JP6481659B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載された内燃機関では、アルコール濃度センサ(メタノールセンサ)によって検出されたアルコール(メタノール)の濃度に基づいて燃料噴射量が補正される。
特許文献1に記載された内燃機関には、燃料に水が含まれているのか、あるいは、燃料にアルコールが含まれているのかを判別する手段が設けられていないため、特許文献1に記載された内燃機関では、アルコール濃度センサ(メタノールセンサ)として静電容量式のアルコール濃度センサが用いられる場合に、燃料に水が含まれているにもかかわらず、燃料にアルコールが含まれていると誤って判定されてしまうおそれがある。
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の静電容量を検出するアルコール濃度センサとを具備する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁から噴射される前記燃料の性状の学習を実施する燃料性状学習部と、
前記燃料の性状を判定する燃料性状判定部とを具備し、
前記燃料性状学習部は、
前記内燃機関の前回の停止時から、燃料の性状が変化する可能性が高くなる予め設定された期間が経過した後、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出する燃焼速度パラメータ算出部を有し、
前記燃料性状判定部は、
前記アルコール濃度センサによって検出された前記燃料の静電容量が、予め設定された第1の閾値より大きいときに、前記燃焼速度パラメータ算出部によって算出された燃焼速度パラメータが示す前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度と、予め設定された第2の閾値とを比較し、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度が前記第2の閾値よりも小さいときに、前記学習の対象となっている前記燃料に水が含まれていると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
あるいは、本発明によれば、
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁から噴射される前記燃料の性状の学習を実施する燃料性状学習部と、
前記燃料の性状を判定する燃料性状判定部とを具備し、
前記燃料性状学習部は、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出する燃焼速度パラメータ算出部を有し、
前記燃料性状判定部は、
前記アルコール濃度センサによって検出された前記燃料の静電容量が、予め設定された第1の閾値以下であるときに、前記燃料に水もアルコールも含まれていないと判定すると共に、
前記アルコール濃度センサによって検出された前記燃料の静電容量が、前記第1の閾値より大きいときに、前記燃焼速度パラメータ算出部によって算出された燃焼速度パラメータが示す前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度と、予め設定された第2の閾値とを比較し、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度が前記第2の閾値以上である場合に、前記学習の対象になっている燃料にアルコールは含まれるが、水は含まれていないと判定し、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度が前記第2の閾値よりも小さいときに、前記学習の対象となっている前記燃料に水が含まれているが、アルコールは含まれていないと判定することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
この点に鑑み、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料の静電容量が予め設定された第1の閾値より大きいとき、つまり、燃料に水が含まれている可能性と燃料にアルコールが含まれている可能性とが存在し、燃料に水が含まれているのか、あるいは、燃料にアルコールが含まれているのかを判別できないときに、筒内圧に基づいて算出される燃焼速度パラメータが示すその燃料の気筒内における燃焼速度と、予め設定された第2の閾値とが比較される。
さらに、本発明の内燃機関の制御装置では、その燃料の気筒内における燃焼速度が第2の閾値よりも小さいときに、その燃料に水が含まれていると判定される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料に水が含まれていることを正確に判定することができる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料に水が含まれているにもかかわらず、燃料にアルコールが含まれていると誤って判定されてしまうおそれを抑制することができる。
燃料噴射量フィードバック制御目標値としての空気過剰率が予め設定された値に固定された状態で燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに、前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出することもできる。
前記気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に配置されたEGRバルブとを具備することもできる。
さらに、本発明の内燃機関の制御装置では、前記燃焼速度パラメータ算出部が、
EGRバルブフィードバック制御目標値としてのEGR率がゼロよりも大きい予め設定された値に固定された状態でEGRバルブフィードバック制御が実行されているときに、前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出することもできる。
異常を報知する報知装置を具備することもできる。
さらに、本発明の内燃機関の制御装置では、前記制御装置が、
前記学習の対象となっている前記燃料に水が含まれていると前記燃料性状判定部によって判定されたときに、前記報知装置を作動させることもできる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図1に示す例では、内燃機関10が設けられている。内燃機関10の気筒14’内には、ピストン12が配置されている。気筒14’内におけるピストン12の頂部側には、燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
吸気通路16の一部を構成する吸気ポートには、吸気ポートを開閉する吸気弁20が設けられている。つまり、気筒14’と吸気通路16とは、吸気弁20を介して接続されている。さらに、排気通路18の一部を構成する排気ポートには、排気ポートを開閉する排気弁22が設けられている。つまり、気筒14’と排気通路18とは、排気弁22を介して接続されている。また、吸気通路16には、スロットルバルブ24が設けられている。さらに、排気通路18には、例えば空気過剰率センサ32と、例えば三元触媒34aと、例えばNOx吸蔵還元触媒34bと、例えばNOx選択還元触媒34cとが配置されている。また、吸気通路16と排気通路18とを接続するEGR通路36が設けられている。EGR通路36には、EGRバルブ38が配置されている。
図1に示す例では、複数の気筒を有する内燃機関10に対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、一つの気筒のみを有する内燃機関に対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1に示す例では、空気過剰率センサ32によって空気過剰率が検出されるが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、空気過剰率センサ32を省略し、例えば特許3767063号公報の段落0014に記載されているように、例えば、後述するエアフローメータ44によって検出される吸入空気量と、燃料噴射量とを用いて空気過剰率を算出することもできる。
図1に示す例では、燃料噴射弁26から気筒14’内に燃料が直接噴射される内燃機関10に対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、燃料噴射弁から吸気ポート内に燃料が噴射される内燃機関に対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
また、図1に示す例では、点火プラグ28が設けられている内燃機関10に対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、点火プラグ28が設けられていない内燃機関10に対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1に示す例では、エンジンシステムにターボチャージャ(図示せず)が設けられていないが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、ターボチャージャをエンジンシステムに設けることもできる。ターボチャージャがエンジンシステムに設けられている例では、ターボチャージャのコンプレッサ(図示せず)が、吸気通路16のうちのスロットルバルブ24よりも上流側の部分に配置され、ターボチャージャのタービン(図示せず)が、排気通路18に配置される。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用され、ターボチャージャがエンジンシステムに設けられている1つの例では、吸気通路16のうちのコンプレッサよりも上流側の部分と、排気通路18のうちのタービンよりも下流側の部分とをEGR通路36によって接続することにより、低圧EGR装置が構成される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用され、ターボチャージャがエンジンシステムに設けられている他の例では、吸気通路16のうちの例えばスロットルバルブ24よりも下流側の部分と、排気通路18のうちのタービンよりも上流側の部分とをEGR通路36によって接続することにより、高圧EGR装置が構成される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置は、低圧EGR装置を有するエンジンシステム、高圧EGR装置を有するエンジンシステム、および、低圧EGR装置ならびに高圧EGR装置を有するエンジンシステムのいずれに対しても適用することができる。
さらに、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1に示すエンジンシステムは、制御装置として機能するECU(電子制御ユニット)40を備えている。ECU40の入力部には、上述したアルコール濃度センサ46および筒内圧センサ30に加え、エンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ42、および、吸入空気量を計測するためのエアフローメータ44等の内燃機関10の運転状態を取得するための各種センサが接続されている。また、ECU40の出力部には、上述したスロットルバルブ24、燃料噴射弁26、点火プラグ28、EGRバルブ38等の内燃機関10の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU40は、それらのセンサ出力と予め設定されたプログラムとに基づいて上記各種のアクチュエータを駆動することにより、燃料噴射量制御、EGRバルブ制御等のエンジン制御を行う。また、ECU40は、筒内圧センサ30の出力信号を、クランク角と同期させてAD変換して取得する機能を有している。これにより、AD変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧Pを検出することができる。
具体的には、筒内圧データを用いて、任意のクランク角θでの気筒14’内の発熱量Qを例えば次の式1にしたがって算出することができる。そして、算出された気筒14’内の発熱量Qのデータを用いて、任意のクランク角θにおける燃焼質量割合MFB[%]を例えば次の式2にしたがって算出することができる。したがって、この式2を利用して、燃焼質量割合MFBが予め設定された割合β[%]となる時のクランク角(CAβ)を取得することができる。
内燃機関の低燃費技術としては、目標空気過剰率が理論空燃比(空気過剰率の値が1)よりもリーンな空気過剰率(空気過剰率の値が1よりも大きい)に設定される希薄燃焼運転(リーンバーン運転)が有効である。空燃比がリーンになるほど(つまり、空気過剰率が大きくなるほど)、燃費が良くなり、NOx排出量が減少する。ただし、空燃比をリーンにし過ぎると(つまり、空気過剰率を大きくし過ぎると)、燃焼が悪化することで、燃費が悪化する。その一方で、トルク変動は、空燃比がリーンになるにつれて(つまり、空気過剰率が大きくなるにつれて)徐々に大きくなり、空燃比がある値を超えてリーンになると(つまり、空気過剰率がその値に相当する値を超えると)急激に大きくなる。
低燃費および低NOx排出を実現するためには、内燃機関10の状態を監視し、ドライバビリティが悪化しない範囲内で、できるだけリーンとなるように空燃比を制御する(つまり、できるだけ大きい値になるように空気過剰率を制御する)ことが好ましいといえる。
上述した点に鑑み、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1に示す例では、希薄燃焼運転を実行することができる。
さらに、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図2に示す例では、希薄燃焼運転が実行される場合に、点火時期に相当するクランク角(SA)から、燃焼質量割合MFBが例えば10%になるときのクランク角(CA10)になるまでの期間であるクランク角期間(SA−CA10)が、ECU40(図1および図2参照)の燃焼速度パラメータ算出部40a1(図2参照)によって算出される。
つまり、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図2に示す例では、希薄燃焼運転が実行される場合に、気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとしてクランク角期間(SA−CA10)が用いられる。さらに、クランク角期間(SA−CA10)が、筒内圧Pに基づき、燃焼速度パラメータ算出部40a1によって算出される。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図2に示す例では、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の燃焼速度が大きいとき、燃焼速度パラメータ算出部40a1によって算出される燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間(SA−CA10)の値は小さくなる。つまり、燃焼の所要時間が短くなる。一方、燃料噴射弁26から噴射される燃料の燃焼速度が小さいとき、燃焼速度パラメータ算出部40a1によって算出される燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間(SA−CA10)の値は大きくなる。つまり、燃焼の所要時間が長くなる。
あるいは、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたさらに他の例では、代わりに、希薄燃焼運転が実行される場合に、気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとして、上述した発熱率(dQ/dθ)の例えば最大値を、燃焼速度パラメータ算出部40a1により筒内圧Pに基づいて算出して用いることもできる。この例では、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の燃焼速度が大きいとき、燃焼速度パラメータ算出部40a1によって算出される燃焼速度パラメータとしての発熱率(dQ/dθ)の最大値は大きくなる。一方、燃料噴射弁26から噴射される燃料の燃焼速度が小さいとき、燃焼速度パラメータ算出部40a1によって算出される燃焼速度パラメータとしての発熱率(dQ/dθ)の最大値は小さくなる。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、希薄燃焼運転が実行される場合、例えば内燃機関10(図1参照)の過渡運転時に、燃料噴射量制御部40dによって、燃料噴射量フィードフォワード制御が実行される。内燃機関10の過渡運転時には、燃焼限界空気過剰率算出部40bによって算出される燃焼限界空気過剰率が、燃料噴射量フィードフォワード制御の目標値として用いられる。燃焼限界空気過剰率は、燃焼限界に対応する空気過剰率(すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、できるだけ大きい値に設定された空気過剰率)を示す。つまり、内燃機関10の過渡運転時には、燃料噴射量制御部40dによって、燃焼限界空気過剰率に基づく燃料噴射量フィードフォワード制御が実行される。
さらに、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、希薄燃焼運転が実行される場合、例えば内燃機関10の定常運転時に、燃料噴射量制御部40dによって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。内燃機関10の定常運転時には、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部40cによって算出される燃焼限界燃焼速度パラメータが、燃料噴射量フィードバック制御の目標値として用いられる。燃焼限界燃焼速度パラメータは、燃焼限界に対応する気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度(すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、空気過剰率ができるだけ大きい値に設定された状態における燃料の燃焼速度)を示す。つまり、内燃機関10の定常運転時には、燃料噴射量制御部40dによって、燃焼限界燃焼速度パラメータに基づく燃料噴射量フィードバック制御が実行される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3(A)に示す例では、直線L1で示すように、気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、過渡運転時の燃料噴射量フィードフォワード制御目標値とすべき燃焼限界空気過剰率の値が大きくなる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値CSaから値CSrefに変化するときに過渡運転時の燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率が値λaに維持されることに伴って、希薄燃焼過渡運転中にトルク変動が生じてしまうおそれを抑制することができる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値CSrefから値CSaに変化するときに過渡運転時の燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率が値λrefに維持されることに伴って、希薄燃焼過渡運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、直線L1(図3(A)参照)で示す第1の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界空気過剰率算出部40bの記憶部40b1に格納されている。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3(A)に示す例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界空気過剰率が大きくなる第1の関係を示すものとして、例えば近似された直線L1が用いられているが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界空気過剰率が大きくなる第1の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ(図3(B)の横軸参照)が例えば値CSaから値CSrefに変化するときに定常運転時の燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータ(図3(B)の縦軸参照)が値CSa’に維持されることに伴って、希薄燃焼定常運転中にトルク変動が生じてしまうおそれを抑制することができる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ(図3(B)の横軸参照)が例えば値CSrefから値CSaに変化するときに定常運転時の燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータ(図3(B)の縦軸参照)が値CSref’に維持されることに伴って、希薄燃焼定常運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、直線L2(図3(B)参照)で示す第2の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部40cの記憶部40c1に格納されている。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3(B)に示す例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなる第2の関係を示すものとして、例えば近似された直線L2が用いられているが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなる第2の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
図4は図1中のアルコール濃度センサ46による検出原理を説明するための図である。図4に示すように、アルコール濃度センサ46には、電極46a、46bと電源46cとが設けられている。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図4に示す例では、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の静電容量Cをアルコール濃度センサ46によって検出するために、燃料が電極46aと電極46bとの間に配置される。さらに、電極46aと電極46bとの間に配置された燃料の静電容量Cが、下記の式4に基づいて、例えばECU(図1参照)によって算出される。
上記式4において、εrは比誘電率を示しており、ε0は真空の誘電率を示しており、Sは電極46a、46bの面積を示しており、dは電極46aと電極46bとの間の距離を示している。
一方、水の比誘電率εrwの値は、80であり、水もアルコール(エタノール)も含まれていない燃料(例えばガソリン)の比誘電率εrfの値より大きい。そのため、水が含まれている燃料の静電容量の値Cw(図6(A)参照)は、アルコール(エタノール)が含まれている燃料の静電容量の値Caと同様に、水もアルコール(エタノール)も含まれていない燃料の静電容量の値Crefより大きくなる。
つまり、アルコール濃度センサ46を用いることによって、水もアルコールも含まれていない燃料と、水またはアルコールが含まれている燃料とを判別することができるものの、アルコール濃度センサ46を用いることのみによっては、水が含まれている燃料と、アルコールが含まれている燃料とを正確に判別することができない。
この点に鑑み、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料に水が含まれているか否かを正確に判定するために、後述する燃料噴射量制御が実行される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、例えば内燃機関10(図1参照)の運転中に、図5に示す処理を実行することができる。図5に示す処理が開始されると、ステップS100において、燃料性状学習を実施する必要があるか否かが、例えばECU40(図1および図2参照)によって判定される。
例えば給油が実施されたときには、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い。この点に鑑み、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、給油が実施されたときに、ステップS100においてYESと判定される。
また、内燃機関10の停止期間が長くなると、燃料が重質化し、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる。この点に鑑み、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、例えば、内燃機関10の前回の停止時から、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる予め設定された期間が経過したときに、ステップS100においてYESと判定される。
ステップS100においてYESと判定されたときにはステップS101に進み、ステップS100においてNOと判定されたときにはステップS108に進む。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、内燃機関10の前回の停止時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化したか否かが推定されるが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、前回の給油実施時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化したか否かを推定することもできる。
次いで、ステップS102では、燃料性状学習用の状態の設定が可能か否かが、例えばECU40によって判定される。
つまり、ステップS102では、筒内圧Pに基づいて気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施するために、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が予め設定された値に固定された状態で燃料噴射量フィードバック制御を実行することができるか否かが判定される。
YESのときにはステップS103に進み、NOのときにはステップS108に進む。例えば、内燃機関10(図1参照)の過渡運転時には、ステップS102においてNOと判定され、燃料性状学習が実施されない。
つまり、ステップS103では、筒内圧Pに基づいて気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施するために、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が予め設定された値に固定された状態で、燃料噴射量制御部40d(図2参照)によって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。
次いで、ステップS104では、その燃料噴射量フィードバック制御が実行されている状態で、燃料性状学習部40aによって、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の性状の学習が実施される。
詳細には、ステップS104では、その燃料噴射量フィードバック制御が実行されている状態で、燃料性状学習部40aの燃焼速度パラメータ算出部40a1(図2参照)によって、例えば点火時期に相当するクランク角(SA)から、燃焼質量割合MFBが例えば10%になるときのクランク角(CA10)になるまでの期間であるクランク角期間(SA−CA10)、発熱率(dQ/dθ)の例えば最大値などのような、気筒14’内における燃料(つまり、学習の対象となっている燃料)の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ(図3(A)および図3(B)の横軸参照)が筒内圧Pに基づいて算出される。
図3(A)および図3(B)に示す例では、燃料に水もアルコールも含まれていない場合にステップS104において例えば燃焼速度パラメータの値CSrefが算出され、燃料に水が含まれている場合にステップS104において例えば燃焼速度パラメータの値CSwが算出され、燃料にアルコールが含まれている場合にステップS104において例えば燃焼速度パラメータの値CSaが算出される。
すなわち、燃料にアルコールが含まれている場合には、燃料に水もアルコールも含まれていない場合よりも、燃料の燃焼速度が大きくなる。一方、燃料に含まれている水は気筒14’内において不活性ガスとして作用するため、燃料に水が含まれている場合には、燃料に水もアルコールも含まれていない場合よりも、燃料の燃焼速度が小さくなる。
第1の閾値Ctは、水もアルコールも含まれていない燃料の静電容量の値Cref(図6(A)参照)より大きい値であって、水が含まれている燃料の静電容量の値Cw(図6(A)参照)より小さい値に設定されている。
燃料の静電容量Cが第1の閾値Ct以下であるときには、ステップS105においてYESと判定されてステップS108に進む。一方、燃料の静電容量Cが第1の閾値Ctより大きいときには、ステップS105においてNOと判定されてステップS106に進む。
図3(A)および図3(B)に示す例では、燃料に水もアルコールも含まれておらず、燃焼速度パラメータの値CSrefが算出される場合に、ステップS105においてYESと判定される。燃料に水が含まれており、燃焼速度パラメータの値CSwが算出される場合に、ステップS105においてNOと判定される。また、燃料にアルコールが含まれており、燃焼速度パラメータの値CSaが算出される場合にも、ステップS105においてNOと判定される。
第2の閾値は、水が含まれている燃料の気筒14’内における燃焼速度よりも大きい値であって、アルコールが含まれている燃料の気筒14’内における燃焼速度よりも小さい値であって、例えば水もアルコールも含まれていない燃料の気筒14’内における燃焼速度とほぼ等しい値に設定されている。
学習の対象となっている燃料の気筒14’内における燃焼速度が第2の閾値以上であるときには、ステップS106においてYESと判定され、つまり、学習の対象となっている燃料に水が含まれていないと燃料性状判定部40hによって判定され、ステップS108に進む。一方、学習の対象となっている燃料の気筒14’内における燃焼速度が第2の閾値より小さいときには、ステップS106においてNOと判定され、つまり、学習の対象となっている燃料に水が含まれていると燃料性状判定部40hによって判定され、ステップS107に進む。
図3(A)および図3(B)に示す例では、燃料に水が含まれており、燃焼速度パラメータの値CSwが算出される場合に、ステップS106においてNOと判定される。一方、燃料にアルコールが含まれており、燃焼速度パラメータの値CSaが算出される場合に、ステップS106においてYESと判定される。
具体的には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図5に示す例では、ステップS107において、異常を報知する報知装置48(図1参照)が例えばECU40(図1および図2参照)によって作動せしめられる。
ステップS107において報知装置48が作動せしめられたときに、運転者は、燃料に水が含まれていることを把握することができる。
詳細には、内燃機関10(図1参照)の過渡運転時には、ステップS108において、例えば、ステップS104において算出された気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ(図3(A)の横軸参照)の値と、図3(A)に直線L1で示す第1の関係とから得られる燃焼限界空気過剰率(図3(A)の縦軸参照)を燃料噴射量フィードフォワード制御目標値とする燃料噴射量フィードフォワード制御が、燃料噴射量制御部40dによって実行される。
また、図3(A)に示す例では、ステップS104において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSa(図3(A)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてYESと判定され、次いで、ステップS108において、内燃機関10の過渡運転時に、燃焼速度パラメータの値CSaに対応する燃焼限界空気過剰率λa(図3(A)参照)を燃料噴射量フィードフォワード制御目標値とする燃料噴射量フィードフォワード制御が、燃料噴射量制御部40dによって実行される。
あるいは、図3(A)に示す例では、ステップS104において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSw(図3(A)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS107が実行され、次いで、ステップS108において、内燃機関10の過渡運転時に、燃焼速度パラメータの値CSwに対応する燃焼限界空気過剰率λw(図3(A)参照)を燃料噴射量フィードフォワード制御目標値とする燃料噴射量フィードフォワード制御が、燃料噴射量制御部40dによって実行される。
また、図3(B)に示す例では、ステップS104において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSa(図3(B)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてYESと判定され、次いで、ステップS108において、内燃機関10の定常運転時に、燃焼速度パラメータの値CSaに対応する燃焼限界燃焼速度パラメータの値CSa’(図3(B)参照)を燃料噴射量フィードバック制御目標値とする燃料噴射量フィードバック制御が、燃料噴射量制御部40dによって実行される。
あるいは、図3(B)に示す例では、ステップS104において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSw(図3(B)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS107が実行され、次いで、ステップS108において、内燃機関10の定常運転時に、燃焼速度パラメータの値CSwに対応する燃焼限界燃焼速度パラメータの値CSw’(図3(B)参照)を燃料噴射量フィードバック制御目標値とする燃料噴射量フィードバック制御が、燃料噴射量制御部40dによって実行される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図6に示す例では、時間t1に給油が実施されて内燃機関10(図1参照)が始動され、図5に示す処理が開始される。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図6に示す例では、時間t1以前に燃料噴射弁26(図1参照)から噴射されていた燃料には水もアルコールも含まれていない。時間t1に給油された燃料には、水が含まれている。そのため、図6(A)に示すように、時間t1に、アルコール濃度センサ46(図1参照)によって検出される静電容量が、値Crefから、第1の閾値Ctより大きい値Cwに増加する。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図6に示す例では、図5のステップS100、S101、S102が実行される期間t1〜t2に、例えば空気過剰率(図6(B)参照)の値1(つまり、理論空燃比)を燃料噴射量フィードバック制御目標値とする燃料噴射量フィードバック制御が、例えば燃料噴射量制御部40d(図2参照)によって実行される。また、図5のステップS100、S101、S102が実行される期間t1〜t2に、燃焼速度パラメータ(図6(C)参照)の値がCS1になる。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図6に示す例では、期間t2〜t3に、静電容量の値Cw(図6(A)参照)が第1の閾値Ct(図6(A)参照)より大きいため、ステップS105においてNOと判定される。また、期間t2〜t3に、燃焼速度パラメータの値CSw(図6(C)参照)が示す燃焼速度が、燃焼速度パラメータの値CSt(図6(C)参照)が示す第2の閾値より小さいため、ステップS106においてNOと判定され、ステップS107が実行される。
つまり、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図6に示す例では、期間t3以降に、ステップS108において、燃料噴射量制御部40d(図2参照)によって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図6に示す例では、ステップS104において算出された燃焼速度パラメータの値CSw(図3(B)および図6(C)参照)と、図3(B)に直線L2で示す第2の関係とから得られる燃焼限界燃焼速度パラメータの値CSw’(図3(B)および図6(C)参照)を燃料噴射量フィードバック制御目標値とする燃料噴射量フィードバック制御が、ステップS108において燃料噴射量制御部40dによって実行される。
さらに、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、その燃料の気筒14’内における燃焼速度が第2の閾値よりも小さいときに、ステップS106において、NOと判定され、その燃料に水が含まれていると判定される。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、燃料に水が含まれていることを正確に判定することができる。
つまり、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、燃料に水が含まれているにもかかわらず、燃料にアルコールが含まれていると誤って判定されてしまうおそれを抑制することができる。
また、上述したように、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、ステップS107において実行される燃料に水が含まれている旨の判定処理として、報知装置48(図1参照)が作動せしめられるが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、例えば、燃料に水が含まれていても、燃料噴射量制御目標値を変更することによって正常な運転を継続可能な場合に、ステップS107において報知装置48を作動させなくてもよい。この場合には、代わりに、例えば、ステップS107において燃料に水が含まれている旨のフラグを立てる処理を実行してもよい。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料に水が含まれているか否かを正確に判定するために、上述した燃料噴射量制御の代わりに、後述するEGRバルブ制御を実行することもできる。
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、EGR運転が実行される場合、例えば内燃機関10(図1参照)の過渡運転時に、EGRバルブ制御部40gによって、EGRバルブフィードフォワード制御が実行される。内燃機関10の過渡運転時には、燃焼限界EGR率算出部40eによって算出される燃焼限界EGR率が、EGRバルブフィードフォワード制御の目標値として用いられる。燃焼限界EGR率は、燃焼限界に対応するEGR率(すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、できるだけ大きい値に設定されたEGR率)を示す。つまり、内燃機関10の過渡運転時には、EGRバルブ制御部40gによって、燃焼限界EGR率に基づくEGRバルブフィードフォワード制御が実行される。
さらに、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、EGR運転が実行される場合、例えば内燃機関10の定常運転時に、EGRバルブ制御部40gによって、EGRバルブフィードバック制御が実行される。内燃機関10の定常運転時には、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部40fによって算出される燃焼限界燃焼速度パラメータが、EGRバルブフィードバック制御の目標値として用いられる。燃焼限界燃焼速度パラメータは、燃焼限界に対応する気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度(すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、EGR率ができるだけ大きい値に設定された状態における燃料の燃焼速度)を示す。つまり、内燃機関10の定常運転時には、EGRバルブ制御部40gによって、燃焼限界燃焼速度パラメータに基づくEGRバルブフィードバック制御が実行される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図7(A)に示す例では、直線L3で示すように、気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、過渡運転時のEGRバルブフィードフォワード制御目標値とすべき燃焼限界EGR率の値が大きくなる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値CSaから値CSrefに変化するときに過渡運転時のEGRバルブフィードフォワード制御目標値である燃焼限界EGR率が値EGRaに維持されることに伴って、EGR過渡運転中に燃焼が悪化してしまうおそれを抑制することができる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値CSrefから値CSaに変化するときに過渡運転時のEGRバルブフィードフォワード制御目標値である燃焼限界EGR率が値EGRrefに維持されることに伴って、EGR過渡運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、直線L3(図7(A)参照)で示す第3の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界EGR率算出部40eの記憶部40e1に格納されている。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図7(A)に示す例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界EGR率が大きくなる第3の関係を示すものとして、例えば近似された直線L3が用いられているが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界EGR率が大きくなる第3の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、例えば特許第5601232号公報の段落0029に記載された手法により、筒内圧センサ30(図1参照)によって検出された筒内圧Pを利用し、現在のEGR率を算出することもできる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ(図7(B)の横軸参照)が例えば値CSaから値CSrefに変化するときに定常運転時のEGRバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータ(図7(B)の縦軸参照)が値CSa”に維持されることに伴って、EGR定常運転中に燃焼が悪化してしまうおそれを抑制することができる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ(図7(B)の横軸参照)が例えば値CSrefから値CSaに変化するときに定常運転時のEGRバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータ(図7(B)の縦軸参照)が値CSref”に維持されることに伴って、EGR定常運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、直線L4(図7(B)参照)で示す第4の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部40fの記憶部40f1に格納されている。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図7(B)に示す例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなる第4の関係を示すものとして、例えば近似された直線L4が用いられているが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒14’内における燃料の燃焼速度が大きくなる第4の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置では、例えば内燃機関10(図1参照)の運転中に、図8に示す処理を実行することができる。図8に示す処理が開始されると、ステップS200において、燃料性状学習を実施する必要があるか否かが、例えばECU40(図1および図2参照)によって判定される。
例えば給油が実施されたときには、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い。この点に鑑み、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、給油が実施されたときに、ステップS200においてYESと判定される。
また、内燃機関10の停止期間が長くなると、燃料が重質化し、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる。この点に鑑み、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、例えば、内燃機関10の前回の停止時から、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる予め設定された期間が経過したときに、ステップS200においてYESと判定される。
ステップS200においてYESと判定されたときにはステップS101に進み、ステップS200においてNOと判定されたときにはステップS208に進む。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、内燃機関10の前回の停止時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化したか否かが推定されるが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、前回の給油実施時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁26から噴射される燃料の性状が変化したか否かを推定することもできる。
次いで、ステップS202では、燃料性状学習用の状態の設定が可能か否かが、例えばECU40(図1および図2参照)によって判定される。
つまり、ステップS202では、筒内圧Pに基づいて気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施するために、EGRバルブフィードバック制御目標値としてEGR率がゼロよりも大きい予め設定された値に固定された状態でEGRバルブフィードバック制御を実行することができるか否かが判定される。
YESのときにはステップS203に進み、NOのときにはステップS208に進む。例えば、内燃機関10(図1参照)の過渡運転時には、ステップS202においてNOと判定され、燃料性状学習が実施されない。
つまり、ステップS203では、筒内圧Pに基づいて気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施するために、EGRバルブフィードバック制御目標値としてEGR率がゼロよりも大きい予め設定された値に固定された状態で、EGRバルブ制御部40g(図2参照)によって、EGRバルブフィードバック制御が実行される。
次いで、ステップS204では、そのEGRバルブフィードバック制御が実行されている状態で、燃料性状学習部40aによって、燃料噴射弁26(図1参照)から噴射される燃料の性状の学習が実施される。
詳細には、ステップS204では、そのEGRバルブフィードバック制御が実行されている状態で、燃料性状学習部40aの燃焼速度パラメータ算出部40a1(図2参照)によって、例えば点火時期に相当するクランク角(SA)から、燃焼質量割合MFBが例えば10%になるときのクランク角(CA10)になるまでの期間であるクランク角期間(SA−CA10)、発熱率(dQ/dθ)の例えば最大値などのような、気筒14’内における燃料(つまり、学習の対象となっている燃料)の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ(図7(A)および図7(B)の横軸参照)が筒内圧Pに基づいて算出される。
図7(A)および図7(B)に示す例では、燃料に水もアルコールも含まれていない場合にステップS204において例えば燃焼速度パラメータの値CSrefが算出され、燃料に水が含まれている場合にステップS204において例えば燃焼速度パラメータの値CSwが算出され、燃料にアルコールが含まれている場合にステップS204において例えば燃焼速度パラメータの値CSaが算出される。
すなわち、燃料にアルコールが含まれている場合には、燃料に水もアルコールも含まれていない場合よりも、燃料の燃焼速度が大きくなる。一方、燃料に含まれている水は気筒14’内において不活性ガスとして作用するため、燃料に水が含まれている場合には、燃料に水もアルコールも含まれていない場合よりも、燃料の燃焼速度が小さくなる。
燃料の静電容量Cが第1の閾値Ct(図6(A)参照)以下であるときには、ステップS105においてYESと判定されてステップS208に進む。一方、燃料の静電容量Cが第1の閾値Ctより大きいときには、ステップS105においてNOと判定されてステップS106に進む。
図7(A)および図7(B)に示す例では、燃料に水もアルコールも含まれておらず、燃焼速度パラメータの値CSrefが算出される場合に、ステップS105においてYESと判定される。燃料に水が含まれており、燃焼速度パラメータの値CSwが算出される場合に、ステップS105においてNOと判定される。また、燃料にアルコールが含まれており、燃焼速度パラメータの値CSaが算出される場合にも、ステップS105においてNOと判定される。
詳細には、学習の対象となっている燃料の気筒14’内における燃焼速度が第2の閾値以上であるときには、ステップS106においてYESと判定され、つまり、学習の対象となっている燃料に水が含まれていないと燃料性状判定部40h(図2参照)によって判定され、ステップS208に進む。一方、学習の対象となっている燃料の気筒14’内における燃焼速度が第2の閾値より小さいときには、ステップS106においてNOと判定され、つまり、学習の対象となっている燃料に水が含まれていると燃料性状判定部40hによって判定され、ステップS107に進む。
図7(A)および図7(B)に示す例では、燃料に水が含まれており、燃焼速度パラメータの値CSwが算出される場合に、ステップS106においてNOと判定される。一方、燃料にアルコールが含まれており、燃焼速度パラメータの値CSaが算出される場合に、ステップS106においてYESと判定される。
ステップS208では、EGRバルブ制御部40g(図2参照)によって、EGRバルブ制御が実行される。
詳細には、内燃機関10(図1参照)の過渡運転時には、ステップS208において、例えば、ステップS204において算出された気筒14’(図1参照)内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ(図7(A)の横軸参照)の値と、図7(A)に直線L3で示す第3の関係とから得られる燃焼限界EGR率(図7(A)の縦軸参照)をEGRバルブフィードフォワード制御目標値とするEGRバルブフィードフォワード制御が、EGRバルブ制御部40gによって実行される。
また、図7(A)に示す例では、ステップS204において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSa(図7(A)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてYESと判定され、次いで、ステップS208において、内燃機関10の過渡運転時に、燃焼速度パラメータの値CSaに対応する燃焼限界EGR率EGRa(図7(A)参照)をEGRバルブフィードフォワード制御目標値とするEGRバルブフィードフォワード制御が、EGRバルブ制御部40gによって実行される。
あるいは、図7(A)に示す例では、ステップS204において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSw(図7(A)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS107が実行され、次いで、ステップS208において、内燃機関10の過渡運転時に、燃焼速度パラメータの値CSwに対応する燃焼限界EGR率EGRw(図7(A)参照)をEGRバルブフィードフォワード制御目標値とするEGRバルブフィードフォワード制御が、EGRバルブ制御部40gによって実行される。
また、図7(B)に示す例では、ステップS204において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSa(図7(B)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてYESと判定され、次いで、ステップS208において、内燃機関10の定常運転時に、燃焼速度パラメータの値CSaに対応する燃焼限界燃焼速度パラメータの値CSa”(図7(B)参照)をEGRバルブフィードバック制御目標値とするEGRバルブフィードバック制御が、EGRバルブ制御部40gによって実行される。
あるいは、図7(B)に示す例では、ステップS204において気筒14’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの値CSw(図7(B)参照)が算出される場合、上述したようにステップS105においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS106においてNOと判定され、次いで、上述したようにステップS107が実行され、次いで、ステップS208において、内燃機関10の定常運転時に、燃焼速度パラメータの値CSwに対応する燃焼限界燃焼速度パラメータの値CSw”(図7(B)参照)をEGRバルブフィードバック制御目標値とするEGRバルブフィードバック制御が、EGRバルブ制御部40gによって実行される。
さらに、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、その燃料の気筒14’内における燃焼速度が第2の閾値よりも小さいときに、ステップS106において、NOと判定され、その燃料に水が含まれていると判定される。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、燃料に水が含まれていることを正確に判定することができる。
つまり、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、燃料に水が含まれているにもかかわらず、燃料にアルコールが含まれていると誤って判定されてしまうおそれを抑制することができる。
また、上述したように、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図8に示す例では、ステップS107において実行される燃料に水が含まれている旨の判定処理として、報知装置48(図1参照)が作動せしめられるが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、例えば、燃料に水が含まれていても、EGRバルブ制御目標値を変更することによって正常な運転を継続可能な場合に、ステップS107において報知装置48を作動させなくてもよい。この場合には、代わりに、例えば、ステップS107において燃料に水が含まれている旨のフラグを立てる処理を実行してもよい。
12 ピストン
14 燃焼室
14’ 気筒
16 吸気通路
18 排気通路
20 吸気弁
22 排気弁
24 スロットルバルブ
26 燃料噴射弁
28 点火プラグ
30 筒内圧センサ
32 空気過剰率センサ
34a 三元触媒
34b NOx吸蔵還元触媒
34c NOx選択還元触媒
36 EGR通路
38 EGRバルブ
40 ECU
40a 燃料性状学習部
40a1 燃焼速度パラメータ算出部
40b 燃焼限界空気過剰率算出部
40b1 記憶部
40c 燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部
40c1 記憶部
40d 燃料噴射量制御部
40e 燃焼限界EGR率算出部
40e1 記憶部
40f 燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部
40f1 記憶部
40g EGRバルブ制御部
40h 燃料性状判定部
42 クランク角センサ
44 エアフローメータ
46 アルコール濃度センサ
46a、46b 電極
46c 電源
Claims (5)
- 気筒と、
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の静電容量を検出するアルコール濃度センサとを具備する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁から噴射される前記燃料の性状の学習を実施する燃料性状学習部と、
前記燃料の性状を判定する燃料性状判定部とを具備し、
前記燃料性状学習部は、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出する燃焼速度パラメータ算出部を有し、
前記燃料性状判定部は、
前記内燃機関の前回の停止時から、燃料の性状が変化する可能性が高くなる予め設定された期間が経過した後、
前記アルコール濃度センサによって検出された前記燃料の静電容量が、予め設定された第1の閾値より大きいときに、前記燃焼速度パラメータ算出部によって算出された燃焼速度パラメータが示す前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度と、予め設定された第2の閾値とを比較し、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度が前記第2の閾値よりも小さいときに、前記学習の対象となっている前記燃料に水が含まれていると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 気筒と、
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の静電容量を検出するアルコール濃度センサとを具備する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁から噴射される前記燃料の性状の学習を実施する燃料性状学習部と、
前記燃料の性状を判定する燃料性状判定部とを具備し、
前記燃料性状学習部は、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出する燃焼速度パラメータ算出部を有し、
前記燃料性状判定部は、
前記アルコール濃度センサによって検出された前記燃料の静電容量が、予め設定された第1の閾値以下であるときに、前記燃料に水もアルコールも含まれていないと判定すると共に、
前記アルコール濃度センサによって検出された前記燃料の静電容量が、前記第1の閾値より大きいときに、前記燃焼速度パラメータ算出部によって算出された燃焼速度パラメータが示す前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度と、予め設定された第2の閾値とを比較し、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度が前記第2の閾値以上である場合に、前記学習の対象になっている燃料にアルコールは含まれるが、水は含まれていないと判定し、
前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度が前記第2の閾値よりも小さいときに、前記学習の対象となっている前記燃料に水が含まれているが、アルコールは含まれていないと判定する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記燃焼速度パラメータ算出部は、
燃料噴射量フィードバック制御目標値としての空気過剰率が予め設定された値に固定された状態で燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに、前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、
前記気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に配置されたEGRバルブとを具備し、
前記燃焼速度パラメータ算出部は、
EGRバルブフィードバック制御目標値としてのEGR率がゼロよりも大きい予め設定された値に固定された状態でEGRバルブフィードバック制御が実行されているときに、前記学習の対象となっている前記燃料の前記気筒内における燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを前記筒内圧に基づいて算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、
異常を報知する報知装置を具備し、
前記制御装置は、
前記学習の対象となっている前記燃料に水が含まれていると前記燃料性状判定部によって判定されたときに、前記報知装置を作動させることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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