JP4062115B2

JP4062115B2 - Apparatus for determining blow-by gas generation state of internal combustion engine and control apparatus for internal combustion engine using the same

Info

Publication number: JP4062115B2
Application number: JP2003031830A
Authority: JP
Inventors: 孝志中沢; 和彦安倍; 初雄永石
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP2004239227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のブローバイガス発生状態判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、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漏れ込み流量が大きい場合、エンジンオイルから蒸発してブローバイシステムから吸気系に吸入されるオイル希釈燃料が増大することになり、空燃比が過濃（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ことが知られている。
【０００３】
また、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）と言われる自動車において、燃料タンク内のアルコールセンサが異常な場合には、排気空燃比に基づいて燃料内のアルコール濃度を推定する技術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】
特開平５−１６３９９２号公報（第１−４頁、第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１のように、排気空燃比を用いて燃料内のアルコール濃度を推定する場合、ブローバイガスの発生量に応じて排気空燃比が変化するため、アルコール濃度推定の誤差が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
すなわち、排気空燃比を用いた各種診断システムにおいては、ブローバイガスの発生量に応じて排気空燃比が変化してしまうため、誤診断を引き起こしてしまう虞があり、ブローバイガスの発生量を考慮することが重要となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置は、エンジンオイルの温度を検出するオイル温度検出手段と、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度の最高値を記憶するオイル温度最高値記憶手段と、エンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料量を推定するオイル希釈燃料量推定手段を備え、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度の上昇が止まったら、ブローバイガスの発生量が少ないと判定すると共に、エンジンキー操作による初回電源投入時毎、もしくはオイル希釈燃料量が所定値以上になると、オイル温度最高値をその時点でのオイル温度に書き換える。冷機始動後、エンジンオイルの油温が上昇している間は、ブローバイガスは発生し続けるが、油温がピークに達し、低下に転じると、ブローバイガスの発生は減少する。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、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、ブローバイガス発生量を精度良く判定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
排気通路６には、排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサとしての酸素濃度センサ１３と、三元触媒１４が配設されている。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
まず、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。ここで、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ものである。
【００２５】
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、これらの積として増加量Ａを算出する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
尚、本実施形態では、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
ブローバイガスは、冷機始動後、エンジンオイルの温度が上昇している間は発生し続けるが、オイル温度がピークに達し、低下に転じると、その発生は減少する。そこで、この現象に着目し、オイル温度ＴＯ及びオイル希釈燃料量ＯＦを用いてブローバイガスの発生状態を判定する。
【００５０】
図１６は、ブローバイガスの発生状態を判定するブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを求める全体のフローチャートを示している。
【００５１】
Ｓ１０１及びＳ１０２では、上述した要領で算出されたオイル温度ＴＯ及びオイル希釈燃料量ＯＦを読み込む。
【００５２】
Ｓ１０３では、オイル希釈燃料量ＯＦが所定値未満であるかどうか判定し、所定値未満あればその後オイル温度ＴＯが上昇しても蒸発するブローバイガス量は少ないと判断してＳ１０４に進み、所定値以上であればその後オイル温度ＴＯが上昇すると蒸発するブローバイガス量が多くなると判断しＳ１０５に進む。ここで、このＳ１０３における所定値とは、オイル温度が上昇するシーン（例えば、高速道路を全開相当で走行し、その後渋滞に巻き込まれるなど）を想定して決めたオイル温度上昇代に対して蒸発してくるブローバイガス量の運転性への影響などを考慮して設定されるものである。
【００５３】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１２内に記憶されているオイル温度最高値ＴＯＭＡＸを現在のオイル温度ＴＯに書き換え、かつＳ１０６に進んでブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを「０」とし、ルーチンを終了する。尚、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸは、電源ＯＦＦ時には、電源ＯＦＦ直前のオイル温度最高値ＴＯＭＡＸがＥＣＵ１２内に記憶される。
【００５４】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１２に初回電源投入されたのかどうか、すなわちエンジンキー操作による初回電源投入時であるか否かを判定する。
【００５５】
初回電源投入の場合にはクーラント温度が低くエンジンフリクションが大きい等の理由によりオイル希釈燃料量が多くなり、その後オイル温度ＴＯの上昇に伴い蒸発するブローバイガス量が多くなるので、Ｓ１０５に進み、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸを現在のオイル温度ＴＯに書き換え、かつＳ１０６に進んでブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを「０」とし、ルーチンを終了する。
【００５６】
初回電源投入でない場合にはＳ１０７に進み、Ｓ１０１で読み込んだオイル温度ＴＯと、現在のオイル温度最高値ＴＯＭＡＸと、を比較する。
【００５７】
そして、オイル温度ＴＯがオイル温度最高値ＴＯＭＡＸよりも大きければ、Ｓ１０８に進みオイル温度最高値ＴＯＭＡＸを現在のオイル温度ＴＯに書き換えてからＳ１０９に進む。オイル温度ＴＯがオイル温度最高値ＴＯＭＡＸよりも小さければオイル温度最高値ＴＯＭＡＸの書き換えを行わずにＳ１０９に進む。
【００５８】
Ｓ１０９では、Ｓ１０１で読み込んだオイル温度ＴＯが、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸより低く、かつオイル温度最高値ＴＯＭＡＸから所定値ＤＴＯＬＳＬを減じた温度より高い、所定温度範囲内にあるか否かを判定する。これは、エンジンオイルから蒸発するブローバイガス量は、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸと強い相関を持ち、現在のオイル温度ＴＯが、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸから、これよりも所定値ＤＴＯＬＳＬだけ低い温度までの範囲内にあれば、再び燃料がオイルを希釈しない限りブローバイガス量が著しく減少するからである。
【００５９】
図１７は、エンジンオイル内にエタノール燃料が混入している場合と、ガソリンが混入している場合とにおける、オイル温度とブローバイガス量との相関関係を示している。
【００６０】
エンジンオイル内に混入する燃料がガソリンの場合（図１７中の破線）、様々な分子量の炭化水素や地域によってはエタノール等が混入している。従って、蒸留特性も市販燃料によりばらつくが、一般的なエンジンの運転領域、すなわちオイル温度で０℃以上１２０℃以下の範囲では、０〜約６０％の性状が蒸発する。一方、エンジンオイル内に混入する燃料がエタノール燃料の場合（図１７中の実線）、オイル温度がエタノールの沸点近傍の値になった時にブローバイガス量が大きく増加する。
【００６１】
Ｓ１０９で、オイル温度ＴＯが、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸより低く、かつオイル温度最高値ＴＯＭＡＸから所定値ＤＴＯＬＳＬを減じた温度より高い、所定温度範囲内にあると判定されるとＳ１１０に進む。
【００６２】
Ｓ１０９で、オイル温度ＴＯが上記所定温度範囲内にないと判定されるとＳ１０６に進み、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを「０」とし、ルーチンを終了する。
【００６３】
Ｓ１１０では、オイル温度ＴＯがＳ１０９における所定温度範囲内にある状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。これは、エンジンオイルから蒸発するブローバイガス量は、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸと強い相関を持ち、現在のオイル温度ＴＯが、オイル温度最高値ＴＯＭＡＸよりも所定値低い温度範囲内にある状態が所定時間継続した場合、再び燃料がエンジンオイルを希釈しない限りブローバイガス量が著しく減少するからである。
【００６４】
Ｓ１１０で、オイル温度ＴＯが所定温度範囲内にある状態が所定時間以上継続したと判定されると、Ｓ１１１に進む。
【００６５】
Ｓ１１０で、オイル温度ＴＯが所定温度範囲内にある状態が所定時間以上継続していないと判定されると、Ｓ１０６に進み、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを「０」とし、ルーチンを終了する。
【００６６】
Ｓ１１１では、オイル温度ＴＯが低温側の所定値ＴＯＭＩＮ♯よりも低下したか否かを判定する。これはオイル温度ＴＯが所定の低い温度を下回ると再び燃料がエンジンオイルを希釈し、ブローバイガス量が再び増加するからである。
【００６７】
Ｓ１１１で、オイル温度ＴＯが低温側の所定値ＴＯＭＩＮ♯よりも低下していないと判定されると、Ｓ１１２に進み、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを「１」とし、ルーチンを終了する。
【００６８】
Ｓ１１１で、オイル温度ＴＯが低温側の所定値ＴＯＭＩＮ♯よりも低下していると判定されると、Ｓ１０６に進み、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを「０」とし、ルーチンを終了する。
【００６９】
つまり、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫは、ブローバイガスの発生量が少ないときは「１」となり、ブローバイガスの発生量が多いときには「０」となる。
【００７０】
このように、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを求めることによって、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、ブローバイガス発生量を精度良く判定することができる。
【００７１】
尚、上述した第１実施形態においては、Ｓ１０９にてオイル温度ＴＯがオイル温度最高値ＴＯＭＡＸとオイル温度最高値ＴＯＭＡＸから所定値ＤＴＯＬＳＬを減じた所定温度範囲内にあるか否かを判定しているが、Ｓ１０９にて、オイル温度ＴＯの上昇が止まった場合、オイル温度ＴＯの上昇が止まり、かつオイル温度ＴＯがオイル温度最高値ＴＯＭＡＸよりも低下した場合、あるいはオイル温度ＴＯの上昇が止まり、かつオイル温度ＴＯがオイル温度最高値ＴＯＭＡＸ近傍に所定時間の間留まった場合に、ブローバイガスの発生量が少ないと判定するようにしてもよい。
【００７２】
次に、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）の燃料内のアルコール濃度推定を行う際に、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを用いる制御の一例を図１８に示す。
【００７３】
この図１８に示す第２実施形態のフローチャートにおいては、空燃比学習条件及びアルコール濃度推定を行う際の許可条件に、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを用いている。
【００７４】
まず、Ｓ２０１では、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。
【００７５】
Ｓ２０２では、空燃比学習条件が成立しているか否かを判定し、空燃比学習条件が成立している場合には、Ｓ２０３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。空燃比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Ｓ２０４に進む。ここで、αｍは上記αに基づいて算出される空燃比学習補正係数である。
【００７６】
Ｓ２０４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。
【００７７】
Ｓ２０５では、アルコール濃度推定許可条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態においては、エンジン冷却水温、エンジン始動後経過時間、空燃比学習制御の進行状況、給油履歴などの条件が整い、かつブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫが「１」のときに、アルコール濃度推定許可条件が成立したと判定する。
【００７８】
そして、Ｓ２０５にて、アルコール濃度推定許可条件が成立している場合にはＳ２０６に進み、酸素濃度センサ１３での検出値、すなわち排気空燃比に基づいてアルコール濃度推定を実行する。
【００７９】
Ｓ２０５にてアルコール濃度推定許可条件が成立していない場合には、アルコール濃度推定を行わずにルーチンを終了する。
【００８０】
このように、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫが「１」のとき、すなわちブローバイガスの発生量が少ないときに、空燃比学習やアルコール濃度推定を許可することによって、ブローバイガスの影響を受けることなく、精度よく、空燃比学習やアルコール濃度推定を行うことができる。
【００８１】
また、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、ブローバイガス発生量を精度良く判定することができるため、ブローバイガスによって排気空燃比が大きく変化するような場合には、空燃比学習やアルコール濃度推定が許可されなくなる。つまり、ブローバイガスの発生量が多いときのみ、空燃比学習やアルコール濃度推定が行われないため、空燃比学習やアルコール濃度推定を実行する頻度を最大限確保することができ、安定して空燃比学習やアルコール濃度推定を行うことができる。
【００８２】
尚、この第２実施形態においては、ブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを用いて、空燃比学習とアルコール濃度推定の許可判定を行っているが、空燃比学習とアルコール濃度推定以外の排気空燃比を用いて実行される燃料系のシステム診断の許可条件にブローバイガス発生状態判定フラグＦＢＢＹＯＫを適用することも可能である。
【００８３】
上記各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。
【００８４】
（１）内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置は、エンジンオイルの温度を検出するオイル温度検出手段を有し、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度の上昇が止まったら、ブローバイガスの発生量が少ないと判定する。冷機始動後、オイル温度が上昇している間は、ブローバイガスは発生し続けるが、オイル温度がピークに達し、低下に転じると、ブローバイガスの発生は減少する。これによって、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、ブローバイガス発生量を精度良く判定することができる。
【００８５】
（２）前記（１）に記載の内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置において、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度の最高値を記憶するオイル温度最高値記憶手段を有し、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度が、オイル温度最高値よりも低下すると、ブローバイガスの発生量が少ないと判定する。エンジンオイルから蒸発するブローバイガス量は、オイル温度最高値と強い相関を持ち、オイル温度が、オイル温度最高値よりも低下した場合、再びオイル希釈燃料によりエンジンオイルが希釈されない限りブローバイガス量は著しく減少するため、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、ブローバイガス発生量を精度良く判定することができる。
【００８６】
（３）前記（１）に記載の内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置において、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度の最高値を記憶するオイル温度最高値記憶手段を有し、オイル温度検出手段により検出されたオイル温度が、所定時間の間、オイル温度最高値近傍に留まると、ブローバイガスの発生量が少ないと判定する。エンジンオイルへ流入したオイル希釈燃料は、オイル温度最高値と強い相関を持ち、一度オイル温度がオイル温度最高値近傍まで上昇して所定時間経過すれば、ブローバイガスとして蒸発するため、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、ブローバイガス発生量を精度良く判定することができる。
【００８７】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置において、エンジンオイルの温度が予め設定された所定温度以下になるとブローバイガスの発生量が多いと判定する。
【００８８】
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置において、エンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料量を推定するオイル希釈燃料量推定手段を備え、エンジンキー操作による初回電源投入時毎、もしくはオイル希釈燃料量が所定値以上になると、オイル温度最高値をその時点でのオイル温度に書き換える。エンジンクーラント水温の低下や、エンジン負荷大による燃料噴射量の耐熱増量を経験した後などでは、オイル希釈燃料量が多くなるので、オイル温度最高値をクリアすることで、ブローバイガス発生状態を精度良く判定する。
【００８９】
（６）内燃機関の制御装置は、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置によりブローバイガスの発生量が少ないと判定されると、内燃機関の空燃比学習や内燃機関の空燃比に関する診断を許可する。これによって、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、ブローバイガスの影響を受けずに空燃比学習や空燃比に関連する診断の精度や頻度を向上させることができる。
【００９０】
（７）内燃機関の制御装置は、前記（１）〜（５）のいずれかに記載された内燃機関のブローバイガス発生状態判定装置と、空燃比を検出する空燃比検出手段と、空燃比検出手段での検出値に基づいて燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、を有し、前記ブローバイガス発生状態判定装置によりブローバイガスの発生量が少ないと判定されると、アルコール濃度推定手段による燃料内のアルコール濃度推定を許可する。これによって、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、ブローバイガスの影響を受けずに燃料内のアルコール濃度推定の精度や頻度を向上させることができる。
【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】オイル希釈燃料量を求める全体のフローチャート。
【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】ブローバイガス発生状態判定フラグを求めるためのフローチャート。
【図１７】オイル温度とブローバイガス量との相関関係を示す説明図。
【図１８】本発明の第２実施形態における制御の流れを示すフローチャート。
【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 a blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine and a control device for an internal combustion engine using the same.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine, when the leakage flow rate of the oil diluted fuel that leaks from the gap between the piston and the cylinder and dilutes the engine oil is large, the oil diluted fuel that evaporates from the engine oil and is sucked into the intake system from the blow-by system. It is known that the air-fuel ratio becomes excessively rich (fuel rich), which adversely affects drivability and exhaust performance.
[0003]
Further, in 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, when the alcohol sensor in the fuel tank is abnormal, the exhaust air-fuel ratio is set. A technique for estimating the alcohol concentration in the fuel based on the conventional technology is known (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-163992 (page 1-4, FIG. 5)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as in Patent Document 1, when the alcohol concentration in the fuel is estimated using the exhaust air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio changes in accordance with the amount of blow-by gas generated, so the error in estimating the alcohol concentration increases. There is a problem that it ends up.
[0006]
That is, in various diagnostic systems using the exhaust air / fuel ratio, the exhaust air / fuel ratio changes according to the amount of blow-by gas generated, which may cause a false diagnosis, and the amount of blow-by gas generated is taken into account. It becomes important.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The blow-by gas generation state determination apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes an oil temperature detection means for detecting the temperature of engine oil, and an oil temperature maximum value storage means for storing the maximum value of the oil temperature detected by the oil temperature detection means. And an oil diluted fuel amount estimating means for estimating an oil diluted fuel amount for diluting the engine oil, and when the increase in the oil temperature detected by the oil temperature detecting means stops, it is determined that the amount of blow-by gas generated is small Every time the power is turned on for the first time by the engine key operation or when the amount of oil diluted fuel exceeds a predetermined value, the maximum oil temperature value is rewritten to the oil temperature at that time. While the oil temperature of the engine oil is rising after the cold start, blow-by gas continues to be generated, but when the oil temperature reaches a peak and starts to decrease, the generation of blow-by gas decreases.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to accurately determine the blow-by gas generation amount regardless of how the operation pattern and environment are different.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
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.
[0011]
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.
[0012]
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).
[0013]
In the exhaust passage 6, an oxygen concentration sensor 13 as an air-fuel ratio sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust and a three-way catalyst 14 are disposed.
[0014]
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.
[0015]
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.
[0016]
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.
[0017]
First, the oil diluted fuel amount OF mixed in the engine oil by oil dilution is estimated by the following procedure.
[0018]
The flowchart shown in FIG. 2 is executed every predetermined time, and shows an overall flowchart for obtaining the oil diluted fuel amount OF.
[0019]
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.
[0020]
In S2 including the second subroutine (details will be described later), a reduction ratio B of the oil diluted fuel amount is calculated.
[0021]
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. Here, OF _n-1 is the oil dilution fuel amount calculated last time. In S4, the oil diluted fuel amount OF is calculated.
[0022]
FIG. 3 shows a control flow in the first subroutine described above.
[0023]
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.
[0024]
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. Here, the basic injection amount Tp uses the engine speed Ne and the intake air amount Qa obtained from the output from the air flow meter 8, and uses a predetermined constant K for the intake air amount (Qa / Ne) per engine rotation. It is calculated by multiplying.
[0025]
In S13, an increase amount A is calculated as a product of the fuel drop rate C, the load correction rate D, the engine speed Ne, and the fuel injection amount Te determined by the engine operating state as the engine load.
[0026]
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.
[0027]
Next, FIG. 8 shows a prediction control flow of the cylinder wall temperature TC used when calculating the increase amount A.
[0028]
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. The initial value TC ₀ is set to the same value as the engine coolant temperature Tw to prepare for the temperature rise in the next calculation.
[0029]
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.
[0030]
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). .
[0031]
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.
[0032]
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.
[0033]
In this embodiment, the method of calculating the equilibrium temperature TCH and the temperature change rate KTC for the temperature increase from the 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.
[0034]
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. The predicted temperature DTC is a temperature difference from the engine coolant temperature Tw, and is expressed by DTC _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-1 is the predicted temperature at the previous calculation.
[0035]
Then, in S38, the engine cooling water temperature Tw, a value obtained by adding the predicted temperature DTC _n calculated in S37 and the cylinder wall temperature TC _n, terminates the prediction of the cylinder wall temperature TC. 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.
[0036]
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.
[0037]
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.
[0038]
In S41, it is determined whether or not 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 S42 and the value of TO ₀ is set. It is set to the same value as the cooling water temperature Tw.
[0039]
If it is determined in S41 that the engine is not started or the ECU 12 is initially energized, the process proceeds to S43.
[0040]
In S43, the heat flow component TTW between the engine oil and the engine coolant is calculated using the engine coolant temperature Tw, TTWS, and the oil temperature TO _n-1 at the previous calculation. 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.
[0041]
FIG. 12 shows an example of characteristics of the TTWS calculation table. 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 that contacts 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.
[0042]
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.
[0043]
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.
[0044]
In S45, a heat release amount TTA to the outside air is calculated. TTA _n = (TO _n-1 -Ta) × 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.
[0045]
Then, in S46, it calculates the oil temperature TO _n. _{_{TO n = TO n-1 +}} TTWn + TTC n -TTA n. That is, the equation for calculating the oil temperature TO _n shown in S46 is a modeled model of the phenomenon in which the engine oil is warmed by the piston cylinder by the engine cooling water and combustion and cooled by the traveling wind (and the engine cooling water). .
[0046]
The oil temperature TO thus obtained is used for the evaporation calculation of the oil diluted fuel.
[0047]
In this embodiment, an example of predicting the oil temperature TO has been shown. However, this is for providing a system at a low cost, and the temperature of the engine oil may be directly detected by a temperature sensor. , It will be more accurate.
[0048]
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.
[0049]
The blow-by gas continues to be generated while the temperature of the engine oil is rising after the cold start, but the generation is reduced when the oil temperature reaches a peak and starts to decrease. Therefore, paying attention to this phenomenon, the generation state of blow-by gas is determined using the oil temperature TO and the oil diluted fuel amount OF.
[0050]
FIG. 16 shows an overall flowchart for obtaining a blow-by gas generation state determination flag FBBYOK for determining the generation state of blow-by gas.
[0051]
In S101 and S102, the oil temperature TO and the oil diluted fuel amount OF calculated in the manner described above are read.
[0052]
In S103, it is determined whether or not the oil diluted fuel amount OF is less than a predetermined value. If the oil diluted fuel amount OF is less than the predetermined value, it is determined that the amount of blow-by gas that evaporates is small even if the oil temperature TO subsequently increases. If it is above, it will be judged that the amount of blow-by gas which will evaporate will increase if oil temperature TO rises after that, and will progress to S105. Here, the predetermined value in S103 evaporates with respect to the oil temperature rise allowance determined on the assumption that the oil temperature rises (for example, driving on a highway corresponding to full open and then getting caught in a traffic jam). It is set in consideration of the influence of the amount of blow-by gas coming on the operability.
[0053]
In S105, the maximum oil temperature value TOMAX stored in the ECU 12 is rewritten to the current oil temperature TO, and the process proceeds to S106, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is set to “0”, and the routine is terminated. The maximum oil temperature value TOMAX is stored in the ECU 12 when the power is turned off.
[0054]
In S104, it is determined whether or not the ECU 12 has been turned on for the first time, that is, whether or not the power has been turned on for the first time by an engine key operation.
[0055]
When the power is turned on for the first time, the amount of oil-diluted fuel increases because the coolant temperature is low and engine friction is large, and the amount of blow-by gas that evaporates as the oil temperature TO rises increases. The maximum temperature value TOMAX is rewritten with the current oil temperature TO, and the process proceeds to S106 where the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is set to “0”, and the routine is ended.
[0056]
If the power is not turned on for the first time, the process proceeds to S107, and the oil temperature TO read in S101 is compared with the current maximum oil temperature value TOMAX.
[0057]
If the oil temperature TO is greater than the maximum oil temperature value TOMAX, the process proceeds to S108, the oil temperature maximum value TOMAX is rewritten with the current oil temperature TO, and then the process proceeds to S109. If the oil temperature TO is smaller than the maximum oil temperature value TOMAX, the process proceeds to S109 without rewriting the maximum oil temperature value TOMAX.
[0058]
In S109, it is determined whether or not the oil temperature TO read in S101 is within a predetermined temperature range that is lower than the maximum oil temperature value TOMAX and higher than the temperature obtained by subtracting the predetermined value DTOLSL from the maximum oil temperature value TOMAX. This is because the amount of blow-by gas that evaporates from the engine oil has a strong correlation with the maximum oil temperature value TOMAX, and the current oil temperature TO ranges from the maximum oil temperature value TOMAX to a temperature that is lower than this by the predetermined value DTOLSL. This is because the amount of blow-by gas is significantly reduced unless the fuel dilutes the oil.
[0059]
FIG. 17 shows the correlation between the oil temperature and the amount of blow-by gas when ethanol fuel is mixed in the engine oil and when gasoline is mixed.
[0060]
When the fuel mixed in the engine oil is gasoline (broken line in FIG. 17), hydrocarbons of various molecular weights and ethanol are mixed depending on the region. Accordingly, the distillation characteristics vary depending on the commercial fuel, but in the general engine operating range, that is, in the oil temperature range of 0 ° C. to 120 ° C., 0 to about 60% of properties evaporate. On the other hand, when the fuel mixed in the engine oil is ethanol fuel (solid line in FIG. 17), the amount of blow-by gas greatly increases when the oil temperature reaches a value near the boiling point of ethanol.
[0061]
If it is determined in S109 that the oil temperature TO is within the predetermined temperature range that is lower than the maximum oil temperature value TOMAX and higher than the temperature obtained by subtracting the predetermined value DTOLSL from the maximum oil temperature value TOMAX, the process proceeds to S110.
[0062]
If it is determined in S109 that the oil temperature TO is not within the predetermined temperature range, the process proceeds to S106, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is set to “0”, and the routine is terminated.
[0063]
In S110, it is determined whether or not the state in which the oil temperature TO is within the predetermined temperature range in S109 continues for a predetermined time or more. This is because the amount of blow-by gas evaporated from the engine oil has a strong correlation with the maximum oil temperature value TOMAX, and the current oil temperature TO is within a temperature range lower than the maximum oil temperature value TOMAX by a predetermined time. This is because, if continued, the amount of blow-by gas is significantly reduced unless the fuel again dilutes the engine oil.
[0064]
If it is determined in S110 that the state where the oil temperature TO is within the predetermined temperature range has continued for a predetermined time or longer, the process proceeds to S111.
[0065]
If it is determined in S110 that the state where the oil temperature TO is within the predetermined temperature range does not continue for a predetermined time or longer, the process proceeds to S106, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is set to “0”, and the routine is ended.
[0066]
In S111, it is determined whether or not the oil temperature TO has decreased below a predetermined value TOMIN # on the low temperature side. This is because when the oil temperature TO falls below a predetermined low temperature, the fuel again dilutes the engine oil and the amount of blow-by gas increases again.
[0067]
If it is determined in S111 that the oil temperature TO is not lower than the predetermined value TOMIN # on the low temperature side, the process proceeds to S112, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is set to “1”, and the routine is ended.
[0068]
If it is determined in S111 that the oil temperature TO is lower than the low temperature side predetermined value TOMIN #, the process proceeds to S106, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is set to “0”, and the routine is ended.
[0069]
That is, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is “1” when the amount of blow-by gas generated is small, and is “0” when the amount of blow-by gas generated is large.
[0070]
Thus, by obtaining the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK, it is possible to accurately determine the amount of blow-by gas generated regardless of how the operation pattern and environment are different.
[0071]
In the first embodiment described above, it is determined in S109 whether or not the oil temperature TO is within the predetermined temperature range obtained by subtracting the predetermined value DTOLSL from the maximum oil temperature value TOMAX and the maximum oil temperature value TOMAX. However, if the oil temperature TO stops increasing in S109, the oil temperature TO stops increasing, and if the oil temperature TO falls below the maximum oil temperature value TOMAX, or the oil temperature TO stops increasing, and When the oil temperature TO remains in the vicinity of the maximum oil temperature value TOMAX for a predetermined time, it may be determined that the amount of blow-by gas generated is small.
[0072]
Next, control is performed using the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK when estimating the alcohol concentration in the fuel of a so-called flexible fuel vehicle (FFV) that can travel with a mixed fuel of various compositions of alcohol and gasoline in addition to gasoline. An example is shown in FIG.
[0073]
In the flowchart of the second embodiment shown in FIG. 18, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is used as the air-fuel ratio learning condition and the permission condition for performing the alcohol concentration estimation.
[0074]
First, in S201, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α calculated based on the output signal of the oxygen concentration sensor 13 is read.
[0075]
In S202, it is determined whether or not the air-fuel ratio learning condition is satisfied. If the air-fuel ratio learning condition is satisfied, the process proceeds to S203, and the map value of the αm calculation map for each operation region is rewritten. . If the air-fuel ratio learning condition is not satisfied, the process proceeds to S204 without rewriting the map value of each αm map value. Here, αm is an air-fuel ratio learning correction coefficient calculated based on α.
[0076]
In S204, the current αm map for each operation region is referred to determine αm for each operation region.
[0077]
In S205, it is determined whether or not the alcohol concentration estimation permission condition is satisfied. In this embodiment, when conditions such as the engine cooling water temperature, the elapsed time after engine start, the progress of air-fuel ratio learning control, the refueling history, and the like are set, and the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is “1”, the alcohol concentration It is determined that the estimation permission condition is satisfied.
[0078]
If the alcohol concentration estimation permission condition is satisfied in S205, the process proceeds to S206, and alcohol concentration estimation is executed based on the detection value of the oxygen concentration sensor 13, that is, the exhaust air-fuel ratio.
[0079]
If the alcohol concentration estimation permission condition is not satisfied in S205, the routine is terminated without estimating the alcohol concentration.
[0080]
As described above, when the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is “1”, that is, when the amount of blow-by gas generated is small, the air-fuel ratio learning and the alcohol concentration estimation are permitted without being affected by the blow-by gas. Therefore, air-fuel ratio learning and alcohol concentration estimation can be performed with high accuracy.
[0081]
Moreover, since the amount of blow-by gas generated can be accurately determined regardless of how the operation pattern and environment are different, when the exhaust air-fuel ratio changes greatly due to the blow-by gas, air-fuel ratio learning or alcohol Density estimation is not allowed. In other words, since air-fuel ratio learning and alcohol concentration estimation are not performed only when the amount of blow-by gas generated is large, the maximum frequency of executing air-fuel ratio learning and alcohol concentration estimation can be ensured, and the air-fuel ratio can be stably maintained. Learning and alcohol concentration estimation can be performed.
[0082]
In this second embodiment, the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK is used to determine whether to permit air-fuel ratio learning and alcohol concentration estimation. However, exhaust air-fuel ratios other than air-fuel ratio learning and alcohol concentration estimation are determined. It is also possible to apply the blow-by gas generation state determination flag FBBYOK to the permission condition of the fuel system diagnosis executed by using the blow-by gas.
[0083]
The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above embodiments will be listed together with the effects thereof.
[0084]
(1) The blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine has oil temperature detection means for detecting the temperature of engine oil, and when the increase in oil temperature detected by the oil temperature detection means stops, the amount of blow-by gas generated It is determined that there are few. While the oil temperature is rising after the cold start, blow-by gas continues to be generated, but when the oil temperature reaches a peak and starts to decrease, the generation of blow-by gas decreases. This makes it possible to accurately determine the amount of blow-by gas generated regardless of how the operation pattern and environment differ.
[0085]
(2) The blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to (1), further including an oil temperature maximum value storage unit that stores a maximum value of the oil temperature detected by the oil temperature detection unit, When the oil temperature detected by the means falls below the maximum oil temperature value, it is determined that the amount of blow-by gas generated is small. The amount of blow-by gas that evaporates from the engine oil has a strong correlation with the maximum oil temperature, and if the oil temperature falls below the maximum oil temperature, the amount of blow-by gas is significant unless the engine oil is diluted again with oil-diluted fuel. Therefore, the amount of blow-by gas generated can be accurately determined regardless of how the operation pattern and environment are different.
[0086]
(3) The blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to (1), further including an oil temperature maximum value storage unit that stores a maximum value of the oil temperature detected by the oil temperature detection unit, When the oil temperature detected by the means remains in the vicinity of the maximum oil temperature value for a predetermined time, it is determined that the amount of blow-by gas generated is small. The oil-diluted fuel that has flowed into the engine oil has a strong correlation with the maximum oil temperature, and once the oil temperature rises to near the maximum oil temperature and elapses for a specified time, it evaporates as blow-by gas. However, the amount of blow-by gas generated can be accurately determined.
[0087]
(4) In the blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (3), when the temperature of the engine oil is equal to or lower than a predetermined temperature, a large amount of blow-by gas is generated. judge.
[0088]
(5) The blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (4), further including an oil diluted fuel amount estimating unit that estimates an amount of oil diluted fuel for diluting engine oil. Every time the power is turned on for the first time by key operation or when the amount of oil diluted fuel exceeds a predetermined value, the maximum oil temperature value is rewritten to the oil temperature at that time. The amount of oil diluted fuel increases after experiencing a decrease in engine coolant water temperature or increased heat resistance of the fuel injection amount due to large engine load, so by clearing the maximum oil temperature, the blow-by gas generation state can be accurately determined. judge.
[0089]
(6) When the internal combustion engine control device determines that the amount of blow-by gas generated is small by the blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (5), Permits diagnosis regarding air-fuel ratio learning and air-fuel ratio of the internal combustion engine. This makes it possible to improve the accuracy and frequency of air-fuel ratio learning and diagnosis related to the air-fuel ratio without being affected by blow-by gas, regardless of how the operation pattern and environment differ.
[0090]
(7) A control device for an internal combustion engine includes a blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (5), an air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio, and an air-fuel ratio detection Alcohol concentration estimating means for estimating the alcohol concentration in the fuel based on the detection value of the means, and when the blowby gas generation state determining device determines that the amount of blowby gas generated is small, the alcohol concentration estimation Allow estimation of alcohol concentration in fuel by means. As a result, the accuracy and frequency of estimating the alcohol concentration in the fuel can be improved without being affected by blow-by gas, regardless of how the operation pattern and environment differ.
[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 an overall flowchart for obtaining an oil-diluted fuel amount.
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 for obtaining a blow-by gas generation state determination flag;
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a correlation between oil temperature and blow-by gas amount.
FIG. 18 is a flowchart showing a control flow in the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine main 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

Oil temperature detecting means for detecting the temperature of the engine oil, oil temperature maximum value storing means for storing the maximum value of the oil temperature detected by the oil temperature detecting means, and oil for estimating the amount of oil diluted fuel for diluting the engine oil A dilution fuel amount estimation means ,
When the rise in the oil temperature detected by the oil temperature detecting means stops, it is determined that the amount of blow-by gas generated is small, and every time the power is turned on for the first time by the engine key operation, or when the amount of oil diluted fuel exceeds a predetermined value, An apparatus for determining a blow-by gas generation state of an internal combustion engine, wherein the maximum oil temperature value is rewritten to the oil temperature at that time .

OIL temperature oil temperature detected by the detecting means when lower than the oil temperature maximum value, the blow-by gas generation state of the internal combustion engine according to claim 1, wherein determining that a small generation amount of the blow-by gas Judgment device.

OIL temperature oil temperature detected by the detecting means, for a predetermined time, the stays near the oil temperature maximum value, the internal combustion engine according to claim 1, wherein determining that a small generation amount of the blow-by gas Blowby gas generation state determination device.

The blow-by gas generation state determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the blow-by gas generation state is determined to be large when the temperature of the engine oil is equal to or lower than a predetermined temperature.

When it is determined by the blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 that the amount of blow-by gas generated is small, air-fuel ratio learning of the internal combustion engine and diagnosis regarding the air-fuel ratio of the internal combustion engine are performed. A control device for an internal combustion engine, which is permitted.

The blow-by gas generation state determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 ,
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio;
Alcohol concentration estimation means for estimating the alcohol concentration in the fuel based on the detection value in the air-fuel ratio detection means, and when the blowby gas generation state determination device determines that the amount of blowby gas generated is small, A control apparatus for an internal combustion engine, which permits alcohol concentration estimation in fuel by an alcohol concentration estimating means.