JP5867372B2 - 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。より具体的には、炭化水素系燃料とアルコールとが混合した燃料を使用可能な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. More specifically, the present invention relates to a control device for an internal combustion engine that can use a fuel in which a hydrocarbon-based fuel and alcohol are mixed.

従来、自動車用の内燃機関として、エタノール等のアルコールとガソリン等の炭化水素系燃料とが混合した燃料を使用可能なFFV(Flexible fuel Vehicle)用の内燃機関が公知である。また、吸気ポートに燃料を噴射するポートインジェクタと筒内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタとを備え、内燃機関の運転状態に応じて両インジェクタ間で噴き分ける燃料の噴射比率を変更するデュアル噴射型の内燃機関も公知である。また、これらの特徴を兼ね備えたFFV用デュアル噴射型の内燃機関として、例えば、特許文献1には、筒内インジェクタとポートインジェクタとを備え、この2種類のインジェクタから燃料を噴射する内燃機関に関する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine for an FFV (Flexible fuel Vehicle) that can use a fuel in which an alcohol such as ethanol and a hydrocarbon-based fuel such as gasoline are mixed is known as an internal combustion engine for an automobile. In addition, dual injection that includes a port injector that injects fuel into the intake port and an in-cylinder injector that directly injects fuel into the cylinder, and changes the injection ratio of the fuel that is injected between the two injectors according to the operating state of the internal combustion engine Types of internal combustion engines are also known. Moreover, as a dual injection type internal combustion engine for FFV having these characteristics, for example, Patent Document 1 includes a cylinder injector and a port injector, and a technology related to an internal combustion engine that injects fuel from these two types of injectors. Is disclosed.

特開2006−214415号公報JP 2006-214415 A

ところで、市販燃料にはアルコール濃度の異なるものが複数種類存在する。そのため、FFV用内燃機関を搭載した車両の場合、現在使用されている燃料とはアルコール濃度の異なる異種燃料がその燃料タンクに給油されることが有り得る。その場合、燃料タンク内の燃料中のアルコール濃度は給油量に応じて変化するが、給油前に燃料タンクから吸い上げられた燃料中のアルコール濃度、つまり、燃料タンクとインジェクタとを接続する燃料供給ライン内の残存燃料中のアルコール濃度は、給油前と変わらない。その結果、給油後暫くは給油前と同じアルコール濃度の燃料がインジェクタから噴射されることになる。   By the way, there are a plurality of types of commercially available fuels having different alcohol concentrations. For this reason, in the case of a vehicle equipped with an FFV internal combustion engine, it is possible that a different type of fuel having a different alcohol concentration from that of the currently used fuel is supplied to the fuel tank. In that case, the alcohol concentration in the fuel in the fuel tank changes according to the amount of fuel supplied, but the alcohol concentration in the fuel sucked up from the fuel tank before refueling, that is, the fuel supply line connecting the fuel tank and the injector The alcohol concentration in the remaining fuel is the same as before refueling. As a result, fuel having the same alcohol concentration as that before refueling is injected from the injector for a while after refueling.

従来のFFV用内燃機関では、空燃比フィードバック制御の補正量から燃料中のアルコール濃度が学習され、学習したアルコール濃度に基づいてエンジン制御が行われている。そのため、給油に伴い燃料中のアルコール濃度が変化した場合、インジェクタから噴射される燃料中のアルコール濃度が一定値に収束するまでは、不安定なアルコール濃度に基づいてエンジン制御が行われることになる。よって、従来のFFV用内燃機関においては、このような収束期間において、空燃比フィードバック制御の制御性が悪化し、ひいてはエミッションやドライバビリティの悪化に繋がる可能性がある。   In the conventional FFV internal combustion engine, the alcohol concentration in the fuel is learned from the correction amount of the air-fuel ratio feedback control, and the engine control is performed based on the learned alcohol concentration. Therefore, when the alcohol concentration in the fuel changes with refueling, the engine control is performed based on the unstable alcohol concentration until the alcohol concentration in the fuel injected from the injector converges to a certain value. . Therefore, in the conventional FFV internal combustion engine, the controllability of the air-fuel ratio feedback control is deteriorated during such a convergence period, which may lead to deterioration of emission and drivability.

上述の問題は、FFV用デュアル噴射型内燃機関において特に顕著なものとなる。デュアル噴射型内燃機関において、上記2種類のインジェクタへの燃料供給は、それぞれの燃料供給ラインを経由して行われる。加えて、上記2種類のインジェクタ間で噴き分ける燃料の噴射比率は、内燃機関の運転状態に応じて変更される。そのため、上記筒内インジェクタとポートインジェクタとでは、噴射される燃料中のアルコール濃度が異なる濃度過渡の状態に陥る可能性がある。濃度過渡の状態が長引けば、上述した収束期間にも影響を及ぼすので、空燃比フィードバック制御の制御性がより一層悪化する可能性がある。   The above-mentioned problem becomes particularly remarkable in the dual injection internal combustion engine for FFV. In the dual-injection internal combustion engine, fuel is supplied to the two types of injectors via respective fuel supply lines. In addition, the fuel injection ratio that is injected between the two types of injectors is changed according to the operating state of the internal combustion engine. For this reason, the in-cylinder injector and the port injector may fall into a concentration transient state in which the alcohol concentration in the injected fuel is different. If the concentration transient state is prolonged, the convergence period described above is also affected, so that the controllability of the air-fuel ratio feedback control may be further deteriorated.

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものである。即ち、FFV用デュアル噴射型内燃機関において、濃度過渡状態においても、空燃比フィードバック制御等の各種制御を適正に行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately perform various controls such as air-fuel ratio feedback control even in a concentration transient state in a dual injection internal combustion engine for FFV.

本発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
炭化水素系燃料とアルコールとが混合した燃料を蓄えるタンクと、
前記タンク内の燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する筒内インジェクタと、
前記タンク内の燃料を前記内燃機関の吸気ポートに噴射するポートインジェクタと、
前記筒内インジェクタと前記ポートインジェクタとで噴き分ける燃料の噴射比率が変更された場合、連続する2サイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタからそれぞれ噴射される燃料中のアルコール濃度に変化がないと仮定した場合に成立する、前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタからそれぞれ噴射される燃料中のアルコール濃度と、噴射された燃料の燃焼に対応する排気空燃比から推定されるアルコール濃度と、前記筒内インジェクタと前記ポートインジェクタとで噴き分ける燃料の噴射比率と、の間に成立する関係に、該変更前のサイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタからそれぞれ噴射された燃料中のアルコール濃度と、該変更前後のサイクルにおいて噴射された燃料の燃焼に対応する排気空燃比から推定されるアルコール濃度と、該変更前後のサイクルにおける燃料の噴射比率と、を適用することで該変更後のサイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタのそれぞれから噴射された燃料中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、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a control device for an internal combustion engine,
A tank for storing fuel mixed with hydrocarbon fuel and alcohol;
An in-cylinder injector that directly injects fuel in the tank into a cylinder of an internal combustion engine;
A port injector for injecting fuel in the tank into an intake port of the internal combustion engine;
When the fuel injection ratio of the in-cylinder injector and the port injector is changed, there is no change in the alcohol concentration in the fuel injected from the in-cylinder injector and the port injector in two consecutive cycles. The assumption is made that the alcohol concentration in the fuel injected from the in-cylinder injector and the port injector, the alcohol concentration estimated from the exhaust air-fuel ratio corresponding to the combustion of the injected fuel, and the in-cylinder The relationship established between the fuel injection ratio of the fuel injected by the injector and the port injector, the alcohol concentration in the fuel respectively injected from the in-cylinder injector and the port injector in the cycle before the change, Injection in the cycle before and after the change Is an alcohol concentration estimated from exhaust air-fuel ratio corresponding to the combustion of fuel, the in-cylinder injector and the port injector in a cycle after the change by applying the injection ratio of the fuel in the cycle before and after the change Alcohol concentration estimating means for estimating the alcohol concentration in the fuel injected from each of the
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記アルコール濃度推定手段は、前記タンクへの燃料補給後に前記噴射比率が変更された場合、前記関係に基づいて、前記変更後のサイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタのそれぞれから噴射された燃料中のアルコール濃度を推定することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
When the injection ratio is changed after fuel is supplied to the tank, the alcohol concentration estimation means is configured to determine the fuel injected from each of the in-cylinder injector and the port injector in the cycle after the change based on the relationship. It is characterized by estimating the alcohol concentration in it.

本発明によれば、噴射比率が変更された場合、上記関係に、噴射比率変更前のサイクルにおいて上記筒内インジェクタおよび上記ポートインジェクタからそれぞれ噴射された燃料中のアルコール濃度と、噴射比率変更前後のサイクルにおいて噴射された燃料の燃焼に対応する排気空燃比から推定されるアルコール濃度と、噴射比率変更前後のサイクルにおける燃料の噴射比率と、を適用して、噴射比率変更後のサイクルにおいて上記筒内インジェクタおよび上記ポートインジェクタのそれぞれから噴射された燃料中のアルコール濃度を推定するので、濃度過渡状態においても、これらのアルコール濃度を推定できる。即ち、濃度過渡状態においても、空燃比フィードバック制御等の各種制御を適正に行うことが可能となる。
According to the present invention, when the injection ratio is changed, the above-described relation is that the alcohol concentration in the fuel respectively injected from the in-cylinder injector and the port injector in the cycle before the injection ratio change, and before and after the injection ratio change. Applying the alcohol concentration estimated from the exhaust air / fuel ratio corresponding to the combustion of the fuel injected in the cycle and the fuel injection ratio in the cycle before and after the change of the injection ratio, in the cylinder in the cycle after the injection ratio change Since the alcohol concentrations in the fuel injected from each of the injector and the port injector are estimated, these alcohol concentrations can be estimated even in a concentration transient state. That is, various controls such as air-fuel ratio feedback control can be appropriately performed even in a concentration transient state.

実施形態のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of embodiment. 式(1)乃至(6)中の各パラメータを説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating each parameter in Formula (1) thru | or (6). サイクルj−1におけるECU30の処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process of ECU30 in cycle j-1. サイクルjにおけるECU30の処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process of ECU30 in the cycle j. サイクルj+a−1におけるECU30の処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process of ECU30 in cycle j + a-1. サイクルj+aにおけるECU30の処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process of ECU30 in cycle j + a.

[実施の形態の構成の説明]
以下、図1乃至図6を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本実施形態のシステム構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、燃料として炭化水素系燃料(ガソリン)とアルコール(エタノール)とが混合した燃料を使用可能であると共に、筒内インジェクタDIとポートインジェクタPFIを気筒ごとに備えるFFV用デュアル噴射型内燃機関である。なお、図1において、内燃機関10は直列4気筒型のものとして示しているが、その気筒数および配置はこれに限定されない。
[Description of Configuration of Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 can use a fuel in which a hydrocarbon-based fuel (gasoline) and alcohol (ethanol) are mixed as a fuel, and has a cylinder injector DI and a port injector PFI for each cylinder. Is an institution. In FIG. 1, the internal combustion engine 10 is shown as an in-line four-cylinder type, but the number and arrangement of the cylinders are not limited to this.

また、本実施形態のシステムは、筒内インジェクタDI用のデリバリパイプ12と、ポートインジェクタPFI用のデリバリパイプ14とを備えている。デリバリパイプ12,14は、これらに共通する燃料パイプ16に接続されている。燃料パイプ16は、その内部に燃料を蓄える燃料タンク18に接続されている。燃料タンク18内の燃料は、燃料ポンプ(図示しない)により燃料パイプ16へと圧送され、デリバリパイプ12,14を流れて筒内インジェクタDIおよびポートインジェクタPFIから噴射される。燃料パイプ16には、アルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ20が設置されている。なお、燃料パイプ16は燃料タンク18に設置してもよい。   Further, the system of this embodiment includes a delivery pipe 12 for the in-cylinder injector DI and a delivery pipe 14 for the port injector PFI. The delivery pipes 12 and 14 are connected to a fuel pipe 16 common to them. The fuel pipe 16 is connected to a fuel tank 18 that stores fuel therein. The fuel in the fuel tank 18 is pumped to the fuel pipe 16 by a fuel pump (not shown), flows through the delivery pipes 12 and 14, and is injected from the in-cylinder injector DI and the port injector PFI. The fuel pipe 16 is provided with an alcohol concentration sensor 20 that detects the alcohol concentration. The fuel pipe 16 may be installed in the fuel tank 18.

また、本実施形態のシステムは、吸気流量検出センサ22および空燃比センサ24を備えている。吸気流量検出センサ22は、吸気通路26を流れる吸気の流量を検出するセンサである。空燃比センサ24は、排気通路28を流れる排気中の酸素濃度を検出するセンサである。   Further, the system of this embodiment includes an intake air flow rate detection sensor 22 and an air-fuel ratio sensor 24. The intake flow rate detection sensor 22 is a sensor that detects the flow rate of intake air flowing through the intake passage 26. The air-fuel ratio sensor 24 is a sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust passage 28.

また、本実施形態のシステムは、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)30を備えている。ECU30の入力側には、アルコール濃度センサ20、吸気流量検出センサ22、空燃比センサ24の他、内燃機関10の制御に必要な各種センサ(例えば、エンジン回転数を検出するクランク角センサ、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ等)が電気的に接続されている。他方、ECU30の出力側には、上記筒内インジェクタDIおよびポートインジェクタPFI、上記燃料ポンプの他、可変動弁機構といった各種アクチュエータが電気的に接続されている。ECU30は、各種センサからの入力情報に基づいて所定のプログラムを実行し、各種アクチュエータ等を作動させることにより、内燃機関10の運転に関する種々の制御を実行する。   In addition, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 30 as a control device. On the input side of the ECU 30, in addition to the alcohol concentration sensor 20, the intake flow rate detection sensor 22, and the air-fuel ratio sensor 24, various sensors necessary for controlling the internal combustion engine 10 (for example, a crank angle sensor for detecting the engine speed, a throttle valve) A throttle sensor or the like for detecting the degree of opening is electrically connected. On the other hand, various actuators such as a variable valve mechanism are electrically connected to the output side of the ECU 30 in addition to the in-cylinder injector DI and the port injector PFI and the fuel pump. The ECU 30 executes various programs related to the operation of the internal combustion engine 10 by executing predetermined programs based on input information from various sensors and operating various actuators.

[本実施形態の特徴]
ECU30が行う内燃機関10の制御のひとつに、上記筒内インジェクタDIおよびポートインジェクタPFIを操作して行う燃料噴射制御がある。この燃料噴射制御の一態様に空燃比フィードバック制御がある。空燃比フィードバック制御は、燃焼室の混合気の空燃比を内燃機関10の運転状態に応じた目標空燃比に収束させるために、空燃比センサ24からの信号に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比を調整するものである。
[Features of this embodiment]
One of the controls of the internal combustion engine 10 performed by the ECU 30 is fuel injection control performed by operating the in-cylinder injector DI and the port injector PFI. One aspect of this fuel injection control is air-fuel ratio feedback control. In the air-fuel ratio feedback control, the fuel injection amount is controlled based on a signal from the air-fuel ratio sensor 24 in order to converge the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber to the target air-fuel ratio corresponding to the operating state of the internal combustion engine 10. The air-fuel ratio is adjusted.

また、この燃料噴射制御の別の態様として、噴射比率制御がある。噴射比率制御は、上記筒内インジェクタDIと上記ポートインジェクタPFIとの間で噴き分ける燃料の噴射比率を制御するものである。噴射比率制御においては、回転数、負荷、冷却水温などの内燃機関10の運転状態を示す各種の物理量の値に応じて噴射比率が変更される。当該各種物理量と噴射比率との関係は予めマップにおいて定義されており、ECU30はそのマップを参照して噴射比率を決定する。   Another aspect of this fuel injection control is injection ratio control. The injection ratio control is to control the fuel injection ratio that is separately injected between the in-cylinder injector DI and the port injector PFI. In the injection ratio control, the injection ratio is changed according to the values of various physical quantities indicating the operation state of the internal combustion engine 10 such as the rotation speed, load, and cooling water temperature. The relationship between the various physical quantities and the injection ratio is defined in advance in the map, and the ECU 30 determines the injection ratio with reference to the map.

ところで、上記燃料噴射制御とは別の処理として、ECU30は、上記筒内インジェクタDIおよびポートインジェクタPFIから噴射された燃料中のアルコール濃度をそれぞれ推定している。具体的に、ECU30は、上記空燃比フィードバック制御の過程において計算したフィードバック補正量を用いてアルコール濃度dafsを計算し、学習値として記憶する。記憶した学習値は、上記燃料噴射制御を始めとする各種の制御に供される。 Incidentally, as a process different from the fuel injection control, the ECU 30 estimates the alcohol concentration in the fuel injected from the in-cylinder injector DI and the port injector PFI. Specifically, the ECU 30 calculates the alcohol concentration d afs using the feedback correction amount calculated in the air-fuel ratio feedback control process, and stores it as a learning value. The stored learning value is used for various controls including the fuel injection control.

上述のアルコール濃度推定処理は、燃料タンク18内の燃料中のアルコール濃度が一定であることを前提として行われる。しかしながら、燃料タンク18にアルコール濃度の異なる異種燃料が給油されると、該燃料中のアルコール濃度が変化するので、デリバリパイプ12,14や燃料パイプ16内の燃料中のアルコール濃度は暫くの間不安定となる。この理由は、既述のとおり、デリバリパイプ12,14や燃料パイプ16内には給油前の燃料が残留しているためである。また、上記噴射比率の変更はエンジン性能を最大限引き出すことを目的とするものであり、上述した異種燃料の給油と関係なく行われる。そのため、異種燃料が給油された場合、上記筒内インジェクタとポートインジェクタとでは、噴射される燃料中のアルコール濃度が異なる濃度過渡の状態に陥る可能性がある。   The above-described alcohol concentration estimation process is performed on the assumption that the alcohol concentration in the fuel in the fuel tank 18 is constant. However, when different types of fuel having different alcohol concentrations are supplied to the fuel tank 18, the alcohol concentration in the fuel changes, so that the alcohol concentration in the fuel in the delivery pipes 12, 14 and the fuel pipe 16 is not maintained for a while. It becomes stable. This is because the fuel before refueling remains in the delivery pipes 12 and 14 and the fuel pipe 16 as described above. The change in the injection ratio is intended to maximize the engine performance, and is performed regardless of the above-described refueling of different fuels. Therefore, when different types of fuel are supplied, there is a possibility that the in-cylinder injector and the port injector will be in a concentration transition state in which the alcohol concentration in the injected fuel is different.

このような濃度過渡への対処として、異種燃料の給油を検出した場合に、例えば上記噴射比率を強制的に変更する制御を一時的に行うこともできる。上記噴射比率を強制的に変更すれば、デリバリパイプ12,14の経路長さの違いや、噴射圧の違いに基づいた濃度過渡要因を緩和できるので、濃度過渡状態を早期に解消できる。しかしながら、濃度過渡状態の解消と上記噴射比率の変更とはトレードオフの関係にある。例えば、始動時に上記筒内インジェクタDIの噴射比率kDIを必要以上に高くすれば始動性やエミッションの悪化につながる。また、燃費を優先したい運転モード域において上記ポートインジェクタPFIの噴射比率kPFIを必要以上に高くすれば燃費が悪化してしまう。 As a countermeasure against such a concentration transition, for example, when the refueling of a different type of fuel is detected, for example, control for forcibly changing the injection ratio can be temporarily performed. If the injection ratio is forcibly changed, the concentration transient factor based on the difference in the path length of the delivery pipes 12 and 14 and the difference in the injection pressure can be alleviated, so that the concentration transient state can be eliminated early. However, the cancellation of the concentration transient state and the change in the injection ratio are in a trade-off relationship. For example, leading to deterioration of the startability and emission if higher than necessary injection ratio k DI of in-cylinder injector DI at startup. Furthermore, thus the fuel consumption is deteriorated when higher than necessary injection ratio k PFI of said port injector PFI in the operation mode area you want to prioritize fuel economy.

そこで、本実施形態においては、濃度過渡時、通常時と異なる処理によってアルコール濃度を推定することとしている。具体的に、ECU30は、次式(1),(2)を用いた処理により、噴射比率の変更後のサイクルjにおいて、筒内インジェクタから噴射された燃料中のアルコール濃度dDI(j)およびポートインジェクタから噴射された燃料中のアルコール濃度dPFI(j)をそれぞれ推定する。
DI(j)={−dafs(j+a)×kPFI(j−1)+dafs(j+a−1)×kPFI(j)}/{kPFI(j)−kPFI(j−1)}・・・(1)
PFI(j)=[dafs(j+a)×{1−kPFI(j−1)}−dafs(j+a−1)×(1−kPFI(j))/{kPFI(j)−kPFI(j−1)}・・・(2)
(但し、上記式(1),(2)において、kPFI(j−1),kPFI(j)は変更前後のサイクルにおけるポートインジェクタの分担割合であり、dafs(j+a−1),dafs(j+a)は変更前後のサイクルの噴射燃料の燃焼に対応する空燃比フィードバック補正量からそれぞれ推定されるアルコール濃度であり、aは燃料噴射から空燃比センサ24までの輸送遅れに相当する変数である。)
Therefore, in the present embodiment, the alcohol concentration is estimated by a process different from the normal time when the concentration is transient. Specifically, the ECU 30 performs the processing using the following equations (1) and (2), and in the cycle j after changing the injection ratio, the alcohol concentration d DI (j) in the fuel injected from the in-cylinder injector and The alcohol concentration d PFI (j) in the fuel injected from the port injector is estimated.
d DI (j) = {− d afs (j + a) × k PFI (j−1) + d afs (j + a−1) × k PFI (j)} / {k PFI (j) −k PFI (j−1) } ... (1)
d PFI (j) = [d afs (j + a) × {1-k PFI (j−1)} − d afs (j + a−1) × (1-k PFI (j)) / {k PFI (j) − k PFI (j-1)} (2)
(However, in the above formulas (1) and (2), k PFI (j−1) and k PFI (j) are the share ratios of the port injectors in the cycle before and after the change, and d afs (j + a−1), d afs (j + a) is an alcohol concentration estimated from the air-fuel ratio feedback correction amount corresponding to the combustion of the injected fuel in the cycle before and after the change, and a is a variable corresponding to a transport delay from the fuel injection to the air-fuel ratio sensor 24. is there.)

ECU30は、その内部に上記式(1),(2)を記憶しているものとする。上記式(1),(2)は、上記噴射比率の変更前後において各インジェクタから噴射された燃料中のアルコール濃度について成立する下記式(3),(4)と、上記噴射比率の変更前後において、各インジェクタから噴射された燃料中のアルコール濃度に変化はないとの仮定に基づく下記式(5),(6)とから得られる。
DI(j)×{1−kPFI(j)}+dPFI(j)×kPFI(j)=dafs(j+a)・・・(3)
DI(j−1)×{1−kPFI(j−1)}+dPFI(j−1)×kPFI(j−1)=dafs(j+a−1)・・・(4)
DI(j)=dDI(j−1)・・・(5)
PFI(j)=dPFI(j−1)・・・(6)
The ECU 30 is assumed to store the above formulas (1) and (2) therein. The above formulas (1) and (2) are expressed by the following formulas (3) and (4) that are established for the alcohol concentration in the fuel injected from each injector before and after the change of the injection ratio, and before and after the change of the injection ratio. The following equations (5) and (6) are obtained based on the assumption that there is no change in the alcohol concentration in the fuel injected from each injector.
d DI (j) × {1−k PFI (j)} + d PFI (j) × k PFI (j) = d afs (j + a) (3)
d DI (j−1) × {1−k PFI (j−1)} + d PFI (j−1) × k PFI (j−1) = d afs (j + a−1) (4)
d DI (j) = d DI (j−1) (5)
d PFI (j) = d PFI (j−1) (6)

図2は、上記式(1)乃至(6)中の各パラメータを説明するためのタイミングチャートである。ECU30は、図2に示すサイクルj−1,j,j+a−1,j+aでの各パラメータを参照し、上記式(1),(2)に適用してアルコール濃度dDI(j),dPFI(j)を推定する。推定したアルコール濃度dDI,dPFIは、学習値として記憶される。なお、輸送遅れaについては、吸気流量検出センサ22の信号に基づいて別途算出するものとする。 FIG. 2 is a timing chart for explaining each parameter in the above formulas (1) to (6). The ECU 30 refers to the parameters in the cycles j−1, j, j + a−1, j + a shown in FIG. 2 and applies them to the above formulas (1) and (2) to determine the alcohol concentration d DI (j), d PFI. (J) is estimated. The estimated alcohol concentrations d DI and d PFI are stored as learning values. The transport delay a is separately calculated based on the signal from the intake flow rate detection sensor 22.

このように、本実施形態によれば、濃度過渡時、上記噴射比率の強制的な変更を行うことなく、アルコール濃度dDI(j),dPFI(j)を推定できる。換言すれば、濃度過渡時においても、通常時と同様の噴射比率制御を行いながら、アルコール濃度dDI(j),dPFI(j)を推定できる。従って、エンジン性能を高レベルに維持しつつ、記憶した学習値に基づいて各種制御を適切に実行することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the alcohol concentrations d DI (j) and d PFI (j) can be estimated without forcibly changing the injection ratio during a concentration transition. In other words, the alcohol concentration d DI (j), d PFI (j) can be estimated while performing the injection ratio control similar to that in the normal state even during the concentration transition. Therefore, it is possible to appropriately execute various controls based on the stored learned value while maintaining the engine performance at a high level.

[本実施形態における具体的処理]
次に、図3乃至図6を参照しながら、上述した推定処理について具体的に説明する。なお、図3乃至図6は、特定サイクルでの処理を例示したものであるが、これらの処理は、内燃機関10のサイクル毎に繰り返し行われているものとする。
[Specific processing in this embodiment]
Next, the estimation process described above will be specifically described with reference to FIGS. 3 to 6 exemplify processes in a specific cycle, these processes are assumed to be repeated every cycle of the internal combustion engine 10.

図3は、サイクルj−1におけるECU30の処理を示したフローチャートである。図3に示すように、ECU30は、ポートインジェクタの分担割合kPFI(j−1)を算出し、記憶する(S100)。 FIG. 3 is a flowchart showing the processing of the ECU 30 in cycle j-1. As shown in FIG. 3, the ECU 30 calculates and stores the port injector share ratio k PFI (j−1) (S100).

図4は、サイクルjにおけるECU30の処理を示したフローチャートである。図4に示すように、ECU30は、先ず、ポートインジェクタの分担割合kPFI(j)を算出し、記憶する(S200)。続いて、ECU30は、上記噴射比率の変更の有無を判定する(S210)。具体的に、ECU30は、記憶しておいた分担割合kPFI(j−1)と分担割合kPFI(j)とを比較する。両者が異なれば上記噴射比率が変更されたと判断できるので、ECU30は、吸気流量を検出する(S220)。他方、両者が等しければ上記噴射比率に変更は無かったと判断できるので、ECU30は、今回の処理を終了する。S220に続いて、ECU30は、輸送遅れaを算出する(S230)。ECU30は、吸気流量と輸送遅れaとの関係を規定したマップを予め記憶しており、このマップにS220で検出した吸気流量を適用して輸送遅れaを算出し、サイクルj+a−1まで待機する。 FIG. 4 is a flowchart showing processing of the ECU 30 in cycle j. As shown in FIG. 4, the ECU 30 first calculates and stores a port injector share ratio k PFI (j) (S200). Subsequently, the ECU 30 determines whether or not the injection ratio has been changed (S210). Specifically, the ECU 30 compares the stored sharing ratio k PFI (j−1) with the sharing ratio k PFI (j). If both are different, it can be determined that the injection ratio has been changed, so the ECU 30 detects the intake flow rate (S220). On the other hand, if the two are equal, it can be determined that the injection ratio has not been changed, so the ECU 30 ends the current process. Subsequent to S220, the ECU 30 calculates a transport delay a (S230). The ECU 30 stores in advance a map that defines the relationship between the intake air flow rate and the transport delay a, applies the intake air flow rate detected in S220 to this map, calculates the transport delay a, and waits until cycle j + a-1. .

図5は、サイクルj+a−1におけるECU30の処理を示したフローチャートである。図5に示すように、ECU30は、空燃比フィードバック補正量からアルコール濃度dafs(j+a−1)を検出し、記憶する(S300)。 FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the ECU 30 in cycle j + a-1. As shown in FIG. 5, the ECU 30 detects and stores the alcohol concentration d afs (j + a−1) from the air-fuel ratio feedback correction amount (S300).

図6は、サイクルj+aにおけるECU30の処理を示したフローチャートである。図6に示すように、ECU30は、先ず、空燃比フィードバック補正量からアルコール濃度dafs(j+a)を検出し、記憶する(S400)。続いて、ECU30は、アルコール濃度dPFI(j),dDI(j)を算出する(S410,S420)。具体的に、ECU30は、図3のS100で記憶した分担割合kPFI(j−1)、図4のS200で記憶した分担割合kPFI(j)、図5のS300で記憶したアルコール濃度dafs(j+a−1)およびS400で記憶したアルコール濃度dafs(j+a)を、上記式(1),(2)にそれぞれ適用して、アルコール濃度dPFI(j),dDI(j)を算出し、記憶する。 FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the ECU 30 in cycle j + a. As shown in FIG. 6, the ECU 30 first detects and stores the alcohol concentration d afs (j + a) from the air-fuel ratio feedback correction amount (S400). Subsequently, the ECU 30 calculates alcohol concentrations d PFI (j) and d DI (j) (S410, S420). Specifically, ECU 30 may, S100 distribution ratio k PFI stored at (j-1) of FIG. 3, distribution ratio k PFI stored in S200 in FIG. 4 (j), the alcohol concentration is stored in S300 in FIG. 5 d afs The alcohol concentrations d afs (j + a) stored in (j + a−1) and S400 are applied to the above formulas (1) and (2), respectively, to calculate the alcohol concentrations d PFI (j) and d DI (j). ,Remember.

以上、図3乃至図6に示した処理によれば、サイクルj−1からサイクルjにかけて噴射比率の変更があった場合に、サイクルj+aにおいてアルコール濃度dDI(j),dPFI(j)を算出、記憶できる。従って、記憶した学習値に基づいて上記燃料噴射制御等の各種制御を適切に実行することが可能となる。 As described above, according to the processing shown in FIGS. 3 to 6, when the injection ratio is changed from cycle j-1 to cycle j, the alcohol concentrations d DI (j) and d PFI (j) are changed in cycle j + a. Can be calculated and stored. Therefore, various controls such as the fuel injection control can be appropriately executed based on the stored learned value.

10 内燃機関
12,14 デリバリパイプ
16 燃料パイプ
18 燃料タンク
20 アルコール濃度センサ
22 吸気流量検出センサ
24 空燃比センサ
26 吸気通路
28 排気通路
30 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12, 14 Delivery pipe 16 Fuel pipe 18 Fuel tank 20 Alcohol concentration sensor 22 Intake flow rate detection sensor 24 Air-fuel ratio sensor 26 Intake passage 28 Exhaust passage 30 ECU

Claims (2)

炭化水素系燃料とアルコールとが混合した燃料を蓄えるタンクと、
前記タンク内の燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する筒内インジェクタと、
前記タンク内の燃料を前記内燃機関の吸気ポートに噴射するポートインジェクタと、
前記筒内インジェクタと前記ポートインジェクタとで噴き分ける燃料の噴射比率が変更された場合、連続する2サイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタからそれぞれ噴射される燃料中のアルコール濃度に変化がないと仮定した場合に成立する、前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタからそれぞれ噴射される燃料中のアルコール濃度と、噴射された燃料の燃焼に対応する排気空燃比から推定されるアルコール濃度と、前記筒内インジェクタと前記ポートインジェクタとで噴き分ける燃料の噴射比率と、の間に成立する関係に、該変更前のサイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタからそれぞれ噴射された燃料中のアルコール濃度と、該変更前後のサイクルにおいて噴射された燃料の燃焼に対応する排気空燃比から推定されるアルコール濃度と、該変更前後のサイクルにおける燃料の噴射比率と、を適用することで該変更後のサイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタのそれぞれから噴射された燃料中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、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A tank for storing fuel mixed with hydrocarbon fuel and alcohol;
An in-cylinder injector that directly injects fuel in the tank into a cylinder of an internal combustion engine;
A port injector for injecting fuel in the tank into an intake port of the internal combustion engine;
When the fuel injection ratio of the in-cylinder injector and the port injector is changed, there is no change in the alcohol concentration in the fuel injected from the in-cylinder injector and the port injector in two consecutive cycles. The assumption is made that the alcohol concentration in the fuel injected from the in-cylinder injector and the port injector, the alcohol concentration estimated from the exhaust air-fuel ratio corresponding to the combustion of the injected fuel, and the in-cylinder The relationship established between the fuel injection ratio of the fuel injected by the injector and the port injector, the alcohol concentration in the fuel respectively injected from the in-cylinder injector and the port injector in the cycle before the change, Injection in the cycle before and after the change Is an alcohol concentration estimated from exhaust air-fuel ratio corresponding to the combustion of fuel, the in-cylinder injector and the port injector in a cycle after the change by applying the injection ratio of the fuel in the cycle before and after the change Alcohol concentration estimating means for estimating the alcohol concentration in the fuel injected from each of the
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記アルコール濃度推定手段は、前記タンクへの燃料補給後に前記噴射比率が変更された場合、前記関係に基づいて、前記変更後のサイクルにおいて前記筒内インジェクタおよび前記ポートインジェクタのそれぞれから噴射された燃料中のアルコール濃度を推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   When the injection ratio is changed after fuel is supplied to the tank, the alcohol concentration estimation means is configured to determine the fuel injected from each of the in-cylinder injector and the port injector in the cycle after the change based on the relationship. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the alcohol concentration in the engine is estimated.
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