JPH03217638A - 燃料ブレンド率検出方法 - 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） 本発明は内燃機関に供給される混合燃料のブレンド率を
検呂する燃料ブレンド率検出方法に関する。

（従来の技術） 最近低公害燃料としてメタノールが注目されており、メ
タノールエンジンの開発も進んでいる。

しかし、全自動車の使用燃料を即座にガソリンからメタ
ノールに切換えろ二とはほぼ不可能であり、切換時期に
おいては少なくとも一時的に、メタノール燃料とガソリ
ン燃料が混在する状況が予想される。

そのような事態に対処すκく、ガソリン燃料、メタノー
ル燃料のどちらでも使用可能な、即ち，使用燃料に自由
度がある車両（以下単にＦ　Ｆ■と記す）の導入が標案
されている。

ところで、このようなＦＦ■てはエンジンの点火時期、
燃料噴射量等の制御を的確に行う上で、常に、燃料のガ
ソリンとメタノールの混合比であるブレンド率を検呂し
ておき、機関の各種制御を実行することとなる。この場
合に用いるブレンド率検出手段としては燃料供給系に直
接対設され直接ブレンド率を検出できるブレンド率セン
サがあり、これが研究開発され、使用さ九ている７（発
明が解決しようとする課悪） 処で、ブレンド率センサが故障してブレンド率が大幅に
実際の値よりずれている場合、この値を用いてエンジン
制御を行うとエンジンの不調を来す。特に、普通のガソ
リンエンジンに対してＦＦＶのエンジンでの点火時期制
御ではその制御範囲が大きいために，エンジンの破損を
来すというようなことあり、問題と成っている。

木発明の目的はブレンド率センサの故障時にも的確なフ
レンド率を算出できろ燃料ブレンド率検出方法を提供す
ることにある。

（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、本発明は内燃機関に供給
される燃料中のガソリンとメタノールのブレンド率情報
を呂力するブレンド率センサと、上記内燃機関のノック
情報を呂力するノックセンサと，上記ノック情報に基づ
きノック学習値を算出するノック学習値算呂手段と、上
記ブレンド率及び上記ノック学習値が順次記憶処理され
る記憶手段と、上記ブレンド率及びノック学習値よりブ
レンド率を算出する制御手段とを用い、上記制御手段が
上記ブレンド率センサの故障時に、上記記・庶手段より
の故障直前に検出された仮定ブレンド率と上記ノック学
習値とを取り込み、その上で、上記ノック学習値が規定
上限憤以上では上記仮定ブレンド率を規定量低下させ、
同ノック学習値が規定下限値以下では上記仮定ブレンド
率を規定量増加させて制御ブレンド率として算出するこ
とを特徴とする。

（作　　用） ブレンド率センサが正常時レこはその出力ブレンド率を
制御ブレンド率とし、故障時には記憶手段よりの仮定ブ
レンド率とノック学習値とを取り込み、ノック学習値が
規定上限値以上では仮定ブレンド率を規定量低下させ、
同ノック学習値が規定下限値以下では仮定ブレンド率を
規定量増加させて制御ブレンド率とするので、故障時で
もノック情報により的確にブレンド率を演算できるよう
になる。

（実　施　例） 以下，本発明としての燃料ブレンド率検呂方法を説明す
る。

この方法では、第１図に示すように、ガソリンとメタノ
ールの混合された燃料のブレンド率Ｂ５を出力するブレ
ンド率センサ１と，内燃機関のノック情報Ｎ３を出力す
るノックセンサ２と，ノック情報〜、よりノック学習値
Ｋエ．１、を算出するノック学習値算出手段３と、ブレ
ンド率Ｂ３とノック学習恒Ｋ，．１を順次記憶処理する
記憶手段４と、ブレンド率？．３とノック学習値Ｋ８、
１より制御ブレンド率を演算し５て出力する制御手段５
とが用いらわ，る。

ここでのブレンド率センサ１は燃料のブレンド率に応じ
て変化する屈折率情報を光学系により検呂し、その光量
変化を光電変換して出力するという周知の構成を取る。

ノックセンサ２は圧電素子をエンジン振動に応じて押圧
するウェイトを備え、その振動に応じたレベルの電圧を
ノック情報Ｎ，として発生する構成を採る。

ノック学習値算出手段３はエンジンの運転域が設定され
た学習域（第２図の斜線域であり、ノック発生頻度の高
い高負荷域が選択されている）にある場合に学習を実施
する。ここでは所定の学習値の更新周期毎にノックの頻
度を求め、同頻度が規定値を上回っていると前回のノッ
ク学習値Ｋう１（ｔ−１）学習値に規定値十Ｇイを加え
、同頻度が規定値を下回っていると前回の学習値Ｋ，．
．．，（ｔ−１）より規定値−６１を引いて今回の学習
ｆ＋Ｉ！Ｋ．．，．（ｔ）を更新下る７ 記憶手段４はブレンド率ＢＳやノック学習値ＫＫ，，１
をストアするエリアを備える。

制御手段５の故障判定手段６は、まずブレンド率Ｂ５を
取り込み、この値及び前回の値等よりブレンド率センサ
１が故障しているかいなかを判定し故障信号ａを出力す
る。更に、ブレンド率算出手段７は故障判定手段６より
の故障信号ａが入力されていない間は、ブレンド率セン
サよりのブレンド率Ｂ５を制御ブレンド率Ｂとして選択
し一出力することと成る。

他方、故障信号ａが入力さ九ている間は，ブレンド率セ
ンサよりの出力に代えて、記憶手段４にストアされてい
る故障直前のブレンド率Ｂ，（ｔ−１）を取り込み、そ
の値をノック学習値Ｋ。，、、に応して補正してそれを
制御ブレンド率Ｂとして出力することとなる。ここで、
ノック学習値Ｋ１１が規定上限値以上では、即ち、ノッ
ク多発であることよりこれを低；成すべく故障直前のブ
レンド率Ｂ９（ｔ−１）を規定量低下させ、同ノック学
習嬢が規定下限値以下では、即ち、ノック不発であるこ
とよりノック多発側に補正すべく故障直前のブレンド広
ｐ，（ｔ−１）を規定量増加させている，次に、本発明
である燃料ブレンド率検出方法を採用したＦＦＶ車雨の
エンジン制御装置を第４図に沿って説明する。

ここで、エンジン１０の燃焼室１１は吸気路１２と排気
路１３とに適時に連通される。吸気路１２はエアクリー
ナｌ４、第１吸気管１５，拡張管１６、第２吸気管ｌ７
により形成され、排気路１３は第１排気管１８、触媒ｌ
９、第２排気管２０，マフラー２１とにより形成さてい
る。

エアクリーナ１４内には通過空気量情報を出力するエア
フローセンサ２２、大気圧情報を出力する大気圧センサ
２３、エア温度情報を出力する大気温度センサ２４が配
設され、これらはエンジンコントロールユニット（以後
単にコントローラと記す）２５に接続されている。

拡張管ｌ６内にはスロットル弁２６が取り付けられ，同
弁にはスロットルポジションセンサ２７が対設さ九、し
かも、このスロットル弁２６はそのアイドル位置をアイ
ドルスピードコントロールモータ（ＩＳＣモータ）２８
を介してコントローラ２５１こより制御されるように構
成されている。

第２吸気管ｌ７の一部にはウオータジャケットが対設し
ており、そこには水温センサ２９が取り付けられている
。

第１排気管１８の途中には排気中の酸素濃度情報を出力
する０２センサ３０が取り付けられている。

更に、吸気路１２の端部には燃料噴射弁３１が取付けら
九でいる。この燃料噴射弁３１は枝管３２を介して燃料
管３３に接荒されている。この燃料管３３は燃料ボンプ
３４と燃料タンク３５とを結び、その途中にはブレンド
率センサ４３と燃料圧調整用の燃圧レギュレータ３６が
取付けら九でいる。更にここでのしイユレータ３６はブ
ースト圧に応じて燃料圧を増減５ｇできるように構成さ
れている。

ニンジン１０の燃焼室１１には点火プラグ４６が取付け
られ、同プラグ４６は図示しないパワートランジスタ及
びそれににより開閉駆動されるイグニッションコイル等
からなる点火回路４５に接続されている。この点火回路
４５は後述の点火用の駆動回路４４に接，涜されている
。更に、エンジンの燃焼室１１の近傍にはノックセンサ
４７が取付けられ、そのノック情報Ｎ，はコントローラ
２５に出力されている。

なお、第４図中符号３７はクランク各情報を出力するク
ランク角センサ、符号３８は第１気筒の上死点情報を出
力する上死点センサをそれぞれ示している。

コントローラ２５は制御回路３９と記憶回路４０と入呂
力回路４１及び駆動回路４２．４４とを備える。

ここで制御回路３９は各センサ類より各入力信号を受け
、これらを所定の制御プログラムに沿って処理して制御
信号を出力する。

記憶回路４０は第５図に示したエンジン制御のメインル
ーチン、第６図に示したブレンド率演算ルーチン，図示
しない点火時期演算ルーチン、燃料噴射ルーチン等の各
制御プログラムや、各制御値算出マップ等を記憶処理す
るように構成されている，しかも、制御中で用いる補正
係数や算出データその他の値を取り込むエリアを備える
。

大畠力回路４１は上述した各センサの出力信号を適宜取
り込むように作動すると共に、燃料噴射弁３１を所定時
に開弁させる弁駆勤信号を弁駆動回路４２を介して出力
し、あるいは点火回路４５に点火信号を駆動回路４４を
介して出力し、その他の各制御信号を図示しない駆動回
路を介して出力するように構成されている。

ここで，コントローラ２５の作動を第５図、第６図の制
御プログラムと共に説明する。

図示しないエンジンのキースイッチがオンさわることに
よりコントローラ及び，各センサ，が駆動を開始する。

まず，コントローラ２５は各設定値、洞定値等を初期値
に保ちステップａ２のブレンド率の演算ルーチンに入る
。

ブレンド率演算ルーチンでは、ブレンド率センサ４３の
故障フラグがオニか否う，　＋Ｐ１定し、オフではステ
ップｂ２に進み、今回のブレンド率Ｂ３を制御ブレンド
率Ｂとして選択し、更に、この制御ブレンド率Ｂ　（ｔ
）を前回の制御ブレンド率Ｂ（ｔ−１）としてメモＪノ
ーにストアし，リターンするうステップｂｌでブレンド
率センサ４３が故障と判定されると、ステップｂ４に進
む。ここでは前回の制御ブレンド率Ｂ　（ｔ−１）をメ
モリーよりロードし、ノック学習値Ｘ−Ｎ＋（ｔ）をメ
モリーよりロードする。

このノック学習値Ｋ　Ｋ　Ｎ　Ｉはエンジンの運転域が
所定の学習域（第２図参照）に入る毎に、図示しないノ
ック学習値算出ルーチンを実行して順次求められる。な
お、このノック学習値算出処理は例えば、第３図に示し
たようにノックリタード制御量θ、（ｔ）が１．１より
１．８の不感帯域にあれば、ノック学習値Ｋ５、８を変
化させずに繰り上げ使用し、１．８以上にてよ時間以上
あると、ノック学習値Ｋ．、１を負の規定値−６８だけ
減算し，１．１以下にて、時間以上あると、ノック学習
値Ｋ　Ｋｌｌ＋を正の規定値十ＧＫだけ加算するという
演算を繰り返すように構成されていろ。

ステップｂ６では現ノック学習値Ｋよ，＋（１）が規定
の最大ノック学習許容１直Ｋ〜８以上か否か判定し、以
上ではステップｂ７に以下ではステップｂ９にそれぞ九
進む。

ステップｂ７ではノソク頻発域一こあるとして、これを
抑えるへくブレント率を下げろ。即ち、前回の制御ブレ
ンド率Ｂ　（ｔ−１）より減少側ブレンド率補正ゲイン
Δ８−を減算して補正し、ステップｂ８に進み、ここで
、ノック学習値Ｋつ．１．をブレンド率に反映させたと
してノック学習値ＫＫＮ＋（ｊ）をクリアしてステップ
ｂ３に進む。

他方、ステップｂ９では現ノック学習値ＫＫＮＩ（ｔ）
が規定の最小ノック学習許容値ＫＭＩＮ以下か否か判定
し、以下ではステップｂｌｏに以上ではステップｂ１１
にそ九ぞれ進む。

ステップｂｌｌでは現ノック学習値Ｋ．，．　ｌ　（ｔ
）が不感帯にあることより前回の制御ブレンド率Ｂ　（
ｔ−１）をそのまま今回のブレンド率Ｂ　（ｔ）として
ステップｂ３に進む。

他方，ノック不発域であるとしてステップ！：ｌ９より
ｂｌＯに進むと、ここでは、ノック発生側に移動させる
べく、ブレンド率を上げる。即ち、前回の制御ブレンド
率Ｂ　（ｔ−１）より増加側ブレンド率補正ゲインΔＢ
＋を加算して補正し、ステップｈ８に進み、ここで、ノ
ック学習値Ｋ　Ｋ　１１　１をブレンド末に反映させた
としてノック学習値Ｋ　−＝　＋　（ｔ）をク１ノアし
てステップｂ３に進む。

ブレンド率演算ルーチンが終わってメインルーチンのス
テップａ３に戻ると、ここでは、エンジン回転数らを取
り込み、これがエンジン作動判定回転数Ｎ！ＳＴ。２を
上回っているか否か判定する。

エンジン回転時にステップａ４に達すると、ここでは制
御ブレンド率Ｂ　（ｔ）や各種の補正係数を適宜取り込
み、燃料噴射量制御処理、点火時期制御処理、その他の
各制御を行い、ステップａ５に済む。

ここで例えば、燃料噴射量である燃料噴射弁駆動時間Ｔ
１。１の算出では、まず、吸入空気量当たりの基本駆動
時間Ｔ，　（＝Ａ／Ｎ（ｎ）ｘＫ，）を算呂する。ここ
でのブレンド率補正係数Ｋ８は所定吸入空気量Ａ／Ｎ（
ｎ）ｉちりの基本駆動時間Ｔ，（基本燃料量）をガソリ
ン相当量として換算するのに用いら九る。更に、燃料噴
射弁駆動時間Ｔ　＋　＊　Ｉを基本駆動時間Ｔ．，とフ
ィードバック補正係数ＫＦＦ及び大気温度補正係数Ｋｔ
．大気圧補正係：ｉＫｂ、水温補正係数１ｈｔ、加速補
正係数Ｋａｃ等の各補正匝を用いて算出するｒＴ，．．
，＝ｒ，ｘＫ．。ＸＫｔＸＫｂＸＫｖｔＸＫａｃ）：と
となる。

ステップａ５に達すると、ここではキーオフか否かを判
断して、キーオフでない間はステップａ２に戻り、キー
オフではキーオフ時点での各主処理、例えば不揮発性メ
モリへの各データの記憶処理等がなされて終了する。

ステップａ３よりエンジン停止としてステップａ７に達
すると、ここではスタータスイッチのオンを待ち、オフ
の間はステップａ８に達する。ここではエンジン停止に
伴う所定の処理を行い、オンするとステップａ９に進む
。ステップａ９では始動に伴う各種処理を行いステップ
ａ５に進むこととなる。

（発明の効果） 以上のように、本発明方法では，ブレンド率センサが正
常時にはその出力ブレンド率を制御ブレンド率とし、故
障時には記億手段よりの仮定ブレンド率とノック学習値
とを取り込み、ノック学習値に応じて仮定ブレンド座を
補正して制御ブレンド率を算出するので、故障時でも的
確なブレンド率を算出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するブロック図、第２図は本
発明方法で用いるノック学習域の説明図、？３図（ａ）
，（ｂ）は本発明方法で用いるノック学習値の演算で使
用する更新時間襠及び更新用の規定値の特性図、第４図
は本発明方法を採用したエンジン制御装置の概略構成図
、第５図及び第６図は第４図のエンジン制御装置の行う
ニンジン制御処理で用いる制御プログラムのフローチャ
ートを示している。 １，４３・・・ブレンド率センサ、２，４７・・・ノッ
クセンサ、３・・・ノック学習値算出手段、４，４０記
憶手段．５．２５・・・制御手段、Ｂ　（ｔ）・・・制
御ブレンド喫、Ｋ．，Ｉ（ｔ）・・・ノック学習値、κ
’−　Ｉ　Ｎ・・・最小ノック学習許容値、Ｋ．８８・
・・最大ノック学習許容値Ｋ、１■、，ΔＢ＋・・・増
加側ブレンド率補正ゲイン、ΔＢ−・・・減少側ブレン
ド率補正ゲイン。 最Ｚ目 １ 幻 墨０ 口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関に供給される燃料中のガソリンとメタノールの
   ブレンド率情報を出力するブレンド率センサと、上記内
   燃機関のノック情報を出力するノックセンサと、上記ノ
   ック情報に基づきノック学習値を算出するノック学習値
   算出手段と、上記ブレンド率及び上記ノック学習値が順
   次記憶処理される記憶手段と、上記ブレンド率及びノッ
   ク学習値よりブレンド率を算出する制御手段とを用い、
   上記制御手段が上記ブレンド率センサの故障時に、上記
   記憶手段よりの故障直前に検出された仮定ブレンド率と
   上記ノック学習値とを取り込み、その上で、上記ノック
   学習値が規定上限値以上では上記仮定ブレンド率を規定
   量低下させ、同ノック学習値が規定下限値以下では上記
   仮定ブレンド率を規定量増加させて制御ブレンド率とし
   て算出することを特徴とする燃料ブレンド率検出方法。