JPH04191450A - エンジンの燃料性状検出方法 - 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、燃料の揮発性の低下状態を検出するエンジン
の燃料性状検出方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、エンジンの燃料特にガソリンにおいては、揮発性
の低い燃料が販売されるようになり、燃料性状の異なる
燃料をエンジンに供給して燃焼させた場合に、各種制御
特性をこの燃料性状の変動に対応して補正する必要があ
る。

すなわち、揮発性の低い重質燃料が供給された場合には
、それまでの通常燃料に対応して設定していた各種制御
特性では、特にエンジン温度が低い冷間時走行において
燃料の気化、霧化が低下して走行性不良が生起する。こ
れに対して、燃料の揮発性に基づく燃料性状の検出判定
を行えば、この燃料性状の検出に基づいて上記冷間運転
時の燃料増量を所定量増加するように補正することなど
で走行性を改善することか可能となる。

そこで、従来より、上記燃料の揮発性などの燃料性状を
検出判定するのに、例えば、特開昭６２−２８８３３５
号公報に見られるように、重質燃料と通常燃料とではシ
リンダ内の燃焼における燃焼速度すなわち圧力上昇が異
なることに基づき、圧力センサによって検出した筒内圧
力に基づいて燃料性状を検出判定するようにした技術が
公知である。

また、揮発性の低い燃料では加速時に空燃比が低下する
ことから、空燃比センサによって空燃比を検出して燃料
性状を判定することも考えられる。

一方、エンジンのスロットル弁をバイパスしてバイパス
エアを供給するバイパスエア通路を設け、該バイパスエ
ア通路にアイドル時のバイパスエア量を調整する制御弁
を介装し、該制御弁の制御によってアイドル回転数を目
標値にフィードバック制御するアイドル回転数制御手段
を備えたエンジンが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のように筒内圧力から燃料の揮発性を検
出するようにしたものでは、そのために別途に圧力セン
サを設置する必要がありコスト的に不利である。また、
加速時の空燃比変化から燃料の揮発性を判定するもので
は、走行前に検出判定することができず、検出するまで
の走行性の低下が避けられない。

一方、エンジン回転数等の既存のセンサを利用して燃料
の揮発性を判定しようとした場合に、エンジンを始動し
た直後に検出判定することが好ましいが、このアイドル
状態ではアイドル回転数制御手段によってエンジン回転
数の補正制御か行われ、そのままではエンジン回転数の
変化から揮発性の低下を検出することは困難である。そ
して、上記アイドル回転数制御手段による回転補正を停
止して、揮発性の影響を受けて変化する回転数変動から
検出するようにすると、揮発性の低い燃料では特に冷間
始動時に揮発性が低下して始動後の回転数の低下が大き
くなってエンジン停止を招く問題を有する。また、燃料
の揮発性を検出してからそれに対応して燃料補正を行っ
ても、増量補正が実質的に有効に作用するまでの時間的
遅れがあり、その間にエンジン回転数が大きく低下して
エンジン停止となる恐れかある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、燃料の揮発性の検出
を通常のアイドル回転数制御を実行している状態で行っ
てエンジン停止を招かずに確実に検出できるようにした
エンジンの燃料性状検出方法を提供することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のエンジンの燃料性状検
出方法は、スロットル弁をバイパスしてバイパスエアを
供給するバイパスエア通路に介装した制御弁のアイドル
回転数制御手段による制御でアイドル回転数を目標値に
フィードバック制御するとともに、上記制御弁に対する
制御量が所定値以上に大きくなったときを、燃料の揮発
性が低い状態として検出することを特徴とするものであ
る。

上記燃料の揮発性の検出は、エンジンの始動直後で冷間
時に行うのが好適である。また、前記制御弁のフィード
バック制御は基本制御量が学習更新される学習補正を含
み、この学習更新度合が小さいときには燃料性状の検出
を制限するのが良好である。

（作用および効果） 上記のような燃料性状検出方法では、アイドル回転数制
御手段によってアイドル回転数を目標値にフィードバッ
ク制御している状態で、揮発性の低い燃料が供給される
と、同一燃料供給量であっても実際にシリンダに流入す
る燃料が低減して空燃比がリーンとなり、それによって
低下したエンジン回転数を目標値に収束させるために制
御弁を開作動してバイパスエア量を増大するべくアイド
ル回転数制御手段のフィードバック制御量が大きくなる
。そして、この制御弁に対する制御量が所定値以上に大
きくなったときを、燃料の揮発性が低くなった状態とし
て検出判定するものであり、その検出はアイドル回転数
制御の実行状態でを行って揮発性検出のためにエンジン
停止を招くことなく、確実に検出することかできる。

また、エンジン始動直後に検出すると、早期の検出が行
えて良好であり、また、冷間時には特にエンジン温度に
よる燃料の気化が行われないことからその検出精度が高
くなる。一方、アイドル回転数フィードバック制御に制
御弁の個体差等を修正するための学習制御が行われてい
る場合には、エンジン始動後に上記学習制御がある程度
進行していない状態で揮発性の判定を行うと、前記個体
差による補正量を含んだ制御量によ？て誤判定の恐れが
あることから、学習更新度合が小さいときには燃料性状
の検出を行わないようにすると検出精度が高くなる。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は一実施例の燃料性状検出方法を実施するエンジ
ンの全体構成図である。

エンジン本体１のピストン２上方に容積可変に形成され
た燃焼室３には、吸気ポート４および排気ポート５が連
通開口し、その開口部分が吸気弁６および排気弁７によ
って所定のタイミングで開閉作動される。

上記吸気ポート４に接続された吸気通路８には、上流側
から吸入空気量を検出するエアフローセンサ１１、スロ
ットル弁１２か介装され、サージタンク１３の下流部分
が各気筒に分岐形成され、ここに燃料を噴射供給するイ
ンジェクタ１４が配設されている。

また、上記吸気通路８に対し、そのスロットル弁１２を
バイパスしてその上下の吸気通路８に接続したバイパス
エア通路１５が形成され、このバイパスエア通路１５に
はその開度調整によってバイパスエア量を調整する制御
弁１６が介装されている。さらに、前記燃焼室３に臨ん
で点火プラグ１７が配設され、この点火プラグ１７にイ
グニションコイル１８とディストリビュータ１９を介し
て放電電圧が通電され点火時期が調整される。

そして、上記バイパスエア通路１５の制御弁１６にはコ
ントローラ２０から制御信号が出力されて、アイドル時
およびその他の領域での吸入空気量の制御が行われる。

特に、アイドル時には上記制御弁１６・の開度すなわち
バイパスエア量の制御によってエンジン回転数が目標値
に収束するようフィードバック制御を行う制御信号が出
力され、これらによりアイドル回転数のフィードバック
制御を行うアイドル回転数制御手段Ａが構成されている
。

また、前記イグニションコイル１８にはコントローラ２
０から点火信号が出力され、さらに、インジェクタ１４
にはコントローラ２０から制御信号が出力されて燃料噴
射制御および点火制御が運転状態に応じて行われる。

上記コントローラ２０には運転状態を検出するために、
ディストリビュータ１９からエンジン回転数を検出する
回転信号、水温センサ２２からエンジン水温信号、スロ
ットル弁１２の全開状態で作動するアイドルスイッチ２
３からの信号、エアフローセンサ１１からの吸気量信号
等がそれぞれ入力される。

そして、上記コントローラ２ｏは、アイドル回転数フィ
ードバック制御における制御信号から燃料の揮発性を検
出判定する機能を有し、さらに、燃料の揮発性の低い状
態の検出に基づいて燃料噴射量の補正制御を行うもので
ある。なお、前記アイドル回転数のフィードバック制御
においては、制御弁１６の個体差、制御系の経年変化な
どに起因する基本制御量のずれを修正して補正制御の収
束性を高めることから、フィードバック制御の基準値を
学習更新によって修正する学習制御も行うように構成さ
れている。

具体的には、前記燃料性状の判定は、冷間始動直後のア
イドル回転数のフィードバック制御状態において、その
フィードバック補正量が２０％以上に大きな値となって
いることで検出するものであるが、その検出は学習更新
回数が３回以上行われていることを条件としている。

なお、冷間始動時に燃料性状を判定するのは、燃料の揮
発性の差異が顕著となるのが温度が低い領域であり、温
度が高い領域では加熱によって気化か促進されて揮発性
の差に基づく変動が少なくて検出が困難であるからであ
る。

前記コントローラ２０の処理を第２図〜第４図のフロー
チャートに沿って説明する。

第２図はアイドル回転数フィードバックルーチンすなわ
ちバイパスエア通路１５の制御弁１６の開度制御を示す
。制御スタート後、ステップＳ１でフィードバック条件
が成立したか否かを判定する。このフィードバック条件
は、スロットル弁１２か全開でかつエンジン回転数が所
定値（アイドル判定回転数）以下のアイドル状態にある
ことである。

そして、上記ステップＳ２の判定がＹＥＳでアイドルフ
ィードバック条件が満たされると、ステップＳ３で基本
制御ｇＧＢを演算する。この基本制御ｆｆ１ＧＢは水温
などに対応して設定された目標回転数に相当する制御量
である。続いてステップＳ４てフィードバック補正１Ｇ
ＦＢを演算するものであり、このフィードバック補正量
ＧＦＢは検出した実際のエンジン回転数と目標回転数と
の偏差に応じて設定された補正量であり、検出回転数か
目標回転数より低い場合に上限２５％までプラス方向の
値に設定され、目標回転数より高い場合に下限２５％ま
でマイナス方向の値に設定される。

そして、ステップＳ５で学習条件が成立しているか否か
を判定する。この学習条件は、上記回転偏差か小さくエ
ンジン回転か安定している場合であり、学習条件が成立
すると、ステップＳ６で後述の学習禁止フラグＦがＯの
状態か否かを判定する。この学習禁止フラグＦは学習が
完了すると１にセットされるものであり、学習未完了状
態てはステップＳ７に進んでフィードバックカウンタの
値ｎをインクリメントしてから、フィードバック補正量
ＧＦＨの累積値ΣＧＦＢの計算を行う（Ｓ８）。

ステップＳ１０は上記フィードバックカウンタ値ｎが所
定値３２に達したか否かを判定するもので、フィードバ
ック補正量ＧＦＨの累積回数が３２回に達すると、ステ
ップＳｌｌ〜Ｓ１３て学習値ＧＬＲＮの更新処理を行う
。その演算は、まず、上記フィードバック補正量ＧＦＢ
の累積量ΣＧＦＢをｎて割って平均値ΔＧＬＲＮを求め
（Ｓｌｌ）、この平均値ΔＧＬＲＮの１／２を前回の学
習値ＧＬＲＮ（ｉ−１）に加算して今回の学習値ＧＬＲ
Ｎを更新設定しく５１２）、学習更新カウンタの値ｍを
インクリメントする（　Ｓ　１３）。

また、ステップＳ１４は上記学習更新カウンタ値ｍが所
定値５に達したか否かを判定するものであり、１回の運
転で学習更新が５回終了すると、その後は誤学習防止の
点から学習更新は行わないことから、上記ステップＳ１
４の判定がＹＥＳとなるとステップＳ１５で学習禁止フ
ラグＦを１にセットする一方、５回に達していない場合
にはステップ８１Ｇで学習禁止フラグＦは０にクリアし
ておく。

上記学習禁止フラグＦか１にセットされると前記ステッ
プＳ６の判定がＮｏとなり、ステップＳ９て両カウンタ
値ｎ、ｍを０にリセットすると共に、ステップＳ１７で
前回の学習値Ｇ　Ｌ　ＲＮ　（ｉ−１）を今回の学習値
ＧＬＲＮに設定し、学習更新は行わない。なお、前記ス
テップＳＩＯがＮＯ判定で、フィードバック補正量ＧＦ
Ｂの累積回数ｎか所定値に達するまでは、ステップＳ１
７に進んで前回の学習値Ｇ　Ｌ　ＲＮ　（ｉ−１）を使
用するものである。

そして、ステップＳ１９で最終制御ｆｆ１Ｇを、前記基
本制御量ＧＢとフィードバック補正＝Ｃ，ＦＢと学習値
ＧＬＲＮの加算によって演算し、ステップＳ２０で上記
最終制御ｉＧに基づく信号を制御弁１６に出力して所定
開度に駆動するものである。

また、アイドルフィードバック条件か成立しないで、前
記ステップＳ２の判定がＮＯの場合には、ステップＳ１
ｇで運転状態に応じた制御弁１６の開度に相当する制御
量Ｇを演算するものである。

上記のようなアイドル回転数フィードバック制御では、
フィードバック補正量ＧＦＢの設定によってアイドル回
転数を目標回転数に収束させるアイドル回転数制御を行
うと共に、その収束性を高めることから制御弁１６の個
体差等に基づく基本制御ｆｆ１ＧＢのずれを学習値ＧＬ
ＲＮの演算で補正するものである。

次に、第３図のフローチャートは燃料の揮発性判定ルー
チンであり、制御スタート後、ステップＳ２１で各種信
号を読み込み、ステップＳ２２でエンジン始動後所定時
間以内のエンジン始動直後であるか否かを判定する。こ
の判定がＹＥＳで始動直後の場合には、冷間時に燃料の
揮発性を検出することから、ステップＳ２３でエンジン
水温が５０℃以下の冷間時か否かを判定する。

そして、上記ステップＳ２２およびＳ２３の判定がＹＥ
Ｓで冷間始動時には、ステップＳ２４で前記アイドル回
転数フィードバックルーチン（第２図）におけるフィー
ドバック補正量ＧＦＢが所定値＋２０％を越えているか
否かを判定する。このフィードバック補正量ＧＦＢが大
きいということは燃料の揮発性が低い状態を含むもので
あり、ステップＳ２５で前記学習更新カウンタ値ｍが３
以上か否かを判定し、ある程度の学習更新が行われてい
る場合に燃料の揮発性が低い状態であると判定して、ス
テップ８２Ｂに進んで重質判定フラグＨを１にセットす
る。一方、ステップＳ２４もしくはＳ２５の判定がＮｏ
で通常燃料の場合、および学習更新が不足する場合には
、ステップＳ２７で重質判定フラグＨを０にクリアする
。

次に、第４図は燃料制御ルーチンであり、制御スタート
後、ステップＳ３１で各種信号を入力し、これに基づい
てステップＳ３２で基本噴射ｆｆ１Ｔｐを演算する。こ
の基本噴射ｆｆ１Ｔｐは、吸入空気量をエンジン回転数
で割って係数を掛けた吸気充填量に対応した燃料量であ
る。

そして、ステップＳ３３で上記重質判定フラグＨが１に
セットされているか否かを判定し、１にセットされて燃
料の揮発性が低い状態では、ステップＳ３４で重質補正
量Ｃｇを設定して燃料増量を行う一方、０にリセットさ
れている場合には、ステップＳ３５で重質補正量Ｃｇを
０に設定して揮発性に基づく燃料補正は行わない。

ステップ８３Ｂはエンジン水温に応じた暖機増量補正、
加速補正などのその他の補正量を演算するものであり、
これらの基本噴射量Ｔｐおよび重質補正量Ｃｇ１その他
の補正量に基づいてステップＳ３７で最終噴射量Ｔを演
算し、その結果をステップＳ３８でインジェクタ１４に
出力して所定量の燃料噴射を実行するものである。

上記のような作用により、アイドル回転数のフィードバ
ック制御を行っている状態でそのフィードバック補正量
ＧＦＢが所定値以上に大きくなったことから燃料の揮発
性が低い状態を検出するので、エンジン回転数の大きな
変動を伴うことなくエンジン停止などを招かずに検出で
きると共に、フィードバック補正量ＧＦＢの平均値から
学習補正を行うことに対応して、その学習がある程度進
行してから燃料の揮発性を検出することで、検出精度を
高めている。

そして、揮発性の低い燃料が供給されると、冷間時等の
揮発性が低い領域で燃料増量補正を行って走行性を改善
するものである。その際、揮発性の低い燃料が供給され
ていても、エンジン温度が上昇すると燃料も温度が高く
なってその揮発性が上昇し、前記フィードバック補正量
ＧＦＢは小さな値となって重質判定は終了し、燃料増量
補正も低減する。

なお、上記実施例ではフィードバック補正量ＧＦＢの大
きさから燃料の揮発性の低下を検出するようにしている
が、揮発性の低下に応じて制御量Ｇも大きくなることか
ら、制御ＪａＧそのものの大きさから検出判定するよう
にしていもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃料性状検出方法を
実施するエンジンの概略構成図、第２図ないし第４図は
コントローラの処理を説明するための要部フローチャー
ト図である。 １・・・・・・エンジン本体、８・・・・・・吸気通路
、１２・・・・・・スロットル弁、１５・・・・・・バ
イパスエア通路、１６・・・・・・制御弁、２０・・・
・・・コントローラ、Ａ・・・・・・アイドル回転数制
御手段。 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁をバイパスしてバイパスエアを供給
   するバイパスエア通路を設け、該バイパスエア通路にア
   イドル時のバイパスエア量を調整する制御弁を介装し、
   該制御弁の制御によってアイドル回転数を目標値にフィ
   ードバック制御するアイドル回転数制御手段を備えたエ
   ンジンにおいて、前記制御弁に対する制御量が所定値以
   上に大きくなったときを、燃料の揮発性が低い状態とし
   て検出することを特徴とするエンジンの燃料性状検出方
   法。
2. （２）エンジンの始動直後に燃料性状を検出することを
   特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料性状検出方法
   。
3. （３）エンジンの冷間時に燃料性状を検出することを特
   徴とする請求項１または２記載のエンジンの燃料性状検
   出方法。
4. （４）前記制御弁のフィードバック制御は基本制御量が
   学習更新される学習補正を含み、この学習更新度合が小
   さいときには燃料性状の検出を制限することを特徴とす
   る請求項１記載のエンジンの燃料性状検出方法。