JPH03210048A - 多種燃料内燃エンジンの燃料混合比率検出方法 - 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、多種燃料内燃エンジンの燃料混合比率検出方
法に関し、特に、ガソリン燃料とアルコール燃料等、燃
料性状がそれぞれ既知の２種の燃料を、これらの何れか
一方の燃料単独、または任意の混合比率で混合した燃料
により作動可能な内燃エンジンに供給される燃料の混合
比率を検出する方法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）近年、
石化燃料の枯渇と云った燃料事情や、排気ガス特性の向
上の要請等により、アルコール燃料、例えばメタノール
の使用が本格的に検討され始めている。内燃エンジンの
燃料としてアルコールを用いると、排気ガス中の窒素酸
化物が低減する等のメリットがある一方で、寒冷時に始
動特性がガソリンより劣るという問題がある。

そこで、寒冷時期の始動時にはガソリン燃料を使用した
り、ガソリン燃料とアルコール燃料とを適宜な混合比率
（ブレンド率）で混合した燃料が使用されることが想定
される。即ち、この種の内燃エンジンは、運転時期や運
転者の要請によって、アルコール燃料が単独で使用され
る場合もあるし、ガソリン燃料単独使用の場合もあり、
これらの燃料を適宜な混合比率で使用する場合も想定さ
れるのである。

ガソリン燃料とアルコール燃料では、その性状の相違か
ら理論空燃比やオクタン価が異なり、ガソリン燃料及び
アルコール燃料をいずれか単独で、あるいは適宜の混合
比率で混合した燃料をエンジンに供給する場合、供給さ
れる燃料の混合比率を正確に検出して、燃料供給量や点
火時期を供給燃料の性状に応じて最適値に調整する必要
がある。

内燃エンジンに供給される、２種の燃料の混合物である
燃料の混合比率を検出する方法として、燃料通路に燃料
センサを取り付け、この燃料センサにより混合比率を直
接推定する方法や０２センサを利用する方法が知られて
いる。

前者の方法では、燃料センサにより燃料の特定の物性値
、例えば、燃料の誘電率、光学屈折率、音速等を検出し
、この燃料センサが検出する特定の物性値から燃料の混
合比率を推定している。この燃料センサによる方法は、
燃料給油時等において混合率が急変する場合にも、瞬時
に検出することができて好都合であるが、検出精度が劣
り、部品点数が増える分だけコスト高になるという問題
がある。

後者の方法は、０２センサにより排気ガス中の酸素濃度
を検出し、エンジンに供給する燃料量を、検出した酸素
濃度に応じて補正し、空燃比を所定値（例えば、理論空
燃比）近傍にフィードバック制御すると共に、このフィ
ードバック制御中の、酸素濃度に応じた燃料補正量の時
間平均を求め、この平均値から混合比率を推定するもの
である。

フィードバック制御中の酸素濃度に応じた燃料補正量の
平均値は、燃料性状の変化に起因するものが含まれてお
り、この平均値の大小により燃料の混合比率を求めるこ
とができる。

この方法は混合比率を精度よく検出することができるが
、フィードバック制御中の、酸素濃度に応じた燃料補正
量の時間平均を求める必要があるため、燃料補給時等の
燃料性状の急変に追随できず、検出遅れが大きいという
欠点がある。検出遅れが大きいと、この間に排気ガス特
性等が悪化するといった種々の問題が生じる。

本発明は、０２センサを利用して、燃料性状がそれぞれ
既知である２種の燃料の混合物である燃料の混合比率を
正確に検出する場合の、上述のような検出遅れの短縮化
を図った多種燃料内燃エンジンの燃料混合比率検出方法
を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、燃料性状
がそれぞれ既知である２種の燃料の何れによっても作動
可能な内燃エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出し、
検出した酸素濃度に応じて前記内燃エンジンに供給する
燃料量を補正して空燃比を所定値近傍にフィードバック
制御すると共に・このフィードバック制御中の、酸素濃
度に応じた燃料補正量の平均値を求め、求めた平均値の
大きさから前記内燃エンジンに供給される燃料の、前記
２種の燃料の混合比率を検出する方法において、燃料を
貯溜する燃料タンクに燃料が補給されたとき、これを検
出して燃料の混合比率検査期間を定め、この検査期間に
適用される前記フィードバック制御の制御ゲインを、当
該検査期間以外の期間に適用される制御ゲインより大に
設定することを特徴とする多種燃料内燃エンジンの燃料
混合比率検出方法が提供される。

（作用） 燃料が補給されたことを検出して燃料の混合比率の検査
期間が定められる。そして、この検査期間のフィードバ
ック制御ゲインを大に設定することにより、フィードバ
ック制御中の、酸素濃度に応じた燃料補正量の平均値の
算出を早めることができる。

このように求めた燃料の混合比率は、内燃エンジンに供
給される燃料供給量や点火時期の設定に好適に使用する
ことが出来る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

燃量。湘′装の成 第１図は本発明方法が適用される内燃エンジンの燃料供
給制御装置の概略構成を示し、この制御装置は例えば４
気筒ガソリンエンジン（以下単に「エンジン」という）
１２に適用したものである。

このエンジン１２はガソリン燃料単独でも、アルコール
燃料単独でも作動可能であり、更に、これらの２種の燃
料を任意の割合（混合比率）で混合した燃料でも作動可
能である。

エンジン１２の各気筒につながる吸気マニホルド１４の
それぞれに、各吸気ポートに隣接して電磁式燃料噴射弁
１６が配設されている。吸気マニホルド１４にはサージ
タンク１８を介して吸気管２０の一端が接続されており
、吸気管２０の他端（大気開放端）にはエアクリーナ２
２が取り付けられている。そして、吸気管２０の途中に
はスロットル弁２４が配設されている。各燃料噴射弁１
６へは図示しない燃料ポンプから燃料管（燃料通路）２
５を介し、燃圧レギュレータ２Ｇによって燃料圧が一定
に調整された燃料が供給されるようになっている。

一方、エンジン１２の各気筒の排気側には排気マニホル
ド３０がそれぞれ接続されており、排気マニホルド３０
の大気側端は排気管３４に接続されている。排気管３４
の途中には三元触媒型の触媒コンバータ３６が配設され
ている。そして、排気マニホルド３０に、排気中の酸素
量を検出する０２センサ４４が取り付けられている。０
２センサ４４は電子制御装置（ＥＣＵ）４０の入力側に
電気的に接続されており、電子制御装置４０に酸素濃度
検出信号を供給している。

電子制御装置４０は、図示しない中央演算装置、燃料供
給量を演算するための制御プログラムや種々のプログラ
ム変数等を記憶する記憶装置、入出力装置等により構成
され、上述の記憶装置には、ＲＯＭやＲＡＭの他に、後
述する燃料混合率補正係数値ＫＢや、燃料補給が行われ
たことを記憶し、プログラム制御変数である、燃料補給
フラグ値等を、エンジン１２の停止後も記憶する不揮発
性のバッテリバックアップＲＡＭが含まれる。

前述した各燃料噴射弁１６は電子制御装置４０の出力側
に電気的に接続され、この電子制御装置４０からの駆動
信号により開弁され、詳細は後述するように所要量の燃
料を各気筒に噴射供給する。

電子制御装置４０の入力側にはエンジン１２の運転状態
を検出する種々のセンサ、例えば前述した０２センサ４
４の他に、吸気管２０の大気開放端近傍に取り付けられ
、カルマン渦を検出することにより吸入空気量に比例し
た周波数パルスｆを出力するエアフローセンサ４２、エ
アクリーナ２２内に設けられ、吸入空気温度Ｔａを検出
する吸気温センサ４６、スロットル弁２４の弁開度を検
出するスロットル開度センサ４８、カムシャフトに接続
されるディストリビュータ３８に設けられ、上死点ある
いはその少し前の所定クランク角度位置を検出する毎に
パルス信号（ＴＤＣ信号）を出力するクランク角センサ
５０、これもディストリビュータ３８に設けられ、特定
の気筒（例えば、第１気筒）が所定のクランク角度位置
（例えば、圧縮上死点あるいはその少し前の角度位置）
にあることを検出する気筒判別センサ５２、エンジン１
２の冷却水温を検出する水温センサ５４、スロットル弁
２４の全閉位置を検出するアイドルスイッチ５６、大気
圧を検出する大気圧センサ５８、更に、図示しない燃料
タンクに燃料が補給されたことを検出する燃料補給スイ
ッチ６０（第２図）、図示しないがエアコンの作動状態
を検出するエアコンスイッチ、バッテリ電圧を検出する
バッテリセンサ等の各種センサが接続されており、これ
らのセンサは検出信号を電子制御装置４０に供給する。

燃料補給スイッチ６０について、第２図を参照してより
詳細に説明する。第２図は、図示しない燃料タンクに連
通ずるフューエルフィラーネック２７の拡大断面図であ
り、フューエルフィラーネック２７の開口部には閉じ蓋
２７ａが開閉自在に軸支されている。この閉じ蓋２７ａ
は、給油ガンｌＯによって押し開けられるもので、常時
は、図示しないバネにより閉じられている（図中に実線
で示す状態）。燃料補給スイッチ６０は、フューエルフ
ィラーネック２７の上部開口近傍の外壁に取り付けられ
ている。そして、その接触子６０ａがフ二一エルフィラ
ーネック２７の内部に挿入されており、補給ガンｌＯが
閉じ蓋２７ａを押し開けたとき（図中仮想線で示す状態
）、この閉じ蓋２７ａによって接触子６０ａが押し下げ
られ、燃料補給スイッチ６０がオンするようになってい
る。

電子制御装置４０の出力側には、点火時期を電子的に制
御する点火時期制御装置７０が接続されている。

電子制御装置４０は、上述した種々のセンサの検出信号
に基づきエンジン運転状態に応じた燃料噴射量、即ち、
燃料噴射弁１６の開弁時間ＴＩＮＪを演算し、演算した
開弁時間ＴＩＮＪに応じた駆動信号を各燃料噴射弁１６
に供給してこれを開弁じ、所要の燃料量を各気筒に噴射
供給させる。電子制御装置４０は次式（１）により上述
の開弁時間Ｔ　ＩＮＪを演算する。

ＴＩＮＪ＝ＴＢＸＫＡＦＸＫＢＸＫ＋ＴＤ　　　−−−
・−＜１）ここに、ＴＯは、吸入空気量Ａ／Ｈに応じて
設定される基本開弁時間、ＫＡＦは、空燃比補正係数で
あり、その値は、フィードバック制御時には０２センサ
出力に応じて設定され、オーブンループ制御時には吸入
空気量Ａ／Ｎ及びエンジン回転数Ｎｅに応じて設定され
、その設定方法については後述する。ＫＢは、本発明に
係る燃料混合率補正係数であり、その詳細は後述する。

Ｋは、その他の補正係数であり、その補正値は、例えば
、冷却水温ＴＷに応じて設定される冷却水温補正係数値
ＫＴＷ、吸気温度Ｔａに応じて設定される吸気温補正係
数値Ｋ　Ｔａ、大気圧Ｐａに応じて設定される大気圧補
正係数値ＫＰａ、スロットル弁２４の開弁速度に応じて
設定される加速補正係数値ＫＡＣ等に応じて設定される
。ＴＯはバッテリ電圧に応じて設定される無効時間補正
値である。これらの補正係数値及び補正値の演算手順の
詳細は後述する。

尚、電子制御装置４０は、点火時期制御装置７０にクラ
ンク角信号、冷却水温ＴＷ、吸気温度Ｔａ、大気圧Ｐａ
、燃料混合率等の、最適点火時期を演算するに必要なエ
ンジン運転情報を供給するようになっている。又、電子
制御装置４０はクランク角センサ５０がクランク角で１
８０°毎にＴＤＣ信号を出力することから、このＴＤＣ
信号のパルス発生間隔からエンジン回転数Ｎｅを検出す
ることができる。更に、電子制御装置４０は気筒の点火
順序、即ち、各気筒への燃料供給順序を記憶しており、
上述した気筒判別センサ５２が前述の特定の気筒の所定
クランク角度位置を検出することにより、次にどの気筒
に燃料を噴射供給すればよいか判別することが出来る。

嵐料逃絵側！土厘 次に、電子制御装置４０による燃料供給制御手順を説明
する。

メインルーチン 第３八図ないし第３Ｄ図はメインルーチンを示し、この
ルーチンは図示しないイグニッションキースイッチがオ
ンと同時に実行が開始され、後述する割込ルーチンの実
行が行われない空き時間に常時繰り返し実行される。

電子制御装置４０は、先ず、第３Ａ図のステップ５２０
０において、各種プログラム変数値、補正係数値等の初
期化を行う。このステップはイグニッションキースイッ
チがオンにされた直後に一回だけ実行され、以後のルー
プではエントリポイントＭｌから後述するステップ５２
０２以降のステップが繰り返し実行されることになる。

尚、このステ、ツブ３２００において、後述する燃料混
合率学習補正係数ＫＬＳは所定値１．０に、燃料混合率
補正係数ＫＢ、及び空燃比学習補正係数値ＫＬは、前述
した不揮発性ＲＡＭに記憶されている値にそれぞれ設定
される。

次に、ステップ５２０２において、各種運転状態値を読
み込む。このステップで読み込まれる運転状態には、水
温センサ５４からの冷却水温信号ＴＶ、０２センサ４４
からの電圧値ＶＯ２、吸気温センサ４６からの吸気温度
信号Ｔａ、大気圧センサ５８からの大気圧信号Ｐａ、ス
ロットル開度センサ４８からのスロットル開度信号θｔ
ｈ等が含まれる。これらのセンサからの信号は、図示し
ない入力装置により増幅、フィルタリング、Ａ／Ｄ変換
等が実行され、デジタル信号として電子制御装置４０に
読み込まれる。

電子制御装置４０は読み込んだ各種運転状態信号値から
燃料噴射量、即ち、燃料噴射弁１６の開弁時間ＴＩＮＪ
を演算するに必要な各種補正係数を演算する（ステップ
５２１０）。ここで演算される補正係数値としては、冷
却水温ＴＷに応じて設定される水温補正係数値ＫＴＷ、
大気圧Ｐａに応じて設定される大気圧補正係数値ＫＰａ
、吸気温度Ｔａに応じて設定される吸気温度補正係数値
ＫＴａ、バッテリ電圧に応じて設定される無効時間補正
変数値ＴＤ等が含まれる。これらの補正係数値及び補正
変数値の設定の方法は従来公知の種々の方法が適用する
ことが出来る。

次に、電子制御装置４０は、ステップ５２１２に進み、
エンジン１２が、０２フイードバツク制御を行ってもよ
い運転状態にあるか否かを判別する。０２フイードバツ
ク制御を開始するには、例えば、０２センサ４４が充分
に活性化していること、エンジン１２が暖機状態にある
こと、エンジン１２が所定運転領域で運転されているこ
と、エンジン１２の始動役所定時間が経過していること
等の条件が同時に成立していることが必要である。

電子制御装置４０はこれらの条件の成立を判別して、そ
の答えが否定（Ｎｏ）の場合にはステップ８２１４〜＄
２１８を実行してオーブンループ制御における空燃比補
正係数値ＫＡＦの演算を行なう。

より詳細には、先ず、ステップ５２１４においてフィー
ドバック制御時に使用する積分ゲイン積値■を値０にリ
セットしておく。次に、吸入空気流量Ａ／Ｎとエンジン
回転数Ｎｅとに応じて空燃比補正係数値Ｋ　ＡＦ２を演
算する（ステップ５２１６）。

吸入空気流量Ａ／Ｎは、後述のクランクパルス割込ルー
チンにおいてエアフローセンサ４２が検出するカルマン
渦パルス数ｆに基づいて演算される。

電子制御装置４０は、その記憶装置に空燃比補正係数テ
ーブルを記憶しており、このテーブルから吸入空気流量
Ａ／Ｎとエンジン回転数Ｎｅとに応じた空燃比補正係数
Ｋ　ＡＦ２を読み出す。そして、この空燃比補正係数Ｋ
　ＡＦ２と、後述のようにして設定される学習補正係数
ＫＬ　、−ＫＬＳとにより、次式（ＡＩ）から空燃比補
正係数ＫＡＦを演算する（ステップ３２１８）。

ＫＡＦ＝　ＫＬｘ　ＫＡＦ２ｘ　ＫＬＳ　　　　　・・
・・・・（ＡＩ）尚、学習補正係数ＫＬ　、ＫＬＳは、
前述した不揮発性ＲＡＭに記憶されている記憶値が使用
される。

このようにオープンループ時の空燃比補正係数ＫＡＦの
演算が終了すると、ステップ５２０２に戻って、再びメ
インルーチンの各ステップが繰り返される。

一方、前述のステップ５２１２における判別結果が肯定
（Ｙｅｓ）　、即ち、エンジン１２が０２フイードバツ
ク制御を行ってもよい運転状態にあるとき、ステップ５
２２０に進み、後述する検査フラグＦＬＧＥがセットさ
れているか（ＦＬＧＥ＝１であるカつ否かを判別する。

この検査フラグＦＬＧＥは燃料混合比率の検査を指令す
るためのプログラム制御変数であり、後述するようにエ
ンジン１２が０２フイードバツク制御可能状態にあり、
且つ、後述する燃料補給フラグＦＬＧＧが値１にセット
されているとき、値１にセットされる。

ステップ５２２０の判別結果が否定のとき、ステップ５
２２２において燃料補給フラグＦＬＧＧが値ｌにセット
されているか否かを判別する。この燃料補給フラグＦＬ
ＧＧは、燃料補給スイッチ６０がオンになったとき、即
ち、フューエルフィラーネック２７に給油ガン１０が挿
入され（第２図参照）、燃料タンクに燃料が補給される
とき、第４図に示す割込ルーチンが実行されて値ｌに設
定される。尚、この燃料補給スイッチ割込ルーチンは、
エンジン１２の停止時、即ち、イグニッションキーのオ
フ時にも実行され、燃料補給フラグ値ＦＬＧＧは前述し
た不揮発性ＲＡＭに記憶される。

燃料補給フラグＦＬＧＧが値ｌにセットされていない場
合（ステップ５２２２の判別結果が否定の場合）には、
通常の０２フイードバツク制御が実行され、このような
場合、電子制御装置４０はステップ５２２４において、
通常の０２フイードバツク制御に使用する比例ゲイン積
値Ｐ及び積分ゲイン項増減値ΔＩをそれぞれ第１の所定
値ＰＯ及び所定値ΔＩＯに設定して第３Ｄ図のステップ
５２４０に進む。

一方、ステップ５２２２の判別結果が肯定の場合にはス
テップ５２２６において検査フラグＦＬＧＥを値Ｉにセ
ットし、燃料補給フラグＦＬＧＧを値０にリセットする
と共に、後述するプログラムタイマ値ＴＳＥＩ及びＴＳ
Ｅ２をそれぞれ所定値ＴＡ及びＴＢに設定した後、ステ
ップ５２３２に進む。

ここで、本発明方法による燃料補給時の燃料混合比率の
検査手順を第５図を参照して説明する。

燃料タンクに残留し、ガソリン成分が大である燃料に、
アルコール成分が大である混合燃料を補給する場合を例
に説明すると、このような混合燃料の補給中に燃料補給
スイッチ６０がオンとなり（第５図（ｃ）のｔ１〜１２
時点間）、前述した燃料補給フラグＦＬＧＧがセットさ
れる（第４図）。そして、エンジン１２が始動され前述
した所定の条件が成立すると、０２フイードバツク制御
が可能になる（第５図（ｂ）の１３時点）。この１３時
点で検査フラグＦＬＧＥが値ｌにセットされることにな
る。又、燃料管２５を介して燃料噴射弁１６に供給され
る燃料のガソリンとアルコールの混合比率の変化は次第
に大となり、燃料の混合比率検査期間（燃料検査モード
）の内のモードｌの期間（ｔ３とｔ４時点間）はその変
化率が大きい。そして、モード２の期間（ｔ４とｔ５時
点間）は混合比率の変化が緩やかに変化する期間である
。燃料の混合比率が充分に静定し、エンジン１２に供給
される燃料の性状が把握された時点ｔ５から通常の０２
フイードバツク制御が開始されることになる。

上述したプログラムタイマＴＳＥＩは、第５図に示す燃
料検査モードの内、燃料混合比率が大きく変化するモー
ド１の期間の経過を計時するためのダウンカウンタであ
り、前述の所定値ＴＡはこのような期間に対応する値に
設定されている（第５図（ａ）参照）。一方、プログラ
ムタイマＴＳＥ２は、モード２の期間の経過を計時する
ためのダウンカウンタであり、前述の所定値ＴＢは、前
述のモード１の期間とモード２の期間とを加えた値に設
定されている。異種燃料の補給時の燃料混合比率の変化
は、燃料ポンプ能力、燃料タンク構造、配管容積等によ
って決定され、燃料混合比率の変化開始時期や変化期間
の予測が可能であが、所定値ＴＡ及びＴＢを実験的に設
定してもよい。又、所定値ＴＢは所定値ＴＡより大きい
値に設定されることは勿論のことである。

エンジン１２が上述した燃料検査モード期間に入ると、
０２フイードバツク制御に使用する制御ゲインＰ、ΔＩ
をそれぞれ第２の所定値ＰＩ、Δ１１に、及び燃料混合
率学習補正係数ＫＬＳの微小増減値ΔＫＳを第１の所定
値ΔＫＳＩに設定する（ステップ５２３２）。これらの
所定値Ｐｌ、Δ１１゜ΔＫＳＩは、燃料検査モードの内
のモードＩ（第５図参照）に適用され、モード１の期間
には燃料混合比率の変化量が大であるので、この内のＰ
ｌ値およびΔ１１値は、前述した第１の所定値ＰＯ９Δ
ＩＯより大に設定しである。

一方、前述のステップ５２２０における判別結果が肯定
の場合、即ち、検査フラグＦＬＧＥが値ｌにセットされ
ている場合には、第３Ｃ図のステップ５２３０に進み、
タイマ値ＴＳＥＩが０にカウントダウンされた（ＴＳＥ
ｌ＝０）か否か、即ち、前述したモードｌの期間が経過
したか否かをを判別する。未だ経過していなければ前述
のステップ５２３２に進み、制御ゲインＰ、ΔＩがそれ
ぞれ第２の所定値ＰＩ、Δ１１に、微小増減値ΔＫＳが
第１の所定値ΔＫＳＩに設定される。

モード１の期間が経過して、ステップ５２３０の判別結
果が肯定になると、ステップ５２３４に進み、今度はタ
イマ値ＴＳＥ２が０にカウントダウンされた（ＴＳＥ２
＝Ｏ）か否か、即ち、前述したモード２の期間が経過し
たか否かをを判別する。いまだ経過していなければステ
ップ３２３６に進み、０２フイードバツク制御に使用す
る制御ゲインＰ、Δ■を夫々第３の所定値Ｐ２．Δ■２
に、燃料混合率学習補正係数の微小増減値ΔＫＳを第２
の所定値ΔＫＳ２に設定する。これらの所定値Ｐ２゜Δ
Ｉ２．ΔＫＳ２は、燃料検査モードの内のモード２の期
間（第５図参照）に適用され、モード２の期間には燃料
混合比率の変化量が小になるが、未だ充分に静定してお
らず、したがって、これらの所定値の内のＰ２値及びΔ
Ｉ２値は前述した第１の所定値ＰＯ，Δ■０とほぼ等し
い値に設定されるが、これらの値より僅かに大きい値に
設定しである。一方、燃料混合率学習補正係数の第２の
所定値ΔＫＳ２は、第１の所定値ΔＫＳＩより小に設定
しである。

モード２の期間も経過し、ステップ５２３４の判別結果
が肯定になると、制御ゲインＰ、Δ■。

はそれぞれ第１の所定値ＰＯ９ΔＩＯに戻される（ステ
ップ５２３８）。モード２の期間が過ぎると通常の０２
フイードバツク制御が開始されるが、後述する学習タイ
マ値Ｔが所定値ＴＬに到達していない場合があり、かか
る場合にはステップ３２３８が繰り返し実行される。

このように、０２フイードバツク制御に使用される制御
ゲインの設定が終わると、第３Ｄ図のステップ５２４０
に進み、０２センサ４４の出力電圧ＶＯ２が所定基準値
Ｖｓより大きいか否かを判別する。そして、判別結果が
否定であれば、即ち、エンジン１２に供給される空燃比
が理論空燃比より燃料リーン側の値であれば、ステップ
５２４２に進み、フィードバック補正係数値ＫＦＢを次
式（Ａ２）により演算する。

ＫＦＢ＝１＋　（Ｐ／２）　　　　　　・・・・・・（
Ａ２）ここに、積分ゲイン積値■は、後述するタイム割
込ルーチンにおいて演算され、記憶装置に記憶されてい
る値が用いられる。さらに、比例ゲイン積値Ｐは、前述
のステップ５２２４．５２３２．５２３６、又は５２３
８で設定した値が用いられる。

一方、ステップ５２４０の判別結果が肯定であれば、即
ち、エンジン１２に供給される空燃比が理論空燃比より
燃料リッチ側の値であれば、ステップ５２４４に進み、
フィードバック補正係数値ＫＦＢを次式（Ａ３）により
演算する。

ＫＦＢ＝　１−　（Ｐ／２）　　　　　　　　・・・・
・・（Ａ３）フィードバック補正係数値ＫＦＢの演算が
終わると、再び前述の検査フラグＦＬＧＥが値１にセッ
トされているか否かを判別する（ステップ３２４６）。

燃料検査期間でなく、この判別結果が否定の場合（ＦＬ
ＧＥ＝０）　、電子制御装置４０はステップ５２４８に
おいて、空燃比補正係数値ＫＡＦを次式（Ａ４）により
演算する。

ＫＡＦ＝ＫＦＢ＋ＫＬ　　　　　　　　・・・・・・（
Ａ４）ここに、空燃比学習補正係数値ＫＬは前述した通
り、不揮発性ＲＡＭから読み出され、その係数値ＫＬの
演算方法は後述する。

一方、燃料検査期間中であり、検査フラグＦＬＧＥが値
ｌにセットされている場合には、ステップ５２５０に進
み、次式（Ａ５）により空燃比補正係数値ＫＡＦを演算
する。

ＫＡＦ＝ＫＬ　Ｘ　（ＫＦＢ＋ＫＬＳ）　　　・・・・
・・（Ａ５）ここに、燃料混合率学習補正係数値ＫＬＳ
は前述した通り、不揮発性ＲＡＭから読み出され、その
係数値ＫＬＳの演算方法も後述する。

空燃比補正係数ＫＡＦの演算が終了すると、ステップ５
２０２に戻って、再びメインルーチンの各ステップが繰
り返される。

叉乙ヱ工込四二±２ 次に、第６Ａ図ないし第６Ｃ図を参照しながら、所定時
間毎に割り込み実行されるタイマ割込ルーチンの説明を
行なう。このルーチンは、所定のクロックパルス信号が
発生すると、上述したメインルーチンの実行に優先して
実行され、０２フイードバツク制御に使用する積分ゲイ
ン積値■が演算されると共に、燃料混合率学習補正係数
値ＫＬＳ及び空燃比学習補正係数値ＫＬが演算される。

先ず、電子制御装置４０は、エンジン１２が０２フイー
ドバツク制御を行ってもよい運転状態にあるか否かを判
別する（ステップ５３００）。この判別結果が否定の場
合には、ステップ５３０２においてプログラムタイマの
タイマ値Ｔを値０にリセットして当該ルーチンを終了す
る。

一方、ステップ５３００においてエンジン１２が０２フ
イードバツク制御を行ってもよい運転状態にあると判別
されると、ステップ５３０４に進み、０２センサ４４の
出力電圧ＶＯ２が所定基準値Ｖｓより大きいか否かを判
別する。そして、判別結果が否定であれば、即ち、エン
ジン１２に供給される空燃比が理論空燃比より燃料リー
ン側の値であれば、ステップ５３０６に進み、フィード
バック制御ゲインの積分項値Ｉを次式（ＴＩ）により演
算する。

１＝１＋ΔＩ　　　　　　　　・・・・・・（ＴＩ）こ
こに、積分ゲイン項増減値ΔＩは、前述したメインルー
チンのステップ５２２４．５２３２．５２３６、または
８２３８で設定された値が用いられる。

一方、ステップ５３０４の判別結果が肯定であれば、即
ち、エンジン１２に供給される空燃比が理論空燃比より
燃料リッチ側の値であれば、ステップ８３０８に進み、
フィードバック制御ゲインの積分項値Ｉを次式（Ｔ２）
により演算する。

１＝１−ΔＩ　　　　　　　　・・・・・・（Ｔ２）積
分ゲイン積値Ｉの演算が終わると、ステップ５３１０に
進み、エンジン１２が前述した０２フイードバツク制御
運転状態にあり、且つ、エンジン１２が充分に安定して
、学習補正係数ＫＬ及びＫＬＳを演算してもよい運転状
態（学習可能状態）にあるか否かを判別する。実際には
、例えば、エンジン１２が、吸入空気量Ａ／Ｎとエンジ
ン回転数Ｎｅとで判別される、所定フィードバック制御
運転領域内で運転されていること、冷却水温Ｔｗが所定
値以上であること、０２フイードバツク制御が開始され
て所定時間が経過していること等の各条件が成立してい
るか否かによって学習可能状態が判別される。

エンジン１２が学習可能状態になければ、前述したステ
ップ５３０２においてプログラムタイマのタイマ値Ｔを
値０にリセットして当該ルーチンを終了する。一方、学
習可能状態が検出されると、ステップ５３１２に進み、
タイマ値Ｔが所定値ＴＬに等しいか否かを判別する。こ
のタイマは所定時間ＴＬを計時するプログラムタイマで
あり、学習補正係数ＫＬ及びＫＬＳはこの所定時間ＴＬ
毎に新たな値に更新されるようになっている。

タイマ値Ｔが所定値ＴＬに到達していなければ、ステッ
プ３３１４において、このタイマ値Ｔを値１だけインク
リメントして当該ルーチンを終了する。この場合、学習
補正係数ＫＬ及びＫＬＳは新たな値に更新されない。

タイマ値Ｔが所定値ＴＬに到達して、ステップ５３１２
の判別結果が肯定であると、ステップ５３１５において
タイマ値ＴをＯにリセットした後、ステップ５３２０に
進む。ステップ５３２０では、燃料検査フラグ値ＦＬＧ
Ｅが値１にセットされているか否かを判別する。即ち、
燃料検査フラグ値ＦＬＧＥにより燃料検査期間中である
か否かを判別する。燃料検査期間中でなく、この判別結
果が否定（ＦＬＧＥ＝０）の場合、電子制御装置４０は
ステップ５３２２ないし＄３２８を実行し、空燃比学習
補正係数ＫＬの演算とその更新を行なう。

即ち、ステップ５３２２では、積分ゲイン積値■が０よ
り大であるか否かを判別し、０より大であれば、不揮発
性ＲＡＭに記憶されている学習補正係数ＫＬに所定値Δ
Ｋを加え、これを新たな学習補正係数ＫＬとして記憶す
る。一方、ステップ５３２２の判別結果が否定の場合に
はステップ５３２６において積分ゲイン積値Ｉが０より
小であるか否かを判別し、０より小であれば、学習補正
係数ＫＬから所定値ΔＫを減算して、これを新たな学習
補正係数ＫＬとして記憶する（ステップ８３２８）。

そして、ステップ８３２６の判別結果が否定の場合、す
なわち、積分ゲイン積値■が値０である場合には空燃比
学習補正係数値ＫＬに変更を加えず、記憶値をそのまま
保持する。空燃比学習補正係数ＫＬの演算・更新ステッ
プの実行が終ると、当該ルーチンを終了する。

一方、燃料検査期間中であり、ステップ５３２０の判別
結果が肯定の場合、電子制御装置４０はステップ５３３
０ないし５３３６を実行し、燃料混合率学習補正係数Ｋ
ＬＳの演算とその更新を行なう。

即ち、ステップ５３３０では、積分ゲイン積値■が０よ
り大であるか否かを判別し、０より大であれば、不揮発
性ＲＡＭに記憶されている学習補正係数ＫＬＳに所定値
ΔＫＳを加え、これを新たな学習補正係数ＫＬＳとして
記憶する。一方、ステップ５３３０の判別結果が否定の
場合にはステップ５３３４において積分ゲイン積値■が
０より小であるか否かを判別し、０より小であれば、学
習補正係数ＫＬＳから所定値ΔＫＳを減算して、これを
新たな学習補正係数ＫＬＳとして記憶する（ステップ３
３３６）。そして、ステップ５３３４の判別結果が否定
の場合、即ち、積分ゲイン積値Ｉが値０である場合には
燃料混合率学習補正係数ＫＬＳの記憶値に変更を加えな
い。

燃料混合率学習補正係数ＫＬＳは、積分ゲイン積値Ｉが
常時値０近傍に収束するように、その値の正負に応じて
微小値ΔＫＳが加減される。従って、学習補正係数値Ｋ
ＬＳは、結果として、酸素濃度に応じて設定される積分
ゲイン積値■の時間平均値を意味し、積分ゲイン積値Ｉ
は、エンジン１２への燃料供給量の補正量に対応してい
ると見なせるので、結局、燃料混合率学習補正係数ＫＬ
Ｓは、酸素濃度に応じた燃料補正量の時間平均値に対応
することになる。尚、上述の学習補正係数ＫＬＳに加減
算する所定値ΔＫＳは、前述したステップ５２３２又は
５２３６で設定された値が用いられる。

燃料混合率学習補正係数ＫＬＳの演算と更新が終ると、
ステップ５３４０に進み、タイマ値ＴＳＥ２を値ｌだけ
デクリメントした後、この値が値０に等しいか否かを判
別する（ステップ５３４２）。タイマＴＳＥ２が値０ま
でカウントダウンしていない場合（判別結果が否定の場
合）、即ち、燃料検査期間中である場合には、ステップ
５３４４及び５３４６において、この燃料検査期間中に
おける燃料混合率学習補正係数値ＫＬＳの変化の程度が
チエツクされる。

即ち、ステップ５３４４では補正係数ＫＬＳが所定値Ｋ
ＬＳＩより大であるか否かが判別され、ステップ８３４
６では所定値ＫＬＳ２より小であるか否かが判別される
。そして、これらの判別結果がいずれも否定となる場合
には後述するステップ５３５４に進むが、これらの判別
の何れか一方が肯定となるような、補正係数ＫＬＳの変
化が大の場合には、上述のタイマ値ＴＳＥ２が値０に至
っていなくてもステップ５３５０に進み、燃料混合率補
正係数値ＫＢの更新が行なわれる。即ち、次式（Ｔ３）
により、不揮発性ＲＡ　ｈｓに記憶されている燃料混合
率補正係数値ＫＢに燃料混合率学習補正係数ＫＬＳを乗
算し、この積値を新たな燃料混合率補正係数値ＫＢとし
て記憶する。

ＫＯ＝ＫＢ　ＸＫＬＳ　　　　　　　−−−・・・（Ｔ
３）そして、補正を行った後の燃料混合率学習補正係数
ＫＬＳは、その役目が終了して一旦値１．０にリセット
され（ステップ５３５２）、ステップ５３５４に進む。

このように、燃料検査期間途中であっても燃料混合率学
習補正係数ＫＬＳがある程度大きく変化した場合に、燃
料混合率補正係数値ＫＢを更新するのは、燃料検査期間
途中でイグニッションキースイッチがオフにされてしま
った場合を想定すると、異種燃料の補給があっても、燃
料混合率補正係数ＫＢは更新されないことになり、不都
合が生じる。

このような不都合を回避するために、燃料検査期間途中
であっても燃料混合率学習補正係数値ＫＬＳがある程度
大きく変化した場合に、この学習補正係数値ＫＬＳを燃
料混合率補正係数値ＫＢに移し換えてこれを前述した不
揮発性のＲＡＭに記憶しておくのである。

一方、タイマＴＳＥ２が値０までカウントダウンをし終
えている場合、即ち、燃料検査期間が終了している場合
には、ステップ８３４８において燃料検査フラグ値ＦＬ
ＧＥを値０にリセットした後、前述のステップ５３５０
及び５３５２を実行し、燃料混合率補正係数値ＫＢの更
新と、燃料混合率学習補正係数ＫＬＳのリセットとを行
なう。斯くして、燃料混合率補正係数値ＫＢは、０２セ
ンサの出力に応じ、エンジン１２に供給される燃料の混
合比率に正確に対応した値に設定されたことになる。即
ち、エンジン１２に供給される燃料の混合比率が検出さ
れたことになる。

ステップ５３５４では、燃料検査モードｌの期間を計時
するプログラムタイマのタイマ値ＴＳＥＩが値０にカウ
ントダウンし終えたか否かを判別し、カウントダウンし
終えていれば、当該ルーチンを終了するが、未だ値０に
到達していなければ、ステップ８３５６においてタイマ
値ＴＳＥＩを値ｌだけ減算して当該ルーチンを終了する
。

クランクパルレス害１込ル−チン 第７図は、クランク角センサ５０からのクランクパルス
信号が入力される毎に実行されるクランクパルス割込ル
ーチンのフローチャートを示し、この割込ルーチンは最
優先で実行される。

電子制御装置４０は、先ず、ステップ５４００において
吸入空気量Ａ／Ｎを演算する。吸入空気量Ａ／Ｎは、前
回のクランクパルスと今回のクランクパルス間に発生し
たカルマン渦パルス数ｆ及びカルマン渦パルス間の周期
データに基づいて演算され、このように演算される空気
量は、クランク角１８０°当りの吸入空気量を表してい
る。尚、前述したエンジン回転数Ｎｅの検出はこのステ
ップで行なわれる。

次いで、電子制御装置４０はステップ５４００で演算し
た吸入空気量Ａ／Ｎに応じて、燃料噴射弁１６の基本開
弁時間ＴＢを演算する（ステップ５４１０）。このとき
の、基本開弁時間ＴＢは、ガソリン燃料をベースに設定
されており、吸入空気量Ａ／Ｎに対して理論空燃比が得
られる燃料量に対応する開弁時間が演算される。

このようにして求められた基本開弁時間ＴＢと前述した
種々の補正係数及び補正値とにより、前記式（１）に基
づき燃料噴射弁１６の開弁時間ＴＩＮＪを演算しくステ
ップ５４２０）、演算した開弁時間ＴＩＮＪを噴射タイ
マにセットする（ステップ５４４０）。そして、クラン
クパルス信号により当該ルーチンの実行が開始された時
点から、即ち、所定クランク角度位置を検出した時点か
ら所定時間の経過時に、上述の噴射タイマをトリガして
、今回ループ時に燃料を噴射すべき気筒に対応する燃料
噴射弁１６に、開弁時間ＴＩＮＪに対応する時間に亘っ
て駆動信号が出力される（ステップ５４６０）。

かくして、上述のようにして演算された開弁時間ＴＩＮ
Ｊに対応する量の燃料がエンジン１２に噴射供給される
ことになる。

尚、上述の実施例の燃料補給信号は、フューエルフィラ
ーネック２７に取り付けた燃料補給スイッチ６０により
燃料補給を検出してこれを発生させるものであるが、燃
料補給を検出する手段としては、これに限定されず、例
えば、車両停止時に燃料タンクの液面変化を検出してこ
れを検出してもよいし、運転席近傍にマニアルスイッチ
を設け、燃料補給時に運転者のマニアル操作により燃料
補給指令を発生させてもよい。

又は、上述の実施例では０２フイードバツク制御に使用
される制御ゲインは、タイマ値ＴＳＥＩ及びＴＳＥ２に
より、モードｌ又はモード２の各燃料検査期間を判別し
、各期間毎に所定値に設定するようにしたが、本発明は
これに限定されず、燃料混合率学習補正係数ＫＬＳの変
化率の大小に応じて制御ゲインを設定するようにしても
よい。

更に、上述の実施例の燃料供給制御装置は各気筒毎に配
設された燃料噴射弁から燃料を各気筒に噴射供給するも
のに適用したが、スロットル弁上流に配設される１本の
燃料噴射弁からエンジンに燃料を供給する、いわゆるシ
ングルポイント方式の燃料供給制御装置に適用してもよ
いし、電子キヤプレタ方式の燃料供給制御装置に適用し
てもよい。

又、上述のようにして求めた燃料混合率補正係数値ＫＢ
は、前述した通り、エンジン１２に供給される燃料のア
ルコールとガソリンの混合比率に正確に対応するものと
見なすことができ、この係数値ＫＢを点火時期制御装置
７０に供給して、エンジン１２に供給される燃料の混合
率に最適な点火時期の設定に用いるようにしてもよい。

更に、この燃料混合率補正係数値ＫＢは、排気ガス再循
環（ＥＧＲ）やアイドルスピード制御等の種々のエンジ
ン運転制御に使用することも出来る。

更に、本発明の燃料混合比率検出方法は、ガソリン燃料
とアルコール燃料との混合燃料の混合比率検出に限定さ
れず、燃料性状が既知の２種の燃料が混合された種々の
燃料の混合比率の検出に適用できる。

（発明の効果） ４゜ 以上詳述したように本発明の多種燃料内燃エンジンの燃
料混合比率検出方法に依れば、燃料タンクに燃料が補給
されたとき、これを検出して燃料の混合比率検査期間を
定め、この検査期間に適用されるフィードバック制御の
制御ゲインを、当該検査期間以外の期間に適用される制
御ゲインより大に設定するようにしたので、燃料補給時
等の燃料性状の急変にも、可能な限り検出遅れを小にす
ることができ、検出遅れに起因する排気ガス特性等の悪
化を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明方法が
実施される燃料供給制御装置の構成の概略を示すブロッ
ク図、第２図は燃料補給を検出するセンサを例示し、フ
ユーエルフ、ｆラーネック近傍の断面図、第３Ａ図乃至
第３Ｄ図は燃料制御手順を示すメインルーチンのフロー
チャート、第４図は燃料補給スイッチ割込ルーチンのフ
ローチャート、第５図は、燃料混合比率、０２センサの
活性化状態、及び燃料補給信号の各時間変化を示すタイ
ミングチャート、第６Ａ図乃至第６Ｃ図は燃料制御手順
を示すタイマ割込ルーチンのフローチャート、第７図は
燃料制御手順を示すクランクパルス割込ルーチンのフロ
ーチャートである。 １２・・・内燃エンジン、１６・・・燃料噴射弁、２４
・・・スロットル弁、４０・・・電子制御装置、４２・
・・エアフローセンサ、４４・・・０２センサ、４８・
・・スロットル開度センサ、５０・・・クランク角度セ
ンサ、６０・・・燃料補給スイッチ、７０・・・点火時
期制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料性状がそれぞれ既知である２種の燃料の何れによっ
   ても作動可能な内燃エンジンの排気ガス中の酸素濃度を
   検出し、検出した酸素濃度に応じて前記内燃エンジンに
   供給する燃料量を補正して空燃比を所定値近傍にフィー
   ドバック制御すると共に、このフィードバック制御中の
   、酸素濃度に応じた燃料補正量の平均値を求め、求めた
   平均値の大きさから前記内燃エンジンに供給される燃料
   の、前記２種の燃料の混合比率を検出する方法において
   、燃料を貯溜する燃料タンクに燃料が補給されたとき、
   これを検出して燃料の混合比率検査期間を定め、この検
   査期間に適用される前記フィードバック制御の制御ゲイ
   ンを、当該検査期間以外の期間に適用される制御ゲイン
   より大に設定することを特徴とする多種燃料内燃エンジ
   ンの燃料混合比率検出方法。