內燃機的控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內燃機的控制裝置，詳細而言，涉及一種能夠使用含有酒精的燃料的內燃機的控制裝置。
【背景技術】
[0002]以往，已知有一種為了石油消費的削減等而搭載了能使用含有乙醇等酒精的燃料的發動機的靈活燃料汽車(Flexible Fuel Vehicle:有時記述為FFV)。由于酒精在分子中含有氧，所以用于實現理論空燃比的空氣量與汽油相比減少。因此，含有酒精燃料的理論空燃比的值比汽油的理論空燃比的值小(即處于濃的一側)。例如，如圖7所示，只有汽油的燃料的理論空燃比為14.7，而只有乙醇的燃料的理論空燃比為9.00而且，含有酒精燃料的理論空燃比根據酒精濃度而變動。因此，在FFV中，利用專利文獻I所公開的酒精濃度傳感器檢測含有酒精燃料的酒精濃度，以便無論是什么樣的酒精濃度的含有酒精燃料都能按理論空燃比運行。
[0003]例如，在使用稱為E95的含有酒精燃料(乙醇95% +水5% )時，與使用稱為E22的含有酒精燃料(乙醇22% +汽油78% )時相比，理論空燃比減小。燃料箱內的燃料的酒精濃度由于在每次加油時E95或E22的任意的量被注入燃料箱，所以應時取得各種各樣的值。因此，重要的是，即使燃料箱內的燃料的酒精濃度變動，也能掌握現在使用中的燃料的性質和狀態，以適合該燃料性質和狀態的噴射量或噴射時機來噴射燃料，以便能始終按理論空燃比運轉，通過三效催化劑良好地凈化廢氣。
[0004]以往技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利公開公報特開平5-60003號(0008段落)
【發明內容】
[0007]然而，如果配置酒精濃度傳感器，會導致硬件方面的復雜化以及成本的提高。因此，取代配置酒精濃度傳感器，提出了一種利用用于空燃比的反饋控制而設于排氣通路的氧濃度傳感器(尤其是線性空燃比傳感器)，學習含有酒精燃料的酒精濃度的方案。
[0008]S卩，由于燃料的酒精濃度可根據從燃燒室排出的廢氣中的氧濃度而知，因此，可以基于由所述氧濃度傳感器檢測的廢氣中的氧濃度，來學習燃料的酒精濃度。如上所述，酒精濃度越高用于實現理論空燃比的空氣量就越減少，因此，例如，當廢氣中存在燒剩下的氧氣時可判斷燃料的酒精濃度比估計的要高，從而可以基于廢氣中的氧濃度來學習燃料的酒精濃度。
[0009]在此，所述氧濃度傳感器如果在廢氣溫度下不升溫至規定的溫度(例如，攝氏數百度)則不會活性化。因此，如果在氧濃度傳感器非活性化的狀態下發動機停止的運行繼續，則會發生在中途加油后燃料箱內的酒精濃度發生了變動卻不能長期間學習酒精濃度的事態。在此情況下，直至酒精濃度的學習被執行為止，作為酒精濃度的值，在最后執行的酒精濃度的學習中所得到的值(即，作為數據是已經過了相當長時間的舊的學習值)被用來作為酒精濃度推定值。
[0010]或者，如果從FFV拆下電池，則會發生保存在存儲器中的酒精濃度的學習值的數據消失的事態。在此情況下，直至酒精濃度的學習被執行為止，作為酒精濃度的值，預先被登記在程序中的默認值(default value)被用來作為酒精濃度推定值。
[0011]不管哪種情況，所述酒精濃度推定值都不是正確的值，偏離實際的酒精濃度的可能性高。因此，當酒精濃度推定值低于實際的酒精濃度時，混合氣的空燃比與理論空燃比相比為稀(大值)，當酒精濃度推定值高于實際的酒精濃度時，混合氣的空燃比與理論空燃比相比為濃(小值)。然后，在發動機啟動后，直至氧濃度傳感器達到活性化為止(即酒精濃度的學習可以執行為止)的怠速運行中(即，加速踏板被踩后到車輛起步為止的期間中)，例如，如果用于空調的開/關、或用于實現排氣通路中所具備的催化裝置的早期活性化的稱為AWS (accelerated warm-up system，加速暖機系統)的系統工作，則伴隨于此，燃料噴射時機及點火時機千變萬化，由此，燃燒方式也有各種各樣的變動。這樣的燃燒方式的變動牽連到發動機的轉動變動(rotat1nal fluctuat1n)或發動機失速(engine stall)。
[0012]本發明鑒于可使用含有酒精燃料的內燃機的上述的現狀，其目的在于提供一種即使在酒精濃度推定值偏離實際的酒精濃度時，也能夠抑制發動機啟動后的發動機失速的發生及轉動變動的發生的內燃機的控制裝置。
[0013]為了解決上述問題，本發明提供一種用于控制可使用含有酒精的燃料的內燃機的控制裝置，包括:啟動后噴射量增量單元，在發動機啟動后直至設于排氣通路的氧濃度傳感器達到活性化為止的怠速運行中，當發動機轉速的變動量在規定的閾值以上時，將燃料噴射量從發動機啟動后最初的燃料噴射量增量修正至假設燃料的酒精濃度為最高值或在規定的范圍內接近最高值的值時所設定的燃料噴射量；以及啟動后噴射量減量單元，在所述啟動后噴射量增量單元的燃料噴射量的增量修正后，當發動機轉速的變動量在所述閾值以上時，以小于所述增量修正時的修正幅度對所述被增量修正的燃料噴射量反復進行減量修正，直至所述變動量小于所述閾值為止。
[0014]此外，本發明還提供一種用于控制可使用含有酒精的燃料的內燃機的控制裝置，包括:啟動時噴射量增量單元，在發動機啟動時，當用規定的點火次數仍不啟動時，將燃料噴射量增量修正至假設燃料的酒精濃度為最高值或在規定的范圍內接近最高值的值時所設定的燃料噴射量；以及啟動后噴射量減量單元，在發動機啟動后直至設于排氣通路的氧濃度傳感器達到活性化為止的怠速運行中，當發動機轉速的變動量在規定的閾值以上時，以規定的修正幅度對所述被增量修正的燃料噴射量反復進行減量修正，直至所述變動量小于所述閾值為止。
[0015]上述及其它的本發明的目的、特征及優點通過以下的詳細說明和附圖將更為顯著。
【附圖說明】
[0016]圖1是作為本發明的實施方式所涉及的搭載于FFV的內燃機的發動機的總體結構圖。
[0017]圖2是所述發動機的控制系統圖。
[0018]圖3是所述發動機的PCM從發動機啟動時起到發動機啟動后的怠速運行中所執行的控制的流程圖。
[0019]圖4是從所述發動機啟動時起到啟動后的怠速運行中的燃料噴射時機及點火時機的說明圖。
[0020]圖5是圖3的控制的變形例的流程圖。
[0021 ] 圖6是圖3的控制的其它變形例的流程圖。
[0022]圖7是含有酒精燃料的酒精濃度和理論空燃比的相關圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，基于【附圖說明】本發明的實施方式。
[0024](I)總體結構
[0025]如圖1所示，作為本實施方式所涉及的內燃機的發動機I為具有多個氣缸2(圖1中只圖示了一個)的火花點火式的四沖程發動機，發動機主體的外形大致由旋轉自如地支承曲軸3的氣缸體4、配置在氣缸體4的上方的氣缸蓋5、配置在氣缸體4的下方的油盤6以及配置在氣缸蓋5的上方的氣缸蓋罩7而形成。
[0026]通過連桿8與曲軸3連結的活塞9滑動自如地收容于各氣缸2中，在活塞9的上方形成有燃燒室10。向燃燒室10直接噴射燃料的噴射器(injector)(相當于本發明的燃料噴射單元)11被設置于氣缸蓋5，在燃燒室10的天井壁部設有火花塞12、用于開閉吸氣口 13的吸氣閥14、以及用于開閉排氣口 15的排氣閥16。吸氣閥14和排氣閥16分別通過具有圖略的凸輪軸和VVT(Variable Valve Timing、可變氣門正時)機構的氣閥傳動機構17、18與曲軸3聯動地被開閉驅動。
[0027]吸氣通路20連接于吸氣口 13，排氣通路30連接于排氣口 15。吸氣通路20中具備用于調節吸入空氣量的節流閥21，排氣通路30中具備收容用于凈化廢氣的圖略的三效催化劑的催化裝置31。
[0028]此外，還設置有發動機I啟動時被驅動而進行轉動曲軸的啟動馬達(startermotor)23。
[0029]本實施方式所涉及的發動機I為能夠使用含有乙醇的燃料的發動機。即，本實施方式所涉及的車輛為FFV (靈活燃料汽車)。為此，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。由于加油時Ε95或Ε22的任意的量被注入燃料箱，所以，燃料箱40內的燃料的乙醇濃度應時取得各種各樣的值。然后，燃料箱40內的乙醇含有燃料通過燃料供應管41被供應到噴射器11，并從噴射器11直接噴射至燃燒室10。
[0030]在本實施方式所涉及的發動機I中，因為燃料被直接噴射至燃燒室40，所以供應給噴射器11的燃料的壓力被設定成比較高的高壓。為此，促進從噴射器11噴射的燃料的微粒化。
[0031]在本實施方式所涉及的發動機I中，幾何學壓縮比及有效壓縮比被設定成比較高的壓縮比。為此，例如在發動機I的啟動時等，燃料在壓縮沖程后半部分被直接噴射至燃燒室10的情況下，噴射的燃料的氣化在高溫的燃燒室10內被促進，在火花塞12的周圍生成濃混合氣(弱成層)，與燃料的微粒化同時可實現著火穩定性的提高。
[0032]但是，汽油是分子式不同的多種成分的混合物，而酒精是由一個分子式定義的單成分。因此，汽油因存在低沸點成分，即使在低溫下也能蒸發/氣化而著火燃燒，而酒精因在沸點(乙醇時為78.3°C)以下不蒸發/氣化，所以不會著火燃燒，從而發動機難以啟動。
[0033]為了應對該問題，以往，供發動機啟動專用而具備酒精濃度低的E22專用或汽油專用的副油箱、供應管、燃油軌及副噴射器，在發動機啟動時，利用該發動機啟動專用的副燃料系統啟動發動機。然而，如果加上主燃料系統(所述燃料箱40、燃料供應管41、噴射器11等)還具備副燃料系統，會導致硬件方面的復雜化、成本方面的提高、以及車輛重量的增大。此外，在副油箱的配置位置、安全面上也產生應解決的問題。
[0034]因此，本實施方式所涉及的發動機1，取代具備發動機啟動專用的副燃料系統，如前所述，實現從噴射器11噴射至燃燒室10的燃料的液滴的微粒化，并且提高壓縮比使活塞9上升時的燃燒室10溫度升高，通過在壓縮沖程后半部分向燃燒室10噴射燃料，即使是酒精濃度高的混合燃料，也能使在燃燒室10內的蒸發/氣化量增多，從而確保發動機I的啟動(無副油箱系統)。
[0035](2)控制系統
[0036]如圖2所示，本實施方式所涉及的發動機I具備PCM (Powertrain ControlModule、動力傳動控制模塊)50。PCM50是由眾所周知的CPU、ROM、RAM等構成的微處理器，相當于本發明的啟動后噴射量增量單元、啟動后噴射量減量單元、噴射時機設定單元、點火時機設定單元以及啟動時噴射量增量單元。
[0037]PCM50與設于吸氣通路20用于檢測吸入空氣量的氣流