内燃机的控制装置的制作方法

专利名称：内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置。
背景技术：
正在促进将从甘蔗、玉米、木材等抽取的生物燃料的酒精与汽油混 合的燃料(以下称作"含酒精燃料")作为汽车的燃料来使用。随着此，
可使用酒精浓度(酒精比例)不同的多种燃料的弹性燃料汽车(Flexible Fuel Vehicle; FFV)的研究开发正在进行。
在汽油和酒精中，理论空燃比点不同。即，汽油的理论空燃比是14.6 左右，相对于此，例如乙醇的理论空燃比是9左右。因此，含酒精燃料 的理论空燃比根据其酒精浓度而表示不同的值。因此，使用的燃料切换 为酒精浓度不同的燃料时，随着该燃料的切换，有必要变更空燃比。
一般，在内燃机中，根据发生与废气的空燃比对应的输出的废气传 感器的信号，反馈控制空燃比。如果正在执行该空燃比反馈控制，则即 使燃料切换为酒精浓度不同的燃料，即切换为理论空燃比点不同的燃 料，燃料喷射量也自动被修正以使排气空燃比变为理论空燃比，因此没 有问题。
然而，在用于防止排气净化催化剂的过热的催化剂保护增量或用于 提高输出的输出增量等燃料增量修正的执行中，停止空燃比反馈控制。 在该空燃比反馈控制的停止中，如果产生燃料的切换，则随着燃料的切 换的空燃比的偏移不反馈，因此无法进行燃料喷射量的修正。因此，有 可能喷射或驾驶性能恶化。进而还具有以下的问题。
催化剂保护增量是在催化剂过热时，因燃料的气化热排气温度下 降，而增加燃料喷射量以使空燃比比理论空燃比更小的修正。现在假设 用汽油100%的燃料在运转中实施催化剂保护增量，喷射以空燃比变为 12的方式计算出的量的燃料。而且，在该催化剂保护增量中，燃料切换 为酒精浓度高的燃料(例如酒精浓度85%的燃料)。对于酒精浓度高的 燃料，空燃比12是比理论空燃比更稀的空燃比。因此，这时，燃料的
4气化热引起的排气温度下降效果减弱，成为排气温度上升的状态。其结 果，有可能对催化剂带来损害，或者最差的时候，催化剂有可能熔损。
另一方面，在日本特开平5-5446号公^l中公开有如下空燃比控制装 置，即按酒精浓度预先存储用于修正空燃比的学习值，并且由在燃料 罐中设置的酒精浓度传感器来检测燃料的酒精浓度，由此选择使用与供 给的燃料的酒精浓度对应的学习值。
专利文献l:日本特开平5-5446号公报
专利文献2:日本特开2005-98265号,>报
专利文献3:日本特开2005-卯427号>^净艮
专利文献4:日本特开平9-324693号^^才艮
然而，在将酒精浓度与现在使用中的燃料不同的燃料供给到燃料罐 时，从喷油器喷射的燃料也不会立刻切换为新的燃料。即，在上述以往 的空燃比控制装置中，无法正确知道从喷射器油射的燃料实际切换的时 刻。因此，即使使用上述装置，在空燃比反馈控制的停止中发生燃料的 切换时，也无法避免上述的问题。

发明内容
本发明是为了解决上述的课题而提出的，其目的在于，提供在运转中 燃料被切换为特性不同的燃料时，能够可靠i^免对排气净化催化剂等带 来损害的内燃机的控制装置。
第l发明为了实现所述目的，是一种内燃机的控制装置，其控制可通 过理论空燃比点不同的多种燃料而运转的内燃机，该装置的特征在于，包 括
废气传感器，其设置在上述内燃机的排气通路中，且发生与废气的空 燃比对应的输出；
空燃比反馈控制部件，其根据上述废气传感器的输出，进行空燃比反 馈控制；
燃料学习部件，其根据在上述空燃比反馈控制中计算的反馈修正值，进行燃料学习，该燃料学习用于修正燃料的种类引起的误差； 供油检测部件，其检测向燃,的供油；
空气量限制部件，其在由上述供油检测部件检测到供油时，在此后的 运转中，限制上述内燃机的吸入空气量，直到上述燃料学习结束为止。
此外，第2发明是一种内燃机的控制装置，控制可通过理论空燃比点 不同的多种燃料而运转的内燃机，该装置的特征在于，包括
供油检测部件，其检测向燃^的供油；
计算部件，其在由上述供油检测部件检测到供油时，计算此后的运转 中的经过时间、行^JE巨离或累计燃料消耗量；
空气量限制部件，其在上述计算的经过时间、行^巨离或累计燃料消 耗量到达规定的判定值之前的期间，限制上述内燃机的^空气量。
此外，第3发明是一种内燃机的控制装置，控制可通过理论空燃比点 不同的多种燃料而运转的内燃机，该装置的特征在于，包括
燃料特性传感器，其设置在燃,或燃料路线上，检测燃料特性；
空气量限制部件，其由上述燃料特性传感器检测的燃料特性变化时， 限制上述内燃机的吸入空气量。
此外，第4发明在第3发明的基础上，其特征在于
还具有消耗量计算部件，该部件在由上述燃料特性传感器检测的燃料 特性变化时，计算其变化后的累计燃料消耗量；
上述空气量限制部件限制吸入空气量，直到上述累计燃料消耗量到达 规定的判定值。
此外，第5发明在第4发明的基础上，其特征在于
上述判定值被设定为如下值，即从上述燃料特性传感器的设置位置 到喷油器顶端的燃料通路内的燃料全部被置换为止之前，继续限制^空 气量的值。
6此外，第6发明在第4或5发明的基础上，其特征在于
还具有燃料喷射量修正部件，该部件在上述累计燃料消耗量到达上述 判定值的时刻，根据由上述燃料特性传感器检测到的燃料特性，修正燃料 喷射量。
根据第l发明，在可通过理论空燃比点不同的多种燃料而运转的内燃 机中，检测到向燃料罐的供油时，在此后的运转中，在随着空燃比反馈控 制的燃料学习结束之前，能够P艮制PA^空气量。在检测到向燃,的供油 时，在此后的运转中，来自喷油器的喷射燃料有可能切换为理论空燃比点 不同的异种燃料。在发生燃料的切换时，如果执行空燃比反馈控制，则能 够根据新的燃料适当修正空燃比，并且能够将因燃料的不同而变成必要的 修正量作为燃料学习值学习。然而，在燃料学习结束之前，实施燃料增量 修正，随此停止空燃比反馈控制时，即使产生燃料的切换，也无法将空燃 比修正为适合于新的燃料的值。因此，燃料增量修正中的空燃比变为不适 当的值，其结果，喷射或驾驶性能恶化，或者有可能损伤排气净化催化剂。 相对于此，根据第1发明，在燃料学习结束之前，限制^空气量，由此 能够事先防止进入实施燃料增量修正的运转区域。因此，能够可靠地防止 喷射或驾驶性能恶化，或者损伤排气净化催化剂。
根据第2发明，在可通过理论空燃比点不同的多种燃料而运转的内燃 机中，检测到向燃料罐的供油时，在此后的运转中，经过时间、行fe巨离 或累计燃料消耗量到达规定的判定值之前，能够限制吸入空气量。如果将 该判定值设定为适当的值，则通过监视经过时间、行fe巨离或累计燃料消 耗量，能够精度良好地判定燃料学习的结束。因此，根据第二发明，能够 取得与第l发明同样的效果。
根据第3发明，在可通过理论空燃比点不同的多种燃料而运转的内燃 机中，由设置在燃料罐或燃料路线中的燃料特性传感器检测到的燃料特性 变化时，能够限制内燃机的吸入空气量。由此，燃料有可能切换为异种的 燃料时，能够事先防止进入实施燃料增量修正的运转区域。因此，与第一 发明同样，能够可靠地防止喷射或驾驶性能恶化，或损伤排气净化催化剂。
根据第4发明，在由燃料特性传感器检测到的燃料特性变化之后的累 计燃料消耗量到达规定的判定值之前，能够限制PiUV空气量。如果将该判 定值设定为适当的值，则在能够判断来自喷油器的喷射燃料可靠地切换为新的燃料的时刻，能够解除PA^空气量的限制。即，才艮据第4发明，能够 在适当的定时解除吸入空气量的限制。
根据第5发明，能够将上述判定值设定为从燃料特性传感器的设置位 置到喷油器顶端的燃料通路内的燃料全部被置换之前，继续限制吸入空气 量的值。因此，能够将吸入空气量的限制继续必要的最小限度的期间。
根据第6发明，在累计燃料消耗量到达上述判定值的时刻，即在能够判断 为来自喷油器的喷射燃料确实被切换为新的燃料的时刻，根据由燃料特性传感 器检测到的燃料特性，来修正燃料喷射量。因此，能够在适当的定时进行随着 燃料的切换而成为必要的燃料喷射量(空燃比)的修正。


图l是用于说明本发明实施方式l的系统构成的图。
图2是示意性地表示在本发明实施方式1中对内燃机供给燃料的燃料 系统的图。
图3是用于说明反馈修正值FAF的计算方法的时间图。
图4是在本发明实施方式1中执行的程序的流程图。
图5是在本发明实施方式2中执行的程序的流程图。
图6是示意性地表示在本发明实施方式3中对内燃机供给燃料的燃料 益娃w頃
q、 WU & V岡o
图7是在本发明实施方式3中执行的程序的流程图。 符号的说明
10—内燃机；12—吸气通路；14—排气通路；18—节流阀；26—喷油 器；30—火花塞；38—催化剂；40_02传感器；42—燃,；44—燃料泵； 46—压力调节器；48—燃料管；50—ECU; 52—输送管；54—酒精浓度传 感器。
具体实施例方式
下面，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，对在各图中/>共的要素付与相同的符号，省略重复的说明。 实施方式l 图l是用于说明本发明实施方式l的系统构成的图。如图1所示，本
实施方式的系统具有在车辆上作为动力源搭载的内燃机10。内燃机10是
可通过汽油、酒精(乙醇、曱醇等)以及汽油和酒精的混合燃料(含酒精 燃料)的任意一个而运转。
在本实施方式中，内燃机10是直列式4气缸，但是在本发明中，气缸 数和气缸配置并不局限于此。图1表示内燃机10的一个气釭的截面。
在内燃机10的各气缸中，吸气通路12和排气通路14连通。在吸气通 路12配置有检测吸入空气量GA的空气流量计16。在空气流量计16的下 游配置有控制吸入空气量的节流阀18。节流阀18是根据油门开度等，由 节流阀电机20驱动的电子控制式的阀。在节流阀18附近配置有用于检测 节流阀18的开度(以下称作"节流阀开度")的节流阀位置传感器22。油 门开度由设置在油门i^L附近的油门位置传感器24来检测。
在内燃机10的各气缸配置有用于对吸气口 11内喷射燃料的喷油器26。 另夕卜，内燃机10并不局限于图示的口喷射式的，也可以是对气缸内直接喷 射燃料的方式。
在内燃机10的各气釭还设置有吸气阀28、火花塞30、排气阀32。
柄角传感器36。根据曲柄角传感器36的输出，能够检测曲柄轴34的旋转 位置或内燃机转速NE等。
在内燃机10的排气通路14设置有用于将废气净化的催化剂38。在催 化剂38的上游侧设置有02传感器40,其产生根据废气的空燃比相对理论 空燃比浓或稀而急剧变化的输出。
进而，本实施方式的系统具有ECU (Electronic Control Unit) 50。在 EUC50连接上述的各种传感器和致动器。EUC50能够根据这些传感器输 出，控制内燃机10的运转状态。
9图2是示意性地表示对内燃机10供给燃料的燃料系统的图。如图2 所示，本实施方式的系统具有贮存所供给的燃料的燃料罐42。在燃,42 内设置有燃料泵44和压力调节器46。燃^ 42内的燃料通过燃料泵44 被加压，且通过压力调节器46被调压，然后经过燃料管48向内燃机10 输送。然后，经由输送管52分配给各气釭的喷油器26。
(本实施方式的基本控制)
以下，说明本实施方式的系统中执行的基本空燃比控制。从喷油器26 喷射与燃料喷射时间TAU对应的量的燃料。因此，ECU50通过控制喷油 器26的燃料喷射时间TAU，来控制燃料喷射量。燃料喷射时间TAU由以 下计算式来计算。
TAU = a TP KT + p …(1)
上述计算式(1)中，TP^本喷射时间。基本喷射时间TP是与根 据由空气流量计16检测的吸入空气量GA、内燃机转速NE等计算出的基 本的燃料喷射量对应的喷射时间。a是进行催化剂保护增量或输出增量等 时的修正系数。p是用于修正喷油器26的动作延迟的无效喷射时间。KT 是由用于反馈02传感器40的输出的反馈修正值FAF和学习值KG构成的 修正系数。即，修正系数KT由以下计算式表示。
KT = FAF + KG (2)
(空燃比反馈控制)
图3是用于说明反馈修正值FAF的计算方法的时间图。更具体而言， 图3 U)表示02传感器40的输出，图3 (b )表示反馈修正值FAF的变 化。如图3所示，反馈修正值FAF在空燃比反馈控制的执行中以l.O为中 心周期性地变动来计算。以下，进一步详细说明。
在图3中的时刻tl t2中，02传感器40的输出变为稀。它表示从内燃 机10排出的废气的空燃比(以下称作"排气空燃比")比理论空燃比更稀。 02传感器40表现出稀输出时，反馈修正值FAF以规定的斜率逐渐向增加 方向更新。如果FAF更新为较大的值，则燃料喷射时间TAU增加，因此 结果排气空燃比从稀变为浓。相应于此，02传感器40的输出也从稀输出 变为浓输出(时刻t2)。ECU50如果检测到02传感器40的输出从稀输出变为浓输出，则首先 将反馈修正值FAF向减少方向大幅度跳跃(时刻t2 )。以后，只要02传感 器40维持浓输出，则FAF以规定的斜率逐渐向减少方向更新。如果FAF 更新为较小的值，则燃料喷射时间TAU减少，因此结果排气空燃比从浓 变为稀。相应于此，02传感器40的输出也从浓输出变为稀输出(时刻t3 )。
如果ECU50检测到02传感器40的输出从浓输出变为稀输出，则首先 ^A馈修正值FAF向增加方向大幅度跳跃(时刻t3 )。以后，只要02传感 器40维持稀输出，则FAF以规定的斜率逐渐向增加方向更新。
在空燃比反馈控制的执行中，通过重复如上的处理，反馈修正值FAF 相应于排气空燃比的状态而重复增加和减少。此外，通过FAF重复增加和 减少，内燃机10的空燃比维持在理论空燃比的附近。
ECU50按照反馈修正值FAF的计算，计算在时间上将^Jt修正值FAF 平均的平滑值FAFAV。空燃比反馈控制理想地起作用时，^Jt^务正值FAF 以1.0为中心变动，因此平滑值FAFAV成为1.0。然而，由于空气流量计 16或喷油器26的个体差等任意的原因，具有空燃比偏向比理论空燃比更 浓一侧的倾向时，为了抵消该倾向，FAF以比1.0更小的值为中心变动。 这时，FAFAV成为比1.0更小的值。此外，空燃比偏向比理论空燃比更稀 一侧的倾向时，FAF以比1.0更大的值为中心变动，因此FAFAV成为比 1.0更大的值。
即，在控制空燃比的基础上，反馈修正值FAF的平滑值FAFAV和基 准值1.0之间的偏差(FAFAV-l.O)能够作为稳定存在的误差把握。因此， ECU50为了学习这样的稳态误差，实施将(FAFAV-1.0 )的值定期地编入 学习值KG中的处理。
根据上述的方法，例如由于内燃机10的时效等，产生空燃比偏向比理 论空燃比更浓一侧或更稀一侧的倾向时，能够通过学习值KG，来抵消该 倾向。其结果，能够使反馈修正值FAF总是以基准值1.0为中心变动。
(燃料学习)
如上所述，如果燃料的酒精浓度不同，则理论空燃比点不同。即，酒 精浓度越高(越接近100%酒精)，理论空燃比越小，酒精浓JL^低(越接 近100%汽油)，理论空燃比越大。因此，如果燃料喷射量(空燃比)相同，则酒精浓度越高，越偏向比理论空燃比更稀一侧。相反，酒精浓度越低， 越偏向比理论空燃比更浓一侧。
因此，供给酒精浓度与现在使用中的燃料相比不同的燃料，由此在内
燃机10中燃烧的燃料的酒精浓度变化时，产生空燃比偏向比理论空燃比更 浓一侧或更稀一侧的倾向。这时，该倾向能够由上述学习值KG来抵消。 因此，根据上述的空燃比反馈控制，即使燃料的酒精浓度变化时，也能够 将内燃机10的空燃比遵循该燃料的理论空燃比。
在本实施方式中，学习值KG中，区别用于修正内燃机10的时效等引 起的空燃比的偏移的通常学习值KGN、以及用于修正燃料的种类(酒精 浓度)的不同引起的空燃比的偏移的燃料学习值KGF，来进行计算。在学 习值KG中也可以包含其它学习值，但是在本实施方式中，由上述2个构 成。即，本实施方式中的学习值KG由以下表达式表示。
KG = KGN + KGF …(3)
如果对燃,供给酒精浓度不同的燃料，则在此后的运转中，从喷油 器26喷射的燃料的酒精浓度就变化。因此，在供油后的运转中产生空燃比 的偏移时，即产生及Jt修正值FAF的平滑值FAFAV和基准值1.0之间的 偏差(FAFAV-1.0)时，可以说该偏差是燃料的酒精浓度变化引起的可能 性较高。因此，在供油后，关于在不久中产生的偏差(FAFAV-l.O)，将它 作为燃料的变化所引起的，并编入燃料学习值KGF中。
在如上述的燃料学习中，燃料学习值KGF收敛在几乎接近一定的值 时，能够判断燃料学习结束。因此，此后发生空燃比的偏移时，认为该偏 移是由内燃机10的时效等通常的原因而产生的。因此，燃料学习的结束后， 将偏差(FAFAV-1.0)编入通常学习值KGN中。
(催化剂保护增量)
本系统为了防止催化剂38的恶化或损伤，在催化剂38的温度有可能 变得过高时，实施催化剂保护增量。以下说明该催化剂保护增量。
在本系统中，预先调查稳定运转时的催化剂38的收敛温度和内燃机负 荷以及内燃机转速NE之间的关系，并以图的形式存储在ECU50中。 ECU50总是根据该图(以下称作"催化剂收敛温度图")、现在的内燃机负荷以及内燃机转速NE，来计算催化剂38的推测温度。然后，在催化剂38 的推测温度超过规定的增量实施温度(允许温度)时，为了通过燃料的汽 化热降低排气温度保护催化剂38,而实施催化剂保护增量。
在催化剂保护增量的实施时，增加燃料喷射量以使空燃比变得比理论 空燃比更浓。另一方面，上述的基于反馈修正值FAF的空燃比反馈控制是 使空燃比遵循理论空燃比的控制。因此，在催化剂保护增量的实施时，为 了避免干涉，停止空燃比>^馈控制，开环控制燃料喷射量(空燃比)。
如上所述，根据燃料的酒精浓度，理论空燃比点不同。因此，催化剂 保护增量时的理想的空燃比的值也根据燃料的酒精浓度而不同。如果是燃 料学习结束的时候，催化剂保护增量时的空燃比也可由燃料学习值KGF 适当修正。
然而，如果假设从喷油器26喷射的燃料(以下称作"喷射燃料")在 切换为酒精浓度不同的燃料之后，在燃料学习未结束时实施了催化剂保护 增量的情况下，则具有如下的问题。
现在，从喷油器26实际喷射的燃料从汽油100%的燃料切换为酒精浓 度高的燃料(例如酒精浓度85%的燃料)之后，实施催化剂保护增量。这 时，燃料学习未结束，因此燃料学习值KGF成为与100%汽油对应的值。 因此，在这时的催化剂保护增量中，从喷油器26喷射以成为比100%汽油 的理论空燃比更浓的空燃比(例如12)的方式计算出的量的燃料。然而， 从喷油器26实际上喷射的燃料是酒精浓度高的燃料,即理论空燃比点低的 燃料。因此，如果用空燃比12喷射燃料，则以比理论空燃比更浓的空燃比 进行燃烧。其结果，燃料的汽化热引起的排气温度下降效果减弱，因此成 为排气温度上升的事态。即，尽管是必须降低催化剂38的温度的状况，但 催化剂38的温度继续上升，因此对催化剂38带来损害，或者最差的时候， 催化剂有可能熔损。
上述事情在喷射燃料不是100%汽油，从酒精浓度低的燃料切换为酒 精浓度高的燃料时也同样。
此外，与上^目反，在喷射燃料从酒精浓度高的燃料切换为酒精浓度 低的燃料之后进行催化剂保护增量时，空燃比变得过浓，变为燃烧状态或 喷射恶化。此外，实施节流阀完全打开时实施的输出增量等、催化剂保护增量以 外的燃料增量修正时，也能产生同样的事态。其中，在以下的说明中，以 催化剂保护增量的情形为中心进行记述。
为了避免如上述的问题，在本实施方式中，在向燃料罐42的供油时， 在此后的运转中，在燃料学习结束之前，执行限制吸入空气量(油门开度) 的控制。根据该控制，可事先防止催化剂38的温度过度上升。因此，能够 避免催化剂保护增量的实施，所以能够可靠地防止如上述的问艰良生。
图4是为了实现上述的功能，在本实施方式中ECU50执行的程序的 流程图。每隔规定时间反复执行4^呈序。根据图4所示的程序，首先，判 别表示有供油的供油历史记录的有无(步骤100)。在本实施方式中，根据 设置在燃,42中的感应塞(液面计)、搭载内燃机10的车辆的加油口盖、 ORVR (Onboard Refueling Vapor Recovery)系统(都未图示)等的状态， 检测到已进行供油。而且，在检测到供油时，作为有供油历史记录。
在上述步骤100中，判别没有供油历史记录时，能够判断为来自喷油 器26的喷射燃料没有切换为酒精浓度不同的燃料的可能性。因此，这时， 原封不动地结束这次的处理循环。
另一方面，在上述步骤100中，判别为有供油历史记录时，能够判断 是否有来自喷油器26的喷射燃料在最近切换为酒精浓度不同的燃料或者 已经切换的可能性。因此，这时，接着判别燃料学习是否结束(步骤102)。 作为判定燃料学习的结束的方法,例如在反馈修正值FAF的平滑值FAFAV
存在于由规定的判定值Y决定的判定范围内(1.0-Y舀FAFAV^1.0 + Y)的 时间持续规定的判定时间t以上时，判定燃料学习结束。
在上述步骤102中，判别为燃料学习未结束时，执行限制节流阀开度 的控制(步骤104)。在该控制中，在不使催化剂38的温度达到增量实施 温度的范围内，限制节流阀开度。具体而言，预先求出上述催化剂收敛温 度图上的催化剂收敛温度与增量实施温度一致的内燃机负荷以及内燃机 转速NE的曲线，该曲线上的各点的节流阀开度作为上限节流阀开度。而 且，实际的节流阀开度被限制为低于该上限节流阀开度。或者，催化剂38
14的推测温度位于比增量实施温度充分低的范围时，对节流阀开度不特别加
以限制，在催化剂38的推测温度接近增量实施温度时，变为低于上述上限 节流阀开度地限制节流岡开度。
根据上述步骤102的处理，能够事先避免催化剂38的温度(推测温度) 上升到增量实施温度。因此，能够可靠地避免在燃料学习的结束之前实施 催化剂保护增量。即能够可靠地避免空燃比>^馈控制停止。因此，能够可 靠地防止产生如上述的问题。
在喷射燃料切换为新的燃料之后，进行燃料学习控制，当燃料学习结 束时，燃料学习值KGF就变为与新的燃料适当对应的值。因此，此后即 使实施催化剂保护增量，即停止空燃比^Jt控制，也能够以成为与新的燃 料对应的适当的空燃比的方式计算燃料喷射量。因此，没必要限制吸入空 气量。因此，在上述步骤102中被判别为燃料学习结束时，首先解除供油 历史记录(没有供油历史记录)(步骤106)，接着，解除由上述步骤104 进行的节流阀开度的限制(步骤108)。
另外，上述步骤102的处理是限制节流阀开度(吸入空气量)，不是禁 止催化剂保护增量自身的执行。如果禁止催化剂保护增量自身的执行，则 因某种原因，催化剂38的温度万一过度上升时，也无法使催化剂38的温 度下降，催化剂38有可能损伤。相对于此，在本实施方式中，不产生这样 的事态，因此能够更可靠地保护催化剂38。
此外，才艮据图4所示的程序的处理，也能够防止在燃料学习结束之前， 进入实施催化剂保护增量以外的燃料增量修正(输出增量等)的区域。因 此，能够可靠地保护催化剂38。
此外，在上述步骤104中，通过限制节流阀开度，限制吸入空气量， 但是限制吸入空气量的方法并不局限于此。例如，在具有吸气阀28的作用 角和抬起量连续地可变的可变动阀机构的内燃机时，通过限制吸气阀28 的作用角和抬起量，来限制^L^空气量。
然而，本实施方式的系统中的燃料系统，如图2所示，是不具有从内 燃机IO向燃fl^42的返回通路的无返回类型。在这样的无返回类型时， 供给异种的燃料后，在从燃^42到喷油器26的燃料路径内残留的原来 的燃料消耗之前，喷射燃料不会切换为新的种类的燃料。即，供油后的运喷射燃料切换为新的种类的燃料的可能性。因此，
在上述步骤104中，没必要立刻开始吸入空气量的限制。因此，4艮据喷油 器26的燃料喷射量，计算供油后的累计燃料消耗量，将吸入空气量的限制 的开始延期，直到该累计燃料消耗量到达喷射燃料切换为新的种类的燃料 的可能性存在的值的时刻。如果这样，尽可能缩短限制吸入空气量的期间， 即限制内燃机10的输出的期间。
另一方面，在具有从内燃机IO向燃料罐42的返回通路的类型(以下 称作"有返回类型")的燃料系统时，燃料管48或输送管52内的燃料在运 转中总是循环。因此，在供油后再开始运转时，燃料管48或输送管52内 的燃料立即被置换为新的种类的燃料。因此，如果供油后再开始运转，则 喷射燃料很快被切换为新的种类的燃料。从而，在燃料系统是有返回类型 时，优选在供油后的运转再开始后，立即开始吸入空气量的限制。
此外，在上述的实施方式l中，02传感器40相当于上述第一发明中 的"废气传感器"。此外，ECU50通过执行计算反馈修正值FAF的处理， 实现上述第l发明中的"空燃比及Jt控制部件"，通过执行计算燃料学习值 KGF的处理，实现上述第l发明中的"燃料学习部件"，通过执行上述步 骤100的处理，实现上述第l发明中的"供油检测部件"，通过执行上述步 骤102-108的处理，实现上述第1发明中的"空气量限制部件"。
另外，本发明中的空燃比反馈控制或燃料学习控制的方法并不局限于 上述的方法，也可以是任意的方法。此外，本发明也可以适用于代替02 传感器40，而将发生与排气空燃比对应的线性输出的A/F传感器作为废气 传感器使用的系统、及具有多个废气传感器的系统中。
实施方式2
下面，参照图5，说明本发明的实施方式2，但是以与上述的实施方式 1的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。本实施方式 能够通过使用与实施方式1同样的系统构成，并使ECU50执行后面描述 的图5所示的程序的处理来实现。
在实施方式l中，检测到有供油时，在燃料学习结束之前，限制吸入 空气量。到燃料学习结束所需的时间，根据内燃机10的运转状态而不同， 但是几乎不会花费极端长的时间。因此，在供油后再开始运转后经过某适
16当的时间，就能够推测燃料学习结束。因此，在本实施方式中，在供油后， 从运转再开始后经过时间达到规定的判定时间的时刻，解除^空气量的 限制。
图5是为了实现上述功能，在本实施方式中ECU50执行的程序的流 程图。该程序是每隔规定时间反复执行的。另外，在图5中，对与图4所 示的步翻目同的步骤付与相同的符号，并省略或简化其说明。图5所示的 程序除了将步骤102置换为步骤112,在步骤100和步骤112之间插入步 骤110以外，与图4所示的程序同样。
根据图5所示的程序，在步骤IOO中判别为有供油历史记录时，接着 计算在供油后从内燃机10的运转再开始后的经过时间(步骤110 )。然后， 判别该经过时间是否到达规定的判定时间(步骤112)。该判定时间作为能 够判定燃料学习结束的概率足够高的时间，预先被设定。
因此，在步骤112中，判别为经过时间未达到判定时间时，能够判断 为具有燃料学习还未结束的可能性。因此，这时，执行限制节流阀开度的 控制(步骤104)。另一方面，在步骤112中，判别为经过时间到达了判定 时间时，能够推测燃料学习结束。因此，这时，首先解除供油历史记录(步 骤106 )，接着，解除由上述步骤104进行的节流阀开度的P艮制(步骤108 )。
才艮据以上i兌明的图5所示的程序的处理，可取得与实施方式1同样的 效果。另外，在图5所示的程序中，根据供油后的运转再开始后的经过时 间，推测燃料学习是否结束，但是根据行驶距离或累计燃料消耗量，也同 样可推测燃料学习是否结束。即，在上述步骤112中，判别供油后的运转 再开始后的行fe巨离或累计燃料消耗量是否达到某适当的判定值，在达到 了该判定值的时刻，解除节流阀开度的限制。
另夕卜，在上述的实施方式2中，ECU50通过执行上述步骤100的处理 来实现上述第2发明中的"供油检测部件"，通过执行上述步骤IIO的处理 来实现上述第2发明中的"计算部件"，通过执行112、 104、 106和108 的处理来实现上述第2发明中的"空气量限制部件"。
实施方式3下面，参照图6和图7，说明本发明实施方式3，但是以与上述的实施 方式的不同点为中心进行i兌明，关于同样的事项，简化或省略其i兌明。
图6是示意性地表示本实施方式的燃料系统的图。如图6所示，本实 施方式的燃料系统是与图2所示的燃料系统同样的无返回类型。而且，除 了在燃料管48的途中设置有酒精浓度传感器54以外，与图2所示的燃料 系统相同。
酒精浓度传感器54是通过计测燃料的导电率、介电常数、或者光透过 率、折射率等，能够检测燃料中的酒精浓度的众所周知的传感器。如果供 给异种的燃料，经过燃料管48的燃料的酒精浓度变化，则酒精浓度传感器 54的输出就变化。因此，在本实施方式中，ECU50通过常时监视酒精浓 度传感器54的输出，能够知道燃料的切换。另外，酒精浓度传感器54也 可以设置在输送管52或燃料罐42等中。
根据燃料的酒精浓度，来决定燃料的理论空燃比点。因此，从燃料的 酒精浓度能够求出在内燃机10使该燃料燃烧时的理想的空燃比的值。因 此，在本实施方式中，ECU50在燃料切换时，能够根据由酒精浓度传感器 54检测到的酒精浓度，来适当修正燃料喷射量，以便成为适合于切换后的 燃料的空燃比。
然而，在由酒精浓度传感器54检测到燃料的切换的时刻，在酒精浓度 传感器54之前的燃料管48或输送管52、甚至喷油器26的内部残留的原 来的燃料。因此，消耗该残留的燃料(以下称作"残留燃料")之后，切 换来自喷油器26的喷射燃料。
因此，在本实施方式中，由酒精浓度传感器54检测到燃料的切换时， 将从该时刻的燃料消耗量累计，在该累计燃料消耗量达到能够判定为确实 消耗了上述残留燃料的规定的判定值后，实施基于新的燃料的酒精浓度的 燃料喷射量的修正。
在上述累计燃料消耗量达到上述判定值之前，从喷油器26实际喷射的 燃料是原来的燃料还是新的燃料是不确定的。因此，如果在此期间实施随 着空燃比反馈控制的停止的燃料增量修正，则有变为对于实际的喷射燃料 不适合的空燃比的可能性，因此如上所述，有可能产生如上述的损伤催化 剂38的问题。因此，在本实施方式中，在上述累计燃料消耗量达到上述判定值之前，与实施方式l同样，P艮制节流阀开度(吸入空气量)，事先防止 进入燃料增量区域。
然而，与从酒精浓度传感器54的设置部位到喷油器26顶端的燃料路 径的容积相比，上述累计燃料消耗量足够小时，能够判断为实际的喷射燃 料确实还是原来的燃料。因此，可以说在此期间没必要进行上述的节流阀 开度限制。因此，在本实施方式中，由酒精浓度传感器54检测到燃料的切 换后，在能够判断为实际的喷射燃料确实还是原来的燃料时，将上述节流 阀开度限制的实施延期。
图7是为了实现上述的功能，在本实施方式中ECU50执行的程序的 流程图。每隔规定时间，反复执行4^呈序。
根据图7所示的程序，首先，判别燃料特性变化历史记录的有无(步 骤114)。燃料特性变化历史记录在由酒精浓度传感器54检测的酒精浓度 有变化时，就被作为有历史记录。在没有燃料特性变化历史记录时，能够 判断为没有产生燃料的切换的可能性，因此原封不动地结束这次的处理循 环。
另一方面，在上述步骤114中，判别为有燃料特性变化历史记录时， 能够判断为在最近来自喷油器26的喷射燃料切换为新种类的燃料。因此， 这时,接着计算从由酒精浓度传感器54检测的酒精浓度变化的时刻开始的 累计燃料消耗量(步骤116)。然后，判别该累计燃料消耗量是否达到了第 一判定值(步骤118 )。考虑从酒精浓度传感器54的设置部位到喷油器26 顶端的燃料路径的容积，预先设定该第 一判定值和后面描述的第二判定 值。
在累计燃料消耗量还未达到第一判定值时，能够判断为酒精浓度传感 器54之前的残留燃料还没消耗，现在时刻的喷射燃料还是原来的燃料。这 时，还没必要对节流阀开度加以限制，所以原封不动地结束这次的处理周 期。
如果在内燃机10中燃料消耗*，其中，在上述步骤118中，判别为 累计燃料消耗量达到了第一判定值。这时，接着判别累计燃料消耗量是否 达到了第二判定值(步骤120)。笫二判定值被设定为，比第一判定值更大的值，且酒精浓度传感器54之前的残留燃料全部被消耗，而能够判断为燃 料已切换为新的燃料的值。
在上述步骤120中，在判别为累计燃料消耗量未达到第二判定值时， 能够判断是无法确定来自喷油器26的喷射燃料是否切换为新的燃料的期 间。因此，这时，与实施方式l的步骤104同样，执行限制节流阀开度的 控制(步骤122)。由此，能够事先防止iiA随着空燃比反馈控制的停止的 燃料增量区域，因此能够可靠地保护催化剂38。即，可取得与实施方式l 同样的效果。
在内燃机10中燃料消耗进一步进行时，其中，在上述步骤120中，判 别为累计燃料消耗量达到了第二判定值。这时，能够判断为来自喷油器26 的喷射燃料确实切换成了新的燃料。因此，这时，实施根据由酒精浓度传 感器54检测到的酒精浓度，来修正燃料喷射量的处理，以便成为适合于新 的燃料的空燃比(步骤124)。
实施上述步骤124的燃料喷射量修正之后，实施燃料增量修正时，能 够实现与新的燃料对应的适合的空燃比。因此，节流阀开度的限制变为不
需要。因此，这时，首先燃料特性变化历史记录被解除(无历史记录)(步 骤126)，接着解除上述步骤122的节流阀开度的限制(步骤128)。
另外，上述的图7所示的程序的步骤118也可以没有。即，如果由酒 精浓度传感器54检测到酒精浓度(燃料特性)的变化，则可以立即开始上 述步骤122的节流阀开度的限制。
此外，在上述的实施方式3中，以燃料系统为无返回类型的情形为例 进行了说明，但如上所述，在燃料系统为有返回类型时，燃料管48和输送 管52内的燃料总是循环。因此，在由酒精浓度传感器54检测到酒精浓度 的变化时，只成为原来的燃料残留在喷油器26内。即燃料系统为有返回类 型时，检测到酒精浓度的变化之后，在比无返回类型时更短的时间中，喷 射燃料切换为新的。因此，燃料系统为有返回类型时，所述步骤120的第 二判定值的值设定为比无返回类型时更小。
另外，在上述的实施方式3中，酒精浓度传感器54相当于上述第3 发明中的"燃料特性传感器"，第二判定值相当于上述第4发明中的"规定 判定值"。此外，ECU50通过执行上述步骤114和122的处理来实现上述第3发明中的"空气量限制部件"，通过执行上述步骤116的处理来实现上 述第4发明中的"消耗量计算部件"，通过执行上述步骤124的处理来实现 上述第6发明中的"燃料喷射量修正部件"。
权利要求
1. 一种内燃机的控制装置，控制可通过理论空燃比点不同的多种燃料而运转的内燃机，该装置的特征在于，包括废气传感器，其设置在上述内燃机的排气通路中，且发生与废气的空燃比对应的输出；空燃比反馈控制部件，其根据上述废气传感器的输出，进行空燃比反馈控制；燃料学习部件，其根据在上述空燃比反馈控制中计算的反馈修正值，进行燃料学习，该燃料学习用于修正燃料的种类引起的误差；供油检测部件，其检测向燃料罐的供油；空气量限制部件，其在由上述供油检测部件检测到供油时，在此后的运转中，限制上述内燃机的吸入空气量，直到上述燃料学习结束为止。
2. —种内燃机的控制装置，控制可通过理论空燃比点不同的多种 燃料而运转的内燃机，该装置的特征在于，包括供油检测部件，其检测向燃料罐的供油；计算部件，其在由上述供油检测部件检测到供油时，计算此后的运 转中的经过时间、行驶距离或累计燃料消耗量；空气量限制部件，其在上述计算的经过时间、行驶距离或累计燃料 消耗量到达规定的判定值之前的期间，限制上述内燃机的吸入空气量。
3. —种内燃机的控制装置，控制可通过理论空燃比点不同的多种 燃料而运转的内燃机，该装置的特征在于，包括燃料特性传感器，其设置在燃料罐或燃料路径上，且检测燃料特性； 空气量限制部件，其由上述燃料特性传感器检测的燃料特性变化 时，限制上述内燃机的吸入空气量。
4. 根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于 还具有消耗量计算部件，该部件在由上述燃料特性传感器检测的燃料特性变化时，计算其变化后的累计燃料消耗量；上述空气量限制部件限制吸入空气量，直到上述累计燃料消耗量到 达规定的判定值。
5. 根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，上述 判定值被设定为如下值，即从上述燃料特性传感器的设置位置到喷油器顶端的燃料通路内的燃料全部被置换为止之前，继续限制吸入空气量 的值。
6.根据权利要求4或5所述的内燃机的控制装置，其特征在于 还具有燃料喷射量修正部件，该部件在上述累计燃料消耗量到达上述判 定值的时刻，根据由上述燃料特性传感器检测到的燃料特性，修正燃料 喷射量。
全文摘要
本发明涉及内燃机的控制装置，其目的在于，在运转中燃料切换为特性不同的燃料时，能够可靠地避免对排气净化催化剂等带来损害。在可通过以任意的比例混合酒精和汽油的燃料而运转的内燃机中，具有供油历史记录，并且燃料学习未结束时，限制节流阀开度(步骤104)。通过限制节流阀开度，能够事先防止进入实施燃料增量修正的运转区域。因此，能够防止在燃料的切换时，空燃比反馈控制停止的情况。因此，能够可靠地防止空燃比变为有可能对催化剂带来损害的不适当的值。
文档编号F02D41/14GK101512131SQ200780031868
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月28日 优先权日2006年8月28日
发明者园田幸弘, 川合孝史 申请人:丰田自动车株式会社