(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸を駆動可能な内燃機関と、
駆動電流を受けて前記車軸を駆動可能な回転力を発生する電動機と
を備える車両に搭載され、前記内燃機関へ供給された燃料の性状を検出する内燃機関の燃料性状検出装置であって、
前記内燃機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段と、
該燃料供給制御手段に従う燃料供給を停止する燃料カット手段と、
燃料性状の検出に当たり、前記燃料カット手段による燃料供給の停止を強制的に行なう制御手段と、
前記制御手段による燃料供給の停止後、前記燃料供給制御手段による燃料供給を増量して加速状態とする加速手段と、
前記加速手段による燃料供給の増量後に、前記内燃機関における燃焼状態の変化を検出する燃焼状態変化検出手段と、
該検出された燃焼状態の変化に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料の性状を判定する燃料性状判定手段と、
少なくとも前記制御手段による燃料供給の停止と前記加速手段による燃料増量の実行時には、前記電動機の回転力により前記車軸を駆動させる駆動調整手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料性状検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関へ供給された燃料の性状を検出する内燃機関の燃料性状検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用燃料の性状としては、アンチノック性、揮発性、安定性等が重要であり、この性状を検出する燃料性状検出装置として、特開平３−１１１６４２号公報に示す技術が提案されている。この技術は、加速時等の過渡時における空燃比センサの出力の変化から燃料性状を判定するものである。内燃機関では、インジェクタから燃料が噴射されると、その一部分が吸気管やシリンダの壁面に付着するが、この壁面付着量は、燃料の性状により大きく変化する。上記構成によれば、空燃比センサの出力に基づく壁面付着量の検出を過渡時に行なうことで、壁面付着量の多い状態での燃料の性状の判定を可能とし、その結果検出精度の向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の技術では、過渡時に至る前に、吸気管やシリンダの壁面に大量の燃料が付着していると、過渡時に噴射された燃料が例え重質燃料であっても、その噴射された燃料は大部分が壁面に付着することなく燃焼に寄与することになり、燃料性状を誤判定することがあった。即ち、過渡時前の段階での壁面付着量の相違により、同じガソリンでも過渡時の空燃比センサの出力に変化を生じさせ、燃料性状を誤判定することがあった。
【０００４】
この発明の内燃機関の燃料性状検出装置は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、過渡時に至る前の燃料の壁面付着量に左右されない燃料性状の検出を可能とすることで、誤判定を防止することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題を解決するためになされた本発明の内燃機関の燃料性状検出装置は、
車軸を駆動可能な内燃機関と、
駆動電流を受けて前記車軸を駆動可能な回転力を発生する電動機と
を備える車両に搭載され、前記内燃機関へ供給された燃料の性状を検出する内燃機関の燃料性状検出装置であって、
前記内燃機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段と、
該燃料供給制御手段に従う燃料供給を停止する燃料カット手段と、
燃料性状の検出に当たり、前記燃料カット手段による燃料供給の停止を強制的に行なう制御手段と、
前記制御手段による燃料供給の停止後、前記燃料供給制御手段による燃料供給を増量して加速状態とする加速手段と、
前記加速手段による燃料供給の増量後に、前記内燃機関における燃焼状態の変化を検出する燃焼状態変化検出手段と、
該検出された燃焼状態の変化に基づいて、前記内燃機関に供給される燃料の性状を判定する燃料性状判定手段と、
少なくとも前記制御手段による燃料供給の停止と前記加速手段による燃料増量の実行時には、前記電動機の回転力により前記車軸を駆動させる駆動調整手段と
を備えることを、その要旨としている。
【０００６】
この構成によれば、制御手段により、燃料供給の停止と、その後の燃料供給の増量とがなされると、その後に、内燃機関における燃焼状態の変化を燃焼状態変化検出手段により検出して、その検出された燃焼状態に基づいて、燃料性状判定手段により燃料性状を判定する。燃料カット手段により燃料供給が停止されると、その間に吸気管やシリンダの壁面に付着した燃料は燃焼して、壁面付着量は一律に少ない状況となる。燃料供給の増量がなされると、燃料カット手段による燃料の無い状態から燃料供給手段による燃料の有る状態への過渡状態が作られることになり、この過渡状態での燃料増量を利用した燃料性状の判定がなされる。
【０００７】
従って、上記過渡状態に至る前のその壁面付着量に燃料性状の検出結果が影響を受けることがなく、燃料供給制御手段により供給された燃料の性状を明確に燃焼状態の変化に反映させることができる。この結果、燃料性状の誤判定を防止して検出精度を高めることができる。
【０００８】
さらに、燃料性状の検出のために、制御手段により燃料供給の停止を強制的に行ない、その後、燃料供給を増量しても、車両の車軸は電動機により駆動されていることから、車両の乗員は、燃料供給の停止を行なったことおよび燃料増量を行なったことによる内燃機関の負荷変動を体感することはない。従って、車両走行のドライバビリティを損ねることなしに、内燃機関の燃料性状を検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、以上説明したこの発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は、本発明の第１実施例である内燃機関の燃料性状検出装置を搭載した車両用の内燃機関ＥＧおよびその周辺装置を表わす概略構成図である。図示するように、内燃機関ＥＧの吸気通路６０には、吸入空気の取り入れ口から、エアクリーナ６１、スロットルアクチュエータ６２ａにより開閉駆動されるスロットルバルブ６２、吸入空気の脈動を抑えるサージタンク６３および内燃機関ＥＧに燃料を供給するインジェクタ６４が設けられている。
【００１６】
吸気通路６０を介して吸入される吸入空気は、インジェクタ６４から噴射される燃料と混合されて、内燃機関ＥＧの燃焼室６５内に吸入される。この燃料混合気は、燃焼室６５内で点火プラグ６６によって火花点火され、内燃機関ＥＧを駆動させる。燃焼室６５内で燃焼したガス（排気）は、排気通路６７を介して触媒コンバータ６８に導かれ、浄化された後、大気側に排出される。
【００１７】
点火プラグ６６には、ディストリビュータ７１を介してイグナイタ７２からの高電圧が印加され、この印加タイミングによって点火時期が決定される。なお、ディストリビュータ７１は、イグナイタ７２で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ６６に分配するためのもので、このディストリビュータ７１には、１回転に２４発のパルス信号を出力する回転速度センサ７３が設けられている。
【００１８】
また、内燃機関ＥＧの吸気通路６０には、スロットルバルブ６２の設けられた吸気通路部分を迂回するようにバイパス通路７５が形成されており、このバイパス通路７５には、ＩＳＣＶ７６が設けられている。ＩＳＣＶ７６は、リニアソレノイドによって開弁度が制御される高速応答性に優れた弁体を備えており、この弁体の閉開の時間比に相当するデューティ比を有するデューティ信号をリニアソレノイドに出力することにより、空気流量を高精度に制御する。このようなＩＳＣＶ７６を用いることで、一般的に大型のＤＣモータから構成されるスロットルアクチュエータ６２ａを使用することなく、内燃機関ＥＧのアイドリング時の吸入空気量を高速制御することができる。
【００１９】
内燃機関ＥＧには、その運転状態を検出するためのセンサとして、回転速度センサ７３のほか、スロットルバルブ６２の開度を検出すると共にスロットルバルブ６２の全閉状態を検出するアイドルスイッチ８０（図４）を内蔵したスロットルポジションセンサ８１、吸気通路６０に配設されて吸入空気（吸気）の温度を検出する吸気温センサ８２、吸気の量を検出するエアフロメータ８３、シリンダブロックに配設されて冷却水温を検出する水温センサ８４、排気通路６７に配設されて排気中の空燃比を検出する空燃比センサ８５、および車両の速度を検出する車速センサ８７等が備えられており、これらの各種検出結果は電子制御ユニット９０に入力される。
【００２０】
図２は、電子制御ユニット９０を中心とした制御系のブロック図である。図示するように、電子制御ユニット９０は、マイクロコンピュータを中心とする論理演算回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って内燃機関ＥＧを制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ９１、ＣＰＵ９１で各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ９２、同じくＣＰＵ９１で各種演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ９３、電源オフ時においてもデータを保持可能なバックアップＲＡＭ９４、上記車両情報を入力するＡ／Ｄコンバータ９５および入力処理回路９６、ＣＰＵ９１での演算結果に応じてスロットルアクチュエータ６２ａ、インジェクタ６４、イグナイタ７２、ＩＳＣＶ７６等に駆動信号を出力する出力処理回路９７等を備えている。
【００２１】
本実施例においては、こうして構成された電子制御ユニット９０によってインジェクタ６４、イグナイタ７２およびＩＳＣＶ７６等が最適タイミングで最適駆動量にて駆動される、いわゆる燃料噴射制御や点火時期制御やアイドル回転速度制御により内燃機関ＥＧが運転される。なお、この燃料噴射制御は、空燃比センサ８５の検出値に応じて燃料噴射量を増減補正することで混合気の空燃比を理論空燃比に制御する空燃比フィードバック補正を含むものであるが、この燃料噴射制御は従来と同じもので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２２】
また、本実施例においては、電子制御ユニット９０によって、内燃機関の始動時には、内燃機関の燃料性状を検出する処理も併せて実行する。この内燃機関の始動時の処理、即ち内燃機関始動処理について以下詳細に説明する。
【００２３】
図３および図４は、電子制御ユニット９０のＣＰＵ９１により実行される内燃機関始動処理を示すフローチャートである。この内燃機関始動処理は、イグニッションキーをスタート位置に切り換えた後に実行される。図示するように、ＣＰＵ９１が処理を開始すると、まず現在の車両情報の入力を行ない（ステップＳ１００）、車両の運転状況を把握する。そして、その情報から、内燃機関ＥＧの始動条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ここで、内燃機関ＥＧの始動条件とは、内燃機関ＥＧの回転速度ＮＥが値０であるか、アイドルスイッチ８０がオン状態であるかなどの条件である。これらの条件が全て満足されなければ、ステップＳ１００に処理を戻して、ステップＳ１００およびＳ１１０の処理を繰り返す。
【００２４】
一方、これらの条件が全て成立して内燃機関の始動要求があると判断されたときには、内燃機関ＥＧの始動を行なう（ステップＳ１２０）。次いで、空燃比センサ８５のヒータをオン状態として空燃比センサ８５を活性化する処理を行なう（ステップＳ１３０）。
【００２５】
続いて、燃料性状を検出する条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１４０）。ここで、燃料性状検出条件とは、車両が加速状態にあるか等の条件である。この条件が満足されなければ、ステップＳ１４０の処理を繰り返し行ない、この条件が満足されるのを待つ。
【００２６】
ステップＳ１４０で、燃料性状検出条件が成立したと判断されると、ステップＳ１５０に進み、空燃比センサ８５の検出値を変数ＡＦ１に格納する。その後、所定時間の遅延処理を実行後（ステップＳ１６０）、空燃比センサ８５の検出値を変数ＡＦ２に格納する（ステップＳ１７０）。続いて、ステップＳ１７０で格納した変数ＡＦ２からステップＳ１５０で格納した変数ＡＦ１を減算して、空燃比の変化量△ＡＦを求める（ステップＳ１８０）。
【００２７】
車両が加速状態となると、別ルーチンの燃料噴射制御により燃料増量がなされるが、上記ステップＳ１４０ないしＳ１８０では、この燃料増量がなされるときを検知して、その燃料増量後の上記所定時間の間の空燃比の変化量△ＡＦを求めている。
【００２８】
続いて、上記空燃比の変化量△ＡＦが予め定められた所定値Ｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１９０）。ここで、空燃比の変化量△ＡＦが所定値Ｘ以上であると判断されると、内燃機関ＥＧに供給されている燃料が重質燃料であることを判定するためのカウンタＣを値１だけインクリメントして（ステップＳ２００）、図４のステップＳ２１０に進む。
【００２９】
空燃比の変化量△ＡＦが所定値Ｘ以上であると言うことは、空燃比が大きくリーン側に変化したことを示す。上記ステップＳ１４０で加速時の燃料増量がなされたことが判断されたにも拘らず、空燃比がリーン化したと言うことは、吸入空気量が増大する加速時でありながら燃焼に寄与する燃料量が少ない、即ち燃料の壁面付着量が増大したと予測することができる。従って、空燃比の変化量△ＡＦが大きい程、壁面付着量が大きい燃料、即ち、揮発性の悪い重質燃料の可能性が高いと判定して、カウンタＣを値１だけインクリメントしている。
【００３０】
一方、ステップＳ１９０で、変化量△ＡＦが所定値Ｘより小さいと判別されると、ステップＳ２００を飛ばしてステップＳ２１０に進む。なお、上記カウンタＣの値は、この処理ルーチンの起動時には、初期値として値０にクリアされているものとする。
【００３１】
ステップＳ２１０では、ＣＰＵ９１は、燃料カット（図中、Ｆ／Ｃと表記する）を行なう条件が成立しているか否かを判断する。ここで、燃料カット条件とは、内燃機関ＥＧの回転速度が高くスロットルバルブ６２が全閉している、いわゆるエンジンブレーキ状態であるか等の条件である。この条件が満足されなければ、ステップＳ２１０の処理を繰り返し行ない、この条件が満足されるのを待つ。
【００３２】
ステップＳ２１０で、燃料カット条件が成立したと判断されると、ステップＳ２２０に進み、燃料カットを実行する。この燃料カットの処理は、インジェクタ６４へ噴射停止信号を送ることにより、燃料供給を遮断するものである。その後、図示しないタイマを起動する（ステップＳ２３０）。続いて、水温センサ８４で検出される冷却水温ＴＨＷが予め定められた温度Ｔ０より大きいか否かを判断する（ステップＳ２４０）。ここで、冷却水温ＴＨＷが温度Ｔ０より大きいと判断されると、吸気通路やシリンダの壁面の燃料付着が顕著でなくなることから、燃料性状の検出が不可能となるため、「エンド」に処理を進めてこの処理を終了する。
【００３３】
一方、ステップＳ２４０で、冷却水温ＴＨＷが温度Ｔ０以下であると判断されると、以下の処理を実行する。まず、ステップＳ２３０で起動したタイマが示す時間ｔが予め定められた所定時間ｔ０以内であるか否かを判断し（ステップＳ２５０）、この所定時間ｔ０内に、加速状態となる加速時となるかを判断する（ステップＳ２６０）。ここで、加速状態の判定は、例えば、スロットルポジションセンサ８１の検出値が増大したか否かから判定する。
【００３４】
この所定時間ｔ０内に加速時とならなければ、ステップＳ２１０に処理を戻して、再度燃料カットとなるのを待つ。一方、ステップＳ２６０で肯定判断、即ち、加速時となった場合には、ステップＳ２７０に進む。
【００３５】
ステップＳ２７０からステップＳ３２０までの処理は、前述したステップＳ１５０からステップＳ２００までの処理と同一のもので、加速直後の所定時間の間の空燃比の変化量△ＡＦを求め、その変化量△ＡＦが所定値Ｘ以上といった大きな値である場合に、カウンタＣを値１だけインクリメントする処理を行なっている。なお、ステップＳ３１０で否定判定されたときには、ここでは、ステップＳ２１０に処理を戻して、再度燃料カットとなるのを待つ。
【００３６】
ステップＳ３３０の実行後、上述したカウンタＣの値が２に達したか否かを判断し、ここで、Ｃが値２より大きいと判断されると、内燃機関ＥＧに供給されている燃料は重質燃料であると初めて判定する（ステップＳ３４０）。こうして燃料性状の判定を終えると、「エンド」に抜けてこの処理を終了する。
【００３７】
一方、Ｃが値２に達していないと判断すると、重質燃料であるとの判定はできないことから、ステップＳ２１０に処理を戻して、再度燃料カットとなるのを待って、燃料性状検出の処理を継続する。
【００３８】
即ち、上記構成の内燃機関始動処理によれば、内燃機関の始動直後において、過渡時等の燃料性状検出条件が成立すると、空燃比センサ８５の検出値の変化量△ＡＦに基づく重質燃料の判定を１度行ない、その後、燃料カットが実行されたときに、所定時間ｔ０の間に加速状態となるかを判断し、加速状態となったときに、空燃比センサ８５の検出値の変化量に基づく２度目の重質燃料の判定を行なう。そして、重質燃料であるとの判定結果が２回得られると、重質燃料であるとの決定を行なう。なお、燃料カット前に行なわれる最初の重質燃料の判定で重質燃料でないとの判定がなされたときにも、その後の燃料カット後に行なわれる重質燃料の判定で重質燃料であるとの判定結果が２度にわたって得られた場合には、重質燃料であるとの判定がなされる。
【００３９】
以上詳述したように、この第１実施例によれば、燃料カット条件が成立して燃料カットがなされると、その燃料カット終了から所定時間ｔ０以内の加速状態のときに、空燃比センサ８５の検出値の変化量△ＡＦから燃料性状を検出している。燃料カットにより燃料供給が停止されると、その間に吸気通路６０やシリンダの壁面に付着した燃料は燃焼室内に吸い込まれて、壁面付着量は一律に少なくなることから、その壁面付着量が一律に少ない状況から加速がなされて燃料性状の判定がなされることになる。特に、燃料カットがなされたときには、スロットルバルブ６２が全閉状態となりその際に大きくなった内燃機関ＥＧの負圧により吸気通路６０やシリンダの壁面に付着した燃料は燃焼室内に吸い込まれることから、壁面付着量はほとんど無い状態となっており、従って、その壁面付着量がほとんど無い状況から加速がなされて燃料性状の判定がなされることになる。
【００４０】
従って、加速時に至る前のその壁面付着量に燃料性状の検出結果が影響を受けることがなく、加速時に噴射された燃料の性状を明確に燃焼状態の変化に反映させることができる。この結果、燃料性状の誤判定を防止して検出精度を高めることができる。
【００４１】
なお、この第１実施例では、内燃機関ＥＧの始動直後の過渡時とその後の燃料カット時とで２度の燃料性状の判定を行なうことで、燃料性状の決定を行なっていることから、誤判定をより一層防止することができる。
【００４２】
前記第１実施例では、電子制御ユニット９０で実行される内燃機関始動処理のステップＳ１５０ないしＳ２００もしくはステップＳ２７０ないしＳ３２０で、空燃比の変化量△ＡＦを求めてその変化量△ＡＦから重質燃料を判別する処理を行なっていたが、これに換えて、図５のフローチャートに示す処理により重質燃料を判別する構成としてもよい。
【００４３】
図示するように、まず、空燃比センサ８５の検出値を変数ＡＦ１に格納する（ステップＳ４００）とともに、回転速度センサ７３の検出値を変数ＮＥ１に格納する（ステップＳ４１０）。その後、所定時間の遅延処理を実行後（ステップＳ４２０）、空燃比センサ８５の検出値を変数ＡＦ２に格納する（ステップＳ４３０）とともに、空燃比センサ８５の検出値を変数ＮＥ２に格納する（ステップＳ４４０）。続いて、ステップＳ４３０で格納した変数ＡＦ２からステップＳ４００で格納した変数ＡＦ１を減算して、空燃比の変化量△ＡＦを求める（ステップＳ４５０）とともに、ステップＳ４４０で格納した変数ＮＥ２からステップＳ４１０で格納した変数ＮＥ１を減算して、空燃比の変化量△ＮＥを求める（ステップＳ４６０）。
【００４４】
その後、上記空燃比の変化量△ＡＦが予め定められた所定値Ｘ以上であり、かつ上記回転速度の変化量△ＮＥが予め定められた所定値Ｙ以下であるか否かを判断する（ステップＳ４７０）。ここで、空燃比の変化量△ＡＦが所定値Ｘ以上で、かつ回転速度の変化量△ＮＥが所定値Ｙ以下であると判断されると、重質燃料であることを判定するカウンタＣを値１だけインクリメントする（ステップＳ４８０）。一方、ステップＳ４７０で否定判断されると、ステップＳ４８０を飛ばして次ステップに進む。なお、この図５で示す処理が、燃料カット後に実行されるステップＳ２７０ないしＳ３２０に代えたものであるときには、ステップＳ４７０で否定判断されると、図４と同様に、燃料カット条件成立か否かを判断するステップＳ２１０に処理を戻すことになる。
【００４５】
内燃機関ＥＧの回転速度の変化量△ＮＥが所定値Ｙ以下であると言うことは、加速時の燃料増量がなされたにも拘らず燃焼に寄与する燃料量が少ない、即ち燃料の壁面付着量が増大したと予測することができる。従って、回転速度の変化量△ＮＥが小さい程、壁面付着量が大きい燃料、即ち、揮発性の悪い重質燃料の可能性が高いと判断できる。この図５で示した例では、第１実施例で示した空燃比の変化量△ＡＦに従う燃料性状の判定に加えて、内燃機関ＥＧの回転速度ＮＥに従う判定を加えたものであり、燃料性状の検出精度をより高いものとすることができる。
【００４６】
なお、第１実施例の構成に換えて、内燃機関ＥＧの回転速度ＮＥの変化だけから燃料性状の検出を行なう構成としても、第１実施例と同様な効果を奏することができる。
【００４７】
さらに、前記第１実施例では、燃料カットの実行後、所定時間以内に加速状態が判断されると、空燃比センサ８５の検出値に基づく燃料性状の判定を行なうように構成されていたが、これに換えて、燃料カットの実行後、その燃料カットの終了するのを待って、空燃比センサ８５の検出値に基づく燃料性状の判定を行なうように構成していもよい。具体的には、図４において、ステップＳ２６０を、燃料噴射弁６４からの燃料供給が開始されたか否か、即ち燃料カットが終了して燃料供給が開始されたか否かを判定する処理を行なうものに変更し、ここで燃料供給が開始されていないと判断されたときには、ステップＳ２５０に処理を戻し、開始されたと判断されたときには、ステップＳ２７０に処理を進める。
【００４８】
この構成によれば、燃料カットがなされると、その間に吸気通路６０やシリンダの壁面に付着した燃料は燃焼して壁面付着量は一律に少ない状況となり、この状況下で、燃料カットによる燃料の無い状態から燃料供給開始による燃料の有る状態への過渡状態が作られることになり、この過渡状態での燃料増量を利用した燃料性状の判定がなされる。従って、この構成によっても、燃料性状の検出に至る前のその壁面付着量に燃料性状の検出結果が影響を受けることがなく、供給された燃料の性状を明確に燃焼状態の変化に反映させることができる。
【００４９】
なお、第１実施例では、加速状態で燃料性状の検出を図るように構成されていることから、上記構成に比べて、燃料カット時との燃料供給量の差分を大きくとることができることから、燃料性状の検出精度の点では第１実施例の方がより優れている。
【００５０】
本発明の第２実施例について次に説明する。この第２実施例の構成は、動力源として内燃機関と電動機とを備えるいわゆるハイブリッド車両に適用したものである。図６にこのハイブリッド車両の概略構成を示した。
【００５１】
図６に示すように、このハイブリッド車両は、内燃機関ＥＧを備えており、その出力軸はプラネタリギア装置ＰＧに接続されている。プラネタリギア装置ＰＧは、発電機Ｇと電動機Ｍとに連結されており、内燃機関ＥＧの出力軸の回転運動が、プラネタリギア装置ＰＧにより発電機Ｇ側、電動機Ｍ側あるいはその双方側に配分され伝達される。なお、電動機Ｍの出力軸には、ディファレンシャルギアＤＧが接続され、車軸ＡＸを介して最終的な目的である車両の駆動輪ＡＨが連結されている。
【００５２】
プラネタリギア装置ＰＧの詳しい構成について図７の概略構成図を用いて説明する。図７に示すように、内燃機関ＥＧのクランク軸に連結した出力軸１１はクラッチ２０を介して中間軸１３に連結される。出力軸１１には歯車ポンプ等の油圧供給源１４が設けられており、この油圧供給源１４は、内燃機関ＥＧの動力の一部で油圧を発生させて第１クラッチ２０の係合を為す動力源となる。なお、内燃機関ＥＧの動力によらないで別の小型電動機により油圧を発生させる構成としてもよく、この構成によれば、内燃機関ＥＧが停止していても第１クラッチ２０を操作することができる。
【００５３】
中間軸１３は、遊星歯車機構３０の遊星歯車３２を回転自在に軸支するキャリア３４に一体的に結合されており、遊星歯車３２と噛合う太陽歯車３３は中空回転軸１５の後端に一体的に取付られている。この中空回転軸１５の前端は多板式変速用ブレーキを構成する第２クラッチ４０の回転可能な摩擦板４２に結合され、一方、第２クラッチ４０の固定摩擦板４４はケースに固着されている。従って油圧によって第２クラッチ４０が係合されると中空回転軸１５はケース４６に対し固定状態となる。この中空回転軸１５にはスプライン嵌合された歯車５１があり、この歯車５１に噛み合う歯車５３の回転軸５５は発電機Ｇの軸となっている。一方、遊星歯車機構３０のリング歯車３６は出力軸１７上に取り付けられ、この出力軸１７上には電動機Ｍが連結されている。
【００５４】
なお、電動機Ｍの出力軸１７への連結は、例えば、出力軸にロータを結合して、ステータをケーシングに固定する構成により実現されており、出力軸１７の回転力に電動機で発生する回転力を加算できるような構成となっている。
【００５５】
上記構成のプラネタリギア装置ＰＧは、本願出願人が特開昭５０−３０２２３号公報で既に提案したものであり、詳しい動作の説明についてはその明細書に委ねることにするが、要は次のように動作する。
【００５６】
第１クラッチ２０および第２クラッチ４０を共に開放状態とすることにより、電動機Ｍのみで駆動輪ＡＨが駆動されるモードになる。第１クラッチ２０および第２クラッチ４０を共に係合状態とすることにより、内燃機関ＥＧの駆動力は、遊星歯車機構３０を介して全て電動機Ｍおよび駆動輪ＡＨ側へ伝達されるモードになる。さらに、第１クラッチ２０を係合状態とすると共に第２クラッチ４０を開放状態とすることにより、内燃機関ＥＧの駆動力は、遊星歯車機構３０で分配されて、発電機Ｇ側と、電動機Ｍおよび駆動輪ＡＨ側とにそれぞれ伝達されるモードになる。
【００５７】
図１に戻って、プラネタリギア装置ＰＧを介して内燃機関ＥＧの一部の動力で駆動される発電機Ｇの発生電力はバッテリＢＴの充電用電力として利用され、このバッテリＢＴから供給される電力で前記電動機Ｍが駆動される。電動機Ｍとしては、例えば６極の永久磁石からなるロータと３相巻線からなるステータとにより構成される直流ブラシレスモータなどが利用される。また、バッテリＢＴとしては、鉛酸蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ナトリウム硫黄電池、リチウム２次電池、水素２次電池、レドックス型電池などの各種２次電池、燃料電池、大容量のコンデンサなどが利用される。
【００５８】
この実施例のハイブリッド車両では、燃料消費率が最低となるように内燃機関ＥＧを最適効率点で通常運転し、その内燃機関ＥＧの発生トルクと車両要求負荷との過不足分を発電機Ｇの発電負荷あるいは電動機Ｍの駆動トルクにより調整するということがなされる。この調整は、このハイブリッド車両に搭載される電子制御ユニット９０により実現される。即ち、電子制御ユニット９０は、車両の走行に関わる各種情報を入力して車両が必要としている車両要求負荷を求め、その車両要求負荷を基に各構成機器、即ち、内燃機関ＥＧ、プラネタリギア装置ＰＧ、発電機Ｇおよび電動機Ｍを制御することにより、上記調整を行なう。
【００５９】
内燃機関ＥＧは、第１実施例の内燃機関と同様のもので、図１で示すセンサ、アクチュエータ等の各種周辺装置を備える。
【００６０】
図８は、電子制御ユニット９０のＣＰＵ９１により実行される内燃機関始動処理の後半部分を示すフローチャートである。この内燃機関始動処理は、内燃機関ＥＧの始動要求があったときに実行されるもので、その前半部分は、第１実施例の図３で示したものと同様のものである。なお、この図３のステップＳ１１０における始動条件としては、第１実施例で述べたものに加えて、電動機Ｍのみで駆動輪ＡＨが駆動されて車両が走行中であるかの条件も含んでいるものとする。
【００６１】
図３で示した内燃機関始動処理の前半部分を終えると、次いで図８のステップＳ６００に進む。ステップＳ６００では、インジェクタ６４へ噴射停止信号を送ることにより、燃料供給を遮断する燃料カット処理を実行する。次いで、水温センサ８４で検出される冷却水温ＴＨＷが予め定められた温度Ｔ０より大きいか否かを判断し（ステップＳ６１０）。ここで、冷却水温ＴＨＷが温度Ｔ０より大きいと判断されると、燃料性状の検出が不可能となるため、「エンド」に処理を進めてこの処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ６１０で、冷却水温ＴＨＷが温度Ｔ０以下であると判断されると、以下の処理を実行する。まず、別ルーチンで実行されている燃料噴射制御における燃料噴射量を定める変数を所定量だけ増大して加速状態とする処理を行なう。この所定量は、前述した第１実施例における加速時の燃料増量分に相当する量であり、以下の燃料性状判定を行なうに足る増量である。
【００６３】
ステップＳ６２０によって指示された燃料増量を終えると、次いで、ステップＳ６３０ないしＳ７００の処理を実行する。このステップＳ６３０ないしＳ７００は、第１実施例のステップＳ２７０ないしＳ３４０と同一のものである。その後、「エンド」に抜けてこの処理を終了する。
【００６４】
以上のように構成された第２実施例によれば、燃料性状の検出に際して、燃料カットを行ない、その後、燃料増量を行ない、その際の内燃機関ＥＧの混合気の空燃比の変化から間接的に内燃機関ＥＧの燃焼状態の変化を検出している。この結果、第１実施例と同様に、誤判定を防止して検出精度を高めることができる。しかも、この実施例では、燃料カットとその後の燃料増量とを強制的に行なっていることから、燃料性状の判定に際して、第１実施例のように、内燃機関ＥＧの運転状態に応じて実行される燃料カットと加速時とを待つ必要がない。従って、燃料性状検出の機会を多くすることが容易となり、その結果、検出精度をより一層高めることができる。
【００６５】
また、この実施例によれば、燃料性状の検出の際には、電動機Ｍのみで車軸ＡＸが駆動されて車両が走行中であることから、車両の乗員は、燃料カットを行なったことおよび燃料増量を行なったことによる内燃機関ＥＧの負荷変動を駆動トルクの変動として体感することはない。従って、車両走行のドライバビリティを損ねることなしに、燃料性状を検出することができる。
【００６６】
なお、前記第１および第２実施例では、内燃機関ＥＧの燃焼状態の変化を、所定時間の間の空燃比の変化量△ＡＦから求めていたが、これに換えて、空燃比の変化速度から求める構成としてもよく、第１および第２実施例と同じ効果を奏することができる。また、回転速度の変化速度から求める構成とすることもでき、それら実施例と同じ効果を奏することができる。
【００６７】
前記第１および第２実施例では、空燃比の変化量△ＡＦから重質燃料かそれ以外の燃料であるかを判別しているが、これは重質燃料が冷間ヘジテーションを強く引き起こすために、重質燃料の判別が重要であるため、そうした構成にしたが、これら実施例に換えて、空燃比の変化量△ＡＦの比較を、前記所定値Ｘと同じ値の第１所定値Ｘ１と、その所定値Ｘ１より小さい第２所定値Ｘ２との２段階で行なうよう構成してもよい。この構成により、重質燃料、中間燃料および軽質燃料の３種の燃料性状の検出を行なうことが可能となる。
【００６８】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例である内燃機関の燃料性状検出装置を搭載した車両用の内燃機関ＥＧおよびその周辺装置を表わす概略構成図である。
【図２】電子制御ユニット９０を中心とした制御系のブロック図である。
【図３】電子制御ユニット９０のＣＰＵ９１により実行される内燃機関始動処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図４】上記内燃機関始動処理の後半部分を示すフローチャートである。
【図５】第１実施例の別態様を示す内燃機関始動処理の後半部分を示すフローチャートである。
【図６】この発明の第２実施例である内燃機関の燃料性状検出装置を搭載したハイブリッド車両を表わす概略構成図である。
【図７】そのハイブリッド車両に採用されるプラネタリギア装置の概略構成図である。
【図８】電子制御ユニット９０のＣＰＵ９１により実行される内燃機関始動処理の後半部分を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１…出力軸
１３…中間軸
１４…油圧供給源
１５…中空回転軸
１７…出力軸
２０…第１クラッチ
３０…遊星歯車機構
３２…遊星歯車
３３…太陽歯車
３４…キャリア
３６…リング歯車
４０…第２クラッチ
４２…摩擦板
４４…固定摩擦板
４６…ケース
５１…歯車
５３…歯車
５５…回転軸
６０…吸気通路
６１…エアクリーナ
６２…スロットルバルブ
６２ａ…スロットルアクチュエータ
６３…サージタンク
６４…インジェクタ
６５…燃焼室
６６…点火プラグ
６７…排気通路
６８…触媒コンバータ
７１…ディストリビュータ
７２…イグナイタ
７３…回転速度センサ
７５…バイパス通路
７６…ＩＳＣＶ
８０…アイドルスイッチ
８１…スロットルポジションセンサ
８２…吸気温センサ
８３…エアフロメータ
８４…水温センサ
８５…空燃比センサ
８７…車速センサ
９０…電子制御ユニット
９１…ＣＰＵ
９２…ＲＯＭ
９３…ＲＡＭ
９４…バックアップＲＡＭ
９５…Ａ／Ｄコンバータ
９６…入力処理回路
９７…出力処理回路
ＡＨ…駆動輪
ＡＸ…車軸
ＢＴ…バッテリ
ＤＧ…ディファレンシャルギア
ＥＧ…内燃機関
Ｇ…発電機
Ｍ…電動機
ＰＧ…プラネタリギア装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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