(57)【要約】【課題】燃料供給装置の異常による影響を排除して精度良く燃料性状の変化を把握すること。【解決手段】排気ガス中の酸素量や空気過剰率を検出する排気センサ８３の検出値に基づいて燃焼室ＣＣ内に供給される燃料Ｆの燃料性状の変化を判定する燃料性状判定手段を備えた内燃機関の制御装置（電子制御装置１）において、排気センサ８３で内燃機関の冷間時と温間時に検出された夫々の検出値を比較して、実空燃比と目標空燃比のずれが燃料性状の変化によるものであるのか燃料供給装置５０の異常によるものであるのかを判定するように燃料性状判定手段を構成すること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス中の酸素量や空気過剰率を検出する排気センサの検出値に基づいて燃焼室内に供給される燃料の燃料性状の変化を判定する燃料性状判定手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記燃料性状判定手段は、前記排気センサで内燃機関の冷間時と温間時に検出された夫々の検出値を比較して、実空燃比と目標空燃比のずれが燃料性状の変化によるものであるのか燃料供給装置の異常によるものであるのかを判定するように構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料性状判定手段は、前記冷間時の検出値と前記温間時の検出値が異なれば燃料性状の変化と判定し、該夫々の検出値が同じであれば燃料供給装置の異常と判定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料性状判定手段は、内燃機関の機関温度が当該内燃機関で使用され得る燃料の中で最も沸点の高いものの沸点よりも高ければ温間時と判断するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料性状判定手段は、内燃機関の機関温度が当該内燃機関で使用され得る燃料の中で最も沸点の低いものの沸点よりも低ければ冷間時と判断するように構成したことを特徴とする請求項１又は２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、燃料性状の異なる燃料で運転可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車業界においては、自動車を取り巻く環境の変化に対応させる為に様々な取り組みが行われている。例えば、内燃機関の分野では、異なる燃料性状の燃料を用いても運転を行うことのできる所謂多種燃料内燃機関についての取り組みが為されている。この種の多種燃料内燃機関が搭載された車輌は、一般にフレキシブル燃料車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｕｅｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれており、その一例としては、ガソリン燃料，アルコール燃料又はこれらの混合燃料の何れを利用しても運転を可能にし、埋蔵量の限界が謳われ続けているガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図らんとするものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、ガソリン燃料とアルコール燃料からなるアルコール混合燃料を使用して運転させる多種燃料内燃機関について開示されている。
【０００３】
ここで、この種の多種燃料内燃機関においては、上述したように燃料性状の異なる燃料を用いても運転することができるので、その燃料性状に対応させた空燃比制御を実行しなければ、良好な出力性能やエミッション性能を得ることができない。これが為、燃料の燃料性状が変化した場合、その新たな燃料性状に対応させた適切な空燃比制御を行う為には、変化後の燃料性状について把握する必要がある。例えば、下記の特許文献２には、実図示トルクと基準空燃比図示トルクとに基づいて実空燃比の推定値を求め、その実空燃比の推定値に基づいて使用燃料の燃料性状を判定する内燃機関の制御装置について開示されている。尚、かかる実空燃比の推定値は、排気通路に設けたＯ２センサ等のような排気センサの検出値から算出されることもある。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−３０５３３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、空燃比制御の技術分野においては、実空燃比の検出値（以下、「検出実空燃比」という。）又は推定値（以下、「推定実空燃比」という。）と目標空燃比とを比較し、これらの間にずれがあれば実空燃比を目標空燃比へと収束させるように目標燃料噴射量が増減させられる。つまり、空燃比制御を行う際には、検出実空燃比又は推定実空燃比と目標空燃比の比較結果に基づいて、実空燃比を目標空燃比へと収束させる為の目標燃料噴射量に対する燃料噴射量補正値が求められる。その際、その燃料噴射量補正値が所定値以上になった場合には、燃焼室内に供給された燃料がこれまでとは別の燃料性状のものへと切り替わったと判断することができる。
【０００６】
しかしながら、燃料タンクから燃料噴射弁までの間の各種部品で構成される燃料供給装置（所謂燃料供給系）に異常が生じた場合には、実際の燃料噴射量（以下、「実燃料噴射量」という。）が目標燃料噴射量に対してずれてしまうので、その際に設定された燃料噴射量補正値が上記の所定値以上になれば、燃料性状が変化していないにも拘わらず「燃料性状が変化した」と判断されてしまう可能性がある。例えば、燃料噴射弁に詰まりが起きた場合には、実燃料噴射量が目標燃料噴射量よりも少なくなってしまうので、目標空燃比へと実空燃比を制御すべく増量側へと燃料噴射量補正値が設定される。そして、この場合には、実燃料噴射量の目標燃料噴射量に対する不足分が多ければ大きな燃料噴射量補正値が設定されるので、実際には燃料噴射弁の異常であるにも拘わらず「燃料性状の変化」と判断されてしまう虞がある。また、燃料噴射弁の弁体が閉弁不良を起こした場合には、実燃料噴射量が目標燃料噴射量よりも多くなってしまうので、目標空燃比へと実空燃比を制御すべく減量側へと燃料噴射量補正値が設定される。そして、この場合には、実燃料噴射量の目標燃料噴射量に対する余剰分が多ければ大きな燃料噴射量補正値が設定されるので、実際には燃料噴射弁の異常であるにも拘わらず「燃料性状の変化」と判断されてしまう虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、燃料供給装置の異常による影響を排除して精度良く燃料性状の変化を把握させることのできる内燃機関の制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、排気ガス中の酸素量や空気過剰率を検出する排気センサの検出値に基づいて燃焼室内に供給される燃料の燃料性状の変化を判定する燃料性状判定手段を備えた内燃機関の制御装置において、排気センサで内燃機関の冷間時と温間時に検出された夫々の検出値を比較して、実空燃比と目標空燃比のずれが燃料性状の変化によるものであるのか燃料供給装置の異常によるものであるのかを判定するように燃料性状判定手段を構成している。
【０００９】
例えば、その燃料性状判定手段は、請求項２記載の発明の如く、冷間時の検出値と温間時の検出値が異なれば燃料性状の変化と判定し、その夫々の検出値が同じであれば燃料供給装置の異常と判定するように構成する。
【００１０】
ここで、その燃料性状判定手段は、請求項３記載の発明の如く、内燃機関の機関温度が当該内燃機関で使用され得る燃料の中で最も沸点の高いものの沸点よりも高ければ温間時と判断するように構成することが望ましい。
【００１１】
また、その燃料性状判定手段は、請求項４記載の発明の如く、内燃機関の機関温度が当該内燃機関で使用され得る燃料の中で最も沸点の低いものの沸点よりも低ければ冷間時と判断するように構成することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、冷間時における排気センサの検出値と温間時における排気センサの検出値を比較し、その夫々の検出値が異なれば燃料性状の変化と判定し、その夫々の検出値が同じであれば燃料供給装置の異常と判定するように構成している。これが為、この内燃機関の制御装置は、燃料供給装置の異常による影響を排除して精度良く燃料性状の変化を把握することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例１を図１から図４に基づいて説明する。以下においては、適用対象たる内燃機関の一例を説明しつつその制御装置について詳述する。
【００１５】
ここで例示する内燃機関とは、ガソリン燃料等の炭化水素系燃料，アルコール燃料（エタノール、メタノール、ブタノール等）又はアルコール混合燃料などのように異なる燃料性状の燃料を用いても運転を行うことのできる所謂フレキシブル燃料車に搭載される多種燃料内燃機関である。そのアルコール混合燃料とは、アルコール燃料とこれとは燃料性状の異なる少なくとも１種類の燃料との混合燃料であり、ここでは炭化水素系燃料（例えばガソリン燃料）と混合されているものとする。このアルコール混合燃料においては、その基準となる燃料の燃料混合比率に応じて燃料性状が変化する。
【００１６】
また、この内燃機関とは、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）１によって燃焼制御等の各種制御動作が実行されるものである。つまり、この内燃機関の制御装置は、その電子制御装置１によって構成されている。尚、その電子制御装置１は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００１７】
最初に、ここで例示する内燃機関の構成について図１に基づき説明を行う。尚、その図１においては１気筒のみを図示しているが、本発明は、これに限らず、多気筒の多種燃料内燃機関にも適用可能である。本実施例１においては、複数の気筒を具備しているものとして説明する。
【００１８】
この内燃機関には、燃焼室ＣＣを形成するシリンダヘッド１１，シリンダブロック１２及びピストン１３が備えられている。ここで、そのシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２は図１に示すヘッドガスケット１４を介してボルト等で締結されており、これにより形成されるシリンダヘッド１１の下面の凹部１１ａとシリンダブロック１２のシリンダボア１２ａとの空間内にピストン１３が往復移動可能に配置される。そして、上述した燃焼室ＣＣは、そのシリンダヘッド１１の凹部１１ａの壁面とシリンダボア１２ａの壁面とピストン１３の頂面１３ａとで囲まれた空間によって構成される。
【００１９】
この内燃機関は、機関回転数や機関負荷等の運転条件に従って空気と燃料を燃焼室ＣＣに送り込み、その運転条件に応じた燃焼制御を実行する。その空気については、図１に示す吸気通路２１とシリンダヘッド１１の吸気ポート１１ｂを介して外部から吸入される。一方、その燃料については、図１に示す燃料供給装置５０を用いて供給される。
【００２０】
先ず、空気の供給経路について説明する。
【００２１】
この内燃機関の吸気通路２１上には、外部から導入した空気に含まれる塵埃等の異物を除去するエアクリーナ２２と、外部からの吸入空気量ＧＡを検出する吸入空気量検出手段２３と、が設けられている。その吸入空気量検出手段２３としては、吸入空気量ＧＡを直接検出するエアフロメータ等の空気量検出センサ、吸気通路２１内の圧力（即ち、吸気圧）を検出する吸気管圧センサなどが考えられる。後者の吸気管圧センサを利用する場合、吸入空気量ＧＡは、その吸気圧と機関回転数ＮＥから間接的に求める。この内燃機関においては、その吸入空気量検出手段２３の検出信号が電子制御装置１へと送られ、その検出信号に基づいて電子制御装置１が吸入空気量ＧＡや機関負荷ＫＬ等を算出する。尚、機関回転数ＮＥについては、クランクシャフト１５の回転角度の検出を行うクランク角センサ１６の検出信号から把握させることができる。
【００２２】
また、その吸気通路２１上における吸入空気量検出手段２３よりも下流側には、燃焼室ＣＣ内へ流入させる空気の流量調節が可能なスロットルバルブ２４と、このスロットルバルブ２４を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ２５と、が設けられている。本実施例１の電子制御装置１には、そのスロットルバルブアクチュエータ２５を運転条件に従って駆動制御し、その運転条件に応じた弁開度となるようにスロットルバルブ２４の開弁角度を調節させるスロットルバルブ制御手段が用意されている。ここでは、そのスロットルバルブアクチュエータ２５とスロットルバルブ制御手段とでスロットルバルブ開度制御手段を構成する。更に、この内燃機関においては、そのスロットルバルブ２４の弁開度を検出し、その検出信号を電子制御装置１に送信するスロットル開度センサ２６が設けられている。
【００２３】
一方、吸気ポート１１ｂはその一端が燃焼室ＣＣに開口しており、その開口部分に当該開口を開閉させる吸気バルブ３１が配設されている。その開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に吸気バルブ３１が配備される。従って、この内燃機関においては、その吸気バルブ３１を開弁させることによって吸気ポート１１ｂから燃焼室ＣＣ内に空気が吸入される一方、その吸気バルブ３１を閉弁させることによって燃焼室ＣＣ内への空気の流入が遮断される。
【００２４】
ここで、その吸気バルブ３１としては、例えば、図示しない吸気側カムシャフトの回転と弾性部材（弦巻バネ）の弾発力に伴って開閉駆動されるものがある。この種の吸気バルブ３１においては、その吸気側カムシャフトとクランクシャフト１５の間にチェーンやスプロケット等からなる動力伝達機構を介在させることによってその吸気側カムシャフトをクランクシャフト１５の回転に連動させ、予め設定された開閉時期に開閉駆動させる。ここで例示する内燃機関においては、このようなクランクシャフト１５の回転に同期して開閉駆動される吸気バルブ３１を適用することができる。
【００２５】
但し、この内燃機関は、その吸気バルブ３１の開閉時期やリフト量を変更可能な所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備してもよく、これにより、その吸気バルブ３１の開閉時期やリフト量を運転条件に応じた好適なものへと可変させることができるようになる。更にまた、この内燃機関においては、かかる可変バルブ機構と同様の作用効果を得るべく、電磁力を利用して吸気バルブ３１を開閉駆動させる所謂電磁駆動弁を利用してもよい。
【００２６】
続いて、燃料供給装置５０について説明する。
【００２７】
この燃料供給装置５０としては、１つの燃料タンク内の燃料を吸気ポート１１ｂ内又は／及び燃焼室ＣＣ内に噴射するもの，複数の燃料タンク内に貯留された燃料性状の異なる燃料を燃料混合装置等で混ぜ合わせて吸気ポート１１ｂ又は／及び燃焼室ＣＣ内に噴射するもの等が考えられる。本実施例においては、１つの燃料タンク４１に貯留されている燃料Ｆを吸気ポート１１ｂに噴射し、吸入空気と共に燃焼室ＣＣへと導くポート噴射式のものを代表して例示する。
【００２８】
具体的に、この燃料供給装置５０は、その燃料Ｆを燃料タンク４１から吸い上げて燃料通路５１に送出する燃料ポンプとしてのフィードポンプ５２と、その燃料通路５１の燃料Ｆを夫々の気筒に分配する燃料デリバリパイプ５３と、この燃料デリバリパイプ５３から供給された燃料Ｆを夫々の吸気ポート１１ｂに噴射する各気筒の燃料噴射弁（燃料噴射手段）５４と、を備える。
【００２９】
この燃料供給装置５０は、そのフィードポンプ５２及び燃料噴射弁５４を運転条件に従って電子制御装置１の燃料噴射制御手段に駆動制御させ、これにより、その運転条件に対応させた目標燃料噴射量Ｑtgt，燃料噴射時期及び燃料噴射期間等の燃料噴射条件で燃料Ｆが噴射されるように構成する。例えば、その燃料噴射制御手段には、その燃料Ｆをフィードポンプ５２で燃料タンク４１から吸い上げさせ、運転条件に応じた燃料噴射条件で燃料噴射弁５４に噴射を実行させる。
【００３０】
このようにして吸気ポート１１ｂに供給された燃料Ｆは、その吸気ポート１１ｂ内で上述した空気と混ざり合いながら、吸気バルブ３１の開弁と共に燃焼室ＣＣ内へと供給される。ここで、その燃焼室ＣＣ内に送り込む燃料Ｆの目標燃料噴射量Ｑtgtと空気の吸入空気量ＧＡは、運転条件に応じた目標空燃比に従って電子制御装置１の空燃比制御手段が決める。本実施例１の空燃比制御手段は、燃料Ｆの燃料噴射量を調節することによって目標空燃比への空燃比制御を実行させる。尚、本実施例１においては、内燃機関の主たる運転がストイキ運転となるように空燃比制御が行われるものとする。
【００３１】
具体的に、その空燃比制御手段は、先ず、目標空燃比への空燃比制御を行うに当たって、吸入空気量検出手段２３により得られた吸入空気量ＧＡとクランク角センサ１６により得られた機関回転数ＮＥに基づき、下記の式１を用いて基本燃料噴射量Ｑbsの演算を行う。ここで、その式１の「Ｋ１」は、予め設定されている定数である。この基本燃料噴射量Ｑbsは、例えばストイキ運転を運転条件とするならば、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比が理論空燃比となるように求められる値である。
【００３２】
Ｑbs＝Ｋ１×ＧＡ／ＮＥ      …      （１）
【００３３】
そして、この空燃比制御手段は、その基本燃料噴射量Ｑbsに対して、メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦと空燃比学習値ＫＧｉ（ｉ＝１，２，３，…）と各種制御に必要な補正係数Ｋ２とを加味して目標燃料噴射量Ｑtgtの演算を行い、この目標燃料噴射量Ｑtgtで燃料噴射を実行させるように燃料噴射弁５４に対して指示を与える。つまり、本実施例１の空燃比制御においては、そのメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ，空燃比学習値ＫＧｉ（ｉ＝１，２，３，…）及び補正係数Ｋ２を用いて基本燃料噴射量Ｑbsの補正を行い、実空燃比を目標空燃比に制御する為の目標燃料噴射量Ｑtgtを求めて燃料噴射させる。その目標燃料噴射量Ｑtgtは、例えば下記の式２を用いて求める。
【００３４】
Ｑtgt＝Ｑbs×ＦＡＦ×ＫＧｉ×Ｋ２      …      （２）
【００３５】
本実施例１においては、この式２の「ＦＡＦ×ＫＧｉ×Ｋ２」が燃料噴射量補正値Ｑcorとなる（Ｑcor＝ＦＡＦ×ＫＧｉ×Ｋ２）。その燃料噴射量補正値Ｑcorとは、検出実空燃比又は推定実空燃比と目標空燃比との間にずれがあるときに実際の空燃比（実空燃比）を目標空燃比へと収束させる為の燃料噴射量の補正値である。尚、ここで示す燃料噴射量補正値Ｑcorは、基本燃料噴射量Ｑbsに乗算するものとして例示しているが、その基本燃料噴射量Ｑbsに加算するものであってもよい。
【００３６】
上記式２のメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとは、燃焼室ＣＣ内の混合気の実空燃比を目標空燃比に収束させる為の制御（燃料噴射量のフィードバック補正制御）に用いられる学習値であって、メイン空燃比フィードバック学習収束値とも言える。このメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとしては、理論空燃比に相当する値として「１．０」が設定され、例えばストイキ運転を運転条件とした場合、実空燃比を理論空燃比に収束させるメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが求められる。
【００３７】
そのメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、後述する排気センサ８３からの検出値に応じて電子制御装置１の空燃比制御手段に演算させる。例えば、その空燃比制御手段は、ストイキ運転モード中であり、且つ排気センサ８３からの検出値が希薄空燃比又は過濃空燃比を示しているならば、理論空燃比に相当する値「１．０」を中心にしてメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを増減させる。つまり、この空燃比制御手段は、排気センサ８３の検出値から算出された検出実空燃比又は推定実空燃比が理論空燃比に対してリッチ（過濃）側になっていれば、メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを「１．０」よりも減少させて目標燃料噴射量Ｑtgtの減量補正制御を行い、その検出実空燃比又は推定実空燃比が理論空燃比に対してリーン（希薄）側になっていれば、メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを「１．０」よりも増加させて目標燃料噴射量Ｑtgtの増量補正制御を行う。
【００３８】
上記式２の空燃比学習値ＫＧｉとは、上記のメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦと同様に、燃料噴射量のフィードバック補正制御に用いられる学習値である。例えば、この空燃比学習値ＫＧｉは、ストイキ運転を運転条件とするときのメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値（以下、「平均メイン空燃比フィードバック補正係数」という。）ＦＡＦAVがその基準値としての「１．０」を含む所定範囲内に収束するよう、その平均メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦAVに基づき基準値たる「１．０」を中心にして増減させる値となる。空燃比制御手段は、ストイキ運転中の場合、平均メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦAVが上記の所定範囲に対して増加側に外れているならば、空燃比学習値ＫＧｉを増加させ、その平均メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦAVが上記の所定範囲に対して減少側に外れているならば、空燃比学習値ＫＧｉを減少させる。つまり、この空燃比制御手段は、平均メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦAVに基づき空燃比学習値ＫＧｉを増減させることによって、その平均メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦAVを上記の所定範囲内に収束させて空燃比学習値ＫＧｉの学習を完了させる。このようにして学習された空燃比学習値ＫＧｉは、空燃比の適正値に対するずれに対応した値となる。
【００３９】
ここで、その空燃比学習値ＫＧｉの添え字「ｉ」は、空燃比学習領域ｉ（ｉ＝１，２，３，…）に対応させたものである。つまり、本実施例１においては、例えば、運転領域、即ち所定の範囲毎の機関負荷ＫＬ（吸入空気量ＧＡ）や機関回転数ＮＥに対応させて複数の空燃比学習領域ｉが設定されており、この夫々の空燃比学習領域ｉ毎に空燃比学習値ＫＧｉが設定される。本実施例１においては、その空燃比学習値ＫＧｉについて空燃比学習領域ｉ毎に異なる値が設定される。
【００４０】
上記式２の補正係数Ｋ２とは、例えば、暖機運転時の燃料増量制御や加減速時の燃料Ｆの増量制御又は減量制御などの各種制御において必要とされる値である。
【００４１】
本実施例１の内燃機関は、上述したように、燃料性状の異なる種々の燃料Ｆでの運転を可能にする。これが為、運転者は、現時点の燃料タンク４１にアルコール混合燃料が貯留されているからといって、必ずしも現状と同じ燃料混合比率のアルコール混合燃料を給油するとは限らず、純度１００％のアルコール燃料やガソリン燃料を給油する可能性もある。また、そもそも、給油施設で提供されるアルコール混合燃料は、必ずしも常に同じ燃料混合比率のものが手に入るとは限らない。更に、給油施設で提供されるガソリン燃料は、国や地域によって、主たる成分はガソリン燃料であるが、そのガソリン燃料にアルコール燃料が混ぜられたアルコール混合燃料として提供されることもある。
【００４２】
このようなことから、燃料タンク４１内の燃料Ｆは、ガソリン燃料を主成分とするもの（即ち、ガソリン燃料の燃料混合割合の高い高蒸発性燃料）になっている場合もあれば、アルコール燃料を主成分とするもの（即ち、アルコール燃料の燃料混合割合の高い低蒸発性燃料）になっている場合もある。つまり、給油後の燃料タンク４１内には、必ずしも給油前と同じ燃料性状の燃料Ｆが貯留されているとは限らない。そして、燃料性状に違いのある燃料同士の間では、その違いによって理論空燃比（換言するならば、ストイキ点）が異なり、その燃料性状毎に運転条件に応じた最適な空燃比が存在している。その最適な空燃比とは、例えば、出力性能を重視する運転条件ならば良好な出力性能を発揮できる空燃比のことであり、エミッション性能をする運転条件ならば良好なエミッション性能を発揮できる空燃比のことである。
【００４３】
従って、空燃比制御手段には、その最適な空燃比となるよう燃料性状に応じた目標空燃比の設定を行わせる。本実施例１においては、空燃比制御手段が上述した式２による空燃比フィードバック補正制御を行うことによって、そのとき燃焼室ＣＣ内に供給された燃料Ｆの燃料性状に応じた最適な目標空燃比が設定されることになる。そして、その設定の際には、学習値（メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦや空燃比学習値ＫＧｉ）が更新される。例えば、燃料Ｆが新たな燃料性状のものへと切り替わった場合、その学習値は、新たな燃料性状に対応させたものとして更新される。従って、その場合には、以後、その新たな燃料性状の燃料Ｆが使用されているものとして空燃比制御が実行されるようになる。
【００４４】
このようにして空燃比制御された燃焼室ＣＣ内の混合気は、運転条件に応じた点火時期となった際に点火プラグ６１の着火動作によって燃焼させられる。そして、その燃焼された後の筒内ガス（燃焼ガス）は、燃焼室ＣＣから図１に示す排気ポート１１ｃへと排出され、排気通路８１を介して大気へと放出される。
【００４５】
その排気ポート１１ｃには、燃焼室ＣＣとの間の開口を開閉させる排気バルブ７１が配設されている。その開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に上述した排気バルブ７１が配備される。従って、この内燃機関においては、その排気バルブ７１を開弁させることによって燃焼室ＣＣ内から排気ポート１１ｃに燃焼ガスが排出され、その排気バルブ７１を閉弁させることによって燃焼ガスの排気ポート１１ｃへの排出が遮断される。
【００４６】
ここで、その排気バルブ７１としては、上述した吸気バルブ３１と同様に、動力伝達機構を介在させたもの、所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備したものや所謂電磁駆動弁を適用することができる。
【００４７】
更に、排気通路８１上には排気浄化装置８２が配設されており、排気ガス中の有害成分の浄化が行われる。また、本実施例１の排気通路８１上には、排気浄化装置８２の上流側（燃焼室ＣＣ側）に排気センサ８３が配設されている。その排気センサ８３とは、燃焼室ＣＣ内の混合気の実空燃比を演算又は推定する際の情報を得る為のセンサである。例えば、この排気センサ８３としては、排気ガス中の酸素量を検出するＯ2センサや排気ガス中の空気過剰率（λ値）を検出するＡ／Ｆセンサ（広帯域λセンサ）が利用可能である。
【００４８】
ところで、燃焼室ＣＣに供給される燃料Ｆが新たな燃料性状のものへと切り替わったのか否かについては、排気センサ８３の検出値に基づいて実行することができる。これを換言するならば、その燃料性状の切り替わりの有無は、燃料噴射量補正値Ｑcor＝ＦＡＦ×ＫＧｉ×Ｋ２の大きさから判断することができることになる。これは、そのような燃料Ｆの切り替えが起きたときには実空燃比が目標空燃比に対して燃料性状の違いの分だけ大きくずれてしまうからであり、そのずれについて示すのが排気センサ８３の検出値（燃料噴射量補正値Ｑcor）だからである。これが為、その燃料噴射量補正値Ｑcorが大きくなったとき（燃料噴射量補正値Ｑcorの絶対値が所定値αを超えたとき）には、「燃料性状変化」との判定が可能になる。その所定値αは、様々な燃料性状の燃料Ｆの間で燃料切替を行った際の燃料噴射量補正値Ｑcorを実験やシミュレーションから求め、その夫々の燃料Ｆの間毎の燃料噴射量補正値Ｑcorを設定すればよい。ここで、本実施例１の電子制御装置１には、燃料Ｆの燃料性状の変化についての判定行う燃料性状判定手段が用意されている。従って、空燃比制御手段は、その燃料性状判定手段の判定結果に基づいて、更新された学習値（メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦや空燃比学習値ＫＧｉ）が新たな燃料性状に対応させたものなのか否か識別できる。
【００４９】
しかしながら、燃料供給装置５０に異常（例えば、燃料噴射弁５４の詰まりやニードル閉弁不良）が生じた場合には、実燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑtgtに対してずれてしまい、実空燃比が目標空燃比に対して違う値を示すことになる。これが為、かかる場合には、上述した空燃比フィードバック補正制御によって新たな燃料噴射量補正値Ｑcorが算出される。その新たな燃料噴射量補正値Ｑcorの絶対値は、実燃料噴射量と目標燃料噴射量Ｑtgtとの間のずれが大きいほど大きくなるので、上述した所定値αを超えてしまう可能性もある。そして、新たな燃料噴射量補正値Ｑcorの絶対値が所定値αを超えた際には、燃料性状に変化が無いにも拘わらず空燃比制御手段が誤って「燃料性状変化」と判定してしまい、新たな燃料性状に対応させたものとして学習値を更新してしまう。
【００５０】
そこで、本実施例１においては、燃料噴射量補正値Ｑcorの絶対値が所定値αを超えているときの実空燃比の目標空燃比に対するずれが、燃料性状の変化に起因するものであるのか、それとも燃料供給装置５０（燃料供給系）の異常に起因するものであるのかを明確にすべく構成する。
【００５１】
本実施例１の燃料性状判定手段には、内燃機関の冷間時と温間時に夫々排気センサ８３の検出値を取得させ、これらを比較させることによって、実空燃比と目標空燃比のずれが燃料性状の変化に起因するものなのか燃料供給装置５０（燃料供給系）の異常に起因するものなのか判定させる。
【００５２】
ここで、燃料Ｆの燃料性状が変化したときには、蒸発特性が変化するので（ガソリン燃料の方がアルコール燃料やアルコール混合燃料よりも蒸発特性が良い）、その燃料性状に応じて燃料Ｆの吸気ポート１１ｂ等への付着量が増減する。そして、その燃料Ｆの吸気ポート１１ｂ等への付着量は、暖機運転終了後の温間時には燃料Ｆの燃料性状に拘わらず殆ど皆無に等しいが、冷間時には蒸発特性が悪い燃料Ｆほど増加してしまう。つまり、実空燃比と目標空燃比のずれが燃料Ｆの燃料性状の変化に起因するものである場合、冷間時には、燃料Ｆの吸気ポート１１ｂ等への付着によって実空燃比が目標空燃比よりも希薄になる分だけ、排気センサ８３の検出値が温間時とは違う値を示すようになる。従って、燃料性状判定手段は、冷間時における排気センサ８３の検出値と温間時における排気センサ８３の検出値が異なれば「燃料性状変化」と判定することができる。より具体的には、燃料Ｆの吸気ポート１１ｂ等への付着は、図２に示す如く冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとに差を生じさせる。これが為、本実施例１の燃料性状判定手段には、その冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとに差が生じていれば、「燃料性状変化」と判定させるようにする。
【００５３】
その図２は、燃料Ｆの燃料性状が変化（ここでは、給油燃料をガソリン燃料から蒸発特性の劣るアルコール燃料に切り替え）した際の冷間時と温間時における燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corを表したものである。その夫々の燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corの内訳は、ここでの機関温度たる機関冷却水温に拘わらず（即ち、冷間時であるか温間時であるかに拘わらず）共通のものと、その機関冷却水温に応じて（即ち、冷間時であるか温間時であるかに応じて）変化するものがある。先ず、機関冷却水温に拘わらず共通のものとしては、内燃機関固有のバラツキ（つまり、吸入空気量や燃料噴射量のバラツキ）に起因した燃料噴射量補正値Ｑｅcorと、燃料Ｆの燃料性状の変化に伴うストイキ点のずれに起因した燃料噴射量補正値Ｑｓcorと、がある。また、機関冷却水温に応じて変化するものとしては、上述した吸気ポート１１ｂ等への燃料Ｆの付着量に起因した燃料噴射量補正値Ｑｆcorである。尚、機関温度は、機関冷却水温のみならず、潤滑油の油温等であってもよい。
【００５４】
一方、燃料供給装置５０に異常が生じたときには、機関冷却水温に拘わらず（即ち、冷間時であるか温間時であるかに拘わらず）同じ異常現象が現れるので、排気センサ８３の検出値が冷間時と温間時とで同等の値を示すことになる。従って、燃料性状判定手段は、冷間時における排気センサ８３の検出値と温間時における排気センサ８３の検出値が同じ値を示すならば、「燃料供給系異常」と判定することができる。より具体的に、図３に示す如く冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとに差が無ければ、燃料性状判定手段には、「燃料供給系異常」と判定させるようにする。
【００５５】
その図３は、燃料供給装置５０に異常が生じているときの冷間時と温間時における燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corを表したものである。その夫々の燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corの内訳は、各々機関冷却水温に拘わらず（即ち、冷間時であるか温間時であるかに拘わらず）同じであり、上述した内燃機関固有の部品バラツキに起因した燃料噴射量補正値Ｑｅcorと、燃料供給装置５０の異常に伴う燃料噴射量補正値Ｑｉcorと、がある。
【００５６】
以下、本実施例１の内燃機関の制御装置の動作について図４のフローチャートに基づき説明する。
【００５７】
最初に、本実施例１の電子制御装置１の燃料性状判定手段は、第１燃料性状判定実行条件が成立しているのか否かについて判定する（ステップＳＴ１）。その第１燃料性状判定実行条件とは、冷間時に行う第１燃料性状判定の実行に必要な条件のことであって、内燃機関の冷間時で且つ内燃機関が安定した運転状態にあるときのことをいう。ここで、内燃機関の安定した運転状態とは、吸入空気量ＧＡ（機関負荷ＫＬ）の変動が小さく、且つ、燃料噴射弁５４の噴射特性に大きな変化の無い状態のことである。燃料性状判定手段は、図１に示す水温センサ１７により検出された機関冷却水温が所定温度（例えば、暖機運転が始まる前の機関冷却水温）よりも低ければ冷間時と判断する。また、この燃料性状判定手段は、例えば、クランク角センサ１６により検出された機関回転数ＮＥと吸入空気量検出手段２３により導かれた機関負荷ＫＬの乗算値（ＮＥ×ＫＬ）に大きな変動がないときに、内燃機関が安定した運転状態にあると判断する。
【００５８】
燃料性状判定手段は、このステップＳＴ１で第１燃料性状判定実行条件が成立していないと判定した場合、その第１燃料性状判定実行条件が成立するまで常時又は所定時間毎にステップＳＴ１を繰り返す。
【００５９】
一方、この燃料性状判定手段は、ステップＳＴ１で第１燃料性状判定実行条件が成立していると判定した場合、上述したメイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ等から冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corを求める（ステップＳＴ２）。尚、その冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corについては、空燃比制御手段が空燃比制御の為に算出している。従って、このステップＳＴ２においては、同じ演算処理を重複させないよう空燃比制御手段によって演算された冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corを読み込んでもよい。
【００６０】
続いて、この燃料性状判定手段は、第２燃料性状判定実行条件が成立しているのか否かについて判定する（ステップＳＴ３）。その第２燃料性状判定実行条件とは、温間時に行う第２燃料性状判定の実行に必要な条件のことであって、内燃機関の温間時で且つ内燃機関が安定した運転状態にあるときのことをいう。燃料性状判定手段は、水温センサ１７により検出された機関冷却水温が所定温度（例えば、暖機運転終了後の機関冷却水温）よりも高ければ温間時と判断する。また、この燃料性状判定手段は、例えば、冷間時と同様に、機関回転数ＮＥと機関負荷ＫＬに基づいて内燃機関が安定した運転状態にあるのか否か判断する。
【００６１】
このように、第１燃料性状判定実行条件や第２燃料性状判定実行条件として「内燃機関の安定した運転状態」が含まれているのは、内燃機関が安定した運転状態になければ、内燃機関固有のバラツキ（吸入空気量や燃料噴射量のバラツキ）に起因した燃料噴射量補正値Ｑｅcorが冷間時と温間時とで異なる値になってしまう可能性があるからであり、夫々の燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corの演算精度を低下させないようにする為である。
【００６２】
燃料性状判定手段は、このステップＳＴ３で第２燃料性状判定実行条件が成立していないと判定した場合、その第２燃料性状判定実行条件が成立するまで常時又は所定時間毎にステップＳＴ３を繰り返す。
【００６３】
一方、この燃料性状判定手段は、ステップＳＴ３で第２燃料性状判定実行条件が成立していると判定した場合、冷間時と同様にして温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corを求める（ステップＳＴ４）。尚、空燃比制御手段は、その温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corについても空燃比制御の為に算出している。従って、このステップＳＴ４においては、同じ演算処理を重複させないよう空燃比制御手段によって演算された温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corを読み込んでもよい。
【００６４】
このようにして冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corを取得した後、燃料性状判定手段は、夫々の燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corの絶対値が双方とも上述した所定値αよりも大きくなっているのか否かの判定を行う（ステップＳＴ５）。つまり、このステップＳＴ５においては、燃焼室ＣＣ内に供給される燃料Ｆの燃料性状に変化が生じている可能性があるのか否かを判定している。
【００６５】
このステップＳＴ５で冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corの絶対値と温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corの絶対値の内の少なくとも何れか一方が所定値α以下であると判定された場合、燃料性状判定手段は、燃焼室ＣＣ内に供給された燃料Ｆの燃料性状に変化無しと判断して本演算処理を終わらせる。
【００６６】
また、このステップＳＴ５で冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corの絶対値と温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corの絶対値が双方とも所定値αよりも大きいと判定された場合、燃料性状判定手段は、その冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとが一致しているのか否かについて判定する（ステップＳＴ６）。
【００６７】
ここで、このステップＳＴ６で冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとが不一致であると判定された場合、燃料性状判定手段は、燃焼室ＣＣ内に供給される燃料Ｆについて「燃料性状変化」との判定を行う（ステップＳＴ７）。そして、本実施例１の空燃比制御手段は、現状、つまり温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corが演算された際の学習値（メイン空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦや空燃比学習値ＫＧｉ）を新たな燃料性状に対応させたものとして更新する（ステップＳＴ８）。
【００６８】
一方、上記ステップＳＴ６で冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとが一致していると判定された場合、燃料性状判定手段は、「燃料供給系異常」と判定する（ステップＳＴ９）。
【００６９】
このように、本実施例１の内燃機関の制御装置は、冷間時と温間時の夫々の燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corを比較（つまり、冷間時と温間時の夫々の実空燃比と目標空燃比との差を比較）することによって、燃料噴射量補正値Ｑcorの絶対値が所定値αを超えているときの実空燃比の目標空燃比に対するずれが、燃料性状の変化に起因するものなのか、それとも燃料供給装置５０（燃料供給系）の異常に起因するものなのかを明らかにすることができる。従って、この内燃機関の制御装置は、燃料供給装置５０の異常による影響を排除して精度良く燃料性状の変化を把握することができるようになる。
【００７０】
ところで、そのステップＳＴ１〜ＳＴ９までの演算処理は、例えば、イグニッション信号がオフからオンへと切り替わった後、少なくとも一度は実行させるように構成することが好ましい。これは、燃料Ｆの燃料性状がイグニッションオフの後の給油によって変化する可能性が高いからである。
【００７１】
また、本実施例１においては、冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとが完全に一致しているときに「燃料供給系異常」と判定させるよう構成している。しかしながら、これでは燃料噴射量補正値Ｑ１cor，Ｑ２corの僅かな演算誤差でさえも考慮されておらず、本当は燃料供給系異常であっても「燃料性状変化」と判定させてしまう可能性がある。これが為、ここでは、その冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとの差が所定の範囲内にあれば「燃料供給系異常」と判定させるように構成してもよい。
【実施例２】
【００７２】
本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例２について説明する。本実施例２の内燃機関の制御装置は、前述した実施例１と同様に電子制御装置１の一機能として用意されているものとする。また、この制御装置の適用対象たる内燃機関についても実施例１と同様のものを例示する。
【００７３】
前述した実施例１においては、機関冷却水温が所定温度（例えば、暖機運転終了後の機関冷却水温）よりも高ければ温間時と判断させ、その際に内燃機関が安定した運転状態にあれば温間時の第２燃料性状判定実行条件に該当していると判定させている。しかしながら、燃料Ｆは、前述したように燃料性状の変化に伴って蒸発特性が変化するので、その沸点がその所定温度よりも高ければ、温間時と判断された際にも吸気ポート１１ｂ等へ付着してしまう。つまり、実施例１においては、燃料Ｆの蒸発特性（具体的には沸点）次第で、温間時と判断された場合であっても吸気ポート１１ｂ等への燃料Ｆの付着量に起因した燃料噴射量補正値Ｑｆcorが発生してしまう。これが為、その際には、冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとが一致してしまい、「燃料供給系異常」と判定されてしまう可能性がある。
【００７４】
そこで、本実施例２においては、第２燃料性状判定実行条件についての判定を行う際の温度条件（つまり、温間時と判断する為の所定温度）の適正化を図り、吸気ポート１１ｂ等への燃料Ｆの付着が抑制されているときを温間時として設定する。
【００７５】
具体的には、第２燃料性状判定実行条件に係る上記の所定温度を燃料Ｆの沸点よりも高い温度に設定する。これにより、機関冷却水温が所定温度を超えて温間時と判断された際には、吸気ポート１１ｂ等への燃料Ｆの付着を抑えることができるので、その吸気ポート１１ｂ等への燃料Ｆの付着量に起因した燃料噴射量補正値Ｑｆcorの発生を防ぎ、温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corの演算精度を高めることができる。従って、本実施例２においては、「燃料供給系異常」との誤判定を回避することができる。
【００７６】
ところで、実際には、燃料性状が変化している可能性があるにも拘わらず、その燃料Ｆの沸点よりも低い温度に上記の所定温度をその都度設定することは難しい。これが為、本内燃機関で使用される可能性のある燃料Ｆを予め推測しておき、その種々の燃料Ｆの中で最も蒸発特性の悪い（換言すれば、沸点の高い）ものの沸点を基準にして第２燃料性状判定実行条件に係る上記の所定温度を設定すればよい。つまり、第２燃料性状判定実行条件に係る上記の所定温度は、本内燃機関で使用される燃料Ｆの中で最も沸点の高いものの沸点よりも高い機関冷却水温に設定することが好ましい。
【００７７】
一方、第１燃料性状判定実行条件に係る冷間時と判断する為の所定温度についても同様の考えから導き出すことが好ましい。つまり、その第１燃料性状判定実行条件に係る所定温度は、本内燃機関で使用される燃料Ｆの中で最も沸点の低いものの沸点よりも低い機関冷却水温に設定することが好ましい。これにより、機関冷却水温が所定温度よりも低くなり冷間時と判断された際には、燃料Ｆの燃料性状に応じて燃料Ｆが吸気ポート１１ｂ等へ付着するようになり、その吸気ポート１１ｂ等への燃料Ｆの付着量に起因した燃料噴射量補正値Ｑｆcorを発生させることができる。これが為、ここでは、冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corの演算精度を高めることができるので、冷間時の燃料噴射量補正値Ｑ１corと温間時の燃料噴射量補正値Ｑ２corとが一致することで起こる「燃料供給系異常」との誤判定を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料供給装置の異常による影響を排除して精度良く燃料性状の変化を把握することのできる技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の適用対象となる内燃機関の一例について示す図である。
【図２】燃料の燃料性状が変化（高蒸発燃料から低蒸発燃料に切り替え）した際の冷間時と温間時における燃料噴射量補正値を表した図である。
【図３】燃料供給装置に異常が生じたときの冷間時と温間時における燃料噴射量補正値を表した図である。
【図４】本発明に係る内燃機関の制御装置の演算処理動作について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１  電子制御装置（内燃機関の制御装置）
１６  クランク角センサ
１７  水温センサ
２３  吸入空気量検出手段
４１  燃料タンク
５０  燃料供給装置
５１  燃料通路
５２  フィードポンプ
５３  燃料デリバリパイプ
５４  燃料噴射弁
８３  排気センサ
ＣＣ  燃焼室
Ｆ  燃料
【図１】
2009144552.tif 000003
【図２】
2009144552.tif 000004
【図３】
2009144552.tif 000005
【図４】
2009144552.tif 000006