JPH01224417A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルコール混合燃料を用いたエンジンに適用す
る燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、わが国では自動車の燃料であるガソリン中にア
ルコールその他の異質液体を混合してはならないことに
なっているが、諸外国のうちいくつかの国ではエンジン
中にアルコールを混合させたアルコール混合ガソリンが
、いわゆる「ガソホール」として使用されている。この
ように、純正ガソリンとアルコールを混合したガソホー
ルとでは、当然にオクタン価も変ってくるから、エンジ
ンについての燃料噴射量、点火時期等も異なってくるこ
とになり、アルコール混合燃料用のエンジンが搭載され
ている。

ここで、純正ガソリンを用いた場合の基本噴射量ＴＰに
ついてみると、吸入空気量をＱ、エンジン回転数をＮ、
定数をＫとすると、基本噴射量Ｔ、は、 Ｔ、　＝　Ｋ　Ｘ　Ｑ／Ｎ　　　　　　・−・−・・（
１１として演算される。そして、基本噴射量ＴＰを、水
温センサ、酸素センサ等の各種センサ、エンジンスイッ
チ、スロットバルブスイッチ等の各種スイッチからの信
号に基づいて補正し、最終的に噴射弁による燃料噴射量
Ｔ、を、 Ｔｉ＝ＴＰ×α×α’　Ｘ　Ｃ０ＥＦ　＋　Ｔｓ　−−
（２）ただし、α：空燃比フィードバンク補正係数α′
二基本空燃比学習補正係数 Ｃ０ＥＦ　　：各種補正係数 Ｔ、：バッテリ電圧補正係数 として演算する。この際、酸素センサからの酸素濃度信
号に基づき、空燃比フィードバンク補正係数αを補正す
ると共に、基本噴射量ＴＰとエンジン回転数Ｎとから基
本空燃比学習補正係数α′を学習補正することにより、
空燃比（空気と燃料の重量比’ｔ　Ａ／Ｆが１５：１と
なるように制御している。

このように、純正ガソリンの空燃比Ａ／Ｆは１５：ｌで
あるが、アルコール混合ガソリンの空燃比は第８図に示
すような特性となり、アルコール濃度が１００％では空
燃比は６：１となることが知られている。

従って、アルコール混合ガソリンを使用する場合には、
（２）式から燃料噴射量Ｔ１を、ＴＬ′＝ＣＫ×α×α
’　Ｘ　Ｃｏｔｖ　＋　Ｔｓ　−−ｆ３まただし、ＣＫ
　：アルコール濃度によって定まる定数 として演算する必要がある。

ここで、アルコール混合ガソリン中のアルコール濃度を
検出するアルコールセンサとしては、ガソリンとアルコ
ールが有する固有抵抗値からアルコール濃度を検出する
抵抗式アルコールセンサが検討されている。この抵抗式
アルコールセンサは、第９図に示すように、流路となる
配管ａの途中に一対の電極す、ｃを所定寸法離間して対
向配設し、該電極す、ｃ間に介在するアルコール混合ガ
ソリンｄのアルコール濃度が高くなると抵抗値が低下す
ることに基づきに第１Ｏ図参照）、該電極す。

Ｃと電圧検出抵抗ｅとを直流電源ｆに直列接続し、該電
圧検出抵抗ｅから導出された出力電圧Ｅの変化からアル
コール濃度を検出するようになっている。

即ち、アルコール濃度Ｃが高くなると電極す。

Ｃの抵抗値が低下するから、電圧検出抵抗ｅからの出力
電圧Ｅは、第１１図中の実線に示す如く、アルコール濃
度Ｃに正比例した検出電圧として導出することができる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、第９図に示す如き構成の抵抗式アルコールセン
サを用いてアルコール濃度Ｃを検出する場合、検出時の
ガソリンの種類、性状、水分含有量、燃料温度、さらに
経時変化により燃料タンクや燃料系部品等から析出した
金属イオン等の諸要因により、アルコール混合ガソリン
の電気伝導度が変化している。このため、アルコール濃
度Ｃに対する出力電圧Ｅの関係は第１１図に示す如くな
り、図中実線で示す経時変化のない初期時特性と、図中
点線で示す経時変化後の特性とでは、同一アルコール濃
度に対する出力電圧が大きく異なってしまう。このため
、同一アルコール濃度のアルコール混合ガソリンについ
て、経過時間と出力電圧との関係をみると、第１２図に
示すような特性となる。この結果、アルコール濃度は一
定であるにも拘わらず、初期時と経時変化後とでは出力
電圧Ｅが異なり、経時変化後では見掛上アルコール濃度
が低（なってしまい、適正な燃料噴射制御ができないと
いう問題点がある。

一方、燃料タンク内の燃料は燃料消費によって減少する
ものであるから、給油によって補給する必要がある。

しかし、アルコール混合ガソリンは給油所によってアル
コール濃度が異なる可能性があり、異温度のアルコール
混合ガソリンを給油した場合には、第１３図に示す如く
給油前と給油後とで出力電圧Ｅが異なることになる。

ところが、実際問題としてみたとき、第１２図に示すよ
うに経時変化によって出力電圧Ｅが変化したものか、第
１３図に示すように異温度燃料を給油したために出力電
圧Ｅが変イヒしたのか判別できないという未解決な問題
点がある。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、アル
コール混合燃料を給油する都度、給油時のアルコール濃
度を記憶し、当該給油時のアルコール濃度を初期時のア
ルコール濃度として給油量を演算することにより、経時
変化の影響を吸収し、かつ異温度燃料を給油した場合に
も正確な燃料噴射制御を可能とした燃料噴射制御装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は第１図の機能ブロ
ック図として示すように、アルコール混合燃料を貯える
燃料タンクと、該燃料タンク内の燃料を吐出する燃料ポ
ンプと、燃料配管を介して該燃料ポンプから供給された
燃料をエンジンに噴射する噴射弁とからなる燃料噴射制
御装置において、前記燃料タンク内の燃料残量を検出す
る残量検出手段と、前記燃料タンク、燃料ポンプおよび
燃料配管を含む燃料供給系統内の所望位置に設けられ、
燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出
手段と、前記エンジンの停止時または停止時直前に前記
残量検出手段から出力された残量を記憶する残量記憶手
段と、次回のエンジン作動時に前記残量検出手段から出
力された残量と該残量記憶手段に記憶された残量とから
、前記燃料タンクに給油が行なわれたか否か判定する給
油判定手段と、該給油判定手段により、給油が行なわれ
たと判定したときのみ、前記アルコール濃度検出手段で
検出されたアルコール濃度を初期時濃度として記憶する
初期時濃度記憶手段とを備え、該初期時濃度記憶手段に
記憶された初期時濃度に〔作　用〕 このように構成することより、前回のエンジン停止時ま
たは停止時直前の燃料タンク内残量を残量記憶手段に記
憶せしめておき、次回のエンジン作動時（例えば、エン
ジン始動時）に、給油判定手段は残量記憶手段内の前回
残量と残量検出手段で検出し、出力された今回の残量と
を比較し、給油が行なわれたか否か判定する。給油が行
なわれたと判定したときには、アルコール濃度検出手段
で検出したアルコール濃度を、給油直後の初期濃度値と
して初期濃度記憶手段に記憶せしめる。この結果、初期
濃度記憶手段には経時変化前のアルコール濃度が記憶さ
れているから、給油判定手段で給油が行なわれていない
と判定したときには初期濃度記憶手段のアルコール濃度
に基づいて噴射量の演算を行なえば、経時変化の影響を
受けることなく、かつ異温度燃料を給油した場合にも正
確な噴射量演算が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図ないし第７図を参照しつ
つ、詳細に説明する。

同図において、１は自動車のエンジンで、該エンジン１
には燃焼室にアルコール混合ガソリンを噴射する噴射弁
２が設けられると共に外気を吸気するインティクマニホ
ールド３が設けられ、吸気フィルタ４との間には吸入空
気量を計測するエアフローメータ５が設けられている。

また、エンジンｌには排気マニホールド６が設けられ、
該排気マニホールド６には酸素センサ（図示せず）が設
けられている。

７はアルコール混合ガソリン８を貯える燃料タンクで、
該燃料タンク７内には当該アルコール混合ガソリン８を
吐出する燃料ポンプ９が設けられ、該燃料ポンプ９には
後述の残量センサ１５が付設されている。

１０は燃料配管で、該燃料配管１０の一端は燃料ポンプ
９の吐出側と接続され、その他端は噴射弁２、圧力レギ
ュレータ１１の流入側と接続され、その途中には燃料フ
ィルタ１２、アルコール混合燃料３が設けられている。

一方、前記圧力レギュレータ１１の流出側はリターン配
管１４を介して燃料タンク７と接続されている。

ここで、前記アルコールセンサ１３は燃料配管１０内を
流れるアルコール混合ガソリン８中のアルコール濃度を
検出するためのもので、該アルコールセンサ１３として
は、例えば第９図に示す抵抗式アルコールセンサ等が用
いら−れる。また、圧力レギュレータエ１はインティク
マニホールド３内の圧力を制御圧として導びくことによ
り、燃圧と該インティクマニホールド３内圧力との差が
常に一定となるように制御するものである。

また、１５は燃料タンク７に貯えられたアルコール混合
ガソリン８の残量を検出する残量センサで、該残量セン
サ１５は例えば燃料ポンプ９に付設されている。ここで
、前記残量センサ１５は、第３図に示すようにフロート
式の液面センサが用いられ、燃料ポンプ９に取付けられ
た板状のセンサ本体１５Ａと、一端側が支持軸１５Ｂを
介して該センサ本体１５Ａに回動可能に設けられたアー
ム１５Ｃと、該アーム１５Ｃの他端に設けられ、油面に
浮遊するフロート１５Ｄと、センサ本体１５Ａに厚膜抵
抗材料を印刷・焼成してなる抵抗体１５Ｅと、該抵抗体
１５Ｅに摺接するようにアーム１５ｃに設けられた接触
子１５Ｆとから構成されている。そして、油面の変動に
応じてフロート１５Ｄが上、下動するとき、燃料タンク
７内の燃料容量■に対し、第４図に示す如き検出抵抗値
Ｒ８を発生するようになっている。なお、残量センサ１
５としては第３図に示すような構成のフロート式液面セ
ンサに限ることなく、種々の液面センサを用いることが
できる。

さらに、１６はマイクロコンピュータ等によって構成さ
れた演算装置で、該演算装置１６は第５図に示すように
入出力制御回路１７、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成さ
れる処理回路１８、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され
る記憶回路１９を含んで構成され、該記憶回路１９内は
第６図に示すような記憶エリア２０が形成されると共に
、第７図に示すプログラムが格納されている。そして、
入出力制御回路１７の入力側はエアフローメータ５、ア
ルコールセンサ１３、残量センサ１５、クランク角セン
サ２１、酸素センサ、水温センサ、車速センサ等の各種
センサ、スタートスイッチ２２、スロットルバルブスイ
ッチ、シフトスイッチ等の各種スイッチ、およびバッテ
リ　（いずれも図示せず）と接続され、出力側は噴射弁
２と接続さ、れている。

また、前記記憶エリア２０は残量センサ１５から出力さ
れた検出抵抗値Ｒ長を記憶するエリア２０Ａと、前回の
エンジン停止時またはその直前の検出抵抗値Ｒｉを前回
抵抗値Ｒ０として記憶するエリア２０Ｂと、アルコール
センサ１３による料 検出濃度Ｃを記憶するエリア２０Ｃと、燃飄タンク７に
アルコール混合ガソリン８を給油したときのアルコール
濃度Ｃを初期濃度Ｃ０として記憶するエリア２０Ｄと、
経時変化前における既知のアルコール濃度Ｃと、当該ア
ルコール濃度Ｃに対応した出力電圧Ｅとの関係を初期Ｃ
−Ｅテーブルとして記憶したエリア２０Ｂとから構成さ
れている。

なお、前記初期Ｃ−Ｅテーブルは第１１図中に実線で示
した初期時の特性と同一である。

さらに、演算装置１６はエアフローメータ５からの吸入
空気量Ｑとクランク角センサ２１からのエンジン回転数
Ｎとによって、（１）式の基本噴射量ＴＰを演算する基
本噴射量演算機能と、スタートスイッチ２２をＯＦＦと
したとき記憶エリア２０Ｂに前回抵抗値Ｒ０を記憶する
機能と、スタートスイッチ２２のＯＮ時に検出抵抗値Ｒ
，と前回抵抗値Ｒ０とから給油が行なわれたか否か判定
する給油判定機能と、記憶エリア２０Ｄ内の初期濃度Ｃ
０と前記基本〜噴射量ＴＰとに基づき、（３）、式から
燃料噴射量Ｔ！′を演算する噴射量演算機能とを有して
いる。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動につ
いて第７図を参照しつつ述べる。

まず、処理がスタートすると、ステップＳ１はスタート
スイッチ２２がＯＮとなりエンジン１が始動したか否か
監視する。いま、ステップＳ１でエンジン１が始動した
と判定、したときには、ステップＳ２に移って記憶エリ
ア２０内の記憶エリア２０Ｂをアクセスし、前回抵抗値
Ｒ０を読出し、ステップＳ３に移って残量センサ１５か
６検出抵抗値Ｒ１を読込む。

次に、ステップＳ４は前回抵抗値Ｒ０と検出抵抗値Ｒ＋
とから、Ｒｉ＜Ｒｔ＞か否かを比較し、燃料タンク７に
アルコール混合ガソリン８を給油したか否か判定する。

いま、ステッープＳ４でｒＹＥｓＪと判定したときには
、残量センサ１５による検出抵抗値Ｒ８は前回抵抗値Ｒ
０よりも少ないものであるから、給油が行なわれたこと
を示している。

この場合には、ステップＳ５に移ってアルコールセンサ
１３から出力電圧Ｅを読込み、ステップＳ６では記憶エ
リア２０Ｅの初期Ｃ−Ｅテーブルをアクセスし、読込ん
だ出力電圧Ｅをアドレスとして、当該出力電圧Ｅと対応
する位置のアルコール濃度Ｃを新たに給油された燃料の
アルコール濃度Ｃとして演算する。なお、Ｃ−Ｅテーブ
ルは第１１図中の実線で示す如く、Ｃ＝　ｆ　（Ｅ）の
関係をもったテーブルとして格納されているから、アル
コール濃度Ｃを簡便に求めることができる。

次に、ステップＳ６で新たなアルコール濃度Ｃを演算し
たら、ステップＳ８に移って演算装置１６内に実現され
ている噴射量演算手段（図示せず）にアルコール濃度Ｃ
に対応する信号を出力す濃度Ｃとその他の信号により、
（３）式から燃料噴射量Ｔ　、　／を演算し、当該噴射
量Ｔｉ’に対応した噴射パルスを噴射弁２に出力するも
ので、別個のサブルーチンによって実行される。

さて、ステップＳ８による処理が行なわれたらステップ
Ｓ９に移り、アルコールセンサ１３から検出したアルコ
ール濃度Ｃを、記憶エリア２０Ｄに初期濃度Ｃ０として
記憶せしめた後、ステップＳ１０でスタートスイッチ２
２がＯＦＦか否か判定し、「ＮＯ」ならばステップＳ２
にリターンし、２回目以後のプログラムサイクルに入り
、前述と同様の処理を行なう。従って、ステップＳ９で
検出したアルコール濃度Ｃを初期濃度Ｃ０として記憶エ
リア２００に格納するということは、燃料タンク７に給
油を行なった後、最初にエンジンｌを作動したときのア
ルコール濃度Ｃを記憶したことになり、種々の要因によ
る経時変化の影響のない値とみなすことができる。

一方、前述したステップ＄４で「ＮＯ」と判定し、たと
きには、Ｒｉ　≧Ｒ０の関係にあるもので、前回のエン
ジン停止後には給油を行なっていないことを示している
。従って、この場合には燃料タンク７のアルコール混合
ガソリン８は前回のまま貯えられているものであるから
、この場合にはステップＳ７に移って記憶エリア２０Ｄ
から初期濃度Ｃ０を現在のアルコール濃度Ｃとして続出
し、ステップＳ８に移って燃料噴射手段に出力した後、
ステップＳ９．ＳＩＯと移り、前述と同様の処理を行な
う。

然るに、ステップ＄４でｒＮＯＪと判定したとき、ステ
ップＳ７に移って初期時濃度Ｃ０を現在のアルコール濃
度Ｃとみなして噴射量演算手段に出力するということは
、前回のエンジン停止後から現在に至る間、燃料タンク
７内でアルコール混合ガソリン８が経時変化していても
、この経時変化の影響を受けることなく、初期時のアル
コール濃度Ｃ０をもって噴射量の演算ができることであ
り、結果として経時変化を吸収したことになり、正確な
噴射量演算を可能としている。

さらに、給油を行なった場合、または給油を行なってい
ない場合を問わず、前述した処理を繰返すことによって
自動車が走行するものであるが、ステップＳ１０はエン
ジン１を停止すべく、スタートスイッチ２２がｒｏＦＦ
Ｊとなったか否かを判定するものである。いま、ステッ
プＳＩＯでｒＹＥｓＪと判定した時にはステップＳｌｌ
に移り、エンジン停止時における検出抵抗値Ｒ，を記憶
エリア２０Ｂに前回抵抗値Ｒ０として格納した後、処理
を終了する。

このように、本実施例ではステップＳ４において給油が
行なわれたか否か判定し、新たに給油が行なわれた場合
にはアルコールセンサ１３で検出したアルコール濃度Ｃ
に基づいて燃料噴射量の演算を行なうものであるから、
異温度燃料を給油した場合にも正確な噴射量演算ができ
る。一方、給油が行なわれていないと判定した時には、
初期時濃度Ｃ０に基づいて噴射量の演算を行なうもので
あるから、経時変化による影響を受けることなく、噴射
量演算が可能となる。

なお、実施例ではステップ３１−１、記憶エリア２０Ｂ
が残量記憶手段の具体例であり、ステップＳ４が給油判
定手段の具体例であり、ステップＳ９、記憶エリア２０
Ｄが初期時濃度記憶手段の具体例であるが、本発明はこ
れら具体例に限るものでない。

また、実施例では新たに給油した場合には、スタートス
イッチ２２がＯＦＦとなるまでアルコールセンサ１３か
らの検出濃度に基づいて、噴射量がＯＮの間でも当該初
期時濃度Ｃ０に基づいて噴射量を演算してもよい。

また、実施例ではアルコールセンサ１３を燃料配管１０
の途中に設けるものとして述べたが、燃料タンク７、燃
料ポンプ９、燃料フィルタ１２等に設けてもよい。

さらに、アルコールセンサ１３としては抵抗式−ルセン
サ、透過光量の変化を利用した光学式アルコールセンサ
等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明に係る燃料噴射制御装置は以上詳細に述ヘタ如く
であって、燃料タンクにアルコールセンサ料が給油され
たか否か判定し、給油が行なわれたときには検出したア
ルコール濃度を初期濃度として記憶し、給油が行なわれ
ていないときには初期時濃度に基づいて燃料噴射量を演
算する構成としたから、実濃度燃料を給油した時はもと
より、給油が行なわれていない時にも経時変化の影響を
吸収し、常に高精度な燃料噴射量演算を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図な
いし第７図は本発明の実施例を示し、第２図は本実施例
による燃料噴射制御装置の全体構成図、第３図は第２図
中に示す残量センサの具体的構成図、第４図は残量セン
サによる燃料タンク容量と検出抵抗値との関係を示す線
図、第５図は回路構成を示すブロック図、第６図は第５
図中の記憶エリアの具体的構成を示す説明図、第７図は
アルコール濃度測定処理動作を示す流れ図、第８図ない
し第１３図は従来技術に係り、第８図はアルコール濃度
と空燃比との関係を示す線図、第９図は抵抗式アルコー
ルセンサの具体的構成を示す構成図、第１Ｏ図はアルコ
ール濃度と検出抵抗との関係を示す線図、第１１図は初
期時と経時後とにおけるアルコール濃度と出力電圧との
関係を示す線図、第１２図は同一アルコール濃度の燃料
について、経過時間と出力電圧との関係を示す線図、第
１３図は実濃度燃料を給油した場合の給油前後の出力電
圧を示す線図である。 １・・・エンジン、２・・・噴射弁、７・・・燃料タン
ク、８・・・アルコール混合ガソリン、９・・・燃料ポ
ンプ、１０・・・燃料配管、１３・・・アルコールセン
サ、１５回路、１８・・・処理回路、１９・・・記憶回
路、２ｏ・・・記憶エリア。 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　広　　瀬　　和　　音間　　　　　中
　　　村　　　直　　　樹第２図 第３図 第４図 燃料タンク容量■（Ｉｌ） 第５図 第６図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 アルコ−ルミ履度Ｃ（Ｖ’／１１） 第１２図 第１３図 日４ト　Ｐａ（ｔ） ■、！バ件の表示 １■和６３年特許願第４９３８１号 ２、発明の名称 燃料噴射制御装置 ３、補正をする者 ・１￥件との関係　　特許出願人 ４、代理人 〒１６０ 住所　　東京都新宿区西新宿１丁目２３番１号６、補正
の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 明細書第４頁第１１行 「Ｔ１　′＝Ｃに×α×α′ＸＣｏｃｒ　＋Ｔｓ・・・
・・・（３）」 とあるのを、 ｒＴｌ　’　：ＣＫ　ＸＴＰ　ＸαＸα’　ＸＣ０ＥＦ
　＋Ｔ３・・・・・・（３）」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルコール混合燃料を貯える燃料タンクと、該燃料タン
   ク内の燃料を吐出する燃料ポンプと、燃料配管を介して
   該燃料ポンプから供給された燃料をエンジンに噴射する
   噴射弁とからなる燃料噴射制御装置において、前記燃料
   タンク内の燃料残量を検出する残量検出手段と、前記燃
   料タンク、燃料ポンプおよび燃料配管を含む燃料供給系
   統内の所望位置に設けられ、燃料中のアルコール濃度を
   検出するアルコール濃度検出手段と、前記エンジンの停
   止時または停止時直前に前記残量検出手段から出力され
   た残量を記憶する残量記憶手段と、次回のエンジン作動
   時に前記残量検出手段から出力された残量と該残量記憶
   手段に記憶された残量とから、前記燃料タンクに給油が
   行なわれたか否か判定する給油判定手段と、該給油判定
   手段により、給油が行なわれたと判定したときのみ、前
   記アルコール濃度検出手段で検出されたアルコール濃度
   を初期時濃度として記憶する初期時濃度記憶手段とを備
   え、該初期時濃度記憶手段に記憶された初期時濃度に基
   づいて燃料噴射量を演算する構成としたことを特徴とす
   る燃料噴射制御装置。