JP6245223B2 - 内燃機関の制御システム - Google Patents

内燃機関の制御システム Download PDF

Info

Publication number
JP6245223B2
JP6245223B2 JP2015116147A JP2015116147A JP6245223B2 JP 6245223 B2 JP6245223 B2 JP 6245223B2 JP 2015116147 A JP2015116147 A JP 2015116147A JP 2015116147 A JP2015116147 A JP 2015116147A JP 6245223 B2 JP6245223 B2 JP 6245223B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
air
correction value
fuel ratio
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015116147A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016027256A (ja
Inventor
鈴木 直樹
直樹 鈴木
谷口 聡
聡 谷口
西海 亮児
亮児 西海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015116147A priority Critical patent/JP6245223B2/ja
Priority to PCT/JP2015/003287 priority patent/WO2016006201A1/en
Priority to US15/322,610 priority patent/US10138837B2/en
Priority to CN201580035438.6A priority patent/CN106460697B/zh
Priority to DE112015003081.6T priority patent/DE112015003081B4/de
Publication of JP2016027256A publication Critical patent/JP2016027256A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6245223B2 publication Critical patent/JP6245223B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/026Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/029Determining density, viscosity, concentration or composition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • F02D41/2448Prohibition of learning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • F02D41/2467Characteristics of actuators for injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

本発明は、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を使用する内燃機関の制御システムに関する。
従来より、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比が目標空燃比と同等になるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を行うことが知られている。特に、圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)を使用する内燃機関の制御システムにおいて前記空燃比フィードバック制御が実行される場合には、CNGの性状が変化した場合であっても、内燃機関を適正に運転可能とすることが求められている。そのために、燃料の充填があった後の、前記空燃比フィードバック制御における燃料噴射量の補正値の大きさに基づいて、混合気の燃焼状態に係わるパラメータを学習制御により補正する技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を使用する内燃機関においては、燃料充填前後でストイキ空燃比が変化してしまうことに起因して、同一の燃焼条件のままではエンジンストールや、失火が発生する虞があった。その対策として、空燃比フィードバック制御において混合気の空燃比を目標空燃比に近づけるために使用される第1の補正値の大きさが、燃料充填後に過大になった場合に、第1の補正値の大きさを小さくするように、第2の補正値を用いて学習補正制御を行うことで、燃料性状の違いに対応しつつ空燃比フィードバック制御を行う場合があった。
国際公開第2013/076811号パンフレット 特開2013-130123号公報 特開2011-220253号公報
上記の制御においては、燃料性状対応の学習補正制御が完了し、第2の補正値の大きさが適切な値になるまでには、ある程度の時間が必要である。そして、エンジン停止要求により燃焼を停止する必要があり空燃比フィードバック制御や燃料性状対応の学習補正制御が中断した場合には、制御パラメータ(例えば、第1補正値)がリセットされてしまう。従って、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御を再開した際には、制御パラメータの値が中断前から大きく変化してしまい、混合気の空燃比と目標空燃比の差が大きくなることで、エンジンストールや、失火が発生する虞があった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を使用する内燃機関についてのものである。本発明は、特に燃料の充填があった後に、混合気の空燃比を目標空燃比に近づける空燃比フィードバック制御における第1の補正値の大きさが閾値より大きくなった場合に、該第1補正値の絶対値が前記閾値以下となるように第2補正値を学習しつつ燃料噴射量を決定する燃料性状学習制御を実施する、内燃機関の制御システムに関する。
そして、その目的は、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断し再開した後においても、混合気の空燃比と目標空燃比の差が過大となり、燃焼が不安定になるこ
とを抑制できる技術を提供することである。
上記目的を達成するための本発明においては、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を使用する内燃機関の制御システムであって、
検出された混合気の空燃比と目標空燃比の偏差に応じて決定される第1補正値及び、前記燃料の性状に応じて決定される第2補正値を用いて、混合気の空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料噴射量を決定する空燃比フィードバック制御を実施する空燃比フィードバック制御手段と、
前記燃料の充填があった後に、前記空燃比フィードバック制御において前記第1補正値の絶対値が所定の閾値より大きくなった場合に、前記フィードバック制御において該第1補正値の絶対値が前記閾値以下になるように、前記第2補正値を補正する燃料性状学習制御を実施する燃料性状学習手段と、
を備え、
混合気の空燃比を、前記内燃機関において燃焼の継続が可能な空燃比範囲に収める前記第2補正値の範囲である燃焼継続可能補正値範囲が記憶された記憶手段と、
前記燃料性状学習手段による前記燃料性状学習制御が開始された後、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたと判定された場合に、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が再開された際に用いられる前記第2補正値を、前記記憶手段に記憶された前記燃焼継続可能補正値範囲内に設定する設定手段と、をさらに備えることを特徴とする。
ここで、燃料の充填があり、前記燃料性状学習手段による前記燃料性状学習制御が開始された後、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断され、再開された場合について考える。このような場合は、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の中断に伴い、制御パラメータ(例えば、第1補正値)がリセットされてしまうので、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御を再開した際に、制御パラメータの値が中断前から大きく変化している虞がある。そうすると、特にそれまで使用していた燃料と充填した燃料の性状が大きく変化していた場合には、性状の変化によってストイキ空燃比が変わるために、混合気の空燃比と目標空燃比の間の乖離が大きくなり、内燃機関においてエンジンストールや、失火が発生する虞がある。
これに対し、本発明では、判定手段によって前記空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定された場合に、設定手段が、前記空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開された際に用いられる第2補正値を、記憶手段に記憶された燃焼継続可能補正値範囲内の値に設定するようにした。
これによれば、燃料性状学習制御が再開された後に、市場流通しており内燃機関で使用が想定される燃料が使用される限り、内燃機関の混合気の空燃比を、燃焼の継続が可能な空燃比範囲に収めることが可能となる。その結果、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断され再開した後であって、第2補正値が、収束していない状態においても、内燃機関においてエンジンストールや、失火が発生することを抑制できる。
また、本発明においては、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料は、圧縮天然ガスとしてもよい。そうすれば、現在のところ、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料の典型例である、圧縮天然ガスを燃料として用いる内燃機関において、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断され再開された後に、エンジンストールや、失火が発生することを抑制できる。しかしながら、このことは、本発明における性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を、圧縮天然ガスに限定する趣旨ではない。
また、本発明においては、前記判定手段は、減速要求によるフューエルカットの有無を判定することで、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたか否かを判定するようにしてもよい。
ここで、運転者からの減速要求があったときにフューエルカットが実施される場合があるが、フューエルカットが実施されている期間中は、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御は中断される。この空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の中断に伴い、前述のように、制御パラメータ(例えば、第1補正値)がリセットされてしまう。そうすると、フューエルカットが解除され、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開した際には、制御パラメータの値が中断前から大きく変化している虞がある。その結果、特にそれまで使用されていた燃料と充填した燃料の性状が大きく変化していた場合には、ストイキ空燃比が変わるために、混合気の空燃比と目標空燃比の間の乖離が大きくなり、内燃機関においてエンジンストールや、失火が発生する虞がある。
これに対し、本発明では、判定手段は、減速要求によるフューエルカットの有無を判定することにより、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたか否かを判定し、判定手段により、減速要求によるフューエルカットが有ったと判定された場合に、設定手段が、第2補正値を、記憶手段に記憶された燃焼継続可能補正値範囲内の値に設定するようにした。
これによれば、フューエルカットの解除の後、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開された直後に、市場に流通し内燃機関で使用が想定される燃料が使用される限り、内燃機関の混合気の空燃比を、少なくとも燃焼の継続が可能な空燃比範囲に収めることが可能となる。その結果、フューエルカットの解除の後に、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開した直後であって、第2補正値が収束していない状態においても、内燃機関においてエンジンストールや、失火が発生することを抑制できる。
なお、本発明においては、判定手段により、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定される場合には、上記のように、フューエルカットが実施されたと判定される場合以外にも、様々な場合が考えられる。例えば、CNGとガソリンの複数燃料を使用可能な内燃機関において、高負荷運転時に運転者により手動でガソリンの使用が選択された際に、それまで使用していたCNGからガソリンに使用燃料が変更されたことが検知され、CNGに対する空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中止されたと判定される場合が考えられる。また、ハイブリッド車両において、EVモードが選択されたと判定されることで、内燃機関に対する空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定される場合が考えられる。
また、本発明においては、前記判定手段により、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたと判定された時点における前記第2補正値が、前記燃焼継続可能補正値範囲の最大値より大きい場合には、前記設定手段は、前記第2補正値を前記燃焼継続可能補正値範囲の最大値に設定し、前記時点における前記第2補正値が、前記燃焼継続可能補正値範囲の最小値より小さい場合には、前記設定手段は、前記第2補正値を前記燃焼継続可能補正値範囲の最小値に設定するようにしてもよい。
これによれば、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定された場合に、第2補正値は、燃焼継続可能補正値範囲の中で最も、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定された時点における第2補正値に近い値に設定される。その結果、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断された時点からの第2補正値の変化を可及的に小さくすることができ、内燃機関の燃焼状態の変化
を可及的に少なくすることが可能となり、内燃機関の燃焼状態の不安定化を抑制できる。
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
本発明にあっては、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を使用する内燃機関において、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断し再開した直後においても、内燃機関における混合気の空燃比と目標空燃比の差が過大となりエンジンストールや、失火が発生することを抑制できる。
本発明を適用する車両の概略構成を示す図である。 本発明の実施例におけるCNG燃料の不活性ガス濃度と、ストイキ空燃比との関係を示すグラフである。 本発明の実施例におけるCNGの燃料性状と、燃料性状学習補正値及び、その際に得られる空気過剰率λの関係の例について示す図である。 本発明の実施例1及び2において、燃料性状学習制御の途中でフューエルカットを伴う減速が要求された場合の、内燃機関における混合気の空燃比への影響を説明するための図である。 本発明の実施例1における燃料性状対応制御ルーチンのフローチャートである。 本発明の実施例2における燃料性状対応制御ルーチン2のフローチャートである。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
<実施例1>
先ず、本発明の実施例1について図1乃至図3に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する車両の概略構成を示す図である。図1に示す車両は、CNGを使用する内燃機関が搭載された車両である。図1において、車両100には、内燃機関1と燃料タンク2が搭載されている。内燃機関1は、複数の気筒3と、各気筒3内に燃料を噴射する燃料噴射弁4と、を備えている。また、内燃機関1には、吸気通路5と排気通路6が接続されている。吸気通路5は、大気中から取り込まれた新気(空気)を内燃機関1の気筒3へ導くための通路である。吸気通路5の途中には、該吸気通路5の通路断面積を変更するための吸気絞り弁7と、新気(空気)の温度(外気温度)を測定する吸気温度センサ8が取り付けられている。
排気通路6は、気筒3から排出される既燃ガス(排気)を排気浄化用触媒や消音器などの経由後に大気中へ排出するための通路である。排気通路6の途中には、混合気の空燃比に相関する電気信号を出力するA/Fセンサ9が取り付けられている。燃料タンク2は、圧縮天然ガス(CNG)を貯蔵するタンクである。燃料タンク2には、該燃料タンク2内の圧力を測定するための圧力センサ10が取り付けられている。また、燃料タンク2は、燃料供給管11を介して内燃機関1の燃料噴射弁4と連通している。燃料供給管11は、燃料タンク2内のCNGを燃料噴射弁4へ導くための通路である。燃料タンク2は、車両100の車体に取り付けられた充填口12とインレットパイプ13を介して接続されている。充填口12は、ガスステーションなどに配置された充填ノズルが差し込まれたときに開口し、充填ノズルから供給されるCNGをインレットパイプ13へ導入する。
このように構成された車両100には、ECU14が搭載されている。ECU14は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどから構成される電子制御ユニットである。ECU14には、吸気温度センサ8、A/Fセンサ9、圧力センサ10などの各種センサが電気的に接続されている。また、ECU14には、燃料噴射弁4や吸気絞り弁7などの各種機器が電気的に接続されている。ECU14は、前記各種センサから入力される信号に基づいて、前記各種機器を制御する。
また、ECU14のROMには、前記各種機器及び内燃機関1の制御に関するプログラムの他、各種データを格納したマップが記憶されている。以下の実施例で説明する、燃料性状対応制御ルーチン及び燃料性状対応制御ルーチン2も、ECU14のROMに格納されたプログラムである。
ここで、燃料の性状について一切考慮しない場合の空燃比制御について簡単に説明する。この場合は、ECU14は、内燃機関1の負荷や回転速度に応じて燃料噴射量を演算し、算出された燃料噴射量に従って燃料噴射弁4を制御する。詳細には、ECU14は、以下の式(1)に従って燃料噴射量(燃料噴射弁4の開弁時間)を演算する。

燃料噴射量=基本噴射量×(1+A/F補正値1)・・・(1)
前記(1)式において、基本噴射量は、吸入空気量や機関回転数等を引数とするマップから導き出される。ここでいうマップは、予め実験などを利用した適合処理によって求められ、前述のようにECU14のROMに記憶されている。また、A/F補正値1は、目標空燃比と検出された混合気の空燃比(A/Fセンサ9により検出された空燃比)との乖離を解消するための補正係数(空燃比フィードバック補正係数)である。A/F補正値1は、たとえば、以下の式(2)に従って演算される。

A/F補正値1=FB補正値+空燃比学習補正値・・・(2)
前記(2)式において、FB補正値は、目標空燃比と検出された混合気の空燃比との差に基づいて決定される補正値(空燃比フィードバック補正値)である。また、空燃比学習補正値は、目標空燃比と検出される混合気の空燃比との恒常的な乖離(例えば、燃料噴射弁4の噴射特性の経時変化などに起因した乖離)を補償するための学習値である。ここで、FB補正値は、本実施例において第1補正値に相当する。
前記(1)式、(2)式に従って燃料噴射量(燃料噴射時間)を決定することで、気筒3内で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比に一致させることができる。その結果、内燃機関1の出力を運転者の要求出力に一致させたり、或いは排気の性状を排気浄化装置の浄化能力に適した性状にしたりすることができる。なお、上述の空燃比の制御においては、必ずしも空燃比学習補正値を導入する必要はなく、その場合は、A/F補正値1は(2)´式のように、FB補正値そのものとなる。

A/F補正値1=FB補正値・・・(2)´
ここにおいて、圧縮天然ガス(CNG)の性状は、必ずしも一様ではなく、CNGの充填場所毎に異なる場合がある。燃料タンクにCNGが充填されると、燃料タンク内に残っているCNG(以下、「残留CNG」ともいう)と充填されたCNG(以下、「充填CN
G」ともいう)が混合される。充填CNGと残留CNGの性状が異なる場合は、充填CNGの充填後に燃料タンクから内燃機関1へ供給されるCNG(充填CNGと残留CNGが混合したCNG(以下、「混合CNG」ともいう))の性状は、残留CNGの性状と異なる。
CNGの性状変化が内燃機関の運転状態に及ぼす影響としては、図2に示すような理論空燃比(以下、ストイキA/Fともいう)の変化が挙げられる。特に、気体燃料に含まれる不活性ガスの濃度(たとえば、二酸化炭素(CO)や窒素(N))が変化すると、混合気中のCNGと酸素が過不足なく反応する空燃比(理論空燃比またはストイキA/F)が変化する。より具体的には、CNGの不活性ガス濃度が増加するに従って、ストイキA/Fは直線状に減少する。
ここで、残留CNGと充填CNGの性状の相違の度合いが大きい場合には、図2中にA及びBで示すように、ストイキA/Fの値も大きく異なるため、燃料性状が一定であることを前提として空燃比の制御を行うと、混合気の空燃比と目標空燃比の間の乖離が大きくなる場合がある。その結果、例えば、空燃比フィードバック制御の開始時におけるFB補正値の変動量も大きくことから内燃機関1の燃焼が不安定になり、エンジンストールや失火が発生する虞がある。
その対策として、本実施例における内燃機関1では、(2)式におけるFB補正値の絶対値が予め定められた閾値より大きい場合には、燃料の燃料性状の差が大きいと判断し、燃料性状についての学習制御を行うこととしている。この制御において、燃料噴射弁4からの最終燃料噴射量は、(1)式の代わりに(3)式で表される。

最終噴射量=基本噴射量×(1+A/F補正値2)・・・・(3)
(3)式において、基本噴射量は(1)式と同じく吸入空気量や機関回転速度等を引数とするマップから導き出される噴射量である。また、A/F補正値2は、目標空燃比とA/Fセンサ9により検出された混合気の空燃比との相違や、残留CNGと充填CNGの性状の相違に伴うストイキA/Fの変化を補償するために基本噴射量に補正を加えて燃料噴射量を最適化するための補正値である。
ここで、(3)式におけるA/F補正値2は、(4)式に示すように、FB補正値と、空燃比学習補正値と、燃料性状学習補正値の和として求められる。

A/F補正値2=FB補正値+空燃比学習補正値+燃料性状学習補正値・・・(4)

ここで、FB補正値は、A/Fセンサ9により検出された混合気の空燃比と、目標空燃比との相違をフィードバック制御により補正するための補正値であって、(2)式におけるFB補正値と同一の働きをするものである。また、空燃比学習補正値は、目標空燃比と混合気の空燃比との恒常的な乖離(例えば、燃料噴射弁4の噴射特性の経時変化などに起因した乖離)を補償するための学習値である。さらに、燃料性状学習補正値は、残留CNGと充填CNGの性状の相違に起因するストイキA/Fの変化の影響を解消するために、FB補正値に加算される学習値である。
なお、A/F補正値2に関しても、必ずしも空燃比学習補正値を導入する必要はなく、その場合は、A/F補正値2は(4)´式のようになる。

A/F補正値2=FB補正値+燃料性状学習補正値・・・(4)´

以下、前記(3)式及び、(4)式(または(4)´式)による、少なくともFB補正値及び、燃料性状学習補正値を用いた空燃比の制御を、空燃比フィードバック制御という。
この空燃比フィードバック制御はECU14のROMに格納されたプログラムを実行することにより行われ、本実施例における空燃比フィードバック制御手段は、ECU14を含んで構成される。ここで、FB補正値は、本実施例における第1補正値に相当する。また、燃料性状学習補正値は、本実施例における第2補正値に相当する。以下、上記の燃料性状学習補正値の決定方法について説明する。
CNGの性状変化は、燃料タンク2内にCNGが充填されたときに発生する。たとえば、充填CNGにおける不活性ガス濃度が残留CNGにおける不活性ガス濃度より高い場合には、混合CNGの不活性ガス濃度が残留CNGの不活性ガス濃度より高くなる。また、充填CNGにおける不活性ガス濃度が残留CNGの不活性ガス濃度より低い場合には、混合CNGにおける不活性ガス濃度が残留CNGにおける不活性ガス濃度より低くなる。
充填CNGの充填により混合CNGの性状が変化すると、充填CNGの充填後において空燃比フィードバック制御が開始されたときに、FB補正値が大きく変化する場合がある。たとえば、残留CNGより不活性ガス濃度の高い充填CNGが充填された場合は、混合CNGの理論空燃比は、残留CNGの理論空燃比より低くなる。そのため、A/Fセンサ9により検出される空燃比は、目標空燃比よりリーン側にずれる。その場合、FB補正値は、燃料噴射量を増量させる値(正値)になるとともに、その絶対値の大きさはCNGの性状が一定であるときに該補正値の絶対値が取り得る最大値より大きくなる。
また、残留CNGに比して不活性ガス濃度の低い充填CNGが充填された場合は、混合CNGの理論空燃比は、残留CNGの理論空燃比より高くなる。そのため、A/Fセンサ9により検出される混合気の空燃比は、目標空燃比よりリッチ側にずれる。その場合、FB補正値は、燃料噴射量を減量させる値(負値)になるとともに、その絶対値の大きさはCNGの性状が一定であるときに該補正値の絶対値が取り得る最大値より大きくなる。
したがって、充填CNGの補給後において空燃比フィードバック制御が開始されたときに、FB補正値の絶対値が閾値より大きくなると、CNGの性状が変化したとみなすことができる。なお、ここでいう「閾値」は、たとえば、CNGの性状が一定となる条件下において、FB補正値の絶対値が取り得る最大値にマージンを加算した値である。
そこで、ECU14は、内燃機関1の始動後において空燃比フィードバック制御が開始されたときに、FB補正値の絶対値が閾値より大きければ、燃料性状学習補正値が更新される。詳細には、ECU14は、燃料性状学習補正値に所定値aを加算する。所定値aは、FB補正値が正値である場合は正の値に設定され、FB補正値が負値である場合は負の値に設定される。なお、所定値aの絶対値の大きさは、FB補正値の絶対値の大きさ(若しくは、FB補正値の絶対値と前記閾値との差)に応じて決定される可変値であってもよく、又は予め実験などを利用した適合処理によって決定される固定値であってもよい。
ECU14は、燃料性状学習補正値を更新した場合に、FB補正値から燃料性状学習補正値の更新分(所定値a)を差し引くものとする。これにより、A/F補正値2において、CNGの性状変化に伴う補正分を燃料性状学習補正値に反映させることとしている。なお、燃料性状学習補正値の学習処理は、空燃比学習補正値の学習処理より優先して実行されるものとする。これは、充填CNGの補給後において、燃料性状学習補正値の学習処理より先に空燃比学習値の学習処理が実施されると、CNGの性状が変化している場合であってもFB補正値の絶対値が閾値未満になってしまうからである。
以上述べた方法により燃料性状学習補正値が更新されると、(3)式に従って演算される燃料噴射量(燃料噴射時間)は、CNGの性状変化に伴うストイキA/Fの変化を補償可能な値になる。その結果、CNGの性状が変化した場合に、FB補正値の変動量を抑えることで混合気の空燃比を速やかに目標空燃比に収束させることができる。そして、混合気が燃焼した際に発生する熱エネルギの量を所望の量に一致させることができる。なお、ここで説明した、燃料性状学習補正値を学習処理によって更新する制御を、本実施例における燃料性状学習制御という。燃料性状学習制御は、ECU14に格納されたプログラムを実行することによって行われ、本実施例における燃料性状学習手段は、ECU14を含んで構成される。
図3には、CNGの燃料性状と、燃料性状学習補正値及び、その際に得られる空気過剰率λの関係の例について示す。横軸は燃料性状学習補正値を示し、縦軸は空気過剰率λを示す。また、縦軸中央部の一点鎖線による横線はストイキ空燃比(空気過剰率λ=1.0)を示し、その上下の破線による横線の間の領域で示される空気過剰率λの範囲は、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生せず燃焼の継続が可能な空気過剰率λの範囲である。
また、図3に実線で示す2本の曲線は、燃料性状の異なる2種類のCNGにおける、燃料性状学習補正値と、空気過剰率λの関係を示している。2本の曲線のうち上側に示す曲線は不活性ガス濃度が高いCNGについてのものであり、下側に示す曲線は、不活性ガス濃度の低いCNGについてのものである。そして、市場に流通しており内燃機関で使用が想定されるCNGの特性は概略この2本の曲線の間に入ると考えられる。すなわち、上述の2本の曲線は、市場に流通しているCNGにおける、燃料性状学習補正値と空気過剰率λの関係のうち、最もリーン側の曲線と最もリッチ側の曲線を示していると言える。そうすると、図3からも分かるように、燃料性状学習補正値を、NSGOF1とNSGOF2の間に設定すれば、現在、市場に流通しているCNGを使用する限り、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生しないと考えられる。
この2本の曲線の間の範囲に、燃料性状学習補正値と空気過剰率λの関係の曲線が入るような、市場に流通するCNGのグループは、本実施例における、市場流通する燃料群である。また、図3における、NSGOF1以上NSGOF2以下となる燃料性状学習補正値の範囲は、本実施例において燃焼継続可能補正値範囲に相当する。さらに、この燃焼継続可能補正値範囲のデータは、ECU14のROMに格納されており、ECU14は、本実施例における記憶手段に相当する。
次に、図4を用いて、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の途中において、内燃機関1に対しフューエルカットを伴う減速が要求された場合に、内燃機関1における混合気の空燃比にどのような影響があるかを説明する。図4の横軸は時間であり、破線による2本の縦線により、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御中に減速要求がありフューエルカットが行われたとした場合の、フューエルカット期間を示す。縦軸については、図4の上段は車速の変化を示す。中段は(4)式におけるFB補正値の変化を示す。下段は空気過剰率λの変化を示す。また、図中の実線による曲線は、残留CNGにおける燃料性状と充填CNGにおける燃料性状の間の差が大きい場合の各パラメータの挙動について示す。一方、図中の点線による曲線は、残留CNGにおける燃焼性状と充填CNGにおける燃料性状の間の差が小さい場合の各パラメータの挙動について示す。
図4において、フューエルカット期間の前においては、中段に示すように、残留CNGにおける燃焼性状と充填CNGにおける燃料性状の間の差が小さい場合は、FB補正値の変動量は小さく0付近で安定している。一方、残留CNGにおける燃焼性状と充填CNG
における燃料性状の間の差が大きい場合には、燃料性状の相違により、FB補正値の変動量が大きくなりFB補正値は0より大きく外れるように変化する。そして、FB補正値が閾値を超えた際には、燃料性状学習制御によって燃料性状学習補正値が更新され、それに伴いFB補正値の値も減少する。そして、燃料性状学習補正値が更新を重ねて適切な値となった時点で、FB補正値も安定することとなる。
ここで、図4の上段に示すように、燃料性状学習制御の実行中に、内燃機関1に対してフューエルカットを伴う減速要求があった場合について考える。一般的には、フューエルカットが行われている期間は、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断される。これは、フューエルカットが行われると、フューエルカット解除の直後に空燃比フィードバック制御におけるFB補正値の誤補正や、燃料性状学習制御における燃料性状学習補正値の誤学習が生じ易くなるからである。
上述のように、フューエルカットにより空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されると、図4の中段に示すように、FB補正値はリセットされて0に戻る。ここで、残留CNGにおける燃焼性状と充填CNGにおける燃料性状の間の差が小さい場合には、FB補正値は元々0付近であった。従って、FB補正値がリセットされて0に戻っている状態でフューエルカットが解除され空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開された直後も、図の下段に点線で示すように、空気過剰率が1.0から大きく外れることはない。一方、残留CNGにおける燃焼性状と充填CNGにおける燃料性状の間の差が大きい場合には、本来のFB補正値は0から大きく外れた値であった。従って、FB補正値がリセットされて0に戻っている状態でフューエルカットが解除され空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開された直後には、図4の下段に実線で示すように、空気過剰率λが1.0から大きく外れてしまい、λの領域から外れてしまう場合がある。その結果、内燃機関1の燃焼が不安定化し、エンジンストールや、失火が発生する虞がある。
このような問題に対し、本実施例では、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の実行中においてフューエルカットが行われることで、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断した場合には、燃料性状学習補正値の値を、図3に示す、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲の値に設定することとした。そして、フューエルカットが解除された後には、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲の値に設定された燃料性状学習補正値を用いて、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御を再開することとした。これによれば、使用されている燃料が市場に流通しており内燃機関1で使用を想定しているものであれば、燃料性状学習制御が完了する前に、フューエルカットを伴う減速要求があり、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断した場合にも、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生することを抑制できる。
図5には、本実施例における、燃料性状対応制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、ECU14のROMに記憶されたプログラムであり、内燃機関1の稼働中はECU14によって所定時間毎に実行される。なお、本ルーチンが実行される際には、内燃機関1が稼働しており既に空燃比フィードバック制御が実行されていることが前提となっている。
本ルーチンが実行されると、先ず、S201において、燃料充填があったか否かが判定される。具体的には、圧力センサ10によって燃料タンク2内の圧力が検出され、検出された圧力が燃料充填判断用閾値より高いか否かによって判定される。これは、CNGが燃料タンク2に充填されることで燃料タンク2の内部圧力が上昇することによる。燃料充填判断用閾値は、燃料タンク2の内部圧力がこれ以上である場合には、燃料が充填されたと判定される閾値であり、予め実験的、理論的またはシミュレーションによって決定される
。なお、この判定は、上記のように圧力自体を検出することによって行ってもよいし、圧力の増加幅を検出することによって行ってもよい。S201において、燃料充填が無かったと判定された場合には、燃料性状が変化することもないと判断されるので、本ルーチンを一旦終了する。一方、燃料充填が有ったと判定された場合には、CNGの燃料性状が変化する可能性があると判断されるので、S202に進む。
S202においては、空燃比フィードバック制御におけるFB補正値の絶対値が閾値より大きいか否かが判定される。ここで、FB補正値の絶対値が閾値以下であると判定された場合には、残留CNGと充填CNGとの間で燃料性状の差は小さく、燃料性状学習制御を行わなくても、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと判断されるので、一旦本ルーチンを終了する。一方、FB補正値の絶対値が閾値より大きいと判定された場合には、残留CNGにおける燃焼性状と充填CNGにおける燃料性状の間の差は大きく、燃料性状学習制御を行わなければ、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞があると判断されるので、S203に進む。
S203においては、燃料性状学習制御が開始される。S203の処理が終了するとS204に進む。S204においては、フューエルカットを伴う減速要求がなされたか否かが判定される。より具体的には、燃料噴射弁4の作動電流を検出することで判断してもよいし、フューエルカット実施の際に、ECU14が所定のフラグをONするようにしておき、当該フラグのON/OFFを確認することによって判断してもよい。ここで、フューエルカットを伴う減速要求が無いと判定された場合には、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されることもないので、後述するS210に進む。一方、フューエルカットを伴う減速要求があったと判定された場合には、S205に進む。なお、S204の処理を実行するECU14は、本実施例において判定手段に相当する。
S205においては、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断される。この場合、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されることで、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞があるので、S205の処理が終了するとS206の処理に進む。
S206においては、S205において燃料性状学習制御が中断された時点における燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に属するか否かが判定される。ここで、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に属すると判定された場合には、図3に示したように、市場に流通し内燃機関1で使用が想定される燃料を使用する限りは、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと判定されるので、S216に進み、nsgの値を保持したまま、さらにS208に進む。
一方、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に属していないと判定された場合には、燃料性状学習補正値nsgが現在の値のままだと、フューエルカットが解除され空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開した後に内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞があると判断されるので、S207に進む。
S207においては、燃料性状学習補正値nsgが、(NSGOF1+NSGOF2)/2に設定される。この値は、図3に示した、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がない燃料性状学習補正値nsgの範囲の中央値に相当する。また、S207の処理を実行するECU14は、本実施例において設定手段に相当する。S207の処理が終了するとS208に進む。
S208においては、フューエルカットが終了したか否かが判定される。ここで、フューエルカットが終了していないと判定された場合には、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の中断状態が継続されるので、S216において燃料性状学習補正値nsgがNSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に保持され、または、S207において燃料性状学習補正値nsgが(NSGOF1+NSGOF2)/2に設定された状態を維持する必要があると判断されるので、S208の処理の前に戻り、再度S208の処理が実行される。すなわち、S208において、フューエルカットが終了したと判定されるまで、燃料性状学習補正値nsgが、(NSGOF1+NSGOF2)/2に設定された状態が維持される。S208において、フューエルカットが終了したと判定された場合には、S209に進む。
S209においては、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が再開される。その際の燃料性状学習補正値nsgの値は、S216において燃料性状学習補正値nsgがNSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に保持された値、または、S207において燃料性状学習補正値nsgが(NSGOF1+NSGOF2)/2に設定された値である。従って、本ルーチンにおいては、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の再開時点で、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に確実に属している。そして、燃料性状学習補正値nsgは、燃料性状学習制御において更新されることになるが、前述のように、開始時点の値に±aが加算されることで徐々に更新され変化する。結果として、本ルーチンにおいては、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の再開時点で、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生することを抑制できる。S209の処理が終了するとS210に進む。
S210においては、燃料性状学習が完了したか否かが判定される。より具体的には、(3)式におけるFB補正値の値が閾値以下になっているか否かが判定される。ここで、FB補正値が閾値以下となっていれば、燃料性状学習を完了して、通常の空燃比フィードバック制御で空燃比制御が可能と判断されるので、S211に進む。一方、FB補正値が閾値以下となっておらず、燃料性状学習が未だ完了していないと判定された場合には、S204の処理の前に戻る。
S211においては、燃料性状学習制御を終了する。S211の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
以上、説明したとおり、本実施例においては、燃料性状学習制御の開始後、終了前に、フューエルカットを伴う減速要求があった場合には、燃料性状学習補正値の値を、市場に流通し内燃機関1で使用が想定される燃料であれば、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がない燃料性状学習補正値の範囲の値に設定することとした。そして、フューエルカットが解除された際に、その燃料性状学習補正値を用いて、フューエルカットにより中断された空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御を再開することとした。
これによれば、フューエルカットによって、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断された場合にも、燃料性状学習補正値が、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がない値に設定される。従って、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の再開時に内燃機関1の燃焼状態が不安定になることを抑制することが可能である。
特に、本実施例においては、燃料性状学習制御の開始後、終了前に、フューエルカットを伴う減速要求があった場合であって、その際、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲に属していない場合には、燃料性状学習補正値nsgの
値を、(NSGOF1+NSGOF2)/2に設定することとした。これによれば、燃料性状学習補正値nsgの値を、市場に流通し内燃機関1で使用が想定される燃料であれば、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がない燃料性状学習補正値の中央値に設定することができる。その結果、より確実に、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御の再開時に内燃機関1の燃焼状態が不安定になることを抑制することが可能である。
しかしながら、本実施例においては、必ずしも、燃料性状学習補正値nsgを、(NSGOF1+NSGOF2)/2に設定する必要はない。燃料性状学習補正値nsgを、NSGOF1以上NSGOF2以下の範囲の値に設定すれば、内燃機関1の燃焼状態を安定化させ、エンジンストールや、失火が発生しないようにすることが可能である。
<実施例2>
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例においては、燃料タンクへの燃料充填があった場合に、先ず燃料性状学習制御を実行し、燃料性状学習制御が中断される事情があった場合には、燃料性状学習補正値nsgをNSGOF1以上NSGOF2以下の範囲の値のうち、可及的に燃料性状学習補正値の変化が少なくなる値に設定する例について説明する。なお、本実施例における内燃機関1の概略構成は、実施例1において説明したものと同等である。
図6には、本発明における燃料性状対応制御ルーチン2についてのフローチャートを示す。本ルーチンと、実施例1で説明した燃料性状対応制御ルーチンとの相違点は、燃料性状対応制御ルーチン2のS206〜S207の代わりに、S301〜304の処理が実行される点である。その他の処理については、本ルーチンと燃料性状対応制御ルーチンの処理とは同等であるので、ここでは、両ルーチンにおいて異なる処理についてのみ説明する。
本ルーチンのS204において、フューエルカットを伴う減速要求があったと判定された場合には、S301に進む。S301においては、S205において燃料性状学習制御が中断された時点における燃料性状学習補正値nsgが、市場に流通する燃料であれば、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲の最小値であるNSGOF1より小さいか否かが判定される。ここで、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1より小さいと判定された場合には、S302に進む。一方、ここで、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上と判定された場合には、S303に進む。
S302においては、S205において燃料性状学習制御が中断された時点における燃料性状学習補正値nsgが、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲の最小値であるNSGOF1に設定される。この場合、燃料性状学習補正値nsgを、NSGOF1に設定することにより、燃料性状学習補正値nsgの変化を可及的に少なくしつつ、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲内に設定することができる。S302の処理が終了するとS208に進む。
次に、S303においては、燃料性状学習補正値nsgが、市場に流通する燃料であれば、内燃機関1の燃焼状態においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲の最大値であるNSGOF2より大きいか否かが判定される。ここで、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF2より大きいと判定された場合には、S304に進む。一方、ここで、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF2より以下であると判定された場合には、燃料性状学習補正値nsgが、NSGOF1以上であ
りNSGOF2以下である範囲に属すると判断されるので、S216に進み、nsgの値を保持したままS208に進む。
S304においては、燃料性状学習補正値nsgが、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲の最大値であるNSGOF2に設定される。この場合、燃料性状学習補正値nsgを、NSGOF2に設定することにより、燃料性状学習補正値nsgの変化を可及的に少なくしつつ、内燃機関1の燃焼状態においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲内に設定することができる。S304の処理が終了するとS208に進む。なお、本ルーチンのS302及びS304の処理を実行するECU14は、本実施例において設定手段に相当する。
S208〜S211の処理は、燃料性状対応制御ルーチンにおける処理と同等であるので、ここでは説明を省略する。
本実施例によれば、燃料性状学習補正値nsgの値に応じて、内燃機関1においてエンジンストールや、失火が発生する虞がないと考えられる燃料性状学習補正値の範囲のうち、最も燃料性状学習補正値の変化が少ない値に設定することが可能である。これによれば、内燃機関1の燃焼状態の変化を可及的に少なくしつつ、エンジンストールや、失火が発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の実施例においては、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料としてCNGを例に挙げて、本発明について説明したが、性状が充填毎に変化する可能性のある燃料はCNGに限られない。そのような特性のある燃料を使用する内燃機関であれば他の内燃機関にでも本発明は適用可能である。例えば、エタノールを燃料として使用する内燃機関にも、本発明は適用可能である。
なお、本発明においては、判定手段により、フューエルカットが実施されたと判定されるたことをもって、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定した。しかしながら、空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定する判定基準はフューエルカットの有無に限られない。例えば前述のように、CNGとガソリンの複数燃料を使用可能な内燃機関において、運転者により手動でガソリンの使用が選択された際に、それまで使用していたCNGからガソリンに使用燃料が変更されたことが検知され、CNGに対する空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定してもよい。また、ハイブリッド車両において、EVモードが選択されたと判定されることで、内燃機関に対する空燃比フィードバック制御及び燃料性状学習制御が中断されたと判定してもよい。
1・・・内燃機関
2・・・燃料タンク
3・・・気筒
4・・・燃料噴射弁
5・・・吸気通路
6・・・排気通路
7・・・吸気絞り弁
8・・・吸気温度センサ
9・・・A/Fセンサ
10・・・圧力センサ
11・・・燃料供給管
12・・・充填口
13・・・インレットパイプ
14・・・ECU
100・・・車両

Claims (4)

  1. 性状が充填毎に変化する可能性のある燃料を使用する内燃機関の制御システムであって、
    検出された混合気の空燃比と目標空燃比の偏差に応じて決定される第1補正値及び、前記燃料の性状に応じて決定される第2補正値を用いて、混合気の空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料噴射量を決定する空燃比フィードバック制御を実施する空燃比フィードバック制御手段と、
    前記燃料の充填があった後に、前記空燃比フィードバック制御において前記第1補正値の絶対値が所定の閾値より大きくなった場合に、前記フィードバック制御において該第1補正値の絶対値が前記閾値以下になるように、前記第2補正値を補正する燃料性状学習制御を実施する燃料性状学習手段と、
    を備え、
    混合気の空燃比を、前記内燃機関において燃焼の継続が可能な空燃比範囲に収める前記第2補正値の範囲であって、前記燃料性状学習制御によらずに定められる前記第2補正値の範囲である燃焼継続可能補正値範囲が記憶された記憶手段と、
    前記燃料性状学習手段による前記燃料性状学習制御が開始された後、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたと判定された場合に、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が再開された際に用いられる前記第2補正値を、前記記憶手段に記憶された前記燃焼継続可能補正値範囲内に設定する設定手段と、をさらに備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。
  2. 性状が充填毎に変化する可能性のある燃料は、圧縮天然ガスであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御システム。
  3. 前記判定手段は、減速要求によるフューエルカットの有無を判定することで、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断されたか否かを判定することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御システム。
  4. 前記判定手段により、前記空燃比フィードバック制御及び前記燃料性状学習制御が中断
    されたと判定された時点における前記第2補正値が、前記燃焼継続可能補正値範囲の最大値より大きい場合には、前記設定手段は、前記第2補正値を前記燃焼継続可能補正値範囲の最大値に設定し、前記時点における前記第2補正値が、前記燃焼継続可能補正値範囲の最小値より小さい場合には、前記設定手段は、前記第2補正値を前記燃焼継続可能補正値範囲の最小値に設定することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御システム。
JP2015116147A 2014-06-30 2015-06-08 内燃機関の制御システム Active JP6245223B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015116147A JP6245223B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-08 内燃機関の制御システム
PCT/JP2015/003287 WO2016006201A1 (en) 2014-06-30 2015-06-30 Air fuel ratio control for an internal combustion engine that can be operated with fuels at different properties
US15/322,610 US10138837B2 (en) 2014-06-30 2015-06-30 Air fuel ratio control for an internal combustion engine that can be operated with fuels at different properties
CN201580035438.6A CN106460697B (zh) 2014-06-30 2015-06-30 可以使用不同性能的燃料工作的内燃机的空气-燃料比控制
DE112015003081.6T DE112015003081B4 (de) 2014-06-30 2015-06-30 Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für einen Motor mit interner Verbrennung, der mit Kraftstoffen bei verschiedenen Eigenschaften betrieben werden kann

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014135262 2014-06-30
JP2014135262 2014-06-30
JP2015116147A JP6245223B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-08 内燃機関の制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016027256A JP2016027256A (ja) 2016-02-18
JP6245223B2 true JP6245223B2 (ja) 2017-12-13

Family

ID=53682758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015116147A Active JP6245223B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-08 内燃機関の制御システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10138837B2 (ja)
JP (1) JP6245223B2 (ja)
CN (1) CN106460697B (ja)
DE (1) DE112015003081B4 (ja)
WO (1) WO2016006201A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206291B3 (de) * 2016-04-14 2017-08-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Starten einer mit Erdgas betriebenen Brennkraftmaschine
CN106121843B (zh) * 2016-08-20 2022-07-22 潍柴西港新能源动力有限公司 一种天然气发动机环境补偿闭环控制方法
JP6863247B2 (ja) * 2017-11-22 2021-04-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置及び内燃機関における学習値の学習方法
CN113719365B (zh) * 2021-09-29 2023-01-06 潍柴动力股份有限公司 一种燃气发动机控制方法及装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2707674B2 (ja) * 1989-01-20 1998-02-04 株式会社デンソー 空燃比制御方法
US5193339A (en) * 1990-05-16 1993-03-16 Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. Method of and an apparatus for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine
US5299546A (en) * 1992-04-28 1994-04-05 Nippondenso, Co., Ltd. Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine
EP1041271B1 (en) * 1999-03-29 2005-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus for internal combustion engine
JP2005113729A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置
JP4424417B2 (ja) * 2007-12-25 2010-03-03 三菱自動車工業株式会社 燃料中のアルコール成分量の推定装置
JP4717125B2 (ja) * 2009-03-30 2011-07-06 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
JP2011220253A (ja) 2010-04-12 2011-11-04 Aisan Industry Co Ltd バイフューエルエンジンの空燃比学習制御装置
JP5482462B2 (ja) * 2010-05-31 2014-05-07 スズキ株式会社 船外機用内燃機関の空燃比制御装置、空燃比制御方法およびプログラム
JP5660319B2 (ja) 2011-04-07 2015-01-28 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
BR112014012330A2 (pt) * 2011-11-22 2017-05-30 Toyota Motor Co Ltd sistema de controle para motor de combustão interna
JP5783015B2 (ja) * 2011-11-30 2015-09-24 スズキ株式会社 船外機用内燃機関の空燃比制御装置、空燃比制御方法およびプログラム
JP5792611B2 (ja) 2011-12-21 2015-10-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
JP6328918B2 (ja) * 2013-11-29 2018-05-23 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射制御装置
JP6349608B2 (ja) 2014-04-23 2018-07-04 株式会社ケーヒン エンジン制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015003081B4 (de) 2021-11-04
US10138837B2 (en) 2018-11-27
JP2016027256A (ja) 2016-02-18
WO2016006201A1 (en) 2016-01-14
DE112015003081T5 (de) 2017-04-13
CN106460697A (zh) 2017-02-22
CN106460697B (zh) 2019-08-27
US20170175663A1 (en) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4717125B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6245223B2 (ja) 内燃機関の制御システム
JP5817842B2 (ja) 内燃機関の制御システム
JP4007384B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
US10006394B2 (en) Method of detecting abnormality of air-fuel ratio sensor
JP5373687B2 (ja) バイフューエルエンジンのアイドル回転速度制御装置
US9228528B2 (en) Feedback control system
JP6235455B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射装置
JP2009144574A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP4349438B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
US20210017924A1 (en) Air-fuel ratio control device
US9926864B2 (en) Control system and control method for internal combustion engine
JP6328918B2 (ja) 燃料噴射制御装置
JP2010168931A (ja) 火花点火式内燃機関の点火時期制御装置
JP2010048184A (ja) エンジンの空燃比制御装置
JP2010077860A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2009144568A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP4858493B2 (ja) 排気浄化触媒の劣化判定装置
JP2011157837A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2019056304A (ja) 異常検出装置及び燃焼システムの制御装置
JP2016003598A (ja) 内燃機関の制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170620

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170721

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171030

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6245223

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151