JP4883321B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関の制御装置に関し、特にガソリン燃料とアルコール燃料との何れも使用可能な車両(以下、FFVと称する)における空燃比センサのフェール時に適用して有用なものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and is particularly useful when applied to a failure of an air-fuel ratio sensor in a vehicle that can use both gasoline fuel and alcohol fuel (hereinafter referred to as FFV).

最近低公害燃料としてエタノール等のアルコールが注目されており、このアルコールをガソリンと混合して燃料とするFFVの開発が進んでいる。この種のFFVにおいても、酸素センサやLAFS(リニア空燃比センサ)を設けて排気中の酸素濃度から空燃比を検出し、運転時には前記空燃比が目標空燃比に近づくように燃料供給量をフィードバック補正する制御を行っている。この際、FFVにおいてはガソリンとアルコールとの理論空燃比の相違等、両燃料の特性の相違を考慮して燃料噴射量の制御を適正に行う必要がある。すなわち、アルコール混合燃料のアルコール濃度を的確に把握し、このアルコール濃度に応じた的確な燃料供給量制御を行う必要がある。ここで、アルコール濃度は、排気ガスの状態を表わすデータに基づき推定できることが知られている。そこで、アルコール濃度をアルコールセンサで直接検出する方式(例えば特許文献1参照)に代わり、排気空燃比を検出するための空燃比センサである酸素センサやLAFSの出力信号に基づいてFFVにおけるアルコール濃度の推定を行なう方式が提案されている。この場合、アルコール推定値に基づいて所定の空燃比になるように燃料噴射量の制御を行う。   Recently, alcohol such as ethanol has attracted attention as a low-pollution fuel, and the development of FFV using this alcohol as fuel by mixing it with gasoline is advancing. Also in this type of FFV, an oxygen sensor or LAFS (linear air-fuel ratio sensor) is provided to detect the air-fuel ratio from the oxygen concentration in the exhaust, and during operation, the fuel supply amount is fed back so that the air-fuel ratio approaches the target air-fuel ratio. Control to correct. At this time, in the FFV, it is necessary to appropriately control the fuel injection amount in consideration of the difference in characteristics of both fuels, such as the difference in the theoretical air-fuel ratio between gasoline and alcohol. That is, it is necessary to accurately grasp the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel and perform accurate fuel supply amount control according to the alcohol concentration. Here, it is known that the alcohol concentration can be estimated based on data representing the state of the exhaust gas. Therefore, instead of the method of directly detecting the alcohol concentration with the alcohol sensor (see, for example, Patent Document 1), the alcohol concentration of the FFV is based on the output signal of the oxygen sensor or LAFS that is the air-fuel ratio sensor for detecting the exhaust air-fuel ratio. A method for performing estimation has been proposed. In this case, the fuel injection amount is controlled so that a predetermined air-fuel ratio is obtained based on the estimated alcohol value.

特公平7−6430号公報Japanese Patent Publication No. 7-6430

上述の如く、アルコール混合燃料中のアルコール濃度を推定する場合には、酸素センサやLAFS等のセンサが故障した場合の対策を講じておかなければならない。この場合、センサの故障と同時にアルコール濃度を所定の設定値に階段状に変化させることが考えられる。   As described above, when estimating the alcohol concentration in the alcohol-mixed fuel, it is necessary to take measures when a sensor such as an oxygen sensor or LAFS fails. In this case, it is conceivable that the alcohol concentration is changed stepwise to a predetermined set value simultaneously with the sensor failure.

しかしながら、この場合には空燃比の急変に伴う排気ガスやドライバビリティの悪化を生起する可能性がある。   However, in this case, there is a possibility that exhaust gas and drivability deteriorate due to a sudden change in the air-fuel ratio.

ちなみに、アルコール濃度の変化は、デリバリーパイプ及び燃料配管から形成された所定の容積におけるアルコール燃料の移動量と混合量、及びインジェクタからの燃料噴射量というパラメータによって決まる。したがって、アルコール濃度の変化は通常想定される広範囲な運転条件において、例えばエンジン回転数と負荷により変化する燃料噴射量に応じて異なる。このため、瞬時のアルコール濃度の切替や、固定されたゲインによるテーリング等ではアルコール濃度が変化する軌跡を正しくトレースできない。   Incidentally, the change in the alcohol concentration is determined by parameters such as the amount of alcohol fuel transferred and mixed in a predetermined volume formed from the delivery pipe and the fuel pipe, and the amount of fuel injected from the injector. Therefore, the change in the alcohol concentration varies depending on the fuel injection amount that varies depending on, for example, the engine speed and load under a wide range of operating conditions that are normally assumed. For this reason, the trajectory in which the alcohol concentration changes cannot be correctly traced by instantaneous alcohol concentration switching or tailing with a fixed gain.

なお、特許文献1では、アルコールセンサが故障した場合、アルコールセンサの出力を設定値に固定するか、又は固定した設定値によるテーリングにより対処している。   In Patent Document 1, when an alcohol sensor fails, the output of the alcohol sensor is fixed to a set value, or is dealt with by tailing based on the fixed set value.

本発明は、上記従来技術に鑑み、アルコール濃度の推定を行うセンサが故障した場合でも、空燃比の急変に伴う上述の如き不都合を解消して排気ガスやドライバビリティの悪化を抑制し得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described prior art, the present invention is an internal combustion engine that can eliminate the above-described disadvantages associated with a sudden change in air-fuel ratio and suppress deterioration of exhaust gas and drivability even when a sensor that estimates alcohol concentration fails. An object of the present invention is to provide a control device.

上記目的を達成する本発明の構成は次の知見を基礎とするものである。図1はアルコール濃度をaからbに変化させたときの特性の一例を示す図で、(a)は排気空燃比、(b)はアルコール濃度を推定するための酸素センサのフィードバック係数(空燃比を所定の値に制御するための補正係数)、同図(c)は燃料消費量積算値の経時的な変化をそれぞれ示している。すなわち、横軸が時間軸となっている。   The configuration of the present invention that achieves the above object is based on the following knowledge. FIG. 1 is a diagram showing an example of characteristics when the alcohol concentration is changed from a to b. (A) is an exhaust air-fuel ratio, (b) is a feedback coefficient (air-fuel ratio) of an oxygen sensor for estimating the alcohol concentration. (C) is a correction coefficient for controlling the fuel consumption amount to a predetermined value, and FIG. That is, the horizontal axis is the time axis.

図1を参照すると、燃料消費量積算値(図1(c))が時間とともに直線的に上昇しているのに対し、フィードバック係数(図1(b))は時間t1までは殆ど変化せず、時間t1から時間t2の間で当量比変化に追従して上昇するとともに時間t2以降では一定値に飽和していることが分る。なお、この間、排気空燃比(図1(a))は当量比が変わっても安定している。   Referring to FIG. 1, while the fuel consumption integrated value (FIG. 1 (c)) increases linearly with time, the feedback coefficient (FIG. 1 (b)) hardly changes until time t1. From time t1 to time t2, it rises following the equivalence ratio change, and after time t2, it is found that it is saturated to a constant value. During this time, the exhaust air-fuel ratio (FIG. 1 (a)) is stable even if the equivalence ratio changes.

ここで、時間t1と時間t2との間のフィードバック係数に着目してさらに詳細に検討してみると、この間の軌跡は一次遅れ処理を2回行った場合の軌跡で良好に近似できることが分った。このことは、アルコール濃度推定制御で使用するセンサがフェールした場合に、アルコール濃度の推定を中止して設定した所定濃度にするため、フェール時のアルコール濃度推定値と前記所定濃度に対して一次遅れ処理を2回行った軌跡で近似すれば、実際にアルコール濃度が変化する軌跡(燃料消費量に応じた軌跡)に良好に追従させ得ることを意味している。   Here, when focusing on the feedback coefficient between the time t1 and the time t2 and examining in more detail, it is found that the trajectory during this time can be satisfactorily approximated by the trajectory when the first-order lag processing is performed twice. It was. This is because when the sensor used in the alcohol concentration estimation control fails, the estimation of the alcohol concentration is stopped and the predetermined concentration is set. If the process is approximated by a trajectory performed twice, it means that the trajectory in which the alcohol concentration actually changes (trajectory according to the fuel consumption) can be satisfactorily followed.

さらに、この際、フィードバック開始から時間t1に至る迄、すなわち燃料消費量積算値が閾値Aに至る迄はアルコール濃度推定値が変化せず、同様に時間t2以降、すなわち燃料消費量積算値が閾値Bを超えた後もアルコール濃度推定値は変化していないことが分る。前者は閾値Aの時点でインジェクタ部の燃料の置換が開始され、後者は閾値Bの時点でほぼ置換が完了したためと考えられる。   Further, at this time, the estimated alcohol concentration does not change from the start of feedback until time t1, that is, until the fuel consumption integrated value reaches the threshold A, and similarly after time t2, that is, the fuel consumption integrated value is equal to the threshold. It can be seen that the estimated alcohol concentration does not change even after exceeding B. The former is considered to be because the replacement of the fuel in the injector section is started at the time of the threshold A, and the replacement is almost completed at the time of the threshold B in the latter.

そこで、閾値A≧燃料消費量積算値、A<燃料消費量積算値≦閾値B、閾値B<燃料消費量積算値の3つの領域に分けてアルコール濃度推定値を求めた場合に最適な推定結果を得ることが分る。   Therefore, the optimum estimation result when the alcohol concentration estimated value is obtained by dividing into three regions of threshold A ≧ fuel consumption integrated value, A <fuel consumption integrated value ≦ threshold B, threshold B <fuel consumption integrated value. You will get.

かかる知見に基づく本発明の第1の態様は、アルコール含有燃料により運転可能な内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の排気系の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づきアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、前記空燃比検出手段がフェールしたか否かを判定するフェール判定手段と、前記フェール判定手段で前記空燃比検出手段がフェールしたと判定された場合に前記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値に代えて、所定のアルコール濃度値を設定するアルコール濃度設定手段とを有し、前記アルコール濃度設定手段は、前記フェール判定手段で前記空燃比検出手段がフェールしたと判定された時点のアルコール濃度推定値に一次遅れ処理を2回施して前記所定の濃度へ移行させるように構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置にある。   A first aspect of the present invention based on such knowledge is a control device for an internal combustion engine operable with an alcohol-containing fuel, the air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust system of the internal combustion engine, and the air-fuel ratio An alcohol concentration estimating means for estimating an alcohol concentration based on the air / fuel ratio detected by the detecting means; a fail determining means for determining whether or not the air / fuel ratio detecting means has failed; and the air / fuel ratio detecting means by the fail determining means. The alcohol concentration setting means for setting a predetermined alcohol concentration value instead of the estimated value of the alcohol concentration by the alcohol concentration estimating means when the alcohol concentration is determined to have failed. First-order lag processing is performed twice on the estimated alcohol concentration at the time when the determination means determines that the air-fuel ratio detection means has failed. The control device for an internal combustion engine, characterized by being configured so as to shift to the predetermined concentration.

本態様によれば、フェール時点のアルコール濃度推定値と所定の濃度に対して一次遅れ処理を2回行うことにより所定の濃度へ移行させるようにしたので、実際にアルコール濃度が変化する軌跡で所定の濃度へフェール時のアルコール濃度推定値を移行させることができる。この結果、アルコール濃度推定値の切替時における空燃比の急変に起因する排気ガスやドライバビリティの悪化を抑制して的確な内燃機関の駆動制御を行うことができる。   According to this aspect, the estimated alcohol concentration at the time of failure and the predetermined concentration are shifted to the predetermined concentration by performing the first-order lag process twice. The estimated value of alcohol concentration at the time of failure can be transferred to the concentration of. As a result, it is possible to perform accurate drive control of the internal combustion engine while suppressing deterioration of exhaust gas and drivability due to a sudden change in the air-fuel ratio at the time of switching the alcohol concentration estimated value.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する内燃機関の制御装置において、給油されたか否かを判定する給油判定手段をさらに備え、前記アルコール濃度設定手段は、前記給油判定手段が給油されたことを判定した時点から所定期間が経過した後に前記所定のアルコール濃度値への移行を開始するように構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置にある。   According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine described in the first aspect, the fuel supply determination means for determining whether or not fuel has been supplied is further provided, and the alcohol concentration setting means includes the oil supply determination means. The control apparatus for an internal combustion engine is configured to start transition to the predetermined alcohol concentration value after a predetermined period has elapsed from the time when it is determined that the fuel has been supplied.

本態様によれば、センサフェール時のアルコール濃度の推定に給油結果を反映させることができるので、さらに的確な内燃機関の制御を行うことができる。   According to this aspect, the result of the fuel supply can be reflected in the estimation of the alcohol concentration at the time of the sensor failure, so that the control of the internal combustion engine can be performed more accurately.

本発明によれば、アルコール濃度推定の基礎となる空燃比センサがフェールした場合、燃料消費量に応じて実際にアルコール濃度が変化する軌跡で所定の濃度へ移行させることができるので、前記空燃比センサのフェール時にアルコール濃度推定値を所定の固定値にステップ的に設定する場合や、所定の固定値に基づきテーリング処理する場合に生じる空燃比の急変に起因する排気ガスやドライバビリティの悪化を抑制して的確なアルコール濃度推定制御を継続することができる。   According to the present invention, when the air-fuel ratio sensor that is the basis of the alcohol concentration estimation fails, the air-fuel ratio can be shifted to a predetermined concentration along a trajectory in which the alcohol concentration actually changes according to the fuel consumption. Suppresses deterioration of exhaust gas and drivability due to sudden changes in air-fuel ratio that occur when the estimated alcohol concentration is set to a predetermined fixed value step by step at the time of sensor failure or when tailing processing is performed based on the predetermined fixed value Thus, accurate alcohol concentration estimation control can be continued.

以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図2は本発明の実施の形態に係るFFVのエンジン及びその制御装置を示すブロック線図である。同図に示すように、FFVに搭載された内燃機関であるエンジン1のシリンダヘッド2には気筒毎に点火プラグ3が取り付けられ、点火プラグ3には高電圧を出力する点火コイル4が接続されている。シリンダヘッド2には気筒毎に吸気ポート5が形成され、吸気ポート5の燃焼室6側には吸気弁7がそれぞれ設けられている。吸気弁7はエンジン回転に応じて回転するカムシャフト8のカムに倣って開閉作動され、吸気ポート5と燃焼室6との連通・遮断を行なう。   FIG. 2 is a block diagram showing an FFV engine and its control apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, an ignition plug 3 is attached to each cylinder in a cylinder head 2 of an engine 1 that is an internal combustion engine mounted on an FFV, and an ignition coil 4 that outputs a high voltage is connected to the ignition plug 3. ing. An intake port 5 is formed in the cylinder head 2 for each cylinder, and an intake valve 7 is provided on the intake port 5 on the combustion chamber 6 side. The intake valve 7 is opened and closed following the cam of the camshaft 8 that rotates in accordance with the engine rotation, and communicates and shuts off the intake port 5 and the combustion chamber 6.

吸気ポート5には吸気マニホールド9の一端がそれぞれ接続されて連通している。吸気マニホールド9には各気筒に対応して電磁式の燃料噴射弁10が取り付けられ、燃料噴射弁10は燃料パイプ11に接続されている。この燃料パイプ11は図示しない燃料供給装置に接続され、燃料タンク14からアルコール(エタノール)とガソリンとを含む混合燃料が供給される。燃料タンク14内の燃料量は燃料センサ21で検出される。   One end of an intake manifold 9 is connected to and communicated with the intake port 5. An electromagnetic fuel injection valve 10 is attached to the intake manifold 9 corresponding to each cylinder, and the fuel injection valve 10 is connected to a fuel pipe 11. The fuel pipe 11 is connected to a fuel supply device (not shown), and a mixed fuel containing alcohol (ethanol) and gasoline is supplied from the fuel tank 14. The amount of fuel in the fuel tank 14 is detected by a fuel sensor 21.

吸気マニホールド9の上流側の吸気管には、吸気通路を開閉するスロットルバルブ12が設けられ、スロットルバルブ12の弁開度(スロットル開度)を検出するスロットルポジションセンサ13が設けられている。   An intake pipe upstream of the intake manifold 9 is provided with a throttle valve 12 that opens and closes an intake passage, and a throttle position sensor 13 that detects a valve opening (throttle opening) of the throttle valve 12.

一方、シリンダヘッド2には気筒毎に排気ポート15が形成され、排気ポート15の燃焼室6側には排気弁17がそれぞれ設けられている。排気弁17はエンジン回転に応じて回転するカムシャフト18のカムに倣って開閉作動され、排気ポート15と燃焼室6との連通・遮断を行なう。そして、排気ポート15には排気マニホールド16の一端がそれぞれ接続され、排気ポート15に排気マニホールド16が連通している。   On the other hand, an exhaust port 15 is formed in each cylinder head 2 for each cylinder, and an exhaust valve 17 is provided on the combustion chamber 6 side of the exhaust port 15. The exhaust valve 17 is opened and closed following the cam of the camshaft 18 that rotates in accordance with the engine rotation, and communicates and shuts off the exhaust port 15 and the combustion chamber 6. One end of an exhaust manifold 16 is connected to the exhaust port 15, and the exhaust manifold 16 communicates with the exhaust port 15.

排気マニホールド16の他端には排気管(排気通路)20が接続され、排気管20には排気浄化触媒23が設けられている。排気浄化触媒23の上流側の排気管20には酸素センサ22が設けられている。   An exhaust pipe (exhaust passage) 20 is connected to the other end of the exhaust manifold 16, and an exhaust purification catalyst 23 is provided in the exhaust pipe 20. An oxygen sensor 22 is provided in the exhaust pipe 20 upstream of the exhaust purification catalyst 23.

制御装置である電子制御ユニットI(以下,ECUIと称する)は、エンジン1を含めた総合的な制御をおこなうもので、その入力側には、スロットルポジションセンサ13、燃料センサ21、酸素センサ22、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ25等の各種センサ類が接続され、これらセンサ類からの検出情報が入力される。一方、ECUIの出力側には、燃料噴射弁10、点火コイル4、スロットルバルブ12等の各種出力デバイスが接続されている。これら各種出力デバイスには、各種センサ類からの検出情報に基づきECUIで演算された燃料噴射時間、点火時期,スロットル開度等の運転パラメータがそれぞれ出力される。すなわち、各種センサ類からの検出情報に基づき、混合燃料のアルコールの濃度に応じた空燃比が適正な目標空燃比(目標A/F)に設定され、酸素センサ22からの情報に基づきフィードバック制御される。   An electronic control unit I (hereinafter referred to as ECUI), which is a control device, performs comprehensive control including the engine 1, and on its input side, a throttle position sensor 13, a fuel sensor 21, an oxygen sensor 22, Various sensors such as a crank angle sensor 25 for detecting the crank angle of the engine 1 are connected, and detection information from these sensors is input. On the other hand, various output devices such as the fuel injection valve 10, the ignition coil 4, and the throttle valve 12 are connected to the output side of the ECUI. These various output devices output operation parameters such as fuel injection time, ignition timing, and throttle opening calculated by the ECU I based on detection information from various sensors. That is, based on detection information from various sensors, the air-fuel ratio corresponding to the alcohol concentration of the mixed fuel is set to an appropriate target air-fuel ratio (target A / F), and feedback control is performed based on information from the oxygen sensor 22. The

図3は本形態に係るECUIの詳細な構成を示すブロック線図(なお、センサ類は酸素センサ22及び燃料センサ21のみを示している。)である。同図に示すように、本形態におけるECUIは、空燃比検出部51、フィードバック補正量設定部52、目標空燃比設定部53、アルコール濃度推定部54、運転パラメータ制御部55、燃料消費量積算部56、フェール判定部57及びアルコール濃度設定部58を有している。   FIG. 3 is a block diagram showing the detailed configuration of the ECU I according to this embodiment (note that the sensors show only the oxygen sensor 22 and the fuel sensor 21). As shown in the figure, the ECU I in this embodiment includes an air-fuel ratio detection unit 51, a feedback correction amount setting unit 52, a target air-fuel ratio setting unit 53, an alcohol concentration estimation unit 54, an operation parameter control unit 55, and a fuel consumption integration unit. 56, a failure determination unit 57 and an alcohol concentration setting unit 58.

これらのうち、空燃比検出部51は酸素センサ22の出力信号を処理して空燃比を検出し、この空燃比をフィードバック補正量設定部52に出力する。フィードバック補正量設定部52は実測空燃比と目標空燃比設定部53に予め設定されている目標空燃比とを比較し、目標空燃比になるように空燃比フィードバック補正量をアルコール濃度推定部54及び運転パラメータ制御部55に出力する。アルコール濃度推定部54は、通常時にはフィードバックループ系を構成しており、前記空燃比フィードバック補正量に基づきアルコール濃度を推定してアルコール濃度推定値を生成し、これを運転パラメータ制御部55に出力する。   Among these, the air-fuel ratio detection unit 51 processes the output signal of the oxygen sensor 22 to detect the air-fuel ratio, and outputs this air-fuel ratio to the feedback correction amount setting unit 52. The feedback correction amount setting unit 52 compares the actually measured air-fuel ratio with the target air-fuel ratio preset in the target air-fuel ratio setting unit 53, and determines the air-fuel ratio feedback correction amount so as to reach the target air-fuel ratio. Output to the operation parameter control unit 55. The alcohol concentration estimation unit 54 normally constitutes a feedback loop system, estimates the alcohol concentration based on the air-fuel ratio feedback correction amount, generates an alcohol concentration estimated value, and outputs this to the operation parameter control unit 55. .

アルコール濃度設定部58は、アルコール濃度推定部54及びフェール判定部57からの出力を基に、フェール時点のアルコール濃度推定値から実際に濃度が変化する軌跡を辿って所定の濃度へ移行するような特性のアルコール濃度推定値を運転パラメータ制御部へ出力する。この場合の「所定の濃度」は、例えばフェール時点のアルコール濃度推定値に基づき予めマップ化されている濃度を用いれば良い。ここで、燃料消費量に応じた軌跡である実際に濃度が変化する軌跡は、前述の過渡領域(A<燃料消費量積算値≦B)では、図1に基づく知見で述べた通り、一次遅れ処理を2回行うことにより良好に近似できる。   Based on the outputs from the alcohol concentration estimation unit 54 and the failure determination unit 57, the alcohol concentration setting unit 58 follows a trajectory in which the concentration actually changes from the alcohol concentration estimation value at the time of the failure and shifts to a predetermined concentration. The estimated alcohol concentration value is output to the operation parameter control unit. As the “predetermined concentration” in this case, for example, a concentration mapped in advance based on an alcohol concentration estimated value at the time of failure may be used. Here, the trajectory according to the fuel consumption, which actually changes in concentration, is the first-order lag in the transient region (A <fuel consumption integrated value ≦ B) as described in the knowledge based on FIG. Good approximation can be achieved by performing the process twice.

さらに、本形態に係るアルコール濃度設定部58は、燃料消費量積算部56が出力する燃料消費量の積算値に基づき設定の方法を変えている。すなわち、図1(c)に示すように、燃料消費量積算値に応じて閾値A,Bで区分されるフィードバック係数が殆ど変化しない初期領域(A≧燃料消費量積算値)、所定の変化をする過渡領域(A<燃料消費量積算値≦B)及び飽和領域(B<燃料消費量積算値)の3領域が存在することを考慮して設定処理を行っている。なお、燃料消費量積算部56は燃料量を計測する燃料センサ21の出力に基づいて所定の演算を行うことにより積算値を求めている。   Furthermore, the alcohol concentration setting unit 58 according to the present embodiment changes the setting method based on the integrated value of the fuel consumption output from the fuel consumption integration unit 56. That is, as shown in FIG. 1 (c), an initial region (A ≧ fuel consumption integrated value) in which the feedback coefficient divided by the thresholds A and B hardly changes according to the fuel consumption integrated value (A ≧ fuel consumption integrated value), and a predetermined change. The setting process is performed in consideration of the presence of three regions, a transition region (A <fuel consumption integrated value ≦ B) and a saturation region (B <fuel consumption integrated value). The fuel consumption integrating unit 56 obtains an integrated value by performing a predetermined calculation based on the output of the fuel sensor 21 that measures the fuel amount.

運転パラメータ制御部55はアルコール濃度推定値乃至空燃比フィードバック補正量等に基づき燃料噴射弁10に対する燃料噴射時間等、エンジンの運転に関連するパラメータを制御する。   The operation parameter control unit 55 controls parameters related to the operation of the engine such as the fuel injection time for the fuel injection valve 10 based on the estimated alcohol concentration value or the air-fuel ratio feedback correction amount.

かかる本形態によれば、通常時には酸素センサ22の出力により空燃比検出部51及びフィードバック補正量設定部52で検出した空燃比フィードバック補正量に基づきアルコール濃度推定部54でアルコール濃度を推定するとともに、このアルコール濃度推定値及び空燃比フィードバック補正量に基づき運転パラメータ制御部55で設定した所定の運転パラメータでエンジン1を制御する。   According to the present embodiment, the alcohol concentration estimation unit 54 estimates the alcohol concentration based on the air-fuel ratio feedback correction amount detected by the air-fuel ratio detection unit 51 and the feedback correction amount setting unit 52 based on the output of the oxygen sensor 22 at the normal time. Based on the estimated alcohol concentration value and the air-fuel ratio feedback correction amount, the engine 1 is controlled with predetermined operation parameters set by the operation parameter control unit 55.

一方、アルコール濃度設定部58からは、空燃比センサのフェール時に、アルコール濃度推定部54で推定したアルコール濃度に変えて、所定のアルコール濃度推定値が出力される。この結果、運転パラメータ制御部55ではアルコール濃度設定部58を介して供給されるアルコール濃度推定値及び空燃比フィードバック補正量に基づく所定の運転パラメータでエンジン1を制御する。   On the other hand, the alcohol concentration setting unit 58 outputs a predetermined estimated alcohol concentration value instead of the alcohol concentration estimated by the alcohol concentration estimating unit 54 at the time of failure of the air-fuel ratio sensor. As a result, the operation parameter control unit 55 controls the engine 1 with predetermined operation parameters based on the estimated alcohol concentration value and the air-fuel ratio feedback correction amount supplied via the alcohol concentration setting unit 58.

ここで、上述のフェール時におけるアルコール濃度推定値の計算方法に関して詳述する。すなわち、図1に示す初期領域(A≧燃料消費量積算値)、過渡領域(A<燃料消費量積算値≦B)及び飽和領域(B<燃料消費量積算値)に分けて各領域毎に次式によるアルコール濃度推定値の計算を行っている。なお、次式中における符号は、ALCest(n);アルコール濃度推定値、ALCest_fail; センサフェール時のアルコール濃度推定値、K;フィルタゲインをそれぞれ示している。   Here, the calculation method of the alcohol concentration estimated value at the time of the above-mentioned failure is explained in detail. That is, it is divided into an initial region (A ≧ fuel consumption integrated value), a transient region (A <fuel consumption integrated value ≦ B) and a saturation region (B <fuel consumption integrated value) shown in FIG. The estimated alcohol concentration is calculated using the following formula. In addition, the code | symbol in following Formula has each shown ALTest (n); alcohol concentration estimated value, ALTest_fail; alcohol concentration estimated value at the time of a sensor failure, and K: filter gain.

1)初期領域(A≧燃料消費量積算値)
ALCest(n)=ALCest(n−1) ・・・(1)
当該領域では推定値の変化はないので、前回の値をそのまま用いる。
1) Initial region (A ≧ Fuel consumption integrated value)
ALTest (n) = ALCest (n−1) (1)
Since there is no change in the estimated value in this area, the previous value is used as it is.

2)過渡領域(A<燃料消費量積算値≦B)
ALCest_ds(n)=K_ds×ALCest_ds(n−1)+
(1−K_ds)×ALCest_fail ・・・(2)
ALCest(n)=K×ALCest(n−1)+(1−K)
×ALCest_ds(n)・・・(3)
2) Transition area (A <Fuel consumption integrated value ≦ B)
ALTest_ds (n) = K_ds × ALCest_ds (n−1) +
(1-K_ds) × ALCest_fail (2)
ALTest (n) = K × ALTest (n−1) + (1-K)
× ALCest_ds (n) (3)

当該領域においては、上式(2)で センサフェール時のアルコール濃度推定値(現在値)に基づき一次遅れ処理を行ってアルコール濃度推定値を求めている。さらに、上式(3)では式(2)の結果を基に再度一次処理を行って出力となるアルコール濃度推定値を求めている。かかる2回の一次遅れ処理を予め定めた所定濃度になるまで繰り返す。   In this area, the estimated alcohol concentration value is obtained by performing first-order lag processing based on the estimated alcohol concentration value (current value) at the time of sensor failure in the above equation (2). Further, in the above equation (3), the primary concentration is again performed based on the result of the equation (2) to obtain an estimated alcohol concentration value as an output. Such two primary delay processes are repeated until a predetermined concentration is reached.

上式(2)、(3)で表わされる2回の一次処理を模式的に示すと図4のようになる。同図中、左半分のブロックが1回目の一次処理に対応する部分であり、右半分のブロックが2回目の一次処理に対応する部分である。また、「1/Z」は前回値に戻す処理を意味している。   FIG. 4 schematically shows two primary processes represented by the above formulas (2) and (3). In the figure, the left half block is a portion corresponding to the first primary processing, and the right half block is a portion corresponding to the second primary processing. Further, “1 / Z” means processing for returning to the previous value.

3)飽和領域(B<燃料消費量積算値)
ALCest(n)=ALCest_fail ・・・・・(4)
当該領域では推定値の変化はないので、 センサフェール時(現在の値)に固定して、この値をそのまま用いる。
3) Saturation region (B <Fuel consumption integrated value)
ALTest (n) = ALCest_fail (4)
Since there is no change in the estimated value in this area, this value is used as it is, fixed at the time of sensor failure (current value).

図5は本形態に係るECUIにおける処理手順を示すフローチャートである。同図(a)に示すように、キーオフ時には現在推定濃度ALCest(n)を記憶しておく(ステップS1参照)。   FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in the ECU I according to this embodiment. As shown in FIG. 5A, the current estimated concentration ALTest (n) is stored at the time of key-off (see step S1).

一方、アルコール濃度推定は同図(b)に示すように次の処理手順で行う。
1)給油がされたか否かを判定する(ステップS2)。
2)ステップS2の判定結果がYesの場合、給油後の燃料消費量を積算しておく(ステップS3参照)。
3)燃料積算値が所定量2(飽和領域の値)であるか否かを判定する(ステップS4参照)。
4)ステップS4の判定結果がNoの場合、飽和領域にあるので、上式(4)に基づく値を設定する(ステップS5参照)。
5)ステップS4の判定結果がYesの場合、過渡領域(A<燃料消費量積算値≦B)か、又は初期領域(A≧燃料消費量積算値)にあるので、燃料積算値が所定量1(初期領域の値)であるか否かを判定する(ステップS6参照)。
6)ステップS6の判定結果がNoの場合、初期領域にあるので、上式(1)に基づく値を設定する(ステップS7参照)。
7)ステップS6の判定結果がYesの場合、過渡領域(A<燃料消費量積算値≦B)にあるので、フェール時アルコール濃度推定値ALCest_BU(n)を計算する。これは上式(2)、(3)に基づく演算を行うことにより実行する(ステップS8参照)。すなわち、一次処理を2回行うことにより所定のアルコール濃度推定値にもっていく。また、ステップS2の判定結果がNoの場合にも同様の処理(ステップS8の処理)を行う。
8)空燃比センサがフェールか否かを判定する(ステップS9参照)。
9)ステップS9の判定結果がNoの場合、正常状態であるので、通常の演算によりアルコール濃度推定値ALCest(n)を更新する(ステップS10参照)。
10)ステップS9の判定結果がYesの場合、異常状態であるので、フェール時アルコール濃度推定値ALCest_BU(n)でフェール時の濃度推定値を更新する(ステップS10参照)。この際、飽和領域(B<燃料消費量積算値)乃至初期領域(A≧燃料消費量積算値)にある場合はステップ4乃至ステップS6における設定値を使用する。すなわち、直前の値(初期領域の場合)乃至フェール時の値(飽和領域)に固定する。
On the other hand, the alcohol concentration is estimated by the following processing procedure as shown in FIG.
1) It is determined whether or not refueling has been performed (step S2).
2) If the determination result in step S2 is Yes, the fuel consumption after refueling is integrated (see step S3).
3) It is determined whether or not the fuel integrated value is a predetermined amount 2 (saturation region value) (see step S4).
4) If the determination result in step S4 is No, the value is based on the above equation (4) because it is in the saturation region (see step S5).
5) When the determination result in step S4 is Yes, the fuel integrated value is a predetermined amount 1 because it is in the transient region (A <fuel consumption integrated value ≦ B) or in the initial region (A ≧ fuel consumption integrated value). It is determined whether or not (the value of the initial region) (see step S6).
6) If the determination result in step S6 is No, the value is based on the above equation (1) because it is in the initial region (see step S7).
7) If the determination result in step S6 is Yes, since it is in the transient region (A <fuel consumption integrated value ≦ B), the alcohol concentration estimate ALEST_BU (n) at the time of failure is calculated. This is executed by performing calculations based on the above equations (2) and (3) (see step S8). That is, a predetermined alcohol concentration estimated value is obtained by performing the primary process twice. The same process (the process of step S8) is also performed when the determination result of step S2 is No.
8) It is determined whether or not the air-fuel ratio sensor has failed (see step S9).
9) If the determination result in step S9 is No, the state is normal, and the alcohol concentration estimated value ALTest (n) is updated by normal calculation (see step S10).
10) If the determination result in step S9 is Yes, it is an abnormal state, and therefore the failure concentration estimate value is updated with the failure alcohol concentration estimate value ALTest_BU (n) (see step S10). At this time, if it is in the saturation region (B <fuel consumption integrated value) to the initial region (A ≧ fuel consumption integrated value), the set value in step 4 to step S6 is used. That is, it is fixed to the value immediately before (in the case of the initial region) or the value at the time of failure (saturation region).

なお、図3に示す上記実施の形態の構成に、さらに給油されたか否かを判定する給油判定手段を追加しておき、フェール判定部57がフェール状態であると判定している場合、アルコール濃度設定部58が給油の結果を加味した所定のバックアップ濃度を所定の濃度の代わりに用いるようにしても良い。この場合には給油結果を反映した推定乃至制御を行うことができる。   In addition, when the fuel supply determination means which determines whether it has further refueled is added to the structure of the said embodiment shown in FIG. 3, and the failure determination part 57 determines with it being in a failure state, alcohol concentration The setting unit 58 may use a predetermined backup density in consideration of the result of refueling instead of the predetermined density. In this case, estimation or control reflecting the refueling result can be performed.

本発明は自動車産業、特にFFVに関連する産業分野で有効に利用することができる。   The present invention can be effectively used in the automotive industry, particularly in the industrial field related to FFV.

アルコール濃度をaからbに変化させたときの特性の一例を示す図で、(a)は排気空燃比、(b)はアルコール濃度を推定するための酸素センサのフィードバック係数、(c)は燃料消費量積算値の経時的な変化をそれぞれ示している。It is a figure which shows an example of the characteristic when changing alcohol concentration from a to b, (a) is an exhaust air fuel ratio, (b) is a feedback coefficient of the oxygen sensor for estimating alcohol concentration, (c) is fuel The change with time of the consumption amount integrated value is shown. 本発明の実施の形態に係るFFVのエンジン及びその制御装置を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the engine of FFV which concerns on embodiment of this invention, and its control apparatus. 本発明の実施の形態に係るECUの詳細な構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of ECU which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における2回の一次遅れ処理を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the 2nd time primary delay process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るECUにおける処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in ECU which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

I ECU
1 エンジン
10 燃料噴射弁
21 燃料センサ
22 酸素センサ
51 空燃比検出部
52 フィードバック補正量設定部
54 アルコール濃度推定部
55 運転パラメータ制御部
56 燃料消費量積算部
57 フェール判定部
58 アルコール濃度設定部
I ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 10 Fuel injection valve 21 Fuel sensor 22 Oxygen sensor 51 Air-fuel ratio detection part 52 Feedback correction amount setting part 54 Alcohol concentration estimation part 55 Operation parameter control part 56 Fuel consumption integration part 57 Fail judgment part 58 Alcohol concentration setting part

Claims (2)

アルコール含有燃料により運転可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の排気系の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づきアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
前記空燃比検出手段がフェールしたか否かを判定するフェール判定手段と、
前記フェール判定手段で前記空燃比検出手段がフェールしたと判定された場合に前記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値に代えて、所定のアルコール濃度値を設定するアルコール濃度設定手段とを有し、
前記アルコール濃度設定手段は、前記フェール判定手段で前記空燃比検出手段がフェールしたと判定された時点のアルコール濃度推定値に一次遅れ処理を2回施して前記所定の濃度へ移行させるように構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine operable with an alcohol-containing fuel,
Air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of the exhaust system of the internal combustion engine;
Alcohol concentration estimation means for estimating the alcohol concentration based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means;
Fail determination means for determining whether or not the air-fuel ratio detection means has failed;
An alcohol concentration setting means for setting a predetermined alcohol concentration value instead of the estimated value of the alcohol concentration by the alcohol concentration estimating means when the fail determining means determines that the air-fuel ratio detecting means has failed. ,
The alcohol concentration setting means is configured to perform a first-order lag process twice on the estimated alcohol concentration at the time when the fail determination means determines that the air-fuel ratio detection means has failed, and to shift to the predetermined concentration. A control device for an internal combustion engine.
請求項1に記載する内燃機関の制御装置において、
給油されたか否かを判定する給油判定手段をさらに備え、
前記アルコール濃度設定手段は、前記給油判定手段が給油されたことを判定した時点から所定期間が経過した後に前記所定のアルコール濃度値への移行を開始するように構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
It further comprises an oil supply determining means for determining whether or not fuel has been supplied,
The internal combustion engine characterized in that the alcohol concentration setting means is configured to start shifting to the predetermined alcohol concentration value after a predetermined period has elapsed from the time when it is determined that the oil supply determining means has been refueled. Control device.
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