JP5494204B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は内燃機関の制御装置に関する。特に、蒸発燃料処理装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with an evaporated fuel processing device.
車両用内燃機関の燃料タンクで発生する蒸発燃料の大気への放出を防止するための蒸発燃料処理装置が知られている。この蒸発燃料処理装置は、内部に活性炭が充填されたキャニスタを有し、活性炭に蒸発燃料を一時的に吸着捕集させる。ここで、キャニスタに吸着捕集された燃料は、内燃機関の運転中に所定のタイミングで、吸気の負圧を利用したパージ処理によって脱離され、新気と共に内燃機関の燃焼室に導入されて燃焼処理される。 2. Description of the Related Art There is known an evaporative fuel processing device for preventing evaporative fuel generated in a fuel tank of an internal combustion engine for a vehicle from being released into the atmosphere. This evaporative fuel processing apparatus has a canister filled with activated carbon inside, and temporarily adsorbs and collects evaporative fuel on the activated carbon. Here, the fuel adsorbed and collected by the canister is desorbed by a purge process using the negative pressure of the intake air at a predetermined timing during operation of the internal combustion engine, and introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine together with fresh air. It is burned.
このパージ処理において内燃機関に導入されるパージガス(蒸発燃料を含むガス)に含まれる燃料量は一定ではなく、キャニスタに吸着保持されている燃料量等により変化する。従って、空燃比制御精度向上の観点からは、パージ処理において導入されるパージガス中の燃料量に正確に把握し、これに応じて燃料噴射量を補正することが望まれる。 In this purge process, the amount of fuel contained in the purge gas (gas containing evaporated fuel) introduced into the internal combustion engine is not constant and varies depending on the amount of fuel adsorbed and held in the canister. Therefore, from the viewpoint of improving the air-fuel ratio control accuracy, it is desired to accurately grasp the fuel amount in the purge gas introduced in the purge process and correct the fuel injection amount accordingly.
例えば、特許文献1には、パージ処理中のサージトルクの変動を検出し、トルク変動に応じてパージガス中の蒸発燃料濃度(ベーパ濃度)を推定する手法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for detecting fluctuations in surge torque during purge processing and estimating the evaporated fuel concentration (vapor concentration) in the purge gas in accordance with the torque fluctuation.
パージ処理中のトルク変動を検出し、これによってベーパ濃度を検出する特許文献1の手法の場合、そのパージ処理中の多量の蒸発燃料がパージされる場合があり、その結果、空燃比に乱れが生じる恐れがある。 In the case of the method of Patent Document 1 in which the torque fluctuation during the purge process is detected and the vapor concentration is thereby detected, a large amount of evaporated fuel may be purged during the purge process. As a result, the air-fuel ratio is disturbed. May occur.
この発明は、上記課題を解決することを目的とし、空燃比の乱れを抑制しつつ、ベーパ濃度を推定することができるよう改良した内燃機関の制御装置を提供するものである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an improved control device for an internal combustion engine that can estimate a vapor concentration while suppressing disturbance of an air-fuel ratio.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着捕集させると共に、該キャニスタに吸着された蒸発燃料を、ベーパ通路を介して内燃機関の吸気系に供給することで、該キャニスタから脱離させるパージ処理を行なう内燃機関の制御装置であって、
前記パージ処理停止中であって、かつ内燃機関の空燃比を所定の空燃比に制御しているときの筒内圧である第1筒内圧を検出する第1筒内圧検出手段と、
前記第1筒内圧に応じて、気筒内の発熱量である第1発熱量を検出する第1発熱量検出手段と、
前記内燃機関の空燃比制御に変動を与えない程度の小さなパージ率を設定するパージ率設定手段と、
前記パージ率におけるパージ処理中であって、かつ内燃機関を前記所定の空燃比に制御しているときの筒内圧である第2筒内圧を検出する第2筒内圧検出手段と、
前記第2筒内圧に応じて、気筒内の発熱量である第2発熱量を検出する第2発熱量検出手段と、
前記第1発熱量と前記第2発熱量との差に応じて、前記パージ通路を介して内燃機関に供給される蒸発燃料の量を演算する蒸発燃料量演算手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, the first invention allows the evaporated fuel in the fuel tank to be adsorbed and collected by the canister, and the evaporated fuel adsorbed by the canister to the intake system of the internal combustion engine via the vapor passage. A control device for an internal combustion engine that performs a purge process for desorption from the canister by supplying,
First in-cylinder pressure detecting means for detecting a first in-cylinder pressure that is an in-cylinder pressure when the purge process is stopped and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to a predetermined air-fuel ratio;
First heat generation amount detecting means for detecting a first heat generation amount that is a heat generation amount in the cylinder according to the first in-cylinder pressure;
A purge rate setting means for setting a small purge rate that does not change the air-fuel ratio control of the internal combustion engine;
Second in-cylinder pressure detecting means for detecting a second in-cylinder pressure that is an in-cylinder pressure during purge processing at the purge rate and controlling the internal combustion engine to the predetermined air-fuel ratio;
Second heat generation amount detecting means for detecting a second heat generation amount that is a heat generation amount in the cylinder according to the second in-cylinder pressure;
An evaporative fuel amount calculating means for calculating the amount of evaporative fuel supplied to the internal combustion engine via the purge passage according to the difference between the first calorific value and the second calorific value;
Is provided.
第2の発明は、第1の発明において、前記所定の空燃比を理論空燃比とすることを特徴とする。 A second invention is characterized in that, in the first invention, the predetermined air-fuel ratio is a stoichiometric air-fuel ratio.
本願発明によれば、パージ処理前後の発熱量である第1発熱量と第2発熱量との差に応じて、蒸発燃料の量を求めることができる。また、このとき、空燃比を所定の空燃比とし、パージ率は空燃比制御に影響のない小さな値としている。従って、パージ処理中に蒸発燃料の量を求める際にも、空燃比に大きな乱れが生じるのを抑えることができる。 According to the present invention, the amount of evaporated fuel can be obtained according to the difference between the first heat generation amount and the second heat generation amount, which are the heat generation amounts before and after the purge process. At this time, the air-fuel ratio is set to a predetermined air-fuel ratio, and the purge rate is set to a small value that does not affect the air-fuel ratio control. Therefore, even when the amount of evaporated fuel is obtained during the purge process, it is possible to suppress the occurrence of a large disturbance in the air-fuel ratio.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
実施の形態.
図1は、この発明の実施の形態の内燃機関及びその周辺機器を含むシステムの全体構成について説明するための模式図である。図1のシステムは内燃機関2を有する。内燃機関2は、図示を省略するが複数の気筒を備えている。各気筒には、点火プラグ4、燃料噴射弁6、及び筒内圧センサ8が設置されている。
Embodiment.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the overall configuration of a system including an internal combustion engine and peripheral devices thereof according to an embodiment of the present invention. The system of FIG. 1 has an internal combustion engine 2. The internal combustion engine 2 includes a plurality of cylinders (not shown). Each cylinder is provided with a spark plug 4, a fuel injection valve 6, and an in-cylinder pressure sensor 8.
各気筒の燃焼室には、それぞれ吸気通路10と排気通路12とが連通している。吸気通路10は、吸気通路10の上流側にはエアクリーナ14が設置され、エアクリーナ14のすぐ下流にはエアフロメータ16が設置されている。エアフロメータ16の下流には、スロットルバルブ18が設置され、その下流には、サージタンク20が設置されている。
An intake passage 10 and an
燃料噴射弁6には、図示しない燃料供給通路によって、燃料タンク22から燃料が供給される。燃料タンク22には、ベーパ通路24の一端が接続されている。ベーパ通路24の他端はキャニスタ26に接続されている。キャニスタ26の内部には活性炭が充填されている。燃料タンク22で発生した蒸発燃料(ベーパ)は、ベーパ通路24を通ってキャニスタ26に到達し、キャニスタ26内の活性炭に吸着され捕集される。
Fuel is supplied to the fuel injection valve 6 from the
キャニスタ26には、ベーパ通路28の一端が接続されている。ベーパ通路28の他端は、スロットルバルブ18の下流かつサージタンク20の上流にて、吸気通路10に合流している。ベーパ通路28には、ベーパ通路28を開閉するパージVSV(Vacuum Switching Valve)30が設置されている。
One end of a
このシステムは制御装置32を有している。制御装置32は、例えば、筒内圧センサ8、エアフロメータ16、クランク角センサ等に電気的に接続され、これらの出力を受けて内燃機関2の運転状態に関する情報を検出する。また、制御装置32は、例えば、点火プラグ4、燃料噴射弁6、スロットルバルブ18、パージVSV30等を駆動する各アクチュエータ(図示せず)に電気的に接続され、制御信号を発することでこれらを制御する。
This system has a
上記のようにキャニスタ26には燃料タンク22からの蒸発燃料(ベーパ)が吸着される。図1のシステムは、吸着された蒸発燃料を脱離させるためのパージ処理を行なう。具体的に、パージ処理を実行する際には、パージVSV30が開かれる。その結果、吸気負圧によって、キャニスタ26に吸着された蒸発燃料がベーパ通路28を介してパージガスとして吸気通路10に導入され、パージガスは内燃機関2に新気とともに導入される。以上のようなパージ処理によりキャニスタ26に吸着捕集された蒸発燃料は、キャニスタ26から脱離される。
As described above, the evaporated fuel (vapor) from the
ここで、パージ処理におけるパージガス中に含まれる蒸発燃料の濃度(以下「ベーパ濃度」)は、キャニスタ26に吸着されていた蒸発燃料の量等によるものであり一定とはならない。そこで、本実施の形態のシステムは、パージ処理の間、パージガスのベーパ濃度を下記の処理により推定する。
Here, the concentration of the evaporated fuel contained in the purge gas in the purge process (hereinafter referred to as “vapor concentration”) depends on the amount of evaporated fuel adsorbed by the
図2は、この発明の実施の形態において、ベーパ濃度の推定のためにシステムが実行する制御を説明するためのタイミングチャートである。図2に示されるように、この制御中、空燃比A/Fは理論空燃比(以下「ストイキ」)近傍のほぼ一定に制御されるものとする。パージ率は空燃比A/Fの制御に大きな影響を与えない程度、即ち各気筒の吸入空気量に大きな変動を与えないごく僅かの量に設定される。パージ率は、パージVSV30をデューティ制御することで制御される。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the control executed by the system for estimating the vapor concentration in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, it is assumed that the air-fuel ratio A / F is controlled to be substantially constant in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio (hereinafter “stoichiometric”) during this control. The purge rate is set to such an extent that it does not significantly affect the control of the air-fuel ratio A / F, that is, a very small amount that does not significantly change the intake air amount of each cylinder. The purge rate is controlled by duty-controlling the
図2に示される例では、時刻t1においてパージVSV30は全閉とされ、パージ処理が停止状態とされる。この状態から時刻t2において、パージVSV30をデューティ制御され、決められたパージ率でパージ処理が開始される。このベーパ濃度推定中においては、パージ処理開始前後で、空燃比がストイキ空燃比A/F_stに制御され、かつ、燃料噴射量も一定に制御される。
In the example shown in FIG. 2, the
ここで、燃料噴射量が一定に制御されていても、パージ処理開始後(時刻t2後)は、パージガス中に含まれる蒸発燃料が新気と共に各気筒に供給される。従って、パージ処理開始前に比べて供給された燃料量が増加した状態となる。これに応じて、気筒内での発熱量も、パージ処理停止中に比べて、パージ処理開始後(時刻t2後)の方が大きくなっている。 Here, even if the fuel injection amount is controlled to be constant, after the purge process starts (after time t2), the evaporated fuel contained in the purge gas is supplied to each cylinder together with fresh air. Therefore, the amount of supplied fuel is increased as compared to before the start of the purge process. Accordingly, the amount of heat generated in the cylinder is greater after the purge process is started (after time t2) than when the purge process is stopped.
次に、ベーパ濃度の検出手法について説明する。図3は、空燃比A/Fがストイキ空燃比の場合における、空気量と発熱量との関係を説明するための図である。図3において、横軸は空気量を表し、縦軸は発熱量を表す。図3に示されるように、空気量と発熱量とは、機関回転数に寄らず一定の相関を有し、次式(1)の関係が成立する。
発熱量Q=α×空気量KL ・・・(1)
ここでαは係数であり、空燃比がストイキである場合の値である。上記式(1)により、空燃比がストイキであるとした場合の発熱量(以下、「ストイキ発熱量」)Qstは、そのときの空気量KL(検出値)に応じた値として算出することができる。
Next, a vapor concentration detection method will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the air amount and the calorific value when the air-fuel ratio A / F is the stoichiometric air-fuel ratio. In FIG. 3, the horizontal axis represents the amount of air, and the vertical axis represents the amount of heat generated. As shown in FIG. 3, the air amount and the heat generation amount have a certain correlation regardless of the engine speed, and the relationship of the following equation (1) is established.
Calorific value Q = α x Air quantity KL (1)
Here, α is a coefficient and is a value when the air-fuel ratio is stoichiometric. According to the above equation (1), the calorific value (hereinafter referred to as “stoichiometric calorific value”) Qst when the air-fuel ratio is stoichiometric can be calculated as a value corresponding to the air amount KL (detected value) at that time. it can.
また、同じ空気量KL下では、ストイキ発熱量Qstと、実際の空燃比に応じた実際の発熱量(以下、実発熱量)Qとは、次式(2)の関係を有する。
空燃比A/F=空燃比A/F_st(ストイキ発熱量Qst/実発熱量Q) ・・・(2)
なお、上記式(2)において空燃比A/F_stは、ストイキ空燃比であり、本実施の形態では燃料としてガソリンを用いることとし、A/F_st=14.6とする。次式(2)より、両発熱量Q_st、Qが判れば、実際の空燃比が算出される。
Under the same air amount KL, the stoichiometric heat generation amount Qst and the actual heat generation amount (hereinafter referred to as actual heat generation amount) Q corresponding to the actual air-fuel ratio have the relationship of the following equation (2).
Air-fuel ratio A / F = Air-fuel ratio A / F_st (Stoichiometric calorific value Qst / actual calorific value Q) (2)
In the above equation (2), the air-fuel ratio A / F_st is a stoichiometric air-fuel ratio. In this embodiment, gasoline is used as the fuel, and A / F_st = 14.6. If both calorific values Q_st and Q are known from the following equation (2), the actual air-fuel ratio is calculated.
一方、燃料量tauと、実際の空燃比A/F、空気量KLとの間には、次式(3)の関係が成立する。
燃料量tau=空気量KL/空燃比A/F ・・・(3)
On the other hand, the relationship of the following equation (3) is established between the fuel amount tau, the actual air-fuel ratio A / F, and the air amount KL.
Fuel amount tau = Air amount KL / Air-fuel ratio A / F (3)
以上の式(1)、(2)、(3)から、次式(4)の関係が成立することがわかる。
燃料量tau=実発熱量Q/(α・A/F_st) ・・・・(4)
From the above equations (1), (2), and (3), it can be seen that the relationship of the following equation (4) is established.
Fuel amount tau = Actual calorific value Q / (α · A / F_st) (4)
この実施の形態においては、パージ処理開始前と、パージ処理開始後(時刻t1)とで、それぞれの実発熱量Q1,Q2を筒内圧センサ8の出力から演算する。筒内圧に基づく発熱量の算出は種々に知られているのでここでの説明は省略する。 In this embodiment, the actual calorific values Q1 and Q2 are calculated from the output of the in-cylinder pressure sensor 8 before the purge process is started and after the purge process is started (time t1). Since the calculation of the heat generation amount based on the in-cylinder pressure is known in various ways, the description here is omitted.
実発熱量Q1,Q2が求められれば、式(4)に従って、パージ処理前後の燃料量tau1,tau2を演算することができる。上記したように、ベーパ濃度検出においては、パージ処理前後で燃料噴射量を一定としている。従って、パージ処理前後において生じる燃料量の差tau2-tau1が、パージガスに含まれるベーパ量tau_prgであると考えることができる。 If the actual heat generation amounts Q1 and Q2 are obtained, the fuel amounts tau1 and tau2 before and after the purge process can be calculated according to the equation (4). As described above, in the vapor concentration detection, the fuel injection amount is constant before and after the purge process. Therefore, the fuel amount difference tau2-tau1 generated before and after the purge process can be considered as the vapor amount tau_prg contained in the purge gas.
ベーパ量tau_prgとパージ率prgと、ベーパ濃度Density_prgは、次式(5)の関係を有する。
ベーパ濃度Density_prg=ベーパ量tau_prg/パージ率prg ・・・・(5)
The vapor amount tau_prg, the purge rate prg, and the vapor concentration Density_prg have the relationship of the following equation (5).
Vapor concentration Density_prg = vapor amount tau_prg / purge rate prg (5)
以上のように、この実施の形態では、パージ前後の筒内圧検出値から、実発熱量Q1,Q2を算出することで、ベーパ濃度Density_prgを検出することができる。 As described above, in this embodiment, the vapor concentration Density_prg can be detected by calculating the actual calorific values Q1 and Q2 from the in-cylinder pressure detection values before and after the purge.
図4は、この発明の実施の形態において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図4のルーチンでは、パージ処理実行指示があるか否かが検出される(S102)。パージ処理実行指示が認められない場合、今回の処理は終了する。 FIG. 4 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the control device in the embodiment of the present invention. In the routine of FIG. 4, it is detected whether there is a purge processing execution instruction (S102). If the purge process execution instruction is not accepted, the current process ends.
一方、ステップS102において、パージ処理実行指示が認められると、まずパージVSV30が全閉に制御され(S104)、燃料噴射量が定められた所定量に設定され(S106)、空燃比A/Fがストイキになるよう制御され(S108)される。
On the other hand, when the purge processing execution instruction is accepted in step S102, the
次に、この状態で筒内圧が検出される(S110)。筒内圧は、筒内圧センサ8の出力に応じて検出される。次に、筒内圧に基づき実発熱量Q1が演算される(S112)。ここでは制御装置32は、予め記憶された演算手法に基づき、筒内圧に応じた実発熱量Q1を演算する。
Next, in-cylinder pressure is detected in this state (S110). The in-cylinder pressure is detected according to the output of the in-cylinder pressure sensor 8. Next, the actual calorific value Q1 is calculated based on the in-cylinder pressure (S112). Here, the
次に、燃料量tau1が演算される(S114)。上記式(4)及び係数α、ストイキ空燃比A/F_st(=14.6)は、予め制御装置32に記憶されている。燃料量tau1は、上記式(4)に従って、実発熱量Q1に応じた値として演算される。
Next, the fuel amount tau1 is calculated (S114). The equation (4), the coefficient α, and the stoichiometric air-fuel ratio A / F_st (= 14.6) are stored in the
次にパージ率Prgが設定される(S116)。パージ率Prgは、空燃比A/Fをストイキに制御する場合に、パージ処理中にその制御に影響を与えない範囲のごく小さなものとする。このような空燃比制御に影響を与えない範囲は実験等により求められ、この範囲でパージ率が設定されるように、パージ率の設定方法が予め制御装置32に記憶されている。
Next, the purge rate Prg is set (S116). When the air-fuel ratio A / F is controlled to be stoichiometric, the purge rate Prg is very small in a range that does not affect the control during the purge process. Such a range that does not affect the air-fuel ratio control is obtained by experiments or the like, and the purge rate setting method is stored in advance in the
次に、パージ処理制御が開始され、パージVSV30が、パージ率Prgに基づいてデューティ制御される(S118)。これによりパージガスが新気と共に内燃機関2の各気筒内に流入し処理される。
Next, the purge process control is started, and the
次に、筒内圧が検出される(S120)。筒内圧は、筒内圧センサ8の出力を入力情報とし、制御装置32において検出される。次に、筒内圧に応じた実発熱量Q2が算出される(S122)。次に、燃料量tau2が算出される(S124)。燃料量tau2は、実発熱量Q2に応じて、式(4)にしたがって演算される。
Next, the in-cylinder pressure is detected (S120). The in-cylinder pressure is detected by the
次に、ベーパ量tau_prgが算出される(S126)。ベーパ量tau_prgは、パージ処理開始前の燃料量tau1に対して、パージ処理開始後に増加した分である。より具体的に、ベーパ量tau_prgは、燃料量tau2から燃料量tau1を減算した値として算出される。 Next, the vapor amount tau_prg is calculated (S126). The vapor amount tau_prg is an amount increased after the start of the purge process with respect to the fuel amount tau1 before the start of the purge process. More specifically, the vapor amount tau_prg is calculated as a value obtained by subtracting the fuel amount tau1 from the fuel amount tau2.
次に、ベーパ濃度Density_prgが算出される(S128)。ここでは、ベーパ量tau_prgと、パージ率prgとが判っているので、これらに応じて、式(5)に従ってベーパ濃度Density_prgが算出される。その後、今回の処理を終了する。 Next, the vapor concentration Density_prg is calculated (S128). Here, since the vapor amount tau_prg and the purge rate prg are known, the vapor concentration Density_prg is calculated according to the equation (5) accordingly. Thereafter, the current process is terminated.
以上説明したように、この実施の形態のシステムによれば、空燃比A/Fをストイキ近傍に制御しつつ、ベーパ濃度を検出することができる。即ち、パージ率をごく小さく設定した状態でベーパ濃度の検出をすることができるため、ベーパ濃度検出中の空燃比に大きな乱れが生じるのを抑えることができる。 As described above, according to the system of this embodiment, the vapor concentration can be detected while the air-fuel ratio A / F is controlled in the vicinity of the stoichiometric range. That is, since the vapor concentration can be detected with the purge rate set to a very small value, it is possible to suppress the occurrence of large disturbance in the air-fuel ratio during the vapor concentration detection.
また、この実施の形態のシステムでは、特別にセンサを設置することなく、筒内圧センサの出力に応じてベーパ濃度の検出を行なうことができる。したがって、より簡単なシステムでベーパ濃度を算出することができる。また、筒内圧センサの出力に応じてベーパ濃度を検出することができるため、空燃比センサを用いるなどしてベーパ濃度を算出する場合に比べて、早期にベーパ濃度を検出することができる。 In the system of this embodiment, the vapor concentration can be detected according to the output of the in-cylinder pressure sensor without installing a special sensor. Therefore, the vapor concentration can be calculated with a simpler system. In addition, since the vapor concentration can be detected according to the output of the in-cylinder pressure sensor, the vapor concentration can be detected earlier than when the vapor concentration is calculated using an air-fuel ratio sensor or the like.
なお、この実施の形態においては、空燃比をストイキ近傍に制御する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、予め設定された一定の空燃比に制御されるものであれば、他の空燃比に制御されるものであってもよい。 In this embodiment, the case where the air-fuel ratio is controlled in the vicinity of stoichiometry has been described. However, the present invention is not limited to this, and any other air-fuel ratio may be controlled as long as the air-fuel ratio is controlled to a preset constant air-fuel ratio.
図5は、空燃比と発熱量比の関係について説明するための図である。図5において横軸は空気過剰率λ(空燃比を理論空燃比で割った値)を表し、縦軸は発熱量比(その空燃比における発熱量をストイキ発熱量で割った値)を表している。 FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the air-fuel ratio and the calorific value ratio. In FIG. 5, the horizontal axis represents the excess air ratio λ (value obtained by dividing the air-fuel ratio by the theoretical air-fuel ratio), and the vertical axis represents the heat generation ratio (value obtained by dividing the heat generation amount at the air-fuel ratio by the stoichiometric heat generation amount). Yes.
空燃比(あるいはλ)と発熱量比とは、図5に示されるように相関を有する。このような関係から、空燃比がストイキでない場合にも、実発熱量から燃料量を算出する上記式(4)を、次式(6)のようにして用いることで、ストイキ空燃比A/F_st以外の空燃比に制御する場合でも、この実施の形態のベーパ濃度算出を適用することができる。
β×発熱量Q=α×空気量KL ・・・・(6)
The air-fuel ratio (or λ) and the calorific value ratio have a correlation as shown in FIG. From such a relationship, even when the air-fuel ratio is not stoichiometric, the above equation (4) for calculating the fuel amount from the actual calorific value is used as the following equation (6), so that the stoichiometric air-fuel ratio A / F_st Even when the air-fuel ratio is controlled to other than the above, the vapor concentration calculation of this embodiment can be applied.
β x calorific value Q = α x air quantity KL (6)
なお、式(6)においてβは、空気過剰率λ(あるいは空燃比A/F)に応じた発熱量の係数であり、図5のような関係に基づいて空燃比に応じた値として適宜設定される。従って、ストイキ近傍に制御される場合に限らず、例えば希薄燃焼させる場合においても本実施の形態のベーパ濃度推定手法を有効に適用することができる。 In equation (6), β is a coefficient of the calorific value according to the excess air ratio λ (or air-fuel ratio A / F), and is appropriately set as a value according to the air-fuel ratio based on the relationship shown in FIG. Is done. Therefore, the vapor concentration estimation method according to the present embodiment can be effectively applied not only to the case where the control is performed in the vicinity of the stoichiometric but also to the case of lean combustion, for example.
また、この発明の実施の形態では、パージ率を変動させない場合について説明した。しかし、ベーパ濃度はパージガスが流れるにつれて変化する。従って、ベーパ濃度を随時学習する必要がある。このような場合、空燃比A/Fが目標空燃比から乱れないように、パージVSV30を制御することで対応することができる。
In the embodiment of the present invention, the case where the purge rate is not changed has been described. However, the vapor concentration changes as the purge gas flows. Therefore, it is necessary to learn the vapor concentration at any time. Such a case can be dealt with by controlling the
具体的に、パージ処理中、空燃比A/Fを一定に制御する過程においてパージ率を切り替えた場合に、その切換前後における発熱量の変化量dQを算出し、この発熱量変化量dQを、式(4)における実発熱量として用い、これに応じた燃料量変化量dtauを算出する。その上で、燃料量変化量dtau、パージ率変化量dprgを、それぞれ式(5)におけるベーパ量tau_prg、パージ率prgとしてベーパ濃度を算出することができる。 Specifically, during the purge process, when the purge rate is switched in the process of controlling the air-fuel ratio A / F to be constant, a calorific value change amount dQ before and after the switching is calculated. A fuel amount change amount dtau corresponding to the actual calorific value in equation (4) is calculated. In addition, the vapor concentration can be calculated using the fuel amount change amount dtau and the purge rate change amount dprg as the vapor amount tau_prg and the purge rate prg in the equation (5), respectively.
また、本実施の形態においては、ベーパ濃度算出処理の間、燃料噴射量、空燃比を一定に制御するとして説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、この内燃機関2の通常運転中に、現在の運転状態が、空燃比が理論空燃比であり、かつ燃料噴射量がベーパ濃度算出のための噴射量であるか否かを判断し、その条件が満たされると判断した場合に、筒内圧の検出を行なってベーパ濃度を推定するようにすることもできる。 In the present embodiment, the fuel injection amount and the air-fuel ratio are controlled to be constant during the vapor concentration calculation process. However, the present invention is not limited to this. During the normal operation of the internal combustion engine 2, the current operation state is that the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel injection amount is the injection amount for calculating the vapor concentration. If it is determined whether or not the condition is satisfied, the in-cylinder pressure can be detected to estimate the vapor concentration.
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や方法等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 In the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., the reference is made unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to the numbers. Further, the structure, method, and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.
2 内燃機関
6 燃料噴射弁
8 筒内圧センサ
16 エアフロメータ
20 サージタンク
22 燃料タンク
24 ベーパ通路
26 キャニスタ
28 ベーパ通路
30 パージVSV
32 制御装置
2 Internal combustion engine 6 Fuel injection valve 8 In-cylinder pressure sensor 16 Air flow
32 Controller
Claims (2)
前記パージ処理停止中であって、かつ内燃機関の空燃比を所定の空燃比に制御しているときの筒内圧である第1筒内圧を検出する第1筒内圧検出手段と、
前記第1筒内圧に応じて、気筒内の発熱量である第1発熱量を検出する第1発熱量検出手段と、
前記内燃機関の空燃比制御に変動を与えない程度の小さなパージ率を設定するパージ率設定手段と、
前記パージ率におけるパージ処理中であって、かつ内燃機関を前記所定の空燃比に制御しているときの筒内圧である第2筒内圧を検出する第2筒内圧検出手段と、
前記第2筒内圧に応じて、気筒内の発熱量である第2発熱量を検出する第2発熱量検出手段と、
前記第1発熱量と前記第2発熱量との差に応じて、前記パージ通路を介して内燃機関に供給される蒸発燃料の量を演算する蒸発燃料量演算手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A purge process is performed in which the evaporated fuel in the fuel tank is adsorbed and collected by the canister, and the evaporated fuel adsorbed by the canister is supplied to the intake system of the internal combustion engine through the vapor passage so as to be desorbed from the canister. A control device for an internal combustion engine to perform,
First in-cylinder pressure detecting means for detecting a first in-cylinder pressure that is an in-cylinder pressure when the purge process is stopped and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to a predetermined air-fuel ratio;
First heat generation amount detecting means for detecting a first heat generation amount that is a heat generation amount in the cylinder according to the first in-cylinder pressure;
A purge rate setting means for setting a small purge rate that does not change the air-fuel ratio control of the internal combustion engine;
Second in-cylinder pressure detecting means for detecting a second in-cylinder pressure that is an in-cylinder pressure during purge processing at the purge rate and controlling the internal combustion engine to the predetermined air-fuel ratio;
Second heat generation amount detecting means for detecting a second heat generation amount that is a heat generation amount in the cylinder according to the second in-cylinder pressure;
An evaporative fuel amount calculating means for calculating the amount of evaporative fuel supplied to the internal combustion engine via the purge passage according to the difference between the first calorific value and the second calorific value;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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