JPH04213057A - 燃料性状検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン回転の低下変
動から燃料の揮発性を検出するようにしたエンジンの燃
料性状検出装置に関するものである。

【０００２】

【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。

【０００３】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が可能となる。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
にエンジンの筒内圧力の変動特性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
サを配設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。

【０００７】一方、エンジン回転の変動のように既設の
センサからの信号を利用して燃料の揮発性を検出するこ
とが好適であるが、その場合エンジンを始動した直後に
検出判定することが燃料が周囲の温度によって加熱され
て気化する量が少なく、真の燃料の揮発性が検出できる
点で好ましいが、このエンジン回転は各種条件に対応し
て変動するものであって、燃料の揮発性の差異に基づく
エンジン回転変動と他の要因による回転変動とを判別し
なければ精度の高い検出を行うことが困難となる。

【０００８】すなわち、燃料の揮発性の変化をエンジン
回転の低下特性から検出判定する場合に、エアコン用の
コンプレッサの駆動負荷、パワーステアリング用のオイ
ルポンプの駆動負荷、電気負荷の増大に対応したオルタ
ネータの駆動負荷の増大、自動変速機のＤレンジなどの
走行レンジへのシフトによってトルコン負荷等の外部負
荷が作用すると、これによってもエンジン回転が低下し
て、揮発性の低下に伴う回転低下との識別ができず、誤
検出を生起する恐れがある。

【０００９】そこで、本発明は上記事情に鑑み、エンジ
ン回転の低下特性から燃料の揮発性を検出判定するにつ
いて外部負荷の作動による誤検出の発生を防止するよう
にしたエンジンの燃料性状検出装置を提供することを目
的とするものである。

【００１０】

【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装置は、図１に基本構
成を示すように、エンジンＥに対してそのエンジン回転
の変動を検出するエンジン回転検出手段Ａを設け、この
エンジン回転検出手段Ａの信号が燃料性状検出手段Ｂに
出力される。該燃料性状検出手段Ｂは、エンジン回転の
低下変動に基づいて燃料の揮発性を検出するものである
。また、前記エンジンＥには、その作動によってエンジ
ンＥに作用する駆動負荷が増大する外部負荷Ｃが設置さ
れており、この外部負荷Ｃの作動状態を検出する外部負
荷検出手段Ｄを設ける。そして、この外部負荷検出手段
Ｄの信号を受け、外部負荷Ｃが作動状態にあるときには
前記燃料性状検出手段Ｂによる燃料の揮発性の検出を禁
止する禁止手段Ｈを設けて構成したものである。

【００１１】上記外部負荷Ｃとしては、エアコン用コン
プレッサ、パワーステアリング用のオイルポンプ、オル
タネータ、自動変速機等の駆動負荷がある。

【００１２】

【作用および効果】上記のような燃料性状検出装置では
、外部負荷が作動している場合には、その他の燃料の揮
発性検出条件が成立していても、燃料の揮発性の検出を
禁止するものであり、これにより、外部負荷の作動に伴
う回転低下による揮発性の誤検出の発生を防止して、精
度の良い燃料性状の検出に基づいて揮発性に対応した適
確な制御を実施することができるものである。

【００１３】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図２は一実施例の燃料性状検出装置を備えたエンジ
ンの全体構成図である。

【００１４】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。

【００１５】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が介装され、サージタンク１
３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。

【００１６】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。

【００１７】そして、上記イグニションコイル１８およ
びバイパスエア通路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、点火時期制御およびバ
イパスエア制御が行われる。さらに、インジェクタ１４
の燃料噴射制御がコントローラ２０からの制御信号によ
って運転状態に応じて行われる。

【００１８】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からのエンジン回
転数を検出する回転信号、エアフローセンサ１１からの
吸気量信号、水温センサ２２からエンジン水温信号、ス
ロットル弁１２の全閉状態で作動するアイドルスイッチ
２３からの信号、変速機のニュートラルを検出するシフ
トセンサ２４からの信号（マニュアル変速機の場合）、
スタータの起動を行うスタータスイッチ２５からの信号
、また、外部負荷の作動状態を検出するために、エアコ
ンスイッチ２７の信号、パワーステアリングの作動に応
じたパワステスイッチ２８の信号、電気負荷スイッチ２
９の信号、インヒビタスイッチ３０からのレンジ位置信
号（自動変速機の場合）などがそれぞれ入力される。

【００１９】さらに、上記コントローラ２０は、エンジ
ン始動直後の所定期間のエンジン回転数の低下変動から
燃料の揮発性に関連する信号を検出判定する前記燃料性
状検出手段Ｂの機能を有すると共に、前記外部負荷の作
動状態を判定し、外部負荷の作動時には燃料の揮発性検
出を禁止する禁止手段Ｈの機能を有している。

【００２０】また、前記コントローラ２０による燃料噴
射制御において、エンジン始動時に使用燃料が揮発性の
低い重質燃料であると検出されると、冷間時の燃料供給
量の増量（暖機増量）を増大し、エンジン水温の上昇と
共に低減する補正制御、および加速時の加速増量を増加
する補正を行うように構成されている。

【００２１】具体的には、前記燃料性状の判定は、冷間
始動後のエンジン回転数の変動で検出するものであるが
、そのタイムチャートを図３に基づいて説明する。エン
ジンを始動するべく、ａ点でスタータモータを起動して
クランキングを開始すると、エンジン回転数は上昇し始
め燃料に点火して完爆状態となるとさらに上昇し、始動
後は一旦低下してからエンジン水温、スロットル開度な
どに対応したエンジン回転数（目標値Ｎｏ）に移行する
。

【００２２】そして、ｂ点からの低下状態において重質
燃料では通常燃料に比べて燃料の揮発性が低く空燃比が
リーンなのに応じて低下速度が速いことから、エンジン
回転数が所定の回転数Ｎｃとなってから所定時間ｔ後に
設定回転数Ｎｄ以下に低下した場合に重質燃料の供給で
あると判定するものである。また、回転数の低下速度が
上記条件より遅くても、エンジン回転数が下限回転数Ｎ
３　より低下した場合にも重質燃料の供給であると判定
するものである。

【００２３】前記コントローラ２０の処理を図４および
図５のフローチャートに沿って説明する。この図４は燃
料性状判定ルーチンであり、制御スタート後、ステップ
Ｓ１で各種信号の読込みを行い、ステップＳ２〜Ｓ７で
燃料の揮発性の判定を行うための燃料性状検出条件が満
たされたか否かを判定する。

【００２４】まず、ステップＳ２でスタータスイッチ２
５がオン作動されてから所定時間（約６０秒）以内か否
かを判定し、この期間以外では運転状態の変化に対応し
た負荷変動に伴う回転変動があって誤検出の可能性が大
きくなることから、この期間だけで揮発性検出を行う。

【００２５】また、ステップＳ３はエンジン水温Ｔｗが
所定範囲Ｔａ〜Ｔｂの冷間状態か否かを判定する。下限
温度Ｔａは約０℃で、この温度より低温領域では燃焼状
態が不安定で通常燃料でも回転低下が大きくなって誤検
出の可能性が大きくなる。一方、上限温度Ｔｂは約４０
〜６０℃で、この温度より高い温間始動時には燃料が暖
められて気化し、重質燃料と通常燃料との気化差が少な
く、また燃料増量も少なく通常燃料でもエンジン回転上
昇後の回転低下が大きくなって誤検出の可能性が大きい
ことから、上記所定範囲Ｔａ〜Ｔｂでのみ揮発性検出を
行う。

【００２６】さらに、ステップＳ４でスタータスイッチ
２５がオンでスタータが作動しているクランキング中か
否かを判定し、このクランキング中ではエンジンが始動
していても回転数が低く下限回転数Ｎ３　以下となる可
能性があることから、揮発性検出は行わないようにする
。

【００２７】次に、ステップＳ５はスロットル弁１２が
全閉状態か否かを判定し、さらにステップＳ６はニュー
トラルか否かを判定するものであって、これはマニュア
ル変速機を備えたものでの発進時もしくは変速時の回転
低下を誤判定する恐れがあることから、スロットル弁１
２が全閉でニュートラル時に揮発性検出を行うようにし
ている。

【００２８】一方、ステップＳ７は外部負荷がオン状態
に作動しているか否かをエアコンスイッチ２７，パワス
テスイッチ２８、電気負荷スイッチ２９、インヒビタス
イッチ３０の信号から判定するものであり、この外部負
荷の作動状態とは、エアコン用コンプレッサが作動しそ
の駆動負荷が作用しているとき、ステアリングの操作に
応じてパワーステアリング用のオイルポンプの駆動負荷
が作用しているとき、ヘッドランプの点灯等の電気負荷
の増大に対応したオルタネータの駆動負荷の増大してい
るとき、また、自動変速機がＤレンジなどの走行レンジ
へのシフトによってトルコン負荷が作用しているときな
どであり、外部負荷の作用しているときにはそれによっ
て回転低下があり誤検出の可能性が大きいことから揮発
性の検出は行わないようにする。

【００２９】そして、上記燃料性状検出条件が満たされ
ると、ステップＳ８〜Ｓ１７で揮発性の検出判定を行う
。 まず、ステップＳ８でエンジン回転数Ｎが　１２５０ｒ
ｐｍ（Ｎｃ）以下となったか否かを判定する。この判定
がＹＥＳの場合には、ステップＳ９で前回のエンジン回
転数Ｎｉ−１　が　１２５０ｒｐｍより高かったか否か
を判定する。この判定もＹＥＳで今回始めてエンジン回
転数Ｎが　１２５０ｒｐｍ以下となると、ステップＳ１
０でタイマーｔに所定時間（例えば２ｓｅｃ）をセット
する。

【００３０】この後、エンジン回転数Ｎの低下に応じて
ステップＳ９のＮＯ判定でステップＳ１１に進み、タイ
マーｔのデクリメントを行い、ステップＳ１２でタイマ
ーｔが０となったか否かを判定する。このステップＳ１
２の判定がＹＥＳで所定時間経過した際には、ステップ
Ｓ１３でエンジン回転数が　１０００ｒｐｍ（Ｎｄ）以
下に低下しているか否かを判定し、この判定がＹＥＳの
場合には、上記所定時間ｔの間に所定値以上に回転数が
低下したことから燃料の揮発性が低い状態であると判断
してステップＳ１５で燃料フラグＧを１にセットして重
質判定を行う。一方、上記所定時間ｔが経過しても　１
０００ｒｐｍ以下に低下していない場合には、燃料の揮
発性は低くないと判断して、ステップＳ１６で燃料フラ
グＧを０にセットするものである。

【００３１】また、上記所定時間ｔでのエンジン回転数
Ｎの低下では重質燃料であると判定されなくても、ステ
ップＳ１４でエンジン回転数Ｎそのものが下限回転数Ｎ
３（例えば５００ｒｐｍ）以下に低下したと判定された
場合には、重質燃料であると判断してステップＳ１５で
燃料フラグＧを１にセットする。

【００３２】この重質判定が完了すると、ステップＳ１
７で判定完了フラグＦを１にセットし、ステップＳ１８
の判定に基づきこのルーチンを終了するものであるが、
それまではステップＳ１８のＮＯ判定で検出を継続する
。

【００３３】次に図５の燃料制御ルーチンにおいて、制
御スタート後、ステップＳ２１で各種信号を読込み、こ
れに基づいてステップＳ２２で基本噴射量Ｔｐを演算す
る。 この基本噴射量Ｔｐは、吸入空気量をエンジン回転数で
割って計数を掛けた吸気充填量に対応した燃料量である
。

【００３４】そして、ステップＳ２３で上記燃料フラグ
Ｇが１にセットされているか否かを判定し、１にセット
された燃料の揮発性が低い状態では、ステップＳ２４で
暖機増量係数Ｃｗを重質燃料用の暖機増量係数Ｃｗ１　
に設定する一方、燃料フラグＧが０にリセットされてい
る通常燃料の場合には、ステップＳ２５で暖機増量係数
Ｃｗを通常燃料用の暖機増量係数Ｃｗ２　に設定する。 この暖機増量係数Ｃｗ１，Ｃｗ２　は、図６に示すよう
に、エンジン水温Ｔｗに対応して設定されているもので
あり、約６０℃以下の冷間状態において水温が低下する
ほど補正係数Ｃｗすなわち燃料増量が大きくなるように
設定されると共に、重質燃料用の暖機増量係数Ｃｗ１　
のほうが通常燃料用の暖機増量係数Ｃｗ２　より大きく
設定され、燃料の揮発性が低い状態で燃料増量を大きく
するものである。

【００３５】また、ステップＳ２６はスロットル開度変
化などから加速状態を判定するものであり、所定値以上
の加速時にはステップＳ２７で前記燃料フラグＧが１に
セットされているか否かを判定し、１にセットされた燃
料の揮発性が低い状態では、ステップＳ２８で加速増量
係数Ｃａｃｃ　を重質燃料用の加速増量係数Ｃａｃｃ１
に設定する一方、０にリセットされている通常燃料の場
合には、ステップＳ２９で加速増量係数Ｃａｃｃ　を通
常燃料用の加速増量係数Ｃａｃｃ２に設定する。さらに
、ステップＳ２６の判定がＮＯで非加速時の場合には、
ステップＳ３０で加速増量係数Ｃａｃｃ　を０に設定す
る。そして、上記重質燃料用の加速増量係数Ｃａｃｃ１
は通常燃料用の暖機増量係数Ｃａｃｃ２より大きな値に
設定され、揮発性が低いことで加速時に空燃比がリーン
になるのを補正する。

【００３６】ステップＳ３１はフィードバック補正値、
学習値などのその他の補正量Ｃｅを演算するものであり
、この補正量Ｃｅおよび前記基本噴射量Ｔｐ、暖機増量
係数Ｃｗ、加速増量係数Ｃａｃｃ　に基づいてステップ
Ｓ３２で最終噴射パルスＴを演算し、その結果をステッ
プＳ３３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。

【００３７】上記のような作用により、冷間始動後の所
定期間内にエンジン回転数の低下特性から燃料の揮発性
を検出判定するについて、この燃料性状検出を行う際に
前記外部負荷が作動している場合には揮発性の検出判定
を禁止することで誤検出を防止し、また、燃料の揮発性
に起因しない回転数低下が生じるようなその他の条件で
も揮発性の検出を行わないようにして信頼性の高い燃料
性状の検出を行い、それに基づいて暖機増量および加速
増量の補正を行って良好な走行性を確保することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンの燃料性状検出装置の基本構
成図

【図２】本発明の一実施例における燃料性状検出装置を
備えたエンジンの概略構成図

【図３】燃料性状検出時のエンジン回転数の変動例を示
す説明図

【図４】コントローラの重質判定処理を説明するための
要部フローチャート図

【図５】コントローラの燃料制御処理を説明するための
要部フローチャート図

【図６】暖機増量補正係数の設定特性を示す特性図

【符号の説明】

１　　　　エンジン本体 ８　　　　吸気通路 １２　　　　スロットル弁 ２０　　　　コントローラ Ａ　　　　エンジン回転検出手段 Ｂ　　　　燃料性状検出手段 Ｄ　　　　外部負荷検出手段 Ｈ　　　　禁止手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジン回転の変動を検出するエンジ
   ン回転検出手段と、該エンジン回転検出手段の信号によ
   りエンジン回転の低下変動に基づいて燃料の揮発性を検
   出する燃料性状検出手段とを有する燃料性状検出装置で
   あって、エンジンに作用する外部負荷の作動状態を検出
   する外部負荷検出手段を設け、該外部負荷検出手段の信
   号を受け、外部負荷が作動状態にあるとき前記燃料性状
   検出手段による燃料の揮発性の検出を禁止する禁止手段
   を設けたことを特徴とする燃料性状検出装置。