JPH0396844A - アルコール濃度温度補正演算装置 - 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、例えばアルコール混合燃料を用いたエンジン
の燃料噴射量演算装置等に適用されるアルコール濃度温
度補正演算装置に関する。

［従来の技術］ 近時、自動車用エンジンの燃料として、純正ガソリンに
代えてアルコール混合ガソリンが使用されるようになっ
てきた。

純正ガソリンとアルコール混合ガソリンとでは当然にオ
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る。

ここで、アルコール濃度がＯ％の純正ガソリンを用いた
場合の燃料噴射量Ｔ．についてみると、Ｔ＋＝Ｔｐｘα
×α′×Ｃｏｌ，ｆ＋Ｔ８・・・（ｌ）ただし、ＴＰ　
：基本噴射量 α　　：空燃比フィードバック補正係数α′　：基本空
燃比学習補正係数 Ｃ　ｏａｔ：各種補正係数 Ｔｓ　：バッテリ電圧補正係数 として演算する。この際、酸素センサがらの酸素濃度信
号に基づき、空燃比フィ、一ドバック補正係数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
、理論空燃比Ａ／Ｆが１４．７となるように制｛卸して
いる。

このように、純正ガソリンの空燃比Ａ／Ｆは１４．７で
あるが、アルコール濃度が１００％のメタノールを用い
た場合には空燃比Ａ／Ｆが６５となるように制御する必
要があり、アルコール濃度がＯ〜１００％の範囲では理
論空燃比Ａ／Ｆは約２倍異なることになる。

従って、アルコール混合ガソリンを使用する場合には、
（１）式から燃料噴射量Ｔ１′をＴＩ　＝ＣＫ　ｘＴＰ
Ｘα×α′×Ｃｏｅｔ＋Ｔｓ・・・・・・（２） ただし、ＣＸ　：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。

かくして、アルコール混合ガソリンを使用するエンジン
にあっては、アルコールセンサによって燃料中のアルコ
ール濃度を検出するようになっており、このアルコール
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
ンザ、アルコール混合ガソリンの誘電率の変化を利用し
た静電容量式アルコールセンサ、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ることができる。

ところで、アルコール混合ガソリン中のメタノ一ル分は
その物理的、科学的性質において流度依存性があり、温
度変化によって抵抗値、誘電率が変化する。このため、
抵抗式アルコールセンザ静電容量式アルコールセンサ等
を用いて出力電圧を測定したとき、そのアルコール濃度
とアルコールセンサ出力電圧との特性は、第６図に示す
ようになり、アルコール混合ガソリンの温度によってこ
の特性が変化する。即ち、第６図中のＭ２０℃，Ｍ３０
℃，Ｍ４０℃は、それぞれ燃ｄが２０℃，３０℃，４０
℃のときのアルコール濃度Ｍとアルコールセンサ出力電
圧Ｅとの関係を示している。

このため、従来技術によるアルコール濃度測定装置にお
いては、アルコールセンサに温度検出センサとしてサー
ミスタを付設し、一方アルコール濃度演算用のコントロ
ールユニット内に第６図に示す如き燃温に対応した特性
線図をマップ化して格納してお《　（以下、燃温毎に決
定されるアルコール濃度Ｍとアルコールセンサ出力電圧
Ｅとの関係を「濃度マップ」という）そして、サーミス
タからの検出燃温に基づいて濃度マップを選択し、選択
した濃度マップを用いてアルコールセンサからの出力電
圧をアドレスとしてアルコール濃度を温度補正した状態
で演算し、要求検出精度が±１０％の範囲内となるよう
にしている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 然るに、サーミスクは第５図に示すような負特性を有し
ているものの、このサーミスタは半導体部品から構成さ
れるもので、製造誤差、材質等によって出力電圧特性に
第５図中の符号Ａ，Ｂに示す如きバラツキが発生するこ
とが知られている。

このため、使用したあるサーミスタによる出力電圧特性
を用いて濃度マップを選択し、アルコール濃度を温度補
正しつつ演算した場合、温度補正演算できない領域が発
生したり、±１０％の要求精度を越えてしまうという未
解決な問題点があることがわかった。

即ち、アルコール濃度を温度補正するため、サーミスタ
検出温度ｔとサーミスタ出力電圧Ｅとの関係として使用
し、第５図中の特性Ａをもったサ−ミスタＡを標準サー
ミスタとして第５図の如き温度マップＡを作成したもの
とする。一方、使用したサーミスタがＢであって、第５
図中の特性Ｂであったと仮定する。

この結果、使用したサーミスタＢによって出力電圧Ｖウ
を発生し、そのときの検出温度ｔａ　　（例えば、ｔＢ
＝２０℃）であったとする。しかし、コントロールユニ
ットは温度マップＡを用いて、出力電圧■８から検出温
度ｔＡ　（例えば、ｔｎ４０’Ｃ）と演算し、４０℃の
淵度マップＭ４０゜Ｃを選択する。しかし、実際の燃料
温度が３０’Ｃであると仮定すると、アルコールセンサ
は第６図中の特性Ｍ３０゜Ｃの特性で出力電圧Ｅを発生
することになる。このため、アルコールセンサからＥ（
ａ度マップＭ４０℃で、アルコール濃度１００％時点の
出力）以上の出力電圧Ｅを発生したときには、アルコー
ル濃度？寅算ができないという問題点がある。

前述とは逆に、第５図中の特性ＢをもったサーミスタＢ
を標準サーミスタとして使用し、第５図の如き温度マッ
プＢを作成したものとする。

方、使用したサーミスタがＡであって、第５図中の特性
Ａであったと仮定する。

この結果、使用したサーミスタＡによって出力電圧■ウ
を発生し、そのときの検出温度ｔＡ　（例えば、ｔＡ＝
４０℃）であったとする。しかし、コントロールユニッ
トは温度マップＢを用いて、出力電圧Ｖｘから検出温度
ｔｉ　　（例えば、ｔａ＝２０℃）と演算し２０℃の濃
度マップＭ２０℃を選択する。しかし、実際の燃料温度
が３０℃であると仮定すると、アルコールセンサは第６
図中の特性Ｍ　３　０　’Ｃの特性で出力電圧を発生す
ることになる。このため、アルコールセンサからＥ２　
（濃度マップＭ３０℃で、アルコール濃度１００％時点
の出力）の出力電圧Ｅを発生したときには、アルコール
濃度は第６図中のΔＭだけ誤差となって表われてしまう
という問題点がある。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、アルコール濃度検出手段による検出電気信号量に
基づいてアルコール濃度を演算することのできない領域
をなくし、温度補正を確実に行ないつるようにしたアル
コール濃度温度補正演算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
ロック図に示すように、被測ｔ夜体中のアルコール濃度
を電気信号量としで検出するアルコール濃度検出手段１
０１と、前記被測液体の温度を電気信号量として検出す
る温度検出手段１０２と、前記被測液体の温度に対応し
てアルコール濃度と前記アルコール濃度検出手段１０１
による検出電気信号量との関係をもったアルコール濃度
マップ１０３と、前記温度検出手段１０２によって検出
された電気信号量に基づいて、該アルコール濃度マップ
１０３のうちの一の濃度マップを選択する濃度マップ選
択手段１０４と、前記アルコール濃度検出手段１０１に
よって検出された電気信号量に基づいて該濃度マップ選
択手段１０４で選択された一の濃度マップを参照し、当
該一の濃度マップ中に検出した電気信号量に対応するア
ルコ一ル濃度データが存在するか否か判定する濃度デー
タ有無判定手段１０５と、該濃度データ有無判定手段１
０５によってアルコール濃度データが存在すると判定し
たときには、前記濃度マップ選択手段１０４によって選
択された一の濃度マップと前記アルコール濃度検出手段
１０１によって検出された電気信号量とからアルコール
濃度を演算するアルコール濃度演算手段１０６と、前記
濃度データ有無判定手段１０５によってアルコール濃度
データが存在しないと判定したときには、アルコール濃
度を判定濃度値にホールドする濃度ホールド手段１０７
とから構成したことにある。

〔作用］ このように構成することにより、温度検出手段１０２か
らの検出電気信号量に基づき、濃度マップ選択手段１０
４によって一の濃度マップを選択する。アルコール濃度
検出手段１０１からの検出電気信号量に基づき、濃度デ
ータ有無判定手段１０５が選択した一の濃度マップ中に
対応するアルコール濃度データが存在すると判定したと
きには、アルコール濃度ｌ寅算手段１０６は検出電気信
号量と一の濃度マップとを用いてアルコール濃度を演算
する。一方、前記濃度データ有無判定手段１０５によっ
てアルコール濃度データが存在しないと判定したときに
は、濃度ホールド手段１０７によってアルコール濃度を
所定濃度値にホールドする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、第２図ないし第４図を参照し
つつ詳細に説明する。

第２図において、１は例えばＣＰＵ，ＭＰＵ等によって
構成され、後述の処理によってアルコール濃度を温度補
正しつつ演算するアルコール濃度演算装置で、該アルコ
ール濃度演算装置ｌにはＲＡＭ，ＲＯＭ等で構成される
記憶装置２がコントロールユニットを構成するように付
設され、該記憶装置２内には後述するサーミスタ５に関
する混度マップ３，アルコールセンサ６に関するアルコ
ール濃度マップ４が格納され、かつ第４図に示す流れ図
がプログラムとして格納されいる。ここで、前記温度マ
ップ３は、第５図により説明したものと同様に、サーミ
スタ検出温度ｔとサーミスタ出力電圧■が標準サーミス
クの特性として記憶されている。また、アルコール濃度
マップ４も、第６図により説明したものと同様に、アル
コール濃度Ｍとアルコールセンサ出力電圧Ｅとの関係が
例えば検出温度・・・２０’Ｃ，３０゜Ｃ，４０℃，・
・・毎に濃度マップ・・・４Ｍ２　０℃，４Ｍ３０℃，
４Ｍ４０℃，・・・とじて記憶されている。

方、５は例えば燃料供紹配管中の燃温を検出するサーミ
スタ、６は同じく例えば燃料配管中を流れるアルコール
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
センサをそれぞれ示し、該サーミスタ５，アルコールセ
ンサ６はアルコール濃度演算装置１の入力側に接続され
ている。ここで、前記アルコールセンサ６としては例え
ば抵抗式アルコールセンサが用いられ、前記サーミスタ
５はアルコールセンサ６に付設されるようになっている
。なお、前記抵抗式アルコールセンザは、燃料供給配管
中に一対の平板形電極を設け、ｌ１ 該各電極間に介在するアルコール混合ガソリンの抵抗値
の変化を電圧信号量として検出するものである。

７は例えばマイクロコンピュータによって構成される噴
射量演算装置で、該噴射量演算装置７の入力側はアルコ
ール濃度演算装置１，クランク角センサ８，エアフロメ
ーク９，酸素センサ，水素センサ（いずれも図示せず）
等と接続され、出力側はエンジンに燃料を噴射する噴射
弁１０と接続されている。ここで、前記噴射量演算装置
７はクランク角センサ８からのエンジン回転数Ｎとエア
フロメータ９からの吸入空気ｆｆｉＱとによって基本噴
射量Ｔｐを演算すると共に、アルコール濃度演算装置１
からのアルコール濃度Ｍの他、各種センサからの信号に
基づき、（２）式によって燃料噴射量”ｒ　，’を演算
し、この燃料噴射量Ｔ１′に対応したパルスデューティ
をもった噴射パルスを噴射弁１０に出力するものである
。

本実施例はこのように構成されるが、アルコール濃度の
温度補正演算処理について、第４図に基１２ づき述べる。

まず、処理がスタートすると、アルコール濃度演算装置
１は、ステップ１でサーミスタ１から出力電圧■を読込
み、次のステップ２では記憶装置２内の温度マップ３を
読出し、前記出力電圧Ｖに対応したサーミスタ検出温度
ｔを決定する。次に、ステップ３では記憶装置２内のア
ルコール濃度マップ４を読出し、ステップ３で決定した
検出温度ｔをアドレスとして該アルコール濃度マップ４
内の一の濃度マップを選択する。例えばサーミスタ検出
温度ｔが４０℃であると仮定すると、アルコール濃度マ
ップ４の中から濃度マップ４Ｍ４０℃を選択し、決定す
る。なお、第４図中のステップ１〜３が本発明による濃
度マップ選択手段の具体例である。

次に、アルコール濃度演算装置ｌは、ステップ４に移っ
てアルコールセンサ６からの出力電圧Ｅを読込み、ステ
ップ５ではステップ３で選択した一の濃度マップ中に出
力電圧Ｅに対応する濃度データが存在するか否かを判定
する。即ち、前述の具体例の場合、ステップ３で選択し
た一の濃度マップが４Ｍ４０″Ｃであるとすると、当該
濃度マップ４Ｍ４０゜Ｃ中に出力電圧Ｅに対応するアル
コール濃度Ｍに関する濃度データが存在するか否か判定
するもので、先に第６図で説明したように濃度マップＭ
４０℃ではアルコールセンサ出力電圧ＥがＥ，でアルコ
ール濃度は１００％となってしまい、出力電圧ＥがＥ１
より大であれば濃度データは存在しない。

このように、ステップ５でｒＹＥｓＪと判定したとき、
即ち選択された一の濃度マップ中にアルコールセンサ出
力電圧Ｅに対応した濃度データがあると判定したときに
は、ステップ６に移り、ｒＮＯＪと判定したときには、
アルコール濃度の演算はできないからステップ７に移る
。従って、ステップ５は本発明による濃度データ有無判
定手段の具体例を構成している。

次に、前述のようにステップ５でｒＹＥＳＪと判定した
ときにはステップ６に移り、選択した〜の濃度マップを
使用し、ステップ４で読込んだアルコールセンサ出力電
圧Ｅをアドレスとして当該一の濃度マップをアクセスし
、出力電圧Ｅに対応するアルコール濃度Ｍを演算する。

そして、演算されたアルコール濃度Ｍは噴射量演算装置
７に出力される。なお、ステップ６は本発明によるアル
コール濃度演算手段の具体例である。

さらに、ステップ５でｒＮＯＪと判定したときには、選
択した濃度マップ中にアルコールセンサ出力電圧Ｅに対
応する濃度データが存在せず、アルコール濃度演算は不
可能である。この原因としては種々考えられるが、現実
に使用しているサーミスタ５のサーミスタ出力電圧■と
検出温度ｔとの特性関係が、標準サーミスタに対してバ
ラッキが生じているものと考えられる。そこで、この場
合にはアルコール濃度Ｍを９０％にホールドする処理を
行ない、Ｍ＝９０％を燃料噴射装置７に出力する。従っ
て、ステップ７が本発明によるアルコール濃度ホールド
手段の具体例である。

以上のように、本実施例によれば、サーミスタ５による
検出温度ｔに基づいて一の濃度マップを１　５ 選択し、当該選択された濃度マップによってアルコール
澹度Ｍを演算するものであるから、このアルコール濃度
Ｍは常に温度補正された値として演算することができる
。また、ステップ５で濃度マップ中にアルコールセンサ
出力電圧Ｅに該当する濃度データが存在しないときには
、ステップ７によってアルコール濃度Ｍを９０％にホー
ルドする構成としたから、濃度演算が不可能となる領域
に対しても、噴射量演算装置７にアルコール濃度Ｍを出
力することができる。この結果、噴射量の演算と制御が
可能となり、エンジンストールを起こしてしまうという
最悪の事態の発生を防止しつる。さらに、アルコール濃
度マップ４の各濃度マップ・・・４Ｍ２　０℃，４Ｍ３
０℃，４Ｍ４０℃，・・・等の濃度データを適宜に設定
することにより、アルコール濃度の検出要求精度±１０
％の範囲に抑えることができる。

なお、実施例では温度検出手段としてサーミスタ５を例
示したが、ボジスタその他の感温素子を用いてもよい。

また、アルコール濃度マップ４の１６ 各濃度マップは１０℃単位に作成するものとして述べた
が、５℃．１℃単位で作成してもよいものである。さら
に、ステップ７でホールドするアルコール濃度は９０％
に限るものではないことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に係るアルコール濃度温度補正演算装置は以上詳
細に述べた如くであって、温度検出手段による検出温度
から濃度マップを選択し、選択された一の濃度マップを
用いてアルコール濃度検出手段からの検出電気信号量に
基づいてアルコール濃度を演算するに際し、選択した濃
度マップ中に濃度データが存在しない場合には、アルコ
ール濃度を所定濃度値にホールドする構成としたから、
温度検出手段の検出温度にバラツキ等があっても、アル
コール濃度演算が不可能となってしまう領域が発生する
のを防止し、全領域にわたってアルコール濃度の温度補
正演算を可能とし、ひいては高精度な濃度検出を行なう
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４図は本発明の実施例に係り第２図は本実施例の
回路構成を示すブロック図、第３図は第２図中の記憶装
置内に記憶されたマップを示す説明図、第４図は本実施
例の温度補正演算処理を示す流れ図、第５図および第６
図は従来技術に係り、第５図はサーミスクの検出温度と
サーミスタ出力電圧との関係を示す線図、第６図はアル
コール濃度とアルコールセンサ出力電圧との関係を示す
線図である。 １・・・アルコール濃度演算装置、２・・・記憶装置、
３・・・温度マップ、４・・・アルコール濃度マップ、
５・・・サーミスタ、６・・・アルコールセンサ、７・
・・噴射量演算装置、１０・・・噴射弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測液体中のアルコール濃度を電気信号量として検出す
   るアルコール濃度検出手段と、前記被測液体の温度を電
   気信号量として検出する温度検出手段と、前記被測液体
   の温度に対応してアルコール濃度と前記アルコール濃度
   検出手段による検出電気信号量との関係をもったアルコ
   ール濃度マップと、前記温度検出手段によって検出され
   た電気信号量に基づいて、該アルコール濃度マップのう
   ちの一の濃度マップを選択する濃度マップ選択手段と、
   前記アルコール濃度検出手段によって検出された電気信
   号量に基づいて該濃度マップ選択手段で選択された一の
   濃度マップを参照し、当該一の濃度マップ中に検出した
   電気信号量に対応するアルコール濃度データが存在する
   か否か判定する濃度データ有無判定手段と、該濃度デー
   タ有無判定手段によってアルコール濃度データが存在す
   ると判定したときには、前記濃度マップ選択手段によっ
   て選択された一の濃度マップと前記アルコール濃度検出
   手段によって検出された電気信号量とからアルコール濃
   度を演算するアルコール濃度演算手段と、前記濃度デー
   タ有無判定手段によってアルコール濃度データが存在し
   ないと判定したときには、アルコール濃度を所定濃度値
   にホールドする濃度ホールド手段とから構成してなるア
   ルコール濃度温度補正演算装置。