(57)【要約】  燃料性状センサを作動させての燃料性状の判別を効率的に行うことで、燃料性状センサへの通電による消費電力を低減できるようにした燃料性状判別装置を提供する。  内燃機関の始動時には前回トリップで燃料性状の判別が行われているかどうか判定する。そして、前回トリップで燃料性状の判別が行われているのであれば、内燃機関の始動後しばらくの間待ってからスイッチを入れて燃料性状センサに電源を投入する。前回トリップで燃料性状の判別が行われていないのであれば、内燃機関の始動後直ぐにスイッチを入れて燃料性状センサに電源を投入する。
2010125688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから内燃機関に至る燃料の供給経路に取り付けられた燃料性状センサと、
電源投入の許可信号を受けて前記燃料性状センサへ電源を投入するスイッチと、
前記燃料性状センサの信号に基づいて前記内燃機関に供給される燃料の性状を判別する手段と、
燃料性状の判別結果を記憶する手段と、
前記内燃機関の始動時、前回トリップで燃料性状の判別が行われているかどうか判定する手段と、
前回トリップで燃料性状の判別が行われていると判定された場合、前記内燃機関の始動後しばらくの間待ってから前記許可信号を発信し、前回トリップで燃料性状の判別が行われていないと判定された場合には、前記内燃機関の始動後直ぐに前記許可信号を発信する手段と、
を備えることを特徴とする車両の燃料性状判別装置。
【請求項２】
燃料タンクから内燃機関に至る燃料の供給経路に取り付けられた燃料性状センサと、
電源投入の許可信号を受けて前記燃料性状センサへ電源を投入するスイッチと、
前記燃料性状センサの信号に基づいて前記内燃機関に供給される燃料の性状を判別する手段と、
燃料性状の判別結果を記憶する手段と、
前記内燃機関の始動時、前回トリップで燃料性状の判別が行われているかどうか判定する手段と、
前記燃料タンクへの給油が行われたら給油信号を発信し、燃料性状の判別が行われたら前記給油信号の発信を停止する手段と、
前記内燃機関の始動時に前記給油信号が検知されており且つ前回トリップで燃料性状の判別が行われていないと判定された場合、前記内燃機関の始動後直ぐに前記許可信号を発信し、前記給油信号が検知されているが前回トリップで燃料性状の判別が行われていると判定された場合、及び前記給油信号が検知されていない場合には、前記内燃機関の始動後しばらくの間待ってから前記許可信号を発信する手段と、
を備えることを特徴とする車両の燃料性状判別装置。
【請求項３】
前記しばらくの間は、前記内燃機関の始動後に前記内燃機関で消費された燃料量の積算値が所定値に達するまでの時間であることを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の車両の燃料性状判別装置。
【請求項４】
前記しばらくの間は、前記内燃機関の始動後に前記燃料タンク内の燃料が前記燃料性状センサの取り付け位置に到達するのに要する時間であることを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の車両の燃料性状判別装置。
【請求項５】
前記燃料性状センサの信号に一定時間変化がない場合に燃料性状の判別を終了する手段と、
燃料性状の判別が終了した場合に前記燃料性状センサへの電源の投入を停止する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求の範囲１乃至４の何れか１項に記載の車両の燃料性状判別装置
【請求項６】
空燃比と相関関係のあるパラメータ値に基づいて許容範囲を超える空燃比の変動を検知する手段と、
許容範囲を超える空燃比の変動が検知された場合に前記許可信号を発信する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項の範囲１乃至５の何れか１項に記載の車両の燃料性状判別装置。
【請求項７】
前記内燃機関の温度を代表する代表温度を計測する手段と、
前記内燃機関の始動時における代表温度が所定温度以下の場合、前記内燃機関の始動後直ぐに前記許可信号を発信する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項の範囲１乃至５の何れか１項に記載の車両の燃料性状判別装置。
【請求項８】
前回トリップからの前記内燃機関の停止時間を計測する手段と、
今回の始動までの停止時間が所定時間を越える場合、前記内燃機関の始動後直ぐに前記許可信号を発信する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項の範囲１乃至５の何れか１項に記載の車両の燃料性状判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関によって駆動される車両において、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料の性状を判別する燃料性状判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
性状の異なる複数種類の燃料を使用可能な内燃機関が知られている。そのような内燃機関の例としては、エタノールをガソリンに混合させたエタノール混合ガソリンを使用する内燃機関を挙げることができる。性状の異なる燃料を使用する場合、必要となるのが燃料性状に応じた空燃比の調整である。例えばエタノール混合ガソリンを用いる場合、エタノールとガソリンとでは単位体積あたりの発熱量が大きく異なるため、燃料のエタノール濃度に応じた空燃比の調整が必要となる。【０００３】
ところが、使用される燃料の性状は必ずしも既知ではなく、また、常に一定の性状であるとは限らない。例えばエタノール混合ガソリンの場合、市販されているエタノール混合ガソリンにはエタノール濃度の異なるものが複数種類あるため、燃料タンク内の燃料とは異なるエタノール濃度の燃料が給油により足される場合もある。このため、性状の異なる複数種類の燃料の使用が想定される内燃機関では、使用されている燃料の性状を知るための手段が必要となる。【０００４】
上記の手段として従来用いられているのが燃料性状センサである。燃料性状センサに関する技術は、例えば特開２００８−１５７７２８号公報や特開平５−０４５２８１号公報に記載されている。これらの特許文献に開示された燃料性状センサは光学式であるが、例えば特開２００８−０１４７４１号公報に記載されているように、それ以外の方式の燃料性状センサも知られている。燃料性状センサは、その検知方式に違いはあっても、ほとんどのものはセンサ素子と回路とから構成される。このため、燃料性状センサを作動させるためには電力の供給を必要とする。【０００５】
燃料性状センサを作動させることで内燃機関に使用される燃料の性状を判別することができる。しかし、燃料性状センサを作動させると電力が消費され、しかも、その消費電力は決して少なくはない。また、燃料性状センサのオン／オフの制御は車両のＥＣＵ（Electro control unit）によって行われるため、燃料性状センサを作動させている間はＥＣＵにおいても電力が消費される。ＥＣＵの負荷の観点から、また、車両の燃費の観点からは、各デバイスの作動にかかる消費電力はできる限り抑えたい。そのような要望は燃料性状センサに関しても例外ではなく、より少ない消費電力で燃料性状の判別を行うことが望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料性状センサを作動させての燃料性状の判別を効率的に行うことで、燃料性状センサへの通電による消費電力を低減できるようにした燃料性状判別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明には次の２つの好ましい態様がある。両態様において共通することは、燃料性状判別装置は、燃料性状センサ、スイッチ、燃料性状センサの信号に基づいて内燃機関に供給される燃料性状を判別する手段、そして、その判別結果を記憶する手段を備えていることである。燃料性状センサは燃料タンクから内燃機関に至る燃料の供給経路に取り付けられている。燃料性状センサの検知方式や構造等の種類には限定は無い。スイッチは燃料性状センサへの通電のオン／オフを切り替える手段であって、電源投入の許可信号を受けて燃料性状センサへ電源を投入する。電源の投入によって燃料性状センサは作動し、燃料性状に応じた信号を出力する。
【０００８】
本発明の１つ目の態様では、燃料性状判別装置は、さらに、内燃機関の始動時、前回トリップで燃料性状の判別が行われているかどうか判定する手段と、その判定結果から発信時期を判断して許可信号を発信する手段とを備える。許可信号の発信手段は、詳しくは、前回トリップで燃料性状の判別が行われていると判定された場合、内燃機関の始動後しばらくの間待ってから許可信号を発信する。その待ち時間の分だけ燃料性状センサによる消費電力を低減することができる。その間の燃料噴射量の演算には、記憶されている前回トリップでの燃料性状の判別結果を用いればよい。一方、前回トリップで燃料性状の判別が行われていないと判定された場合には、許可信号の発信手段は、内燃機関の始動後直ぐに許可信号を発信する。なお、“内燃機関の始動後直ぐ”とは“しばらくの間”待つことに対する相対的な意味合いであって、許可信号の発信タイミングを特定のタイミングに限定するものではない。ただし、許可信号の発信は可能な限り早いほうが好ましい。燃料性状センサを作動させて燃料性状を判別し、その判別結果を最初の燃料噴射にかかる燃料噴射量の演算に反映させることが可能なタイミングであれば特に好ましい。
【０００９】
一方、本発明の２つ目の態様では、燃料性状判別装置は、さらに、内燃機関の始動時、前回トリップで燃料性状の判別が行われているかどうか判定する手段と、燃料タンクへの給油が行われたら給油信号を発信し、燃料性状の判別が行われたら給油信号の発信を停止する手段と、それら判定結果及び給油信号の有無から発信時期を判断して許可信号を発信する手段とを備える。許可信号の発信手段は、詳しくは、内燃機関の始動時に給油信号が検知されており且つ前回トリップで燃料性状の判別が行われていないと判定された場合のみ、内燃機関の始動後直ぐに許可信号を発信する。給油信号が検知されているが前回トリップで燃料性状の判別が行われていると判定された場合は、内燃機関の始動後しばらくの間待ってから許可信号を発信する。内燃機関の始動前に新たな燃料が給油されたとしても、始動後しばらくの間は、燃料の供給経路に残存している古い燃料（前回トリップで使用したのと同じ燃料）が内燃機関に供給されるからである。また、内燃機関の始動時に給油信号が検知されていない場合も、燃料タンク内の燃料が燃料性状センサの取り付け位置に到達するのに要する時間を待ってから許可信号を発信する。給油信号が検知されていないのであれば、新たな燃料の給油がされていない、つまり、燃料タンク内の燃料の性状は以前から変わっていないと推測できるからである。
【００１０】
以上述べた態様によれば、消費電力の低減という観点において、燃料性状センサを作動させての燃料性状の判別を効率的に行うことができる。許可信号の発信を待つ時間は任意に設定することができる。例えば、固定した時間であってもよい。ただし、好ましくは、内燃機関の始動後に内燃機関で消費された燃料量の積算値が所定値に達するまでの時間を待ち時間とする。或いは、内燃機関の始動後に燃料タンク内の燃料が燃料性状センサの取り付け位置に到達するのに要する時間だけ待つようにしてもよい。
【００１１】
以上述べた態様において消費電力のさらなる低減を目指すならば、燃料性状センサの信号に一定時間変化がない場合には燃料性状の判別を終了し、燃料性状センサへの電源の投入を停止することが好ましい。
【００１２】
さらに、燃料性状の正確な判別による空燃比の制御精度の担保という観点も加えるならば、次のような態様をとることがより好ましい。
【００１３】
本発明のより好ましい態様では、燃料性状判別装置は、空燃比と相関関係のあるパラメータ値に基づいて許容範囲を超える空燃比の変動を検知する手段と、許容範囲を超える空燃比の変動が検知された場合に許可信号を発信する手段とをさらに備える。空燃比と相関関係のあるパラメータ値とは、例えば、空燃比センサの信号の基準信号からのずれ量、空燃比フィードバック制御にかかるフィードバック量や、目標トルクに対する実トルクのずれ量等が挙げられる。燃料性状を正確に判別できていない場合、必要な燃料噴射量を正確に演算することができず、結果、空燃比に変動が生じることになる。本発明の好ましい態様によれば、許容範囲を超える空燃比の変動が検知されたら許可信号を発信し、燃料性状センサを作動させることによって、燃料性状の正確な判別による空燃比制御が担保される。
【００１４】
本発明の別の好ましい態様では、燃料性状判別装置は、内燃機関の温度を代表する代表温度を計測する手段と、内燃機関の始動時における代表温度が所定温度以下の場合、内燃機関の始動後直ぐに許可信号を発信する手段とをさらに備える。代表温度としては冷却水温、油温或いは外気温を用いることができる。内燃機関の温度が低い場合には燃料噴射量が多く、供給経路内の燃料の切り替わりは速い。本発明の別の好ましい態様によれば、冷間始動時には内燃機関の始動後直ぐに許可信号を発信し、燃料性状センサを作動させることによって、燃料の素早い切り替わりによる燃料性状の変化にも対応することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の好ましい態様では、燃料性状判別装置は、前回トリップからの内燃機関の停止時間を計測する手段と、今回の始動までの停止時間が所定時間を越える場合、内燃機関の始動後直ぐに許可信号を発信する手段とを備える。内燃機関の停止時間が長い場合、燃料タンク内や供給通路内で燃料性状が変化する可能性がある。特に、エタノール混合ガソリンのような混合燃料が使用されている場合は、燃料の分離によって濃度に濃淡ができてしまう可能性がある。本発明のさらに別の好ましい態様によれば、内燃機関が長期間停止していた場合には、始動後直ぐに許可信号を発信し、燃料性状センサを作動させることによって、経時的な燃料性状の変化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１としての燃料性状判別装置が適用された車両の燃料供給システムの構成を示す概略図である。
【図２】燃料供給経路の各部における給油後のエタノール濃度の変化を示す時間図である。
【図３】本発明の実施の形態１にて実施される電源制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２にて実施される電源制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３にて実施される電源制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態４にて実施される電源制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態５にて実施される電源制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１乃至図３の各図を参照して説明する。
【００１８】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、ガソリンとエタノールとの混合燃料を使用可能なＦＦＶ（Flexible-Fuel Vehicle）に適用される。図１はそのような車両の燃料供給システムの構成を示す概略図である。
【００１９】
図１に示す燃料供給システムは、燃料タンク４と内燃機関のインジェクタ１０とを燃料パイプ６によって接続している。燃料パイプ６の燃料タンク４側の端部には、燃料ポンプ８が取り付けられている。燃料ポンプ８は燃料タン４から燃料を吸い上げてインジェクタ１０へ圧送する。燃料パイプ６の途中には、燃料性状センサ２が取り付けられている。車両のＥＣＵ１２は、燃料性状センサ２が発する信号に基づいてインジェクタ１０に供給される燃料性状を判別する。燃料性状の判別結果は、ＥＣＵ１２内のメモリに記憶される。
【００２０】
本実施の形態にかかる燃料性状センサ２は、詳しくは、燃料中のエタノール濃度に応じた信号を出力するエタノール濃度センサである。したがって、本実施の形態においては燃料性状とはエタノール濃度を意味する。燃料性状センサ２の検知方式に限定はないが、少なくとも燃料性状センサ２はセンサ素子と回路とによって構成されている。このため燃料性状センサ２を作動させるためには電力の供給を必要とし、その供給は車両に備えられる直流電源１４から行われる。燃料性状センサ２への電源の投入の制御はＥＣＵ１２が行う。詳しくは、ＥＣＵ１２にはスイッチ１６が備えられていて、ＥＣＵ１２はスイッチ１６のオン／オフによって燃料性状センサ２の通電状態を切り替えている。スイッチ１６としてはＭＯＳＦＥＴが用いられる。このため、スイッチ１６をオンにして燃料性状センサ２を作動させている間は、直流電源１４における電力消費だけでなく、ＥＣＵ１２内でも相応の電力が消費されることになる。
【００２１】
燃料性状センサ２の消費電力を低減させることは、ＥＣＵ１２の負荷の点においても、車両の燃費の点においてもメリットがある。本実施の形態の燃料性状判別装置は、燃料性状センサ２の制御ロジック、より詳しくは電源制御のロジックの工夫によって消費電力の低減を達成した。以下、本実施の形態の燃料性状判別装置に採用された燃料性状センサ２の電源制御の方法について説明する。
【００２２】
本実施の形態では、燃料性状の判別は内燃機関を始動する毎に実施される。燃料性状の判別が必要となるのは、燃料性状に変化が生じる可能性がある給油後である。一般に、給油は内燃機関を停止させた状態で行われることが多いことから、燃料性状の変化を確実に把握したいのであれば、内燃機関の始動のたびに燃料性状の判別を行うことが望ましい。ただし、停止時に給油が行われていたとしても、給油による燃料性状の変化を始動後すぐに検出できるわけではない。燃料パイプ６内には給油前の古い燃料が残っているためである。
【００２３】
図２は燃料供給経路の各部における給油後のエタノール濃度の変化を示す時間図である。燃料ポンプ８の出口におけるエタノール濃度の変化を破線で示し、燃料性状センサ２の取り付け位置におけるエタノール濃度の変化を実線で示し、インジェクタ１０内のエタノール濃度の変化を点線で示している。図２は、給油前はガソリンのみが入っていた燃料タンク４に、内燃機関の停止時に行われた給油によってエタノール混合ガソリンが給油されたケースについて示している。
【００２４】
内燃機関の始動に伴って燃料ポンプ８が作動し、インジェクタ１０からの燃料噴射が開始されることによって、燃料タンク４の燃料が燃料パイプ６内に吸い上げられていく。それに伴って、図２に示すように、燃料ポンプ８の出口におけるエタノール濃度は上昇していき、やがて、燃料パイプ６内の残存していた燃料が新しく吸い上げられた燃料に全て置き換わったところでエタノール濃度は一定となる。一方、図２に示すように、燃料性状センサ２の取り付け位置におけるエタノール濃度や、インジェクタ１０内のエタノール濃度には内燃機関の始動後しばらくは変化がない。燃料ポンプ８によって吸い上げられた燃料がそれらの位置に到達するまでには時間を要するからである。その時間は、燃料ポンプ８の出口から各位置までの燃料パイプ６の容積と、インジェクタ１０による燃料噴射量との関係によって決まる。
【００２５】
図２から分かることは、内燃機関の始動後直ぐに燃料性状センサ２に電源を投入して燃料性状の判別を開始する必要はないということである。始動後しばらくの間は、前回トリップと同一性状の燃料がインジェクタ１０に供給されるので、前回トリップで判別した燃料性状が記憶されていれば、その記憶値を用いて空燃比制御を行うことができる。したがって、燃料性状センサ２に電源を投入し燃料性状の判別を開始するのは、今回トリップで燃料タンク４から吸い上げられた燃料が燃料性状センサ２の取り付け位置に到達してからでも十分に間に合う。始動後直ぐに燃料性状センサ２に電源を投入するのではなく、始動後しばらくの間待ってから行うことで、その待ち時間の分だけ消費電力を低減することができる。ここでいう消費電力には、直流電源１４から供給されて燃料性状センサ２で消費される電力と、ＥＣＵ１２においてスイッチ１６をオンに維持するために消費される電力とが含まれる。さらに、燃料性状センサ２から発信される信号に基づいてＥＣＵ１２が演算を行うことで消費される電力も含まれる。
【００２６】
ただし、内燃機関の始動から燃料性状センサ２への電源の投入までに待機時間を設けてよいのは、あくまでも前回トリップで燃料性状が判別されている場合である。前回トリップの始動後直ぐに内燃機関が停止したような場合には、燃料性状の判別が完了できないことがある。そのような場合、現段階においてメモリに記憶されている燃料性状は前々回のトリップ以前に判別されたものであり、前回トリップで判別されたものではない。このため、前々回のトリップと前回のトリップとの間で給油が行われていたとしたら、メモリに記憶されている燃料性状と燃料タンク４内の実際の燃料性状とは異なったものになっている可能性がある。したがって、前回トリップで燃料性状が判別されていない場合には、内燃機関の始動後直ぐに燃料性状センサ２に電源を投入し、燃料性状の判別を速やかに開始することが望ましい。
【００２７】
図３には、本実施の形態にて実施される電源制御の流れがフローチャートで示されている。このフローチャートに示す処理は、内燃機関の始動時、例えばイグニッションスイッチ等の内燃機関の始動スイッチがオンにされたときに実施される。
【００２８】
最初のステップＳ１０２では、前回トリップでの燃料性状の判定履歴ＲがＯＮかＯＦＦかが判定される。前回トリップで燃料性状が判定されていれば判定履歴ＲはＯＮであり、判定されていなければ判定履歴ＲはＯＦＦである。判定履歴ＲがＯＮであれば、ステップＳ１０４において判定履歴Ｒのリセットが行われた後、ステップＳ１０６の判定が行なわれる。ステップＳ１０６では、始動後の燃料噴射量の積算値ΣＶｉｎｊが計算されて基準値Ｖ１と比較される。基準値Ｖ１は、燃料ポンプ８の出口から燃料性状センサ２の取り付け位置までの燃料パイプ６の容積である。つまり、ステップＳ１０６では、内燃機関の始動後に燃料ポンプ８によって吸い上げられた燃料が燃料性状センサ２まで到達したかどうか判定される。積算値ΣＶｉｎｊが基準値Ｖ１に達するまではステップＳ１０６の判定は繰り返し行われる。そして、積算値ΣＶｉｎｊが基準値Ｖ１を超えたらステップＳ１０８に進み、ＥＣＵ１２によりスイッチ１６が入れられて燃料性状センサ２に電源が投入（電源ＯＮ）される。
【００２９】
一方、ステップＳ１０２において判定履歴ＲがＯＦＦであれば、ステップＳ１０４，Ｓ１０６をスキップしてステップＳ１０８に進み、すぐさま燃料性状センサ２への電源の投入が行われる。
【００３０】
電源の投入後はステップＳ１１０〜Ｓ１２０の各処理が実施される。これらの処理は、燃料性状の判別を完了して燃料性状センサ２への通電を終了するための処理である。ステップＳ１１０では、燃料性状センサ２の信号から燃料性状（ここではエタノール濃度）の測定が行われる。ステップＳ１１２では、燃料性状センサ２の現在の出力値ＣｉとΔｔ前の出力値Ｃｉ−１との差である出力変化量ΔＣ（ΔＣ＝Ｃｉ−Ｃｉ−１）が計算される。Δｔは燃料性状センサ２の出力を取得する時間間隔である。そして、燃料性状が安定したかどうかの基準となる安定判定値Ｃａ（例えば１％）と出力変化量ΔＣとが比較される。出力変化量ΔＣが安定判定値Ｃａよりも小さくなるまでは、ステップＳ１１０，Ｓ１１２の処理が繰り返し実施される。
【００３１】
出力変化量ΔＣが安定判定値Ｃａよりも小さくなった場合、つまり、燃料性状が安定してきた場合には、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、燃料性状が安定している状態の継続時間Ｔを計るための燃料性状安定タイマがカウントアップされる。そして、ステップＳ１１６では、燃料性状安定継続時間Ｔが安定判定値Ｔａに達したかどうか判定される。安定判定値Ｔａは燃料性状が安定したと判断できる時間（例えば３ｓｅｃ）に設定されている。燃料性状安定継続時間Ｔが安定判定値Ｔａを超えるまでは、ステップＳ１１０〜Ｓ１１６の処理が繰り返し実施される。
【００３２】
燃料性状安定継続時間Ｔが安定判定値Ｔａを超えた場合、つまり、燃料性状が十分に安定したと判断できる場合には、ステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、燃料性状の判別が終了されて、メモリに記憶されている燃料性状の値が今回判別された燃料性状の値に更新される。また、前述の判定履歴ＲがＯＮにされる。そして、燃料性状の判別の終了後はステップＳ１２０に進み、ＥＣＵ１２によりスイッチ１６が切られて燃料性状センサ２への電源の投入が停止（電源ＯＦＦ）される。
【００３３】
以上説明した燃料性状センサ２の電源制御によれば、燃料性状センサ２を作動させての燃料性状の判別を効率的に行うことができ、燃料性状センサ２の作動に伴う消費電力を低減することができる。
【００３４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図４を参照して説明する。
【００３５】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の車両の燃料供給システムに適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示すシステムを前提にして説明を行うものとする。
【００３６】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、燃料性状センサ２の電源制御によって燃料性状センサ２の作動に伴う消費電力の低減を図る点では実施の形態１と共通する。ただし、本実施の形態で採用された燃料性状センサ２の電源制御は、電源の投入タイミングを決定するための情報として給油履歴を用いることに特徴がある。給油の有無は、燃料タンク４内のレベルゲージの変化から判断することができる。また、給油口等に給油を検知する専用のセンサを設けてもよい。
【００３７】
実施の形態１では、内燃機関の停止時には給油が行われる可能性があるとの前提で燃料性状センサ２の電源制御を行っていた。しかし、実際には内燃機関が停止する度に給油が行われることはなく、前回のトリップと今回のトリップとで燃料性状に変化がない場合のほうが多い。内燃機関の始動時にメモリに記憶されている燃料性状と燃料パイプ６内の残存燃料のそれとが一致していることが分かっているならば、前回トリップで燃料性状の判別が行われていなかったとしても、始動後直ぐに燃料性状の判別を開始する必要はない。つまり、始動後直ぐに燃料性状の判別を開始する必要があるのは、前回トリップで燃料性状の判別が行われておらず、且つ、直近の燃料性状の判別後に給油が行われている場合に限られる。この場合は、燃料パイプ６内の残存燃料の性状が不明だからである。
【００３８】
図４には、本実施の形態にて実施される電源制御の流れがフローチャートで示されている。このフローチャートに示す各処理のうち実施の形態１と共通する処理については、それぞれ実施の形態１のものと同一のステップ番号を付している。このフローチャートに示す処理は、内燃機関の始動時、例えばイグニッションスイッチ等の内燃機関の始動スイッチがオンにされたときに実施される。
【００３９】
最初のステップＳ２０２では、給油フラグＦがＯＮかＯＦＦかが判定される。このフラグは、センサ等によって給油が物理的に検知された場合にＯＮとされ、燃料性状の判定が完了したらＯＦＦとされるフラグである。したがって、一度給油が行われたら、給油後の燃料に関する燃料性状の判定が行われるまで給油フラグＦはＯＮになっている。
【００４０】
給油フラグＦがＯＦＦの場合、つまり、直近の燃料性状の判別後に給油が行われていない場合にはステップＳ１０４に進み、判定履歴Ｒがリセットされた後にステップＳ１０６の判定が行われる。そして、燃料噴射量の積算値ΣＶｉｎｊが基準値Ｖ１を超えるのを待ってからステップＳ１０８に進み、ＥＣＵ１２によりスイッチ１６が入れられて燃料性状センサ２に電源が投入される。この場合は、新たな燃料の給油がされていない、つまり、燃料タンク４内の燃料の性状は以前から変わっていないと推測できるからである。
【００４１】
給油フラグＦがＯＮの場合にはステップＳ１０２に進み、続いて、前回トリップでの燃料性状の判定履歴ＲがＯＮかＯＦＦかが判定される。給油フラグＦがＯＮであって判定履歴ＲがＯＮの場合とは、前回トリップで燃料性状が判別されてから今回の始動までの間に給油が行われた場合である。この場合もステップＳ１０４，Ｓ１０６を経てからステップＳ１０８に進む。つまり、燃料噴射量の積算値ΣＶｉｎｊが基準値Ｖ１を超えた後、ＥＣＵ１２によりスイッチ１６が入れられて燃料性状センサ２に電源が投入される。
【００４２】
一方、給油フラグＦがＯＮであって判定履歴ＲがＯＦＦの場合には、燃料パイプ６内の残存燃料の性状は不明である。したがって、この場合にはステップＳ１０４，Ｓ１０６をスキップしてステップＳ１０８に進み、すぐさま燃料性状センサ２への電源の投入が行われる。
【００４３】
電源の投入後は実施の形態１と同様にステップＳ１１０〜Ｓ１２０の各処理が実施される。ただし、本実施の形態では、ステップＳ１１８において燃料性状の判別が終了された後、ステップＳ２０４の処理が行われる。ステップＳ２０４では、前述の給油フラグＦがリセットされる。そして、給油フラグＦをＯＦＦにしてからステップＳ１２０に進み、ＥＣＵ１２によりスイッチ１６が切られて燃料性状センサ２への電源の投入が停止される。
【００４４】
以上説明した燃料性状センサ２の電源制御によれば、燃料性状センサ２を作動させての燃料性状の判別をさらに効率的に行うことができ、燃料性状センサ２の作動に伴う消費電力をより低減することができる。
【００４５】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図５を参照して説明する。
【００４６】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の車両の燃料供給システムに適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示すシステムを前提にして説明を行うものとする。
【００４７】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、燃料性状の正確な判別による空燃比の制御精度の担保という観点で燃料性状センサ２の電源制御を行うことに特徴がある。実施の形態１及び実施の形態２では、消費電力の低減という観点において燃料性状センサ２を作動させての燃料性状の判別を効率的に行っている。しかし、これらの実施の形態にかかる電源制御の方法では、ある特殊な状況が発生した場合には燃料性状の判別開始が遅れることになる。例えば、実施の形態１では給油は内燃機関の停止時に行われるとの前提に立っているが、内燃機関を停止せずに給油が行われることもありうる。そのような場合、前回トリップで燃料性状が判別されていたとしても、その判別結果と実際の燃料性状とが一致するとは限らない。前回トリップで燃料性状が判別されている場合、実施の形態１では始動後しばらくの間待ってから燃料性状の判別を開始する。しかし、本実施の形態にかかる電源制御では、待ち時間中に燃料性状が変化していることが判明したら、それ以上待つことなく直ぐに燃料性状の判別を開始する。
【００４８】
図５には、本実施の形態にて実施される電源制御の流れがフローチャートで示されている。このフローチャートに示す各処理のうち実施の形態１と共通する処理については、それぞれ実施の形態１のものと同一のステップ番号を付している。このフローチャートに示す処理は、内燃機関の始動時、例えばイグニッションスイッチ等の内燃機関の始動スイッチがオンにされたときに実施される。
【００４９】
最初のステップＳ１０２では、前回トリップでの燃料性状の判定履歴ＲがＯＮかＯＦＦかが判定される。判定履歴ＲがＯＮであれば、ステップＳ３０２の判定とステップＳ１０６の判定とが行なわれる。ステップＳ３０２の判定結果が肯定である間は、積算値ΣＶｉｎｊが基準値Ｖ１に達するまでステップＳ３０２及びステップＳ１０６の判定は繰り返し行われる。そして、積算値ΣＶｉｎｊが基準値Ｖ１を超えたらステップＳ１０８に進み、ＥＣＵ１２によりスイッチ１６が入れられて燃料性状センサ２に電源が投入される。
【００５０】
ステップＳ３０２では、空燃比フィードバック制御におけるフィードバック量（Ｆ／Ｂ量）が基準値未満かどうか判定される。公知のように、空燃比フィードバック制御では、目標空燃比と空燃比センサの信号から得られる実際空燃比との偏差に応じてＦ／Ｂ量が算出される。燃料噴射量や目標空燃比はメモリに記憶されている燃料性状に応じて決定されるが、その記憶値が不正確であるならば目標空燃比と実際空燃比とのずれは拡大してＦ／Ｂ量は大きくなる。したがって、Ｆ／Ｂ量があまりにも大きい場合には、燃料性状が正しく判別されていないと判断することができる。Ｆ／Ｂ量が基準値未満であれば前述のようにステップＳ１０６に進む。しかし、Ｆ／Ｂ量が基準値以上になった場合には、ループを抜け出してステップＳ１０８に進む。つまり、すぐさま燃料性状センサ２への電源の投入が行われる。
【００５１】
電源の投入後は実施の形態１と同様にステップＳ１１０〜Ｓ１２０の各処理が実施される。
【００５２】
以上説明した燃料性状センサ２の電源制御によれば、許容範囲を超える空燃比の変動が検知されたらすぐさま燃料性状センサ２に電源が投入されて燃料性状の判別が開始されるので、燃料性状の正確な判別による空燃比制御が担保される。なお、本実施の形態ではＦ／Ｂ量から燃料性状の判別開始の必要性を判定しているが、空燃比センサの信号の基準信号からのずれ量や、目標トルクに対する実トルクのずれ量等、空燃比と相関関係のある数値であれば判定に用いることができる。
【００５３】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について図６を参照して説明する。
【００５４】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の車両の燃料供給システムに適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示すシステムを前提にして説明を行うものとする。
【００５５】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、実施の形態３と同じく、燃料性状の正確な判別による空燃比の制御精度の担保という観点で燃料性状センサ２の電源制御を行うことに特徴がある。ただし、本実施の形態において着目するのは、冷間始動時における空燃比の制御精度である。冷間始動時には温間始動時に比較して燃料噴射量は多くなる。このため、冷間始動時は燃料パイプ６内の燃料の入れ替わりが早い。また、冷間始動時は燃料噴射量が多くなる分、燃料性状の判別精度の影響を受けやすい。そこで、本実施の形態にかかる電源制御では、今回の始動が冷間始動である場合には、消費電力よりも空燃比の制御精度のほうを優先し、内燃機関の始動後直ぐに燃料性状の判別を開始する。
【００５６】
図６には、本実施の形態にて実施される電源制御の流れがフローチャートで示されている。このフローチャートに示す各処理のうち実施の形態１と共通する処理については、それぞれ実施の形態１のものと同一のステップ番号を付している。このフローチャートに示す処理は、内燃機関の始動時、例えばイグニッションスイッチ等の内燃機関の始動スイッチがオンにされたときに実施される。
【００５７】
最初のステップＳ４０２では、今回の始動が冷間始動かどうか判定される。冷間始動かどうかは水温によって判断することができる。例えば、水温が０℃以下であれば冷間始動であると判断する。今回の始動が冷間始動の場合、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６の処理は全てスキップしてステップＳ１０８に進む。つまり、すぐさま燃料性状センサ２への電源の投入が行われる。
【００５８】
今回の始動が冷間始動でない場合は、実施の形態１と同様の処理が行われる。また、電源の投入後は実施の形態１と同様にステップＳ１１０〜Ｓ１２０の各処理が実施される。
【００５９】
以上説明した燃料性状センサ２の電源制御によれば、冷間始動時には内燃機関の始動後すぐさま燃料性状センサ２に電源が投入されて燃料性状の判別が開始されるので、燃料の素早い切り替わりによる燃料性状の変化にも対応することができる。
【００６０】
実施の形態５．
最後に、本発明の実施の形態５について図７を参照して説明する。
【００６１】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の車両の燃料供給システムに適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示すシステムを前提にして説明を行うものとする。
【００６２】
本実施の形態の燃料性状判別装置は、実施の形態３，４と同じく、燃料性状の正確な判別による空燃比の制御精度の担保という観点で燃料性状センサ２の電源制御を行うことに特徴がある。ただし、本実施の形態において着目するのは、内燃機関を長期間停止させておいた後での空燃比の制御精度である。燃料がエタノール混合ガソリン等の混合燃料である場合、内燃機関の停止中に燃料タンク４内や燃料パイプ６内で燃料が分離する場合がある。燃料が分離すると、系全体としての燃料性状は一定であったとしても部分的には燃料性状は変化してしまう。例えば、エタノール混合ガソリンの場合には分離によってエタノール濃度に濃淡が生じてしまう。このような場合、前回トリップで燃料性状が判別されていたとしても、実際にインジェクタ１０に供給される燃料の性状はそれとは異なったものになっている。そこで、本実施の形態にかかる電源制御では、今回の始動が長期間停止した後の始動である場合には、消費電力よりも空燃比の制御精度のほうを優先し、内燃機関の始動後直ぐに燃料性状の判別を開始する。
【００６３】
図７には、本実施の形態にて実施される電源制御の流れがフローチャートで示されている。このフローチャートに示す各処理のうち実施の形態１と共通する処理については、それぞれ実施の形態１のものと同一のステップ番号を付している。このフローチャートに示す処理は、内燃機関の始動時、例えばイグニッションスイッチ等の内燃機関の始動スイッチがオンにされたときに実施される。
【００６４】
最初のステップＳ５０２では、内燃機関が前回トリップから長時間停止していたかどうか判定される。例えば、停止時間をタイマで計測しておき、今回の始動までの停止時間が基準時間を越える場合には長時間停止していたものと判断するのでもよい。基準時間は燃料の分離速度によるが、その値は実験によって確かめることができる。内燃機関が長時間停止していた場合、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６の処理は全てスキップしてステップＳ１０８に進む。つまり、すぐさま燃料性状センサ２への電源の投入が行われる。
【００６５】
長時間の停止ではなかった場合は、実施の形態１と同様の処理が行われる。また、電源の投入後は実施の形態１と同様にステップＳ１１０〜Ｓ１２０の各処理が実施される。
【００６６】
以上説明した燃料性状センサ２の電源制御によれば、内燃機関が長時間停止していた場合には始動後すぐさま燃料性状センサ２に電源が投入されて燃料性状の判別が開始されるので、経時的な燃料性状の変化にも対応することができる。
【００６７】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施の形態ものから種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態を次のように変形して実施してもよい。
【００６８】
上述の実施の形態では、内燃機関の始動後に内燃機関で消費された燃料量の積算値が基準値に達するまでの時間を電源投入までの待ち時間としている。しかし、この待ち時間は他の方法で設定してもよい。例えば、内燃機関で消費された燃料量の積算値と相関関係がある物理量（回転数や吸入空気量等）を計測し、その値から待ち時間を設定するのでもよい。また、始動後しばらくの間はアイドル運転されている場合が多い。したがって、アイドル運転時の単位時間当たりの燃料消費量を基準にして、燃料タンク４内の燃料が燃料性状センサ２の取り付け位置に到達するのに要する時間を計算し、その時間を待ち時間とするのでもよい。つまり、電源投入までの待ち時間は固定値にすることもできる。
【００６９】
上述の実施の形態では、燃料性状センサ２としてエタノール濃度センサを用いているが、どのようなセンサを用いるかは使用される燃料に応じて決定すればよい。例えば、ガソリン機関において使用されるガソリンの質にばらつきがあるのであれば、燃料が重質か軽質かを検知するセンサや、オクタン価を検知するセンサを燃料性状センサ２として用いてもよい。
【００７０】
実施の形態３にかかる電源制御の特徴点は、実施の形態２にかかる電源制御にも組み合わせることができる。また、実施の形態４にかかる電源制御の特徴点は、実施の形態２にかかる電源制御にも、実施の形態３にかかる電源制御にも組み合わせることができる。さらに、実施の形態５にかかる電源制御の特徴点は、実施の形態２にかかる電源制御にも、実施の形態３にかかる電源制御にも、実施の形態４にかかる電源制御にも組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７１】
２  燃料性状センサ
４  燃料タンク
６  燃料パイプ
８  燃料ポンプ
１０  インジェクタ
１２  ＥＣＵ
１４  直流電源
１６  スイッチ
【図１】
2010125688.tif 000003
【図２】
2010125688.tif 000004
【図３】
2010125688.tif 000005
【図４】
2010125688.tif 000006
【図５】
2010125688.tif 000007
【図６】
2010125688.tif 000008
【図７】
2010125688.tif 000009
【国際調査報告】
2010125688.tif 000010
2010125688.tif 000011
2010125688.tif 000012
2010125688.tif 000013