JP7393462B2

JP7393462B2 - 燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP7393462B2
Application number: JP2022060554A
Authority: JP
Inventors: 恭平和田; 勇己津田; 二夫渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2023-12-06
Anticipated expiration: 2042-03-31
Also published as: BR102023004640A2; JP2023151113A

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

アルコールとガソリンとの混合燃料のように、２種類以上の燃料の混合燃料により駆動する内燃機関が知られている。アルコール混合燃料はガソリン１００％の燃料に比べて特性が異なり、アルコールの濃度によっても特性が異なる。アルコールの濃度によって空燃比が変動すると、目標空燃比を得られず、排気ガスの成分を変化させる。特許文献１には燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を設定する技術が開示されている。特許文献１には、また、空燃比を目標空燃比に維持するために、燃料噴射量を排気ガス中の酸素濃度に応じて補正するフィードバック制御を行うことが開示されている。

特許第４９４５８１６号公報

空燃比を目標空燃比に維持するためフィードバック制御の一つとして、排気ガス中の酸素濃度に応じて補正係数を設定し、基本燃料噴射量を補正する技術が知られている。補正係数は、空燃比がリーンかリッチにより燃料噴射量を増減するように設定されるが、その設定方法には改善の余地がある。

本発明の目的は、補正係数を混合燃料中の一の燃料の濃度を反映して設定可能な燃料噴射制御装置を提供することにある。

本発明によれば、
２種類以上の燃料の混合燃料により駆動する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するセンサと、
前記混合燃料の一の燃料の濃度を判定する判定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本燃料噴射量を設定する基本量設定手段と、
前記センサの出力値に基づいて、目標空燃比を得るように前記基本燃料噴射量を補正するための補正係数を設定する補正係数設定手段と、
前記一の燃料の濃度毎の複数の調整値情報の中から、一の調整値情報を前記判定手段の判定結果に基づいて選択する選択手段と、を備え、
前記複数の調整値情報は、それぞれ、前記補正係数の調整値が設定された情報であり、
前記補正係数設定手段は、前記選択手段が選択した前記調整値情報に設定された前記調整値を用いて前記補正係数を設定し、
前記補正係数設定手段により設定された複数回分の前記補正係数の平均値を演算して保存する保存手段を更に備え、
前記選択手段により前記調整値情報の選択が変更された場合、前記保存手段により保存された前記平均値を初期値にリセットする、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置が提供される。

本発明によれば、補正係数を混合燃料中の一の燃料の濃度を反映して設定可能な燃料噴射制御装置を提供することができる。

本発明の燃料噴射制御装置の適用例としての車両の側面図。本発明の一実施形態に係る制御装置のブロック図。空燃比に関する補正係数の説明図。空燃比に関する補正係数用マップの説明図。図２の制御装置の処理例を示すフローチャート。図２の制御装置の処理例を示すフローチャート。（Ａ）及び（Ｂ）は図２の制御装置の処理例を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜車両への適用例＞
図１は本発明の燃料噴射制御装置を適用可能な鞍乗型の車両１００の側面図（右側面図）を示す。本実施形態の車両１００は、前輪ＦＷと後輪ＲＷとを備えた自動二輪車を例示するが、本発明は他の形式の鞍乗型車両や自動四輪車にも適用可能である。

車両１００は、その骨格をなす車体フレーム１０１を備える。車体フレーム１０１の前端には前輪操向部１０２が支持され、後端にはスイングアーム１０５が揺動自在に支持されている。前輪操向部１０２は、前輪ＦＷを支持する左右一対のフロントフォーク１０２ａと、一対のフロントフォーク１０２ａの上部に取り付けられる操向ハンドル１０２ｂとを含む。スイングアーム１０５は、その前端が車体フレーム１０１に揺動自在に支持され、その後端には後輪ＲＷが支持されている。

前輪ＦＷと後輪ＲＷとの間の領域において、車体フレーム１０１には内燃機関１０６と変速機１０７とが支持されている。内燃機関１０６は、吸気通路１０９及び排気通路１０８を有する水冷単気筒の４サイクルエンジンである。内燃機関１０６の出力は変速機１０７及び不図示のチェーン伝動機構を介して後輪ＲＷに伝達される。排気通路１０８は排気ポートに接続される排気管１０８ａや消音器１０８ｂを含む。

内燃機関１０６の上方には燃料タンク１０３が配置されており、燃料タンク１０３の後方にはライダが着座するシート１０４が配置されている。燃料タンク１０３には混合燃料が貯留される。本実施形態では、ガソリンとアルコール（例えばエタノール）の２種類の燃料の混合燃料である。しかし、燃料の種類はガソリンとアルコールに限られず、また、３種類以上の燃料の混合燃料であってもよい。

＜燃料噴射制御装置＞
図２は本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置１のブロック図である。燃料噴射制御装置１は、内燃機関１０６の燃料噴射を制御する装置であり、制御ユニット（ＥＣＵ）１０を含む。制御ユニット１０は、処理部１１と、記憶部１２と、外部デバイスと処理部１１との信号の送受信を中継するインタフェース部１３と、を含む。処理部１１は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行し、内燃機関１０６の燃料噴射を制御する。処理部１１は複数のプロセッサを含んでもよい。記憶部１２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリである。記憶部１２は複数の半導体メモリを含んでもよい。記憶部１２には、処理部１１が実行するプログラムの他、各種のデータが格納される。インタフェース部１３には、各種のセンサ３～８の信号（検知結果）が不図示の信号処理回路を介して入力され、処理部１１は入力されたセンサ３～８の出力値に基づいて、不図示の駆動回路を介して燃料噴射弁（インジェクタ）１１２を制御する。

なお、内燃機関１０６の吸気通路１０９には、空気の流れ方向で上流側からエアクリーナ１１０、スロットル弁１１１が設けられており、吸気通路１０９は内燃機関１０６の吸気ポートに接続されている。燃料噴射弁１１２は、吸気ポートに燃料を噴射する。排気通路１０８には、三元触媒１０８ｃが設けられている。

センサ３～８について説明する。スロットル開度センサ３は、スロットル弁１１１の開度（ＴＨと表示する場合がある。）を検知する。吸気圧センサ４はスロットル弁１１１の直ぐ下流において吸気管内絶対圧（ＰＢＡと表示する場合がある）を検知する吸気管内絶対圧センサである。吸気温センサ５は、吸気通路１０９の、吸気圧センサ４の下流側において吸気温度（ＴＡと表示する場合がある。）を検知する。クランク角センサ６は、内燃機関１０６のクランク軸（図示せず）の回転角度を検知し、クランク軸の回転角度に応じた信号を出力する。クランク角センサ６の検知結果から内燃機関の回転数（回転速度。ＮＥと表示する場合がある。）を演算できる。水温センサ８は内燃機関１０６の冷却水温度（ＴＷと表示する場合がある。）を検知する。酸素濃度センサ８は排気通路１０８に設けられており、排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力する。酸素濃度センサ８の検知結果により、内燃機関１０６の燃焼における空燃比を推測することができる。本実施形態の場合、酸素濃度センサ８は三元触媒１０８ｃよりも上流側において排気ガス中の酸素濃度を検知する。

＜燃料噴射量の制御＞
燃料噴射弁１１２の燃料噴射量の制御について説明する。燃料噴射量制御においては、基本燃料噴射量（基本量）を補正係数で補正して燃料噴射量が設定される。一例として、燃料噴射量を噴射時間で制御する方式では、以下の演算式に基づき、燃料噴射量が設定される。
燃料噴射量＝基本量×補正係数１×補正係数２×．．．×補正係数ｋ
本実施形態の場合、各補正係数は基本量に乗算される係数であるが、基本量に加算又は減算される係数であってもよい。

図２に例示するように、記憶部１２には、基本量を設定するためのデータ群である基本量設定用マップ２０と、補正係数を設定するためのデータ群である補正係数設定用マップ３０とが記憶されている。

混合燃料を構成するアルコールは、その組成に酸素原子を含有しており、その燃焼に必要な単位体積当たりの酸素量はガソリンを燃焼させる場合に比べて少なくて済む。アルコールとガソリンとの混合燃料を用いる場合、ガソリンのみの燃料を用いる場合よりも理論空燃比は小さくなる。そのため、内燃機関１０６を目標空燃比で駆動するためには、アルコール濃度に応じて燃料噴射量を制御する必要がある。

このため、本実施形態ではアルコール濃度に応じてＥ１～Ｅ４までの４種類の基本量設定用マップ２０と補正係数設定用マップ３０が用意されている。Ｅ１～Ｅ４の各マップには、対応するアルコール濃度の範囲が設定されており、その基準濃度（例えば平均値）の大小関係はＥ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４である。Ｅ１～Ｅ４の各マップは、対応するアルコール濃度の範囲が部分的に重なっていてもよいし、完全に区別されていてもよい。Ｅ１～Ｅ４の各マップに対応するアルコール濃度の範囲の幅（最大値－最小値）は、同じであっても異なっていてもよい。アルコール濃度に応じたマップの種類は、多いほどアルコール濃度に応じて燃料噴射量をより細かく制御できる一方、制御やデータの準備が煩雑になる。したがって、アルコール濃度に応じたマップの種類は２種類～６種類の範囲内が好ましく、本実施形態のように４種類であれば比較的バランスのとれたデータセットを構築できる。

燃料噴射量の基本量は、内燃機関１０６の運転状態に基づいて設定される。具体的には、内燃機関１０６の吸入空気量に基づいて設定される。基本量設定用マップ２０には吸入空気量を推定するマップが含まれる。吸入空気量を推定するマップは、アイドリング等の低負荷運転時のマップと、高負荷運転時のマップとを含むことができる。低負荷運転時のマップは、例えば、ＮＥとＰＢＡとに基づいて吸入空気量が特定される。高負荷運転時のマップは、例えば、ＮＥとＴＨとに基づいて吸入空気量が特定される。

補正係数は、例えば、ＴＡに基づく吸気温補正係数、水温補正係数、点火時期係数、加速補正係数、酸素濃度補正係数ＫＯ２を挙げることができる。酸素濃度補正係数ＫＯ２について詳しく説明する。

補正係数ＫＯ２は、目標空燃比を得るように基本量を補正するための補正係数であり、酸素濃度センサ８の出力値に基づいて設定される。酸素濃度センサ８の検知結果から推測される実際の空燃比を燃料噴射量に反映させる空燃比フィードバック制御は内燃機関１０６の運転状態に応じてその実行の有無が切り替えられる。補正係数ＫＯ２は初期値を１．０とし、低出力の運転領域や急加速時のように空燃比フィードバック制御を実行しない運転状態では、１．０（無補正値）に設定される。空燃比フィードバック制御の実行中では、酸素濃度センサ８の検知結果に基づく酸素濃度が濃い場合（燃焼室内混合気がリーンな場合）は１．０よりも大きな値に調整され、薄い場合（燃焼室内混合気がリッチな場合）は相対的に小さな値に調整される。

図３は、酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２の変化と、補正係数ＫＯ２の変化の一例を示す説明図である。出力値ＶＯ２は、目標空燃比に相当する基準値ＰＶＲＥＦと比較される。比較の結果、出力値ＶＯ２がリーン傾向を示す場合、調整値ＰＲ又は調整値ＩＲ（＜ＰＲ）の加算により補正係数ＫＯ２が更新され、燃料噴射量は増加傾向とされる。比較の結果、出力値ＶＯ２がリッチ傾向を示す場合、調整値ＰＬ又は調整値ＩＬ（＜ＰＬ）の減算により補正係数ＫＯ２が更新され、燃料噴射量は減少傾向とされる。こうして燃料噴射量が目標空燃比を実現するように制御される。

図４は、補正係数設定用マップ３０のうち、補正係数ＫＯ２の設定に関わるマップ３１の説明図である。アルコール濃度に応じてＥ１～Ｅ４までの４種類のマップ３１が用意されている。マップ３１は、調整値情報３２と、調整値情報３２に対応づけられた基準値情報３３とを含む。本実施形態の調整値情報３２は、複数（本実施形態では２０）の調整値セットＰを含む。調整値セットＰは、補正係数ＫＯ２の増加させる調整値ＰＲ、ＩＲ及び減少させる調整値ＰＬ、ＩＬの４つの調整値で構成されている。調整値ＰＲと調整値ＩＲの関係は、ＰＲ＞ＩＲの関係であり、調整値ＰＲを用いた場合、補正係数ＫＯ２はより大きく増加する。調整値ＰＬと調整値ＩＬの関係は、ＰＬ＞ＩＬの関係であり、調整値ＰＬを用いた場合、補正係数ＫＯ２はより大きく減少する。

補正係数ＫＯ２の設定の際、混合燃料のアルコール濃度に応じてマップＥ１～Ｅ４のいずれかが選択され、さらに、選択されたマップの２０個の調整値セットＰの内の一つが、内燃機関１０６の運転状態に応じて選択される。本実施形態の場合、ＮＥとＴＨの組み合わせで調整値セットＰが選択される。

ＮＥは５つの範囲が設定されており、その大小関係は１＜２＜３＜４＜５である。ＮＥ１～ＮＥ５の各範囲は、マップＥ１～Ｅ４で同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、本実施形態ではＮＥを５つの範囲に区別したが、区別する範囲の数は５つに限られない。

ＴＨは４つの範囲が設定されており、その大小関係は１＜２＜３＜４である。ＴＨ１～ＴＨ４の各範囲は、マップＥ１～Ｅ４で同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、本実施形態ではＴＨを４つの範囲に区別したが、区別する範囲の数は４つに限られない。

なお、本実施形態では、調整値を補正係数ＫＯ２の増加用の調整値ＰＲ、ＩＲと、減少用の調整値ＰＬ、ＩＬとで４種類とした。しかし、増加用の調整値を１種類とし、減少用の調整値も１種類としてもよい。また、調整値を増加用、減少用で区別せずに全体で１種類としてもよい。逆に増加用の調整値を３種類以上とし、また、減少用の調整値も３種類以上としてもよい。調整値の種類が多いほど、補正係数ＫＯ２の最適値への収束が早くなる傾向にある。逆に、調整値の種類が少ないほど、制御を単純なものとすることができる。また、本実施形態では、調整値を内燃機関１０６の運転状態に応じて複数種類用意したが、内燃機関１０６の運転状態を考慮せずに、アルコール濃度毎に１種類としてもよい。

基準値情報３３は、基準値ＰＶＲＥＦと、基準回数ＮＶＲＥＦとを含む。基準値ＰＶＲＥＦは図３を参照して説明したとおり、目標空燃比に相当する。基準値ＰＶＲＥＦがマップＥ１～Ｅ４毎に設定されるので、アルコール濃度に応じて目標空燃比を設定することができる。基準回数ＮＶＲＥＦは、補正係数ＫＯ２に調整値ＰＲ、ＩＲ、ＰＬ、ＩＬを適用する際のリッチ、リーンの連続回数条件である。

例えば、基準回数ＮＶＲＥＦが３回に設定されている場合、基準値ＰＶＲＥＦに対して、酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２が、制御周期で３回連続してリッチと判定されると、補正係数ＫＯ２が調整値ＰＬ又はＩＬも用いて設定される。１回又は連続して２回リッチと判定されただけでは補正係数ＫＯ２を更新しない。同様に、基準値ＰＶＲＥＦに対して、酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２が、制御周期で３回連続してリーンと判定されると、補正係数ＫＯ２が調整値ＰＲ又はＩＲを用いて設定される。基準回数ＮＶＲＥＦとして複数回の回数を設定することで、酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２の、アルコール濃度に依存しない変動の影響を抑制できる。

基準値ＰＶＲＥＦと、基準回数ＮＶＲＥＦが、マップＥ１～Ｅ４毎に設定できるので、アルコール濃度に対応して基準値ＰＶＲＥＦと、基準回数ＮＶＲＥＦを設定することができる。

＜処理例＞
処理部１１が実行する処理例について説明する。ここでは燃料噴射量の設定処理について説明する。この処理は、例えば内燃機関１０６の１サイクルにつき燃料噴射量が１回設定されるように実行される。

ここで、制御に用いられる変数について説明する。図２に例示するように記憶部１２には変数記憶領域４０が設定されており、図２には代表的な変数の記憶領域が例示されている。記憶領域４１には、今回の処理周期で燃料噴射量の補正に用いる補正係数ＫＯ２nが格納される。記憶領域４２は補正係数ＫＯ２の更新履歴が保存される。記憶領域４２には、処理周期で過去ｋ回分の補正係数ＫＯ２_n-1～補正係数ＫＯ２_n-kが、それぞれ格納される。ｋは任意に定めることができるが、例えば１０～５０の範囲内の数である。

記憶領域４３には、補正係数ＫＯ２の複数回分の平均値であるＫＯ２ＫＥＰが保存される。本実施形態の場合、ＫＯ２ＫＥＰは直近３回分の補正係数ＫＯ２_n～ＫＯ２_n-2の平均値である。しかし、平均を取る補正係数の数は３回分よりも多くてもよい。

記憶領域４４には、混合燃料のアルコール濃度を推定する指標となるＫＯ２ＲＥＦが保存される。補正係数ＫＯ２は、混合燃料のアルコール濃度とほぼ比例関係にあることが知られている。補正係数ＫＯ２は内燃機関１０６の運転中に経時変化や外的影響によって変動するため、その平均値であるＫＯ２ＲＥＦを演算して用いる。ＫＯ２ＲＥＦは例えば以下の式で演算される。
ＫＯ２ＲＥＦ_n＝（ＫＯ２_n＋ＫＯ２_n-1＋・・・＋ＫＯ２_n-ｋ）／（ｋ＋１）
なお、本実施形態ではアルコール濃度をＫＯ２ＲＥＦから推定する方式としたが、燃料タンク１０３にアルコール濃度センサを設け、その検知結果からアルコール濃度を推定してもよい。

記憶領域４５には、マップＥ１～Ｅ４のうちのどの種類のマップを現在選択しているかを示すマップ選択情報が格納される。

図５は燃料噴射量の設定処理の例を示すフローチャートである。ライダによる内燃機関１０６の始動指示（例えばイグニションＯＮ）により処理が開始される。Ｓ１では内燃機関１０６の始動時の燃料設定を行い、続いて、Ｓ２以下の処理を行う。Ｓ２では記憶領域４５のマップ選択情報を参照してマップＥ１～Ｅ４のうちの一のマップを選択する。ここでのマップ選択情報は、今回の始動前の、内燃機関１０６の最後の運転時に選択されていた情報である。

Ｓ３ではセンサ３～８の出力値（検知結果）を取得する。Ｓ４ではＳ２で選択した種類のマップと、Ｓ３で取得したセンサの出力値とに基づいて燃料噴射の基本量を設定する。Ｓ５では補正係数設定用マップ３０のマップＥ１～Ｅ４のうち、記憶領域４７のマップ選択情報で示されている種類のマップと、Ｓ３で取得したセンサの出力値とに基づいて各補正係数を設定する。Ｓ６では、Ｓ４で設定した基本量とＳ５で設定した補正係数とから最終の燃料噴射量を上記の演算式から算出する。なお、Ｓ３～Ｓ６は内燃機関１０６において空燃比フィードバック制御は行われず、補正係数ＫＯ２は初期値のままである。

Ｓ７では所定の条件が成立したか否かを判定する。所定の条件としては例えばＴＷが規定値以上になった場合を挙げることができる。所定の条件が成立した場合はＳ８へ進み、成立していない場合はＳ３へ戻る。

Ｓ８～Ｓ１３は、内燃機関１０６において空燃比フィードバック制御が行われ得る状態での処理である。

Ｓ８では混合燃料のアルコール濃度を判定する。ここでは、マップＥ１～Ｅ４のうち、現在選択中のマップに対応する濃度範囲とＫＯ２ＲＥＦとを比較し、ＫＯ２ＲＥＦが濃度範囲に含まれていれば、適正、外れていれば、薄い又は濃いと判定する。具体的には、記憶領域４２から最新のＫＯ２を、記憶領域４４から現在のＫＯ２ＲＥＦを読み出し、ＫＯ２ＲＥＦを上記の式により更新する。更新後の値は記憶領域４６に保存する。また、記憶領域４７から現在選択しているマップの種類を特定し、対応する濃度範囲とＫＯ２ＲＥＦとを比較して、適正、薄い、濃い、のいずれに該当するかを判定する。

Ｓ９では、Ｓ８の判定結果に基づいてマップＥ１～Ｅ４のいずれか一つを選択する。例えば、現在選択中のマップがＥ２で、Ｓ１での判定が「濃い」であればマップＥ３を選択する。選択結果に応じて記憶領域４７を更新する。

Ｓ１０ではセンサ３～８の出力値（検知結果）を取得する。Ｓ１１では基本量設定用マップ２０のマップＥ１～Ｅ４のうち、記憶領域４７のマップ選択情報で示されている種類のマップと、Ｓ１０で取得したセンサの出力値とに基づいて燃料噴射の基本量を設定する。Ｓ１２では補正係数設定用マップ３０のマップＥ１～Ｅ４のうち、記憶領域４７のマップ選択情報で示されている種類のマップと、Ｓ１０で取得したセンサの出力値とに基づいて各補正係数を設定する。Ｓ１３では、Ｓ１１で設定した基本量とＳ１２で設定した補正係数とから最終の燃料噴射量を上記の演算式から算出する。以上により、燃料噴射量が設定され、噴射タイミングにて燃料噴射弁１１２から、設定した燃料噴射量の燃料が噴射される。

Ｓ１４ではライダによる内燃機関１０６の停止指示（例えばイグニションＯＦＦ）があったか否かを判定し、停止指示があれば処理を終了し、なければＳ８に戻って同様の処理を繰り返す。

図６は、Ｓ１２の補正係数の設定処理のうち、補正係数ＫＯ２nの設定処理の例を示すフローチャートである。Ｓ２１では、現在、空燃比フィードバック（ＦＢ）制御を実行中か否かを判定する。空燃比フィードバック制御を実行中の場合は、Ｓ２２へ進み、実行中でない場合はＳ３０へ進む。Ｓ３０では補正係数ＫＯ２_nを「１」にセットして処理を終了する。この場合、記憶領域４２は更新しない。

Ｓ２２では、Ｓ９においてマップＥ１～Ｅ４の選択が切り替わったか否かを判定する。マップが切り替わった場合はＳ３１へ進み、切り替わっていない場合はＳ２３へ進む。Ｓ２３では、空燃比ＦＢ制御の終了後、再開時の処理であるか否かを判定する。再開時である場合はＳ３２へ進む。

Ｓ３２では記憶領域４５に格納されているＫＯ２ＫＥＰを読み出し、補正係数ＫＯ２_nを、ＫＯ２ＫＥＰに設定する。空燃比ＦＢ制御の中断後、再開時においては、補正係数ＫＯ２_nを初期値の「１」にすることも考えられる。しかし、そうすると、空燃比ＦＢ制御の中断後に混合燃料のアルコール濃度が変動していない場合（例えば給油していない場合）に、補正係数ＫＯ２の最適化を初めからやり直すことになり、現在のアルコール濃度に対応した補正係数ＫＯ２の最適値への収束に時間がかかる。そこで、前回の空燃比ＦＢ制御の終盤で用いられていた補正係数ＫＯ２の平均値であるＫＯ２ＫＥＰを、再開時の初回の補正係数ＫＯ２_nとして用いることで、補正係数ＫＯ２の最適値への収束を早期に実現できる。

Ｓ２４では、記憶領域４７のマップ選択情報で示されている種類のマップに含まれている基準値情報３３から基準値ＰＶＲＥＦと、基準回数ＮＶＲＥＦを取得する。Ｓ２５では、Ｓ１０で取得した酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２と、Ｓ２４で取得した基準値ＰＶＲＥＦとを比較し、リッチかリーンかを判定する（図３参照）。リッチと判定した場合はＳ２６へ進み、リーンと判定した場合はＳ２７へ進む。Ｓ２６又はＳ２７の処理により、補正係数ＫＯ２nが設定される。詳細は後述する。

Ｓ２８では、記憶部１２の記憶領域４２を更新する。具体的には、記憶領域４２の履歴を最新のｋ回分の補正係数ＫＯ２で更新する。Ｓ２９では、ＫＯ２ＫＥＰを演算し、記憶領域４５に格納する。

Ｓ３１では、ＫＯ２ＲＥＦ、ＫＯ２ＫＥＰ、及び、記憶領域４２の過去ｋ回分の補正係数ＫＯ２を「１」にリセットする。Ｓ９においてマップＥ１～Ｅ４の選択が切り替わった場合は、給油等によって混合燃料のアルコール濃度が変動していると考えられるため、ＫＯ２ＲＥＦやＫＯ２ＫＥＰに関する情報を全てリセットすることで、補正係数ＫＯ２の最適値への収束を早期に実現できる。

図７（Ａ）は、Ｓ２６の処理の例を示すフローチャートである。Ｓ４１ではリッチカウンタを１つ加算する。リッチカウンタは記憶部１２の所定の記憶領域にカウント値が保存されて更新されるカウンタであり、酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２が基準値ＰＶＲＥＦをリッチ側に超えている回数を管理する。Ｓ４２ではリーンカウンタをリセットする（０にする）。リーンカウンタは記憶部１２の所定の記憶領域にカウント値が保存されて更新されるカウンタであり、酸素濃度センサ８の出力値ＶＯ２が基準値ＰＶＲＥＦをリーン側に超えている回数を管理する。

Ｓ４３では、Ｓ４１で加算したリッチカウンタの値が、Ｓ２４で取得した基準回数ＮＶＲＥＦ以上か否かを判定する。リッチカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上である場合は、Ｓ４４へ進み、リッチカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ未満である場合はＳ４９へ進む。Ｓ４９では、補正係数ＫＯ２の値を維持すべく、補正係数ＫＯ２_nを前回の補正係数ＫＯ２n-1の値にセットする。

Ｓ４４では、リッチカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上となったのが、今回の処理周期で１回目であるか否かを判定する。１回目と判定した場合はＳ４５へ進む。Ｓ４５では、現在選択されている種類のマップに定義されている調整値情報３２から、Ｓ１０で取得したセンサの出力値（ＮＥ、ＴＨ）を参照して調整値セットＰを特定し、特定した調整値セットＰに含まれる調整値ＰＬを取得する。Ｓ４６では補正係数ＫＯ２_nを、前回の補正係数ＫＯ２_n-1の値から、Ｓ４５で取得した調整値ＰＬを減算して設定する。リッチカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上となった直後においては、調整値ＩＬよりも値の大きい調整値ＰＬを用いて補正係数ＫＯ２の調整幅を大きくすることで、補正係数ＫＯ２の最適値への収束を早めることができる。

Ｓ４７では、現在選択されている種類のマップに定義されている調整値情報３２から、Ｓ１０で取得したセンサの出力値（ＮＥ、ＴＨ）を参照して調整値セットＰを特定し、特定した調整値セットＰに含まれる調整値ＩＬを取得する。Ｓ４８では補正係数ＫＯ２_nを、前回の補正係数ＫＯ２_n-1の値から、Ｓ４７で取得した調整値ＩＬを減算して設定する。リッチカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上となる状態が継続している場合には、調整値ＰＬよりも値の小さい調整値ＩＬを用いて補正係数ＫＯ２の調整幅を小さくすることで、補正係数ＫＯ２の調整変動を少なくして最適値への収束を早めることができる。

図７（Ｂ）は、Ｓ２７の処理の例を示すフローチャートである。Ｓ５１ではリーンカウンタを１つ加算する。Ｓ５２ではリッチカウンタをリセットする（０にする）。Ｓ５３では、Ｓ５１で加算したリ―ンカウンタの値が、Ｓ２４で取得した基準回数ＮＶＲＥＦ以上か否かを判定する。リーンカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上である場合は、Ｓ５４へ進み、リーンカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ未満である場合はＳ５９へ進む。Ｓ５９では、補正係数ＫＯ２の値を維持すべく、補正係数ＫＯ２_nを前回の補正係数ＫＯ２_n-1の値にセットする。

Ｓ５４では、リーンカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上となったのが、今回の処理周期で１回目であるか否かを判定する。１回目と判定した場合はＳ５５へ進む。Ｓ５５では、現在選択されている種類のマップに定義されている調整値情報３２から、Ｓ１０で取得したセンサの出力値（ＮＥ、ＴＨ）を参照して調整値セットＰを特定し、特定した調整値セットＰに含まれる調整値ＰＲを取得する。Ｓ５６では補正係数ＫＯ２_nを、前回の補正係数ＫＯ２_n-1の値に、Ｓ５５で取得した調整値ＰＲを加算して設定する。リーンカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上となった直後においては、調整値ＩＲよりも値の大きい調整値ＰＲを用いて補正係数ＫＯ２の調整幅を大きくすることで、補正係数ＫＯ２の最適値への収束を早めることができる。

Ｓ５７では、現在選択されている種類のマップに定義されている調整値情報３２から、Ｓ１０で取得したセンサの出力値（ＮＥ、ＴＨ）を参照して調整値セットＰを特定し、特定した調整値セットＰに含まれる調整値ＩＲを取得する。Ｓ５８では補正係数ＫＯ２nを、前回の補正係数ＫＯ２_n-1の値に、Ｓ５７で取得した調整値ＩＬを加算して設定する。リーンカウンタの値が基準回数ＮＶＲＥＦ以上となる状態が継続している場合には、調整値ＰＲよりも値の小さい調整値ＩＲを用いて補正係数ＫＯ２の調整幅を小さくすることで、補正係数ＫＯ２の調整変動を少なくして最適値への収束を早めることができる。

＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は少なくとも以下の燃料噴射制御装置を開示している。

１．上記実施形態の燃料噴射制御装置(1)は、
２種以上の燃料の混合燃料により駆動する内燃機関(106)の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するセンサ(8)と、
前記混合燃料の一の燃料の濃度を判定する判定手段(11,S8)と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本燃料噴射量を設定する基本量設定手段(11,S11)と、
前記センサの出力値に基づいて、目標空燃比を得るように前記基本燃料噴射量を補正するための補正係数(KO2)を設定する補正係数設定手段(11,S12)と、
前記一の燃料の濃度毎の複数の調整値情報(32,E1-E4)の中から、一の調整値情報を前記判定手段の判定結果に基づいて選択する選択手段(11,S9)と、を備え、
前記複数の調整値情報は、それぞれ、前記補正係数の調整値(PL,PR,IL,IR)が設定された情報であり、
前記補正係数設定手段は、前記選択手段が選択した前記調整値情報に設定された前記調整値を用いて前記補正係数を設定する(S46,S48,S56,S58)。
この実施形態によれば、補正係数を混合燃料中の一の燃料の濃度を反映して設定可能な燃料噴射制御装置を提供することができる。

２．上記実施形態の燃料噴射制御装置は、
前記補正係数設定手段により設定された複数回分の前記補正係数の平均値(KO2KEP)を演算して保存する保存手段(11,S29)を更に備える。
この実施形態によれば、補正係数の平均値を活用する場面に備えることができる。

３．上記実施形態では、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記補正係数による前記基本燃料噴射量の補正の有無が切り替えられ、
前記補正を再開する場合に、前記補正係数設定手段は、初回の前記補正係数として、前記保存手段により保存された前記平均値を用いる(S32)。
この実施形態によれば、補正の再開の際、前回の補正時での実績を活用することで、補正係数の最適値への収束を早めることができる。

４．上記実施形態では、
前記選択手段により前記調整値情報の選択が変更された場合、前記保存手段により保存された前記平均値を初期値にリセットする(S31)。
この実施形態によれば、前記一の燃料の濃度が変化している場合に、補正係数の最適値への収束を早めることができる。

５．上記実施形態では、
前記複数の調整値情報には、それぞれ、
前記センサの出力値との比較により燃料噴射量がリッチかリーンかを判定する基準値が対応付けられており、
前記補正係数設定手段は、
前記選択手段が選択した前記調整値情報に対応する前記基準値と前記センサの出力値とを比較して、複数回連続してリッチと判定した場合、及び、複数回連続してリーンと判定した場合に、前記調整値を用いて前記補正係数を設定する。
この実施形態によれば、前記一の燃料の濃度に起因しない前記出力値の変動による影響を抑制して補正係数を設定でき、補正係数の精度を向上できる。

６．上記実施形態では、
前記複数の調整値情報は、２種類以上６種類以下である。
この実施形態によれば、燃料噴射量の演算精度と制御等の煩雑さとのバランスをとることができる。

７．上記実施形態では、
各々の前記調整値情報には、前記内燃機関の運転状態(TH,NE)に応じて前記調整値が設定されている。
この実施形態によれば、内燃機関の運転状態に応じて前記補正係数を設定できる。

８．上記実施形態では、
前記判定手段は、前記補正係数設定手段により設定された複数回分の前記補正係数の平均値(KO2REF)に基づいて前記一の燃料の濃度を判定する。
この実施形態によれば、前記センサをアルコール濃度の判定と補正係数の設定に活用できる。

９．上記実施形態では、
前記調整値は、前記センサの出力値(VO2)と前記目標空燃比に基づく基準値(PVREF)とに基づいて、前記補正係数を増加又は減少させる値である。
この実施形態によれば、比較的簡易な処理で目標空燃比を実現可能な補正係数を設定できる。

以上、発明の実施形態について説明したが、発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１燃料噴射制御装置、８酸素濃度センサ、１０制御ユニット

Claims

２種類以上の燃料の混合燃料により駆動する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するセンサと、
前記混合燃料の一の燃料の濃度を判定する判定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本燃料噴射量を設定する基本量設定手段と、
前記センサの出力値に基づいて、目標空燃比を得るように前記基本燃料噴射量を補正するための補正係数を設定する補正係数設定手段と、
前記一の燃料の濃度毎の複数の調整値情報の中から、一の調整値情報を前記判定手段の判定結果に基づいて選択する選択手段と、を備え、
前記複数の調整値情報は、それぞれ、前記補正係数の調整値が設定された情報であり、
前記補正係数設定手段は、前記選択手段が選択した前記調整値情報に設定された前記調整値を用いて前記補正係数を設定し、
前記補正係数設定手段により設定された複数回分の前記補正係数の平均値を演算して保存する保存手段を更に備え、
前記選択手段により前記調整値情報の選択が変更された場合、前記保存手段により保存された前記平均値を初期値にリセットする、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
２種類以上の燃料の混合燃料により駆動する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するセンサと、
前記混合燃料の一の燃料の濃度を判定する判定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本燃料噴射量を設定する基本量設定手段と、
前記センサの出力値に基づいて、目標空燃比を得るように前記基本燃料噴射量を補正するための補正係数を設定する補正係数設定手段と、
前記一の燃料の濃度毎の複数の調整値情報の中から、一の調整値情報を前記判定手段の判定結果に基づいて選択する選択手段と、を備え、
前記複数の調整値情報は、それぞれ、前記補正係数の調整値が設定された情報であり、
前記補正係数設定手段は、前記選択手段が選択した前記調整値情報に設定された前記調整値を用いて前記補正係数を設定し、
前記複数の調整値情報には、それぞれ、
前記センサの出力値との比較により燃料噴射量がリッチかリーンかを判定する基準値が対応付けられており、
前記補正係数設定手段は、
前記選択手段が選択した前記調整値情報に対応する前記基準値と前記センサの出力値とを比較して、複数回連続してリッチと判定した場合、及び、複数回連続してリーンと判定した場合に、前記調整値を用いて前記補正係数を設定する、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
請求項２に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記補正係数設定手段により設定された複数回分の前記補正係数の平均値を演算して保存する保存手段を更に備える、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
請求項３に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記補正係数による前記基本燃料噴射量の補正の有無が切り替えられ、
前記補正を再開する場合に、前記補正係数設定手段は、初回の前記補正係数として、前記保存手段により保存された前記平均値を用いる、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記複数の調整値情報は、２種類以上６種類以下である、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
各々の前記調整値情報には、前記内燃機関の運転状態に応じて前記調整値が設定されている、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記判定手段は、前記補正係数設定手段により設定された複数回分の前記補正係数の平均値に基づいて前記一の燃料の濃度を判定する、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記調整値は、前記センサの出力値と前記目標空燃比に基づく基準値とに基づいて、前記補正係数を増加又は減少させる値である、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。