JPH04101032A - 内燃機関の燃料供給装置 - 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、アルコールとガソリンとの混合燃料を使用す
る内燃機関の燃料供給装置に関し、特にアルコール濃度
を検出するアルコールセンサの異常時における燃料供給
制御技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の燃料供給装置では、燃料タンク内にアルコール
センサを設けて、燃料中のアルコール濃度を検出し、検
出したアルコール濃度に基づいて燃料供給量を補正する
ようにしている。

このような燃料供給装置としては、本出願人により先に
提案されているものかある（例えば特願平１−２６２２
５０号等参照）。

かかる燃料供給装置の燃料供給制御について簡単に説明
する。

通常の場合は、検出された吸入空気流量Ｑと機−関回転
速度Ｎとに基づいて演算された基本供給量Ｔｐ　（＝に
−Ｑ／Ｎ；には定数）に、そのときの運転状態及びアル
コールセンサで検出されたアルコール濃度に応じた補正
を加えて、最終的な燃料供給量Ｔｉ（＝Ｔｐ−ＣＯＥＦ
・α・ＡＬＣ＋Ｔｓ）を演算する。ここで、Ｃ０ＥＦは
冷却水温等の機関運転状態に応じた各種補正係数、αは
空燃比フィードバック補正係数、ＡＬＣはアルコール濃
度補正係数、Ｔｓはバッテリ電圧補正骨である。そして
、演算された燃料供給量Ｔｉに相当するパルス幅の信号
を燃料噴射弁に出力して燃料を機関に供給する。

一方、アルコールセンサが故障してアルコール濃度の検
出か不可能になった場合は、酸素センサからの空燃比検
出信号に基づいてアルコール濃度を推定し、この推定値
に基づいてアルコール濃度補正係数ＡＬＣを設定して燃
料供給量の補正を行っている。尚、前記推定値か算出さ
れるまでは、アルコール濃度を予め設定した固定値（例
えばアルコール濃度５０％）に固定するようにしている
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところて、アルコールセンサ故障時において、機関か停
止した時に給油が行われる場合かあり、この際には、給
油された燃料組成によってはアルコール濃度か変化し、
再び空燃比に基づくアルコール濃度の推定を行う必要が
ある。しかし、上記従来装置には、給油判定機能か設け
られていないため、停止時に給油か行われたかどうかを
判定てきない。

このため、従来装置では、停止時に給油か行われる場合
を想定し、機関始動後は給油の有無に関係なく、酸素セ
ンサによるアルコール濃度推定値を、−旦予め設定しで
ある前記固定値に徐々に近づけ、固定値になった時点で
給油後の燃料についてアルコール濃度の推定を行うよう
にしている。

従って、従来てはアルコールセンサ故障時の機関始動後
には、−時的ではあるがアルコール濃度を必ず固定値と
した状態で走行しなければならない。

また、機関始動後、新たな推定値が算出される以前に機
関が停止した場合には、その後の機関の始動に際しては
、アルコール濃度の初期値として固定値を用いて運転か
行われるという問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、実際のアル
コール濃度の検出が不可能な場合に、なるべく正確なア
ルコール濃度推定値を使用して、混合燃料の供給制御が
行える燃料供給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〉 このため本発明は、第１図に示すように、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、該ア
ルコール濃度検出手段の検出値に基づいて燃料供給量を
補正して設定する燃料供給量設定手段と、前記アルコー
ル濃度検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段と
、機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、アルコー
ル濃度検■手段が異常と判定されたときに空燃比検出手
段の検出した空燃比に基づいてアルコール濃度を推定す
る第１濃度推定手段と、該第１濃度推定手段による推定
動作か終了したか否かを判定する推定終了判定手段と、
機関の始動を検出する機関始動検出手段と、アルコール
濃度検出手段が異常と判定されたときに給油燃料を特定
燃料にすべく指示する給油燃料指示手段と、燃料タンク
内の燃料量を検出する燃料量検出手段と、該燃料量検出
手段の検出出力に基づいて燃料の給油か行われたか否を
判定する給油判定手段と、燃料の給油が行われたと判定
された時に燃料量検出手段の検出出力から燃料残量と給
油量とに基づいて給油後の燃料アルコール濃度を推定す
る第２濃度推定手段と、前記給油判定手段で給油か判定
された直後の機関始動時において、燃料供給量設定手段
に入力するアルコール濃度値を、アルコール濃度検出手
段か異常と判定され且つ第１濃度推定手段の推定動作が
終了したと判定されたときは第１濃度推定手段の推定値
を初期値として所定時間経過後に第２濃度推定手段の推
定値に切換え、アルコール濃度検出手段か異常と判定さ
れ且つ第１濃度推定手段の推定動作が終了していないと
判定されたときは予め設定した固定値を初期値として所
定時間経過後に第２濃度推定手段の推定値に切換える濃
度切換手段とを備えて構成した。

〈作用〉 上記の構成において、通常の場合は、アルコール濃度検
出手段の検出値に応じて燃料の供給量を補正して燃料供
給量を設定し、アルコール濃度検出手段が異常と判定さ
れたときは、検出された空燃比に基ついてアルコール濃
度を推定し、次に給油か行われるまでは、前記推定値に
基づいて燃料供給量の補正を行って燃料供給量を設定す
る。また、アルコール濃度検出手段の異常時には、給油
する燃料を特定の燃料にするよう乗員に知らせるため給
油燃料か指示される。

給油か行われたと判定されたときは、そのときの燃料残
量と給油量とから給油後のアルコール濃度を推定する。

そして、給油後の機関始動時において、空燃比に基づく
アルコール濃度の推定か終了している場合には、空燃比
に基づく推定値を初期値として設定し所定時間経過後に
給油後のタンク内燃料量から推定した推定値に切換える
ようにし、空燃比に基づくアルコール濃度の推定が終了
していない場合には、予め設定しである固定値を初期値
として設定し所定時間経過後に給油後のタンク内燃料量
から推定した推定値に切換えるようにして燃料供給量の
補正を行う。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、入出力インターフェース（Ｉｌｏ）Ｉ
Ａ、ＣＰＵＩＢ、ＲＯＭＩＣ及びＲＡＭＩＤを備えて構
成されるマイクロコンピュータを内蔵したコントロール
ユニット１には、エアフローメータ２からの吸入空気流
量信号と、クランク角センサ３からの基準信号及び単位
信号と、機関４の排気通路５に介装され排気中の酸素濃
度がら空燃比を検出する空燃比検出手段としての酸素セ
ンサ６からの酸素濃度信号と、水温センサ７からの冷却
水温度信号と、燃料供給通路８に介装されるアルコール
濃度検出手段としてのアルコールセンサ９からの濃度検
出信号と、始動時にＯＮとなる機関始動検出手段として
のスタータスイッチ１０からのＯＮ・ＯＦＦ信号と、図
示しない燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料量検出
手段としての残量センサ１１からの燃料残量信号とか入
力している。

そして、コントロールユニット１においては、前述した
ように吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとから、基本供
給量Ｔｐ　（＝に−Ｑ／Ｎ；　Ｋは定数）を演算し、こ
れにそのときの運転状態及びアルコール濃度に応じた補
正を加えて、最終的な燃料供給量Ｔｉ　（＝Ｔｐ−ＣＯ
ＥＦ・α・ＡＬＣ＋Ｔｓ）を演算する。そして、前記供
給量Ｔｉに相当するパルス幅の信号を、各気筒毎に設け
られた燃料噴射弁１２に機関４の回転に同期した所定の
タイミングで出力し、燃料噴射弁１２を介して機関４の
吸気系に燃料を噴射供給する。従って、コントロールユ
ニットｌで実行される燃料供給量Ｔｉの演算過程か燃料
供給量設定手段に相当する。また、コントロールユニッ
トｌは、アルコールセンサ９の異常時には、給油する燃
料を特定燃料（例えばガソリン）にすへく指示するため
、車内に設けられる給油燃料指示手段としての表示装置
１３にメタノール補給禁止表示とアルコールセンサ異常
表示を行うと共に、アルコールセンサ９の異常時におけ
るアルコール濃度の設定を第３図に示すフローチャート
に従って行う。

ここで、異常判定手段、第１濃度推定手段、推定終了判
定手段、給油判定手段、第２濃度推定手段及び濃度切換
手段としての機能は、第３図のフローチャートに示すよ
うにコントロールユニット１内においてソフトウェア的
に備えられている。

次に第３図のフローチャートを参照しながら、アルコー
ル濃度の設定動作を説明する。

まず、ステップ１（図中８１と記す。以下同様とする。

）では、例えばアルコールセンサ９の出力電圧値が許容
範囲内にあるか否によりアルコールセンサ９が異常か否
かを判定する。正常と判定されたときは、ステップ１８
に進みアルコールセンサ９て検出された検出値の選択を
行い、機関始動後において、検出値に基づいたアルコー
ル濃度補正係数により燃料供給量の補正を行い供給量Ｔ
ｉの設定を行う。また、異常と判定されたときはステッ
プ２に進む。

ステップ２では、酸素センサ６により検出される空燃比
に基づくアルコール濃度の較正（推定）が既に行われそ
の較正値（第１濃度推定手段による推定値）の選択か行
われたか否かを判定する。

まだ１度も選択されていない場合はステップ３に進み、
既に選択が行われた場合はステップ３を飛び越えてステ
ップ４，５に進む。

ステップ３ては、予め設定しである固定値（例えばアル
コール濃度５０％）の選択を行う。ここで、前記固定値
は、ガソリンにとって機関燃焼か安定するリッチ限界で
あり、アルコール燃料にとっては機関燃焼が安定するリ
ーン限界であるため、アルコール濃度に拘わらず機関燃
焼か略安定する値である。

ステップ４，５では、表示装置１３に、それぞれアルコ
ールセンサ９の異常表示とメタノール補給禁止表示を行
い、給油する燃料をガソリン燃料のみとするよう乗員に
知らせる。

ステップ６では、スタータスイッチｌＯかＯＮか否かを
判定し、ＯＮのときには機関始動時（クランキング時）
と判断してステップ７に進み、ＯＮでないときはステッ
プ１０に進む。

ステップ７では、残量センサ１１からの出力に基づいて
燃料タンク内の燃料残量か増加したか否かを判定し、増
加した場合は給油か行われたと判断してステップ８に進
む。また、増加していなければ給油無しと判断する。

ステップ８では、給油判定フラグを１にセットする。

ステップ９ては、給油により変化するアルコール濃度の
推定を行い、推定値（第２濃度推定手段による推定値）
を演算する。この演算は、残量センサ１１の検出出力に
基づいて給油前の燃料残量と給油燃料の給油量とから算
出てきる。即ち、給油燃料を特定し例えばガソリンに特
定すれば給油燃料のアルコール濃度をＯとして計算でき
るので、燃料残量をＸ、残量燃料の濃度をＭ、給油量を
Ｙとすれば、給油後の燃料のアルコール濃度の推定値Ａ
は、次式で求まる。

残量か１０７．給油量が３０１とした場合を例にとれば
、空燃比による較正かまだ１度も行われていない場合は
、残量燃料の濃度は固定値の５０％となるので、 となる。尚、空燃比による較正か行われていれば残量燃
料の濃度Ｍをその時の較正値を用いて計算する。

その後、スタータスイッチ１０かＯＦＦとなるとステッ
プｉｏに進む。

ステップｌＯては、ステップ７において給油無しの判定
か行われていれば給油判定フラグは０であるのでステッ
プ１１に進み、ステップ７で給油有りの判定か行われて
いれば給油判定フラグはＩであるのでステップ１４に進
む。

ステップＩＩでは、ステップ２において較正値の選択か
行われていれば、ＹＥＳ　（較正終了）と判定され、ス
テップ１２に進み空燃比から算出された較正値か選択さ
れ、この較正値に基づいたアルコール濃度補正係数ＡＬ
Ｃにより燃料供給量の補正が行われる。また、ステップ
２において選択か行われておらずステップ３の固定値か
選択されていれば、Ｎｏ（較正は終了していない）と判
定されてステップ１３に進む。

ステップＩ３では、酸素センサ６からの空燃比検出信号
に基づいてアルコール濃度の較正（推定）を行う。空燃
比に基づくアルコール濃度の較正は、空燃比かリッチの
場合は、アルコール濃度を所定量だけ小さくし、リーン
の場合はアルコール濃度を所定量だけ大きくする。そし
て、所定時間経過すると、較正終了と見做しステップ１
１の判定がＹＥＳとなり、そのときのアルコール濃度を
最終的な較正値として設定し、それまで選択されていた
固定値と切換えて前記較正値を選択する。従って、較正
が終了するまでは、固定値に基づいたアルコール濃度補
正係数により補正か行われ、較正か終了すると、較正値
に基づくアルコール濃度補正係数ＡＬＣにより燃料供給
量の補正が行われる。

ステップ１０でＹＥＳ　（給油判定フラグ＝１）の判定
が行われ、ステップ１４に進んだ場合は、ステップ９で
演算された推定値に現在選択されている固定値或いは較
正値か一致しているか否かの判定か行われ、一致してい
ればステップ１５に進み、致していなければステップ１
７に進む。

ステップ１７では、現在選択されているアルコール濃度
値を前記推定値に段階的に近づけるように新たに設定す
る。そして、この動作を繰り返してアルコール濃度値か
推定値に一致すると、ステップ１４の判定かＹＥＳとな
りステップ１５に進む。ここで、現在の選択値を推定値
に徐々に近づけているのは、給油直後は給油前のアルコ
ール濃度の燃料がまだ残っており、アルコール濃度が即
座に変化しないためである。

ステップ１５ては、給油判定フラグをＯにセットしてス
テップ１６に進む。

ステップ１６では、給油後にステップ９で演算された推
定値を選択する。その後は、新たに酸素センサ６からの
出力信号から検出される空燃比に基づく較正を行い、較
正が終了すればその較正値をアルコール濃度としこれに
基づいて燃料供給量の補正を行う。

以上のように、アルコールセンサ９の異常時において、
空燃比による濃度の較正か既に行われている場合には、
次の給油時までは新たに較正を行わずそのときの較正値
を用いて燃料供給量の補正を行ない、給油か判定された
時に、給油後の燃料のアルコール濃度を推定し、その推
定値に較正値を徐々に近づけるようにしているので、従
来のように固定値で機関の運転を行う期間かなく、実際
のアルコール濃度値に近い状態で補正が行われ機関の始
動性及び燃焼安定性が向上する。

尚、較正が行われていないときは、給油の有無に関係無
〈従来と同様に初期値を固定値にし、較正終了後に較正
値に切換えて燃料供給量の補正を行う。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、アルコール濃度検
出手段の異常時における給油燃料を特定のものに指定す
ると共に、給油の有無を判定するようにし、濃度較正後
で給油直後の機関始動時には給油後の燃料について濃度
を推定しこの推定値を用いて燃料供給量補正を行うので
、給油の有無に関係なく常時機関始動時に一時的に固定
値で行う従来のものに比べて、実際のアルコール濃度に
近い値に設定でき機関運転の安定性を向上できると共に
、エミッションの悪化を防止でき、空燃比の制御性を向
上できる。

【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図は
本発明の一実施例を示す構成図、第３図は同上実施例の
アルコール濃度設定動作を示す制御フローチャートであ
る。 １・・・コントロールユニット　　２・・・エアフロー
メータ　　３・・・クランク角センサ　　４・・・機関
６・・・酸素センサ　　９・・・アルコールセンサ　　
１゜・・・スタータスイッチ　　１１・・・残量センサ
　　１２・・・燃料噴射弁　　１３・・・表示装置 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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、該アルコール濃度検出手段の検出値に基づい
   て燃料供給量を補正して設定する燃料供給量設定手段と
   、前記アルコール濃度検出手段の異常の有無を判定する
   異常判定手段と、機関の空燃比を検出する空燃比検出手
   段と、アルコール濃度検出手段が異常と判定されたとき
   に空燃比検出手段の検出した空燃比に基づいてアルコー
   ル濃度を推定する第１濃度推定手段と、該第１濃度推定
   手段による推定動作が終了したか否かを判定する推定終
   了判定手段と、機関の始動を検出する機関始動検出手段
   と、アルコール濃度検出手段が異常と判定されたときに
   給油燃料を特定燃料にすべく指示する給油燃料指示手段
   と、燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段と
   、該燃料量検出手段の検出出力に基づいて燃料の給油が
   行われたか否を判定する給油判定手段と、燃料の給油が
   行われたと判定された時に燃料量検出手段の検出出力か
   ら燃料残量と給油量とに基づいて給油後の燃料アルコー
   ル濃度を推定する第２濃度推定手段と、前記給油判定手
   段で給油が判定された直後の機関始動時において、燃料
   供給量設定手段に入力するアルコール濃度値を、アルコ
   ール濃度検出手段が異常と判定され且つ第１濃度推定手
   段の推定動作が終了したと判定されたときは第１濃度推
   定手段の推定値を初期値として所定時間経過後に第２濃
   度推定手段の推定値に切換え、アルコール濃度検出手段
   が異常と判定され且つ第１濃度推定手段の推定動作が終
   了していないと判定されたときは予め設定した固定値を
   初期値として所定時間経過後に第２濃度推定手段の推定
   値に切換える濃度切換手段とを備えて構成したことを特
   徴とする内燃機関の燃料供給装置。