(57)【要約】【課題】機関に実際に供給される燃料の性状に応じた最適な機関制御を行う。【解決手段】燃料タンク２１と燃料噴射弁１８間の燃料供給管２０内に燃料性状センサ２３を配置する。給油が行われてからの燃料噴射量積算値を算出し、燃料噴射量積算値が閾値に達するまでは給油前の燃料性状に応じて機関制御を行う。これに対し、燃料噴射量積算値が閾値に達した後は燃料性状センサ２３により新たに検出された燃料性状に応じて機関制御を行う。この閾値は給油完了時に燃料通路内に残存している給油前燃料の量にほぼ相当する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内又は燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路内に燃料性状センサを配置し、該燃料性状センサにより検出された燃料性状に応じて機関制御を行うようにした内燃機関において、給油が行われてからの燃料噴射量の積算値を算出し、該燃料噴射量積算値が予め定められた閾値に達するまでは給油前の燃料性状に応じて機関制御を行い、該燃料噴射量積算値が予め定められた閾値に達した後は燃料性状センサにより新たに検出された燃料性状に応じて機関制御を行うようにした制御装置。
【請求項２】
前記閾値は給油完了時に燃料通路内に残存している給油前燃料の量にほぼ相当する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばガソリンだけでなく、ガソリンにアルコールを混合させたアルコール混合液体燃料など、種々の燃料を利用できる内燃機関が知られている。ところが、ガソリンとアルコール混合燃料とでは性状が異なり、また、アルコール混合燃料中のアルコール濃度ないし成分割合も必ずしも一定ではなく、したがって機関に給油される毎に燃料性状が異なっているおそれがある。一方、燃料性状が変動すると例えば理論空燃比が変動する。したがって、燃料性状に応じて空燃比を補正する必要がある。
【０００３】
そこで、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路内に燃料性状センサを配置し、燃料性状センサにより検出された燃料性状に応じた補正係数を決定し、この補正係数でもって空燃比制御を行うようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。このようにすると、給油された燃料の性状にかかわらず良好な空燃比制御を維持することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、給油が行われ燃料タンク内が新たな燃料で満たされても、燃料通路内には給油前の燃料が残存している。このため、この残存燃料が機関に供給されている間に、新たな燃料の性状に応じて定まる新たな補正係数でもって空燃比制御を行うと、誤補正することになる。すなわち、機関に実際に供給される燃料の性状に応じて補正係数を定める必要があるのである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明によれば、燃料タンク内又は燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路内に燃料性状センサを配置し、該燃料性状センサにより検出された燃料性状に応じて機関制御を行うようにした内燃機関において、給油が行われてからの燃料噴射量の積算値を算出し、該燃料噴射量積算値が予め定められた閾値に達するまでは給油前の燃料性状に応じて機関制御を行い、該燃料噴射量積算値が予め定められた閾値に達した後は燃料性状センサにより新たに検出された燃料性状に応じて機関制御を行うようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
機関に実際に供給される燃料の性状に応じた最適な機関制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明を火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、本発明を圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。
【０００９】
図１を参照すると、１は例えば四つの気筒を備えた機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポート７は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には吸入空気質量流量Ｇａを検出するためのエアフローメータ１５と、ステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１７とが配置される。
【００１０】
各気筒の吸気ポート７内には電気制御式の燃料噴射弁１８が配置される。燃料噴射弁１８は燃料蓄圧室すなわちデリバリパイプ１９及び燃料供給管２０を介して燃料タンク２１に連結され、燃料供給管２０内には電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２２が配置される。燃料タンク２１内の燃料は燃料ポンプ２２により燃料供給管２０を介しデリバリパイプ１９内に供給され、デリバリパイプ１９から各燃料噴射弁１８に供給される。
【００１１】
また、燃料供給管２０には燃料供給管２０内を流通する燃料の性状を検出するための燃料性状センサ２３が取り付けられる。図１の内燃機関では、燃料としてガソリン、軽油のような化石液体燃料、液体アルコール、又はその混合体を用いることができる。この場合、燃料性状を例えば特定成分の割合ないし濃度、粘度、揮発度、平均分子量などにより表すことができる。なお、燃料性状センサ２３をデリバリパイプ１９や燃料タンク２１に取り付けることもできる。
【００１２】
一方、排気ポート９は排気マニホルド３０を介して小容量の補助触媒３１に連結され、補助触媒３１は排気管３２を介して大容量の主触媒３３に連結され、主触媒３３は排気管３４に連結される。排気管３２には空燃比を検出するための空燃比センサ３５が取り付けられ、排気管３４には排気ガスの温度を検出するための温度センサ３６が取り付けられる。
【００１３】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備する。機関本体１には機関冷却水温ＴＨＷを検出するための水温センサ２４が取り付けられる。また、アクセルペダル４９にはアクセルペダル４９の踏み込み量Ｌを検出するための負荷センサ５０が接続される。アクセルペダル４９の踏み込み量は要求負荷を表している。エアフローメータ１５、燃料性状センサ２３、水温センサ２４、空燃比センサ３５、温度センサ３６、及び負荷センサ５０の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５１が接続される。ＣＰＵ４４ではクランク角センサ５１の出力パルスに基づいて機関回転数Ｎｅが算出される。一方、出力ポート４６は対応する駆動回路４８を介して点火栓１０、ステップモータ１６、燃料噴射弁１８及び燃料ポンプ２２にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット４０からの出力信号に基づいて制御される。
【００１４】
図１の内燃機関では次式に基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。
【００１５】
ＴＡＵ＝ＴＢ・ＦＡＦ・ｋＦ
ここで、ＴＢは基本燃料噴射時間、ＦＡＦはフィードバック補正係数、ｋＦは性状補正係数をそれぞれ表している。
【００１６】
基本燃料噴射時間ＴＢは機関に供給される燃料の性状が基本性状であるときに空燃比を目標となる空燃比とするのに必要な燃料噴射時間であり、機関運転状態例えば機関負荷及び機関回転数の関数として予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００１７】
フィードバック補正係数ＦＡＦは実際の空燃比を目標となる空燃比に一致させるためのものであり、空燃比センサ３５により検出される空燃比に基づいて算出される。このフィードバック補正係数ＦＡＦは１．０を中心として変動し、補正する必要がないときには１．０に維持される。
【００１８】
性状補正係数ｋＦは燃料性状センサ２３により検出された燃料性状に応じて定められるものであり、機関に供給された燃料の性状が基本性状のときには１．０に維持される。この性状補正係数ｋＦは燃料性状の関数として図２に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２又はＲＡＭ４３内に記憶されている。このようにすると給油された燃料の性状に応じた正確な性状補正係数ｋＦを求めることができる。なお、性状補正係数ｋＦを学習値として求めて記憶しておくこともできる。
【００１９】
ところが、燃料タンク２１から燃料噴射弁１８までの燃料供給管２０、デリバリパイプ１９、及び燃料噴射弁１８内の燃料流通路を燃料通路と総称すると、冒頭でも述べたように、給油が行われても燃料通路内には給油前の燃料が残存している。このため、給油が行われたてもしばらくの間はこの残存燃料が機関に供給され続け、燃料通路内に残存燃料が存在しなくなると新たな燃料が機関に供給されることになる。この場合、新たな燃料は給油開始直前に燃料タンク２１内に存在している燃料と、燃料タンク２１に追加された燃料との混合物から構成される。
【００２０】
そこで本発明による実施例では、機関に残存燃料が供給される限りは、残存燃料の性状に応じて定まる性状補正係数ｋＦ、すなわち給油前の性状補正係数ｋＦでもって燃料噴射時間ＴＡＵを算出するようにしている。これに対し、機関に残存燃料が供給されなくなると、すなわち新たな燃料の供給が開始されると、燃料性状センサ２３により新たに検出された燃料性状に応じて定まる性状補正係数ｋＦでもって燃料噴射時間ＴＡＵを算出するようにしている。
【００２１】
一方、給油が行われてからの燃料噴射時間ＴＡＵの積算値ΣＴＡＵは給油が行われた後に燃料通路から機関に供給された残存燃料の量を表している。また、給油完了時における燃料通路内の残存燃料量は燃料通路の容積にほぼ一致する。
【００２２】
そうすると、この燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが燃料通路の容積に相当する閾値ＶＦに達するまでは機関に残存燃料が供給されており、燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが閾値ＶＦを越えると機関に新たな燃料が供給されているということがわかる。
【００２３】
そこで本発明による実施例では、燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが閾値ＶＦに達するまでは給油前の性状補正係数ｋＦでもって燃料噴射時間ＴＡＵを算出し、燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが閾値ＶＦに達した後はこのとき燃料性状センサ２３により検出される燃料性状に応じて定まる性状補正係数ｋＦでもって燃料噴射時間ＴＡＵを算出するようにしている。その結果、機関に実際に供給される燃料の性状に応じた性状補正係数ｋＦを正確に算出することができる。
【００２４】
図３は本発明による実施例の燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００２５】
図３を参照すると、まずステップ１００では基本燃料噴射時間ＴＢが算出され、続くステップ１０１ではフィードバック補正係数ＦＡＦが算出される。続くステップ１０２では性状補正係数ｋＦの算出ルーチンが実行される。このルーチンは図４に示されている。続くステップ１０３では燃料噴射時間ＴＡＵが算出される（ＴＡＵ＝ＴＢ・ＦＡＦ・ｋＦ）。
【００２６】
図４の性状補正係数ｋＦ算出ルーチンを算出すると、まずステップ２００では許可フラグがリセットされているか否かが判別される。この許可フラグは燃料供給管２０内の燃料の性状の検出及びこのとき検出された燃料性状に応じた性状補正係数ｋＦの算出を許可すべきときにセットされ、それ以外はリセットされるものである。許可フラグは通常はセットされているのでステップ２００からステップ２０１に進み、給油が行われたか否かが判別される。例えば燃料タンク２１内の燃料量を検出し、燃料タンク２１内の燃料量が増大したときに給油が行われたと判断できる。給油が行われていないときには次いでステップ２０２に進み、このとき燃料供給管２０内を流通する燃料の性状が燃料性状センサ２３により検出される。続くステップ２０３ではステップ２０２で検出された燃料性状に応じて性状補正係数ｋＦが図２のマップから算出される。続くステップ２０４ではステップ２０３で算出された性状補正係数ｋＦがｋＦｏとしてＲＡＭ４３に記憶される。
【００２７】
一方、給油が行われたときにはステップ２０１からステップ２０５に進み、許可フラグがリセットされる。続くステップ２０６では性状補正係数ｋＦが上述のｋＦｏすなわち給油前の性状補正係数に設定される。
【００２８】
許可フラグがリセットされるとステップ２００からステップ２０７に進み、燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが算出される（ΣＴＡＵ＝ΣＴＡＵ＋ＴＡＵ）。続くステップ２０８では燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが上述の閾値ＶＦに達したか否かが判別される。ΣＴＡＵ＜ＶＦのときにはステップ２０６に進み、性状補正係数ｋＦが給油前の性状補正係数ｋＦｏに設定される。次いで、ΣＴＡＵ≧ＶＦになるとステップ２０８からステップ２０９に進み、許可フラグがセットされる。続くステップ２１０では燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵがクリアされる。次いでステップ２０２から２０４に進み、燃料性状が検出され、性状補正係数ｋＦが算出され、このｋＦがｋＦｏとして記憶される。
【００２９】
すなわち、図５にＸで示されるように給油が行われると許可フラグがリセットされ、燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵの算出が開始される。次いで、図５にＹで示されるように燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵが閾値ＶＦに達すると燃料噴射時間積算値ΣＴＡＵがクリアされ、許可フラグがセットされる。
【００３０】
図４に示される例では許可フラグがセットされた後、燃料性状の検出（ステップ２０２）及び性状補正係数ｋＦの算出（ステップ２０３）を繰り返し行うようにしている。しかしながら、給油が行われた後、許可フラグがリセットからセットに切り換えられたときに１回だけ燃料性状の検出（ステップ２０２）及び性状補正係数ｋＦの算出（ステップ２０３）を行うようにしてもよい。
【００３１】
これまで述べてきた実施例では、本発明を空燃比制御又は燃料噴射量制御に適用した場合を示している。しかしながら、点火時期をＭＢＴのような最適点火時期に維持する点火時期制御や、アイドリング回転数を目標回転数に維持する回転数制御に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】性状補正係数ｋＦのマップを示す図である。
【図３】燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】性状補正係数ｋＦの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１    機関本体
１８    燃料噴射弁
２０    燃料供給管
２１    燃料タンク
２３    燃料性状センサ
【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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