内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的控制装置，详细而言，涉及一种能够使用含有酒精的燃料的内燃机的控制装置。
【背景技术】
[0002]以往，已知有一种为了石油消费的削减等而搭载了能使用含有乙醇等酒精的燃料的发动机的灵活燃料汽车(Flexible Fuel Vehicle:有时记述为FFV)。由于酒精在分子中含有氧，所以用于实现理论空燃比的空气量与汽油相比减少。因此，含有酒精燃料的理论空燃比的值比汽油的理论空燃比的值小(即处于浓的一侧)。例如，如图7所示，只有汽油的燃料的理论空燃比为14.7，而只有乙醇的燃料的理论空燃比为9.00而且，含有酒精燃料的理论空燃比根据酒精浓度而变动。因此，在FFV中，利用专利文献I所公开的酒精浓度传感器检测含有酒精燃料的酒精浓度，以便无论是什么样的酒精浓度的含有酒精燃料都能按理论空燃比运行。
[0003]例如，在使用称为E95的含有酒精燃料(乙醇95% +水5% )时，与使用称为E22的含有酒精燃料(乙醇22% +汽油78% )时相比，理论空燃比减小。燃料箱内的燃料的酒精浓度由于在每次加油时E95或E22的任意的量被注入燃料箱，所以应时取得各种各样的值。因此，重要的是，即使燃料箱内的燃料的酒精浓度变动，也能掌握现在使用中的燃料的性质和状态，以适合该燃料性质和状态的喷射量或喷射时机来喷射燃料，以便能始终按理论空燃比运转，通过三效催化剂良好地净化废气。
[0004]以往技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利公开公报特开平5-60003号(0008段落)
【发明内容】
[0007]然而，如果配置酒精浓度传感器，会导致硬件方面的复杂化以及成本的提高。因此，取代配置酒精浓度传感器，提出了一种利用用于空燃比的反馈控制而设于排气通路的氧浓度传感器(尤其是线性空燃比传感器)，学习含有酒精燃料的酒精浓度的方案。
[0008]S卩，由于燃料的酒精浓度可根据从燃烧室排出的废气中的氧浓度而知，因此，可以基于由所述氧浓度传感器检测的废气中的氧浓度，来学习燃料的酒精浓度。如上所述，酒精浓度越高用于实现理论空燃比的空气量就越减少，因此，例如，当废气中存在烧剩下的氧气时可判断燃料的酒精浓度比估计的要高，从而可以基于废气中的氧浓度来学习燃料的酒精浓度。
[0009]在此，所述氧浓度传感器如果在废气温度下不升温至规定的温度(例如，摄氏数百度)则不会活性化。因此，如果在氧浓度传感器非活性化的状态下发动机停止的运行继续，则会发生在中途加油后燃料箱内的酒精浓度发生了变动却不能长期间学习酒精浓度的事态。在此情况下，直至酒精浓度的学习被执行为止，作为酒精浓度的值，在最后执行的酒精浓度的学习中所得到的值(即，作为数据是已经过了相当长时间的旧的学习值)被用来作为酒精浓度推定值。
[0010]或者，如果从FFV拆下电池，则会发生保存在存储器中的酒精浓度的学习值的数据消失的事态。在此情况下，直至酒精浓度的学习被执行为止，作为酒精浓度的值，预先被登记在程序中的默认值(default value)被用来作为酒精浓度推定值。
[0011]不管哪种情况，所述酒精浓度推定值都不是正确的值，偏离实际的酒精浓度的可能性高。因此，当酒精浓度推定值低于实际的酒精浓度时，混合气的空燃比与理论空燃比相比为稀(大值)，当酒精浓度推定值高于实际的酒精浓度时，混合气的空燃比与理论空燃比相比为浓(小值)。然后，在发动机启动后，直至氧浓度传感器达到活性化为止(即酒精浓度的学习可以执行为止)的怠速运行中(即，加速踏板被踩后到车辆起步为止的期间中)，例如，如果用于空调的开/关、或用于实现排气通路中所具备的催化装置的早期活性化的称为AWS (accelerated warm-up system，加速暖机系统)的系统工作，则伴随于此，燃料喷射时机及点火时机千变万化，由此，燃烧方式也有各种各样的变动。这样的燃烧方式的变动牵连到发动机的转动变动(rotat1nal fluctuat1n)或发动机失速(engine stall)。
[0012]本发明鉴于可使用含有酒精燃料的内燃机的上述的现状，其目的在于提供一种即使在酒精浓度推定值偏离实际的酒精浓度时，也能够抑制发动机启动后的发动机失速的发生及转动变动的发生的内燃机的控制装置。
[0013]为了解决上述问题，本发明提供一种用于控制可使用含有酒精的燃料的内燃机的控制装置，包括:启动后喷射量增量单元，在发动机启动后直至设于排气通路的氧浓度传感器达到活性化为止的怠速运行中，当发动机转速的变动量在规定的阈值以上时，将燃料喷射量从发动机启动后最初的燃料喷射量增量修正至假设燃料的酒精浓度为最高值或在规定的范围内接近最高值的值时所设定的燃料喷射量；以及启动后喷射量减量单元，在所述启动后喷射量增量单元的燃料喷射量的增量修正后，当发动机转速的变动量在所述阈值以上时，以小于所述增量修正时的修正幅度对所述被增量修正的燃料喷射量反复进行减量修正，直至所述变动量小于所述阈值为止。
[0014]此外，本发明还提供一种用于控制可使用含有酒精的燃料的内燃机的控制装置，包括:启动时喷射量增量单元，在发动机启动时，当用规定的点火次数仍不启动时，将燃料喷射量增量修正至假设燃料的酒精浓度为最高值或在规定的范围内接近最高值的值时所设定的燃料喷射量；以及启动后喷射量减量单元，在发动机启动后直至设于排气通路的氧浓度传感器达到活性化为止的怠速运行中，当发动机转速的变动量在规定的阈值以上时，以规定的修正幅度对所述被增量修正的燃料喷射量反复进行减量修正，直至所述变动量小于所述阈值为止。
[0015]上述及其它的本发明的目的、特征及优点通过以下的详细说明和附图将更为显著。
【附图说明】
[0016]图1是作为本发明的实施方式所涉及的搭载于FFV的内燃机的发动机的总体结构图。
[0017]图2是所述发动机的控制系统图。
[0018]图3是所述发动机的PCM从发动机启动时起到发动机启动后的怠速运行中所执行的控制的流程图。
[0019]图4是从所述发动机启动时起到启动后的怠速运行中的燃料喷射时机及点火时机的说明图。
[0020]图5是图3的控制的变形例的流程图。
[0021 ] 图6是图3的控制的其它变形例的流程图。
[0022]图7是含有酒精燃料的酒精浓度和理论空燃比的相关图。
【具体实施方式】
[0023]以下，基于【附图说明】本发明的实施方式。
[0024](I)总体结构
[0025]如图1所示，作为本实施方式所涉及的内燃机的发动机I为具有多个气缸2(图1中只图示了一个)的火花点火式的四冲程发动机，发动机主体的外形大致由旋转自如地支承曲轴3的气缸体4、配置在气缸体4的上方的气缸盖5、配置在气缸体4的下方的油盘6以及配置在气缸盖5的上方的气缸盖罩7而形成。
[0026]通过连杆8与曲轴3连结的活塞9滑动自如地收容于各气缸2中，在活塞9的上方形成有燃烧室10。向燃烧室10直接喷射燃料的喷射器(injector)(相当于本发明的燃料喷射单元)11被设置于气缸盖5，在燃烧室10的天井壁部设有火花塞12、用于开闭吸气口 13的吸气阀14、以及用于开闭排气口 15的排气阀16。吸气阀14和排气阀16分别通过具有图略的凸轮轴和VVT(Variable Valve Timing、可变气门正时)机构的气阀传动机构17、18与曲轴3联动地被开闭驱动。
[0027]吸气通路20连接于吸气口 13，排气通路30连接于排气口 15。吸气通路20中具备用于调节吸入空气量的节流阀21，排气通路30中具备收容用于净化废气的图略的三效催化剂的催化装置31。
[0028]此外，还设置有发动机I启动时被驱动而进行转动曲轴的启动马达(startermotor)23。
[0029]本实施方式所涉及的发动机I为能够使用含有乙醇的燃料的发动机。即，本实施方式所涉及的车辆为FFV (灵活燃料汽车)。为此，在燃料箱40中加油例如Ε95(乙醇95%+水5%的燃料)或Ε22(乙醇22%+汽油78%的燃料)等乙醇含有燃料。由于加油时Ε95或Ε22的任意的量被注入燃料箱，所以，燃料箱40内的燃料的乙醇浓度应时取得各种各样的值。然后，燃料箱40内的乙醇含有燃料通过燃料供应管41被供应到喷射器11，并从喷射器11直接喷射至燃烧室10。
[0030]在本实施方式所涉及的发动机I中，因为燃料被直接喷射至燃烧室40，所以供应给喷射器11的燃料的压力被设定成比较高的高压。为此，促进从喷射器11喷射的燃料的微粒化。
[0031]在本实施方式所涉及的发动机I中，几何学压缩比及有效压缩比被设定成比较高的压缩比。为此，例如在发动机I的启动时等，燃料在压缩冲程后半部分被直接喷射至燃烧室10的情况下，喷射的燃料的气化在高温的燃烧室10内被促进，在火花塞12的周围生成浓混合气(弱成层)，与燃料的微粒化同时可实现着火稳定性的提高。
[0032]但是，汽油是分子式不同的多种成分的混合物，而酒精是由一个分子式定义的单成分。因此，汽油因存在低沸点成分，即使在低温下也能蒸发/气化而着火燃烧，而酒精因在沸点(乙醇时为78.3°C)以下不蒸发/气化，所以不会着火燃烧，从而发动机难以启动。
[0033]为了应对该问题，以往，供发动机启动专用而具备酒精浓度低的E22专用或汽油专用的副油箱、供应管、燃油轨及副喷射器，在发动机启动时，利用该发动机启动专用的副燃料系统启动发动机。然而，如果加上主燃料系统(所述燃料箱40、燃料供应管41、喷射器11等)还具备副燃料系统，会导致硬件方面的复杂化、成本方面的提高、以及车辆重量的增大。此外，在副油箱的配置位置、安全面上也产生应解决的问题。
[0034]因此，本实施方式所涉及的发动机1，取代具备发动机启动专用的副燃料系统，如前所述，实现从喷射器11喷射至燃烧室10的燃料的液滴的微粒化，并且提高压缩比使活塞9上升时的燃烧室10温度升高，通过在压缩冲程后半部分向燃烧室10喷射燃料，即使是酒精浓度高的混合燃料，也能使在燃烧室10内的蒸发/气化量增多，从而确保发动机I的启动(无副油箱系统)。
[0035](2)控制系统
[0036]如图2所示，本实施方式所涉及的发动机I具备PCM (Powertrain ControlModule、动力传动控制模块)50。PCM50是由众所周知的CPU、ROM、RAM等构成的微处理器，相当于本发明的启动后喷射量增量单元、启动后喷射量减量单元、喷射时机设定单元、点火时机设定单元以及启动时喷射量增量单元。
[0037]PCM50与设于吸气通路20用于检测吸入空气量的气流