is present in the engine oil, the oil temperature of the engine oil is a factor that greatly affects the evaporation of the oil-diluted fuel from the engine oil. By using this value, the accuracy of estimating the amount of oil-diluted fuel is estimated. Will be improved.
[0082]
(5) In the oil diluted fuel estimation device according to any one of (1) to (4), when using fuel in which alcohol is mixed in gasoline, the alcohol concentration is calculated according to the amount of oil diluted fuel. An alcohol concentration calculation permission condition for permitting the above is set. The inflow of the oil-diluted fuel into the engine oil and the evaporation of the oil-diluted fuel from the engine oil are constant, and an accurate alcohol concentration can be calculated.
[0083]
(6) In the oil diluted fuel estimation device according to (5), at least one of the oil diluted fuel amount is a predetermined value or less or the change in the oil diluted fuel amount is a predetermined value or less according to the alcohol concentration calculation permission condition. When the condition is met, the calculation of the alcohol concentration is permitted.
[0084]
(7) In the oil diluted fuel estimation device according to any one of (1) to (6), the oil diluted fuel amount is corrected according to the fuel injection amount actually injected from the engine.
[0085]
(8) The control device for the internal combustion engine corrects the fuel injection amount in accordance with the oil diluted fuel amount calculated by the oil diluted fuel estimation device according to any one of (1) to (6). As a result, an appropriate air-fuel ratio can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of control of the first subroutine of FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a MOFD map.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a load correction table.
6 is a flowchart showing the flow of control of the second subroutine of FIG. 2;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a MOFU map.
FIG. 8 is a flowchart showing predictive control of cylinder wall temperature TC.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of characteristics of an MTCH map.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a KTC map.
FIG. 11 is a flowchart showing predictive control of an oil temperature TO.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTWS calculation table.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTCT calculation table.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTCN calculation table.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a characteristic example of a TTAVSP calculation table.
FIG. 16 is a flowchart showing a control flow according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a flowchart showing a control flow according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a characteristic example of an alcohol concentration calculation table.
[Explanation of symbols]
1. Engine body
2 ... Combustion chamber
3 ... Intake valve
4 ... Intake passage
5 ... Exhaust valve
6 ... Exhaust passage
7 ... Air cleaner
8 ... Air flow meter
9 ... Throttle valve
11 ... Fuel injection valve
12 ... Engine control unit
13. Oxygen concentration sensor
14 ... Three-way catalyst
15 ... Water temperature sensor
16 ... Crank angle sensor
17 ... Outside air temperature sensor
18 ... Vehicle speed sensor

Claims

An increase amount calculating means for calculating an increase amount of the oil diluted fuel that leaks from the gap between the piston and the cylinder and dilutes the engine oil from the engine temperature, the engine speed, and the engine load;
By integrating the oil dilution-fuel increase amount calculated by the increment calculating means, possess the amount of fuel diluted in oil calculating means for calculating the amount of fuel diluted in oil being diluted engine oil, and
An oil-diluted fuel estimation device in which an alcohol concentration calculation permission condition for permitting calculation of an alcohol concentration is set in accordance with the amount of oil-diluted fuel when using a fuel in which alcohol is mixed with gasoline .

An increase amount calculating means for calculating an increase amount of the oil diluted fuel that leaks from the gap between the piston and the cylinder and dilutes the engine oil from the engine temperature, the engine speed, and the engine load;
Reduction amount calculation means for calculating the decrease amount of the oil dilution fuel amount from the engine temperature and the engine speed, and the oil dilution fuel increase amount calculated by the increase amount calculation means and the oil dilution fuel decrease amount calculated by the decrease amount calculation means preparative and integration has a fuel diluted in oil amount calculating means for calculating the amount of fuel diluted in oil being diluted engine oil, and
An oil-diluted fuel estimation device in which an alcohol concentration calculation permission condition for permitting calculation of an alcohol concentration is set in accordance with the amount of oil-diluted fuel when using a fuel in which alcohol is mixed with gasoline .

The oil dilution fuel estimation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the engine temperature in the increase amount calculation means is a cylinder wall temperature.

The oil dilution fuel estimation apparatus according to claim 2, wherein the engine temperature in the reduction amount calculation means is an oil temperature of the engine oil.

According to the alcohol concentration calculation permission condition, the calculation of the alcohol concentration is permitted when at least one of the conditions where the oil diluted fuel amount is a predetermined value or less or the change in the oil diluted fuel amount is a predetermined value or less is satisfied. The oil-diluted fuel estimation device according to any one of claims 1 to 4 .

Amount of fuel diluted in oil is actually fuel diluted in oil amount estimating apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is corrected in accordance with the fuel injection quantity injected from the engine.

6. A control device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection amount is corrected in accordance with the oil diluted fuel amount calculated by the oil diluted fuel estimating device according to any one of claims 1 to 5 .