JP2000282948A - 内燃機関の燃料性状判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射する燃料の性状を精度良く判定できるよ
うにする。 【解決手段】 燃料噴射弁から噴射した燃料が気筒内に
吸入されるまでの燃料輸送系の燃料の挙動をモデル化し
た燃料輸送系モデルを用い、この燃料輸送系モデルの燃
料の蒸発時定数又はそれに依存する物理量をシステム同
定理論により演算し、その演算結果から燃料性状を判定
する。システム同定理論は、制御対象の入出力情報を用
いて制御対象の伝達関数のパラメータを算出する理論で
ある。燃料輸送系モデルの出力情報となる筒内吸入燃料
量（燃焼燃料量）は、空燃比センサで検出した排ガスの
空燃比から推定できるが、燃料輸送系モデルの出力変化
が空燃比センサの出力変化に現れるまでに遅れがあるた
め、この遅れをモデル化したセンサモデルを用いて燃料
噴射量を遅れ補正する（つまり入力情報の位相を遅らせ
る）ことで、システム同定モデルの入出力情報の位相を
同期させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に供給す
る燃料の性状を検出する内燃機関の燃料性状判定装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載される一般的なガソリンエン
ジンは、吸気管に燃料噴射弁を取り付け、燃料（ガソリ
ン）を吸気ポートに噴射するものが多い。この吸気ポー
ト噴射では、燃料噴射弁から噴射した燃料は、一部が、
直接、気筒内に吸入されるが、残りは、吸気ポートの内
壁面や吸気バルブの表面に付着した後に、徐々に蒸発し
て気筒内に吸入されることになる。従って、気筒内に吸
入される燃料量は、吸気ポートの内壁面等に付着した燃
料（ウェット）の蒸発量によって変化する。燃料の蒸発
量（蒸発速度）は、燃料性状によって変化するが、燃料
性状は、同じ種類の燃料でも一定ではなく、メーカー間
で異なったり、同じメーカーの燃料でも、季節や販売地
域によって燃料性状が変更される。従って、燃料の蒸発
量を考慮して精度の良い空燃比制御（燃料噴射制御）を
行うには、燃料性状を検出する必要がある。そこで、特
開平９−２０３３４２号公報に示すように、始動性、回
転変動、回転立ち上がりの各パラメータから燃料性状を
判定することが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、始動
性、回転変動、回転立ち上がりは、燃料性状以外の種々
の要因によっても変化するため、これらのパラメータを
用いて燃料性状を判定しても、燃料性状以外の種々の要
因の影響を受けて燃料性状を精度良く判定することがで
きない。特に、マニュアルミッション車では、運転者の
変速操作によって回転変動や回転立ち上がりが大きく変
化するため、燃料性状を誤判定する可能性がある。この
ため、燃料性状による燃料噴射量の補正精度が悪くな
り、ドライバビリティ、燃費、エミッションが悪化する
おそれがある。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、燃料性状を精度良く
判定できる内燃機関の燃料性状判定装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料性状の違
いにより燃料の蒸発時定数（蒸発速度）が異なるという
点に着目し、燃料の蒸発時定数を求めて燃料性状を判定
するものである。具体的には、燃料噴射弁から噴射した
燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系
の燃料の壁面付着、蒸発等の燃料の挙動をモデル化した
燃料輸送系モデルを用い、この燃料輸送系モデルの燃料
の蒸発時定数又はそれに依存する物理量（以下これらを
「燃料性状パラメータ」という）をシステム同定理論に
より演算する。システム同定理論は、制御対象の入出力
情報を用いて、制御対象の伝達関数のパラメータを算出
する理論である。本発明では、制御対象は、燃料輸送系
モデルであり、その入力情報は、燃料噴射弁から噴射す
る燃料の噴射量であり、出力情報は、気筒内に実際に吸
入される燃料量（以下「筒内吸入燃料量」という）であ
る。

【０００６】この場合、燃料輸送系モデルの入力情報と
なる燃料噴射量は、噴射量演算手段（エンジン制御コン
ピュータ）で演算するため、既知の値であるが、出力情
報となる筒内吸入燃料量は、直接検出することは不可能
である。そこで、本発明では、筒内吸入燃料量の変化に
伴って排ガスの空燃比が変化することに着目し、排ガス
の空燃比を空燃比センサで検出し、排ガスの空燃比から
筒内吸入燃料量を推定する。

【０００７】しかし、燃料輸送系モデルの出力変化（筒
内吸入燃料量の変化）が空燃比センサの出力変化に現れ
るまでには、内燃機関の気筒内のガスが吸気、圧縮、膨
張、排気の各行程を経て排気管内を空燃比センサまで流
れ着くまでの遅れ（流動遅れ）があると共に、空燃比セ
ンサ自体の応答性による遅れ（検出遅れ）もある。従っ
て、空燃比センサの出力から燃料輸送系モデルの出力情
報を推定する場合には、入出力情報の位相を同期させる
必要がある。

【０００８】そこで、請求項１では、燃料輸送系モデル
の出力変化が空燃比センサの出力変化に現れるまでの遅
れを考慮して、燃料噴射量と空燃比センサの出力とに基
づいて該燃料輸送系モデルの燃料性状パラメータをパラ
メータ演算手段により演算し、演算した燃料性状パラメ
ータに基づいて燃料性状を燃料性状判定手段により判定
する。このようにすれば、燃料輸送系モデルを用いて燃
料性状を精度良く判定することができる。しかも、燃料
輸送系モデルの出力情報を推定するのに用いる空燃比セ
ンサは、従来より空燃比フィードバック制御のために排
気管に設けられている空燃比センサを用いれば良いの
で、部品点数が増加せず、低コスト化の要求も満たすこ
とができる。

【０００９】また、空燃比センサの出力から推定した燃
料輸送系モデルの出力情報の位相を入力情報の位相と同
期させる場合、推定した出力情報の位相を進めることで
入出力情報の位相を同期させる方法と、入力情報の位相
を遅らせることで入出力情報の位相を同期させる方法の
２通りがある。しかし、前者のように、空燃比センサの
出力から推定した出力情報の位相を進める方法は、セン
サノイズを増幅する特性があり、センサノイズの影響を
受けやすく、しかも、未来値が必要となる欠点がある。

【００１０】そこで、請求項２のように、燃料輸送系モ
デルの出力変化が空燃比センサの出力変化に現れるまで
の遅れをモデル化したセンサモデルを用いて、燃料噴射
量を遅れ補正する（つまり入力情報の位相を遅らせる）
ことで、燃料輸送系モデルの入出力情報の位相を同期さ
せることが好ましい。このように、入力情報の位相を遅
らせる方法では、センサノイズが増幅されず、センサノ
イズの影響が少ない。しかも、未来値を用いる必要がな
く、全て既知のデータを用いて処理できるため、演算精
度を向上できる。

【００１１】ところで、燃料輸送系モデルの出力となる
筒内吸入燃料量は、気筒内で燃焼する燃料量（燃焼燃料
量）と実質的に同一となるため、筒内吸入燃料量の代用
情報として燃焼燃料量を用いても良い。燃焼燃料量は、
内燃機関の各気筒に吸入される吸入空気量と空燃比セン
サの出力（排ガスの空燃比）とから算出することが可能
であるが、空燃比センサの出力の位相は、吸入空気量の
検出値の位相に対して遅れ（流動遅れ、検出遅れ）があ
る。この遅れは、上記センサモデルで模擬される遅れと
実質的に同じである。

【００１２】そこで、請求項３のように、センサモデル
を用いて燃料噴射量及び吸入空気量を遅れ補正し、空燃
比センサで検出した空燃比と遅れ補正後の吸入空気量と
から燃焼燃料量を演算し、遅れ補正後の燃料噴射量と前
記燃焼燃料量とを用いて燃料性状パラメータを演算する
ようにしても良い。このように、センサモデルを用いて
吸入空気量を遅れ補正すれば、空燃比センサで検出した
空燃比の位相と遅れ補正後の吸入空気量の位相を同期さ
せて、燃焼燃料量を精度良く演算することができる。

【００１３】この場合、請求項４のように、センサモデ
ルには、燃料輸送系から空燃比センサまでの流動遅れと
該空燃比センサの検出遅れをモデル化することが好まし
い。このようにすれば、燃料輸送系モデルの出力変化が
空燃比センサの出力変化に現れるまでの遅れの全ての要
因を考慮したセンサモデルを構築することができ、セン
サモデルの演算精度を向上できる。

【００１４】また、請求項５のように、センサモデルで
模擬する流動遅れ及び検出遅れを、内燃機関の運転状態
に応じて設定するようにしても良い。つまり、燃料輸送
系から空燃比センサまでのガスの流動速度及び空燃比セ
ンサの時定数は、内燃機関の運転状態（例えば機関回転
速度、吸気圧等）によって変化するため、センサモデル
で模擬する流動遅れ及び検出遅れを内燃機関の運転状態
に応じて設定すれば、内燃機関の運転状態に応じた適正
な流動遅れ及び検出遅れを設定できる。

【００１５】ところで、内燃機関の運転状態が定常運転
状態である時には、燃料輸送系モデルの入出力（燃料噴
射量と筒内吸入燃料量）が一定に保たれて変化しないた
め、燃料の蒸発時定数の違いが筒内吸入燃料量（燃料輸
送系モデルの出力）に現れない。

【００１６】そこで、請求項６のように、過渡検出手段
により過渡運転状態が検出されている時に燃料性状パラ
メータを演算して燃料性状を判定することが好ましい。
過渡運転状態であれば、燃料噴射量が変化し、それに遅
れて筒内吸入燃料量が変化するため、燃料輸送系の内壁
面に付着した燃料の蒸発時定数の違いが筒内吸入燃料量
の変化の遅れ時定数の違いとして現れ、燃料輸送系モデ
ルの燃料性状パラメータを精度良く演算することが可能
となる。

【００１７】また、燃料輸送系の内壁面に付着した燃料
は、温度が高くなるほど、蒸発速度が速くなり、燃料輸
送系の内壁面の燃料の付着量が少なくなる。このため、
温度が高くなるほど、燃料性状の違いによる筒内吸入燃
料量の変化（燃料輸送系モデルの出力変化）が少なくな
り、燃料性状パラメータの演算精度が低下する。

【００１８】そこで、請求項７のように、内燃機関が暖
機状態で再始動（以下「暖機再始動」という）されたか
否かを再始動判定手段により判定し、暖機再始動時に
は、燃料性状判定手段による燃料性状の判定を性状判定
禁止手段によって禁止するようにすると良い。つまり、
暖機再始動時には、始動当初から燃料輸送系の内壁面の
温度が高く、内壁面への燃料の付着量が少ないため、燃
料性状の違いによる筒内吸入燃料量の変化が少なく、燃
料性状パラメータの演算精度が低下して燃料性状の判定
精度が低下する。従って、暖機再始動時に燃料性状の判
定を禁止すれば、燃料性状の判定精度の低下を防ぐこと
ができる。

【００１９】また、冷機始動（冷間始動）でも、運転時
間が経過するに従って燃料輸送系の内壁面の温度が上昇
するため、暖機が十分に進むと、燃料輸送系の内壁面へ
の燃料の付着量が少なくなり、燃料性状パラメータの演
算精度が低下する。

【００２０】そこで、請求項８のように、内燃機関の温
度を機関温度検出手段により検出し、内燃機関の温度が
所定温度以上の時には、燃料性状の判定を禁止するよう
にすると良い。このようにすれば、冷機始動後の燃料輸
送系の内壁面への燃料の付着量が比較的多い時期、つま
り、燃料性状の違いによる筒内吸入燃料量の変化が比較
的大きくなる時期に、燃料性状の判定を行うことがで
き、燃料性状の判定精度を向上できる。

【００２１】また、始動直後の燃料輸送系の壁面付着燃
料の形成は不十分である。そのため、通常より多めの燃
料を噴射して排気ガスを所定の空燃比に設定している。
この時、燃料輸送系の入出力は、見掛上、入力が通常よ
り多く、出力は通常のままである。この状態は、蒸発時
定数の小さい燃料を使用していたとしても、蒸発時定数
の大きい燃料を使用しているのと同じ状態となり、燃料
性状を誤判定する可能性がある。

【００２２】そこで、壁面付着燃料の形成が終了するま
で、燃料性状の判定を禁止する。この壁面付着燃料の形
成を担っているのが始動後増量であり、請求項９のよう
に、始動後増量補正量が所定値以下になるまで燃料性状
の判定を禁止すれば良い。このようにすれば、始動直後
の燃料性状の誤判定を回避することができる。また、始
動後増量補正量の代わりに、始動からの経過時間が所定
値になるまで燃料性状の判定を禁止しても、同様の効果
が得られる。

【００２３】また、燃料カット中は、燃料噴射弁から燃
料が噴射されないが、燃料カット中でも、空燃比センサ
は排ガスの空燃比を検出し続けるため、形式的には、燃
料性状の判定が可能である。しかし、燃料カット中に燃
料性状の判定を行うと、明らかに間違った燃料性状の判
定を行ってしまう。

【００２４】従って、請求項１０のように、燃料カット
中及び燃料カット復帰から所定期間内は、燃料性状の判
定を禁止することが好ましい。ここで、燃料カット復帰
から所定期間内も、燃料カット中と同様に、燃料性状の
判定を禁止する理由は、燃料カット復帰直後は、燃料輸
送系の燃料の挙動や排ガスの空燃比が安定しないため、
これらが安定するまでの所定期間は、燃料性状の判定を
禁止するものである。これにより、燃料カット中やその
直後に、燃料性状を誤判定することを回避することがで
きる。

【００２５】また、アイドル運転中は、先に述べた定常
運転状態と同様に、燃料の蒸発時定数の違いが筒内吸入
燃料量にほとんど現れない。従って、請求項１１のよう
に、アイドル運転中及びアイドル運転解除から所定期間
内は、燃料性状の判定を禁止することが好ましい。ここ
で、アイドル運転解除から所定期間内も、アイドル運転
中と同様に、燃料性状の判定を禁止する理由は、アイド
ル運転解除直後は、燃料輸送系の燃料の挙動や排ガスの
空燃比が安定しないため、これらが安定するまでの所定
期間は、燃料性状の判定を禁止するものである。これに
より、アイドル運転中やその直後に、燃料性状を誤判定
することを回避することができる。

【００２６】一般に、使用する燃料の性状が変わるの
は、燃料性状の異なる燃料が燃料タンク内に給油された
場合が多い。従って、給油後は、燃料性状の判定を行う
ことが好ましい。

【００２７】そこで、請求項１２のように、燃料タンク
内に燃料が新たに給油されたか否かを給油判定手段によ
り判定し、給油後の最初の運転中に過渡運転手段により
一時的に過渡運転状態を強制的に作り出して、燃料性状
を判定するようにしても良い。このようにすれば、給油
毎に確実に燃料性状の判定を行うことができる。

【００２８】前述したように、アイドル運転中に燃料性
状の判定を禁止することが好ましいが、始動後にアイド
ル運転状態のまま放置された場合には、その間に暖機が
進んで燃料輸送系の温度が高くなるため、その後、燃料
性状の判定を行っても、燃料性状を精度良く判定できな
い可能性がある。

【００２９】そこで、請求項１３のように、内燃機関の
アイドル運転をアイドル検出手段で検出した時に、過渡
運転手段により一時的に過渡運転状態を強制的に作り出
して燃料性状を判定するようにしても良い。このように
すれば、始動後にアイドル運転状態のまま放置された場
合でも、そのアイドル運転中に燃料性状を精度良く判定
することができる。

【００３０】ここで、過渡運転状態を強制的に作り出す
には、請求項１４のように、燃料噴射量を強制的に少量
変化させれば良い。これにより、ドライバビリティへの
影響を少なくして、過渡運転状態を作り出すことができ
る。

【００３１】また、請求項１５のように、燃料性状の判
定結果に応じて燃料噴射量を噴射量補正手段により補正
するようにすると良い。このようにすれば、使用する燃
料の性状に応じて燃料噴射量を適正化することができ、
燃料性状に左右されない安定したドライバビリティ、燃
費低減、エミッション低減を実現することができる。

【００３２】ところで、前記請求項１の発明では、図３
に示すように、燃料輸送系モデルの入力情報を燃料噴射
量としているが、燃料噴射量の増減に応じて内燃機関の
供給空燃比が変化するため、供給空燃比を入力情報とす
るモデルを構築することが考えられる。

【００３３】この場合、請求項１６のように、燃料噴射
弁から噴射した燃料と吸入空気との混合気が内燃機関の
気筒内に吸入されるまでの混合気の挙動をモデル化した
燃料・空気輸送系モデルを用い、該燃料・空気輸送系モ
デルの入力情報を供給空燃比とし、出力情報を排ガスの
空燃比とすると共に、該排ガスの空燃比が空燃比センサ
で検出されるまでの遅れを考慮して、供給空燃比と空燃
比センサの出力とに基づいて燃料の蒸発時定数又はそれ
に依存する物理量（以下これらを「燃料性状パラメー
タ」という）を演算するようにしても良い。このように
すれば、供給空燃比を入力情報とする燃料・空気輸送系
モデルを用いて、システム同定理論により燃料性状を判
定することができる。しかも、燃料・空気輸送系モデル
の入力情報として用いる供給空燃比は、燃料噴射量と吸
入空気量との関係で決まるため、供給空燃比を入力情報
として用いれば、燃料・空気輸送系モデル内で燃料噴射
量と吸入空気量の位相を同期させることができ、燃料性
状の判定精度を向上させることができる。

【００３４】尚、本発明では、空燃比は、空気量Ａと燃
料量Ｆの重量比（Ａ／Ｆ）の他に、空気過剰率λ、燃料
過剰率１／λ等、空気量と燃料量との関係で決まる各種
の物理量を含む概念である。従って、燃料・空気輸送系
モデルの入力情報は、Ａ／Ｆ、空気過剰率λ、燃料過剰
率１／λのいずれを用いても良い。

【００３５】また、請求項１７のように、燃料性状パラ
メータの演算に用いる供給空燃比と空燃比センサの出力
に含まれる低周波外乱（ドリフト、オフセット、トレン
ド）をフィルタ手段により除去するようにすると良い。
このようにすれば、燃料性状の判定精度を低下させる原
因となる低周波外乱を排除することができ、燃料性状の
判定精度を向上させることができる。

【００３６】また、請求項１８のように、排ガスの空燃
比が空燃比センサで検出されるまでの遅れをモデル化し
たセンサモデルを用いて供給空燃比を遅れ補正すること
で、燃料・空気輸送系モデルの入出力情報の位相を同期
させるようにしても良い。このようにすれば、前記請求
項２の場合と同じく、空燃比センサのノイズが増幅され
ず、センサノイズの影響が少ない。しかも、未来値を用
いる必要がなく、全て既知のデータを用いて処理できる
ため、演算精度を向上できる。

【００３７】更に、請求項１９のように、内燃機関の暖
機終了後にセンサモデルの時定数を学習手段により学習
するようにしても良い。つまり、内燃機関の暖機終了前
（暖機中）は、燃料性状の違いとセンサモデルの時定数
の両方によって検出遅れが発生するが、暖機終了後は、
吸気ポートの内壁面の温度が高いため、内壁面への噴射
燃料の付着量（ウェット発生量）が少なくなり、ウェッ
ト発生量とウェット蒸発量とがバランスして、燃料性状
の違いによる検出遅れがほとんど現れなくなる。このた
め、暖機終了後は、検出遅れの原因がセンサモデルの時
定数のみとなり、センサモデルの時定数を学習すること
が可能となる。センサモデルの時定数を学習して更新す
れば、システムの固体差（ばらつき）や経時変化による
誤差をキャンセルして燃料性状の判定精度を向上でき
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてシステム全体の概略構成を説明す
る。内燃機関であるエンジン１０の吸気ポート１１に接
続された吸気管１２の最上流部にはエアクリーナ１３が
設けられ、このエアクリーナ１３の下流側にスロットル
バルブ１４が設けられている。このスロットルバルブ１
４を収納するスロットルボデー１５には、スロットルバ
ルブ１４をバイパスする吸気量を調節するアイドルスピ
ードコントロールバルブ１６と、吸気圧を検出する吸気
圧センサ１７とが設けられている。スロットルボデー１
５の下流側にはサージタンク１８が設けられ、このサー
ジタンク１８内には吸気温を検出する吸気温センサ１９
が設けられている。

【００３９】また、各気筒の吸気ポート１１の近傍に
は、燃料タンク２０から供給される燃料（ガソリン）を
噴射する燃料噴射弁２１が設けられている。燃料タンク
２０内の燃料は燃料ポンプ２２により汲み上げられ、燃
料配管２５中をプレッシャレギュレータ２３と燃料フィ
ルタ２４を経てデリバリパイプ２６に送られ、このデリ
バリパイプ２６から各気筒の燃料噴射弁２１に分配され
る。燃料ポンプ２２からプレッシャレギュレータ２３に
送られてくる燃料の余剰分は、プレッシャレギュレータ
２３の燃料戻し口３６から燃料タンク２０内に戻され
る。燃料タンク２０内には、燃料レベル（燃料残量）を
検出する燃料レベルセンサ３４が設けられている。

【００４０】一方、エンジン１０の排気ポート２７に接
続された排気管２８には、排ガスの空燃比を検出する空
燃比センサ２９が設けられ、この空燃比センサ２９の下
流側には、排ガス浄化用の三元触媒（図示せず）が設け
られている。エンジン１０を冷却するウォータジャケッ
ト３０には、冷却水温を検出する水温センサ３１（機関
温度検出手段に相当）が取り付けられている。また、エ
ンジン１０の回転速度は、クランク角センサ３２から所
定クランク角毎に出力されるパルス信号の周波数によっ
て検出される。

【００４１】これら各種センサの出力信号は、エンジン
制御回路（以下「ＥＣＵ」という）３５に入力される。
このＥＣＵ３５は、上記各種センサで検出した吸気温、
吸気圧、冷却水温、エンジン回転速度及び空燃比の信号
を読み込み、ＲＯＭ３９（記憶媒体）に記憶された噴射
制御プログラムに従って燃料噴射量を演算する噴射量演
算手段として機能すると共に、始動直後の燃料噴射量を
吸気ポート１１の内壁面等への燃料付着（ウェット）を
考慮して増量補正する始動後増量手段として機能し、エ
ンジン運転中は、点火時期を演算して点火制御を行う。
更に、このＥＣＵ３５は、ＲＯＭ３９に記憶された図５
及び図６のプログラムに従って噴射燃料の性状を判定
し、その燃料性状に応じて燃料噴射量を補正する。

【００４２】次に、燃料性状の判定方法を説明する。燃
料噴射弁２１から噴射した燃料は、一部が、直接、気筒
内に吸入されるが、図２に示すように、残りは、吸気ポ
ート１１の内壁面や吸気バルブ３３の表面に付着した後
に、徐々に蒸発して気筒内に吸入されることになる。従
って、気筒内に吸入される燃料量（筒内吸入燃料量）
は、吸気ポート１１の内壁面等に付着した燃料（ウェッ
ト）の蒸発量によって変化する。燃料の蒸発量（蒸発速
度）は、燃料の蒸発時定数τにより変化し、燃料の蒸発
時定数τは燃料性状によって変化する。この特性に着目
し、本実施形態では、燃料の蒸発時定数τに依存する燃
料性状パラメータａ1 を求めて燃料性状を判定する。

【００４３】具体的には、燃料噴射弁２１から噴射した
燃料が気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料の壁
面付着、蒸発等の燃料の挙動をモデル化した燃料輸送系
モデルを用いる。この燃料輸送系モデルは、次のアキノ
の式で表される。

【００４４】

【数１】

【００４５】上記（１），（２）式をラプラス変換を用
いて整理すると、次式が得られる。

【数２】

【００４６】更に、上式をｚ変換すると、次式の離散系
の伝達関数が得られる。

【数３】

【００４７】上式のパラメータａ1 ，ｂ0 ，ｂ1 のう
ち、ａ1 は燃料の蒸発時定数τに依存して変化する燃料
性状パラメータである。従って、この燃料性状パラメー
タａ1を求めれば、このａ1 から燃料の蒸発時定数τ、
ひいては燃料性状を判定することができる。

【００４８】この燃料性状パラメータａ1 は、システム
同定理論を用いて算出する。システム同定理論は、制御
対象の入出力情報を用いて、制御対象の伝達関数のパラ
メータを算出する理論である。この場合、制御対象は、
燃料輸送系モデルであり、その入力情報は、燃料噴射弁
２１から噴射する燃料の噴射量Ｆinj であり、出力情報
は、気筒内に実際に吸入される燃料量（筒内吸入燃料
量）Ｆeng である。

【００４９】この燃料輸送系モデルの入力情報となる燃
料噴射量Ｆinj は、ＥＣＵ３５で演算するため、既知の
値であるが、出力情報となる筒内吸入燃料量Ｆeng は、
直接検出することは不可能である。そこで、本実施形態
では、筒内吸入燃料量Ｆengの変化に伴って排ガスの空
燃比が変化することに着目し、排ガスの空燃比を空燃比
センサ２９で検出し、排ガスの空燃比から筒内吸入燃料
量Ｆeng （実際には燃焼燃料量）を推定する。

【００５０】しかし、燃料輸送系モデルの出力変化（筒
内吸入燃料量Ｆeng の変化）が空燃比センサ２９の出力
変化に現れるまでには、気筒内のガスが吸気、圧縮、膨
張、排気の各行程を経て排気管２８内を空燃比センサ２
９まで流れ着くまでの遅れ（流動遅れ）があると共に、
空燃比センサ２９自体の応答性による遅れ（検出遅れ）
もある。従って、空燃比センサ２９の出力から燃料輸送
系モデルの出力情報を推定する場合には、入出力情報の
位相を同期させる必要がある。

【００５１】入出力情報の位相を同期させる場合、空燃
比センサ２９の出力から推定した出力情報の位相を進め
ることで入出力情報の位相を同期させる方法と、入力情
報の位相を遅らせることで入出力情報の位相を同期させ
る方法の２通りがある。

【００５２】前者の方法では、図１０に示すように、燃
料輸送系から空燃比センサ２９までの流動遅れと空燃比
センサ２９の検出遅れをモデル化したセンサモデルと、
このセンサモデルの入出力関係を逆に解いた逆モデルを
用い、空燃比センサ２９の出力から推定した出力情報の
位相を逆モデルで進めることで、システム同定モデルの
入出力情報の位相を同期させる。しかし、この方法で
は、センサノイズを増幅する特性があり、センサノイズ
の影響を受けやすく、しかも、未来値が必要となる欠点
がある。

【００５３】この欠点を解消するために、本実施形態で
は、図３に示すモデルを用い、入力情報の位相を遅らせ
ることで入出力情報の位相を同期させる。具体的には、
燃料輸送系から空燃比センサ２９までの流動遅れと空燃
比センサ２９の検出遅れをモデル化したセンサモデルを
用い、このセンサモデルによって燃料噴射量Ｆinj を遅
れ補正する。ここで、流動遅れはｅ^-Ls 、検出遅れは、
１／（Ｔｓ＋１）となる（Ｌはむだ時間、Ｔは空燃比セ
ンサ２９の時定数である）。

【００５４】また、燃料輸送系モデルの出力となる筒内
吸入燃料量Ｆeng は、気筒内で燃焼する燃料量（燃焼燃
料量）と実質的に同一となるため、筒内吸入燃料量Ｆen
g の代用情報として燃焼燃料量Ｆeng'を用いる。燃焼燃
料量Ｆeng'は、各気筒に吸入される吸入空気量と空燃比
センサ２９の出力（排ガスの空燃比）とから算出するこ
とが可能であるが、空燃比センサ２９の出力の位相は、
吸入空気量Ｑｍ１の検出値の位相に対して遅れ（流動遅
れ、検出遅れ）がある。この遅れは、上記センサモデル
で模擬される遅れと実質的に同じである。

【００５５】そこで、本実施形態では、センサモデルを
用いて吸入空気量Ｑｍ１を遅れ補正し、１サイクル（７
２０℃Ａ）の平均空燃比λｍと遅れ補正後の吸入空気量
Ｑｍ２と理論空燃比（１４．６）を用いて次式により燃
焼燃料量Ｆeng'を算出する。 Ｆeng'＝Ｑｍ２／（１４．６×λｍ）

【００５６】本実施形態のシステム同定モデルは、セン
サモデルで遅れ補正した燃料噴射量Ｆinj を入力情報ｕ
とし、上式で算出した燃焼燃料量Ｆeng'を出力情報ｙと
して前記（４）式の燃料性状パラメータａ1 を推定す
る。

【００５７】この燃料性状パラメータａ1 の推定は、逐
次型重み付き最小二乗法（固定トレース法）を用いて次
式により行う。 ｙ／ｕ＝（ｂ0 ＋ｂ1 ・ｚ^-1）／（１−ａ1 ・ｚ^-1） ……（５） ｕ＝遅れ補正後の燃料噴射量Ｆinj ｙ＝燃焼燃料量Ｆeng' 上式に最小二乗法を適用すると演算が複雑になり、ＣＰ
Ｕ負荷が大きくなるため、簡略化した次の（６）式を用
いて最小二乗法で燃料性状パラメータａ1 を推定するよ
うにしても良い。 ｙ／ｕ＝（１−ａ1 ）／（１−ａ1 ・ｚ^-1） ……（６）

【００５８】この（６）式を用いて、最小二乗法による
燃料性状パラメータａ1 の推定方法を説明する。（６）
式から、ｕ(i) −ｙ(i) ＝ａ1 （ｕ(i) −ｙ(i-1) ） ここで、Ｙ(i) ＝ｕ(i) −ｙ(i) 、Ｕ(i) ＝ｕ(i) −ｙ
(i-1) とすると、 Ｙ(i) ＝ａ1 Ｕ(i) 図４に示すように、測定したデータ（Ｕ(k) ，Ｙ(k) ）
と、推定したいａ1 による直線Ｙ＝ａ1 Ｕの誤差は、Ｙ
(k) −ａ1 Ｕ(k) となる。この誤差の二乗和Ｊを次式に
より算出する。

【００５９】

【数４】

【００６０】この誤差の二乗和Ｊを最小とする燃料性状
パラメータａ1 を求めるために、上式をａ1 で偏微分
し、この式を０として、ａ1 について解くと、下記の
（８）式が得られる。

【００６１】

【数５】

【００６２】この（８）式を用いて、燃料性状パラメー
タａ1 を算出することができる。以上説明した燃料性状
パラメータａ1 の推定は、ＥＣＵ３５によって図５及び
図６のプログラムに従って行われる。図５のプログラム
（１）は、所定クランク角（７２０℃Ａ／気筒数）毎に
起動される。本プログラム（１）が起動されると、まず
ステップ１０１〜１０４で、燃料性状判定用のデータサ
ンプリング条件が成立しているか否かを判定する。デー
タサンプリング条件は、次の〜である。

【００６３】吸気温が再始動判定値よりも低いこと
（ステップ１０１） 冷却水温が所定温度範囲内、つまり、Ｔlow ＜冷却水
温＜Ｔhighであること（ステップ１０２） 始動後増量補正量が０であること（ステップ１０３） 空燃比センサ２９が活性化していること（ステップ１
０４） この場合、と（ステップ１０１，１０２）によっ
て、暖機再始動であるか否か、或は、エンジン温度が所
定温度範囲内であるかを判定する。暖機再始動時やエン
ジン温度が高い時には、燃料輸送系の内壁面の温度が高
く、内壁面への燃料の付着量が少ないため、燃料性状の
違いによる筒内吸入燃料量の変化が少なく、燃料性状パ
ラメータａ1 の演算精度が低下する。従って、暖機再始
動時やエンジン温度が高い時には、燃料性状判定用のデ
ータサンプリングを禁止する。

【００６４】尚、ステップ１０２で判定する下限温度Ｔ
low は例えば−１０℃程度であり、上限温度Ｔhighは、
例えば５０〜６０℃程度である。冷却水温が下限温度Ｔ
lowよりも低い時には、温度が低すぎてエンジン運転状
態が不安定であるため、燃料性状パラメータａ1 の演算
精度が低下する。従って、冷却水温が下限温度Ｔlowよ
りも低い時にも、燃料性状判定用のデータサンプリング
を禁止する。

【００６５】また、燃料噴射量の始動後増量補正がある
ときは、先に述べたように壁面付着燃料の形成が不十分
である可能性があり、燃料性状を誤判定する可能性があ
る。従って、（ステップ１０３）によって、始動後増
量補正量が０になるまで、データサンプリングを禁止す
る。尚、始動後増量補正量が少量になれば、始動後増量
補正量の影響が少なくなるため、始動後増量補正量が所
定値以下になるまで燃料性状判定用のデータサンプリン
グを禁止するようにしても良い。

【００６６】また、空燃比センサ２９は、活性温度まで
昇温しないと、空燃比を精度良く検出できないため、
（ステップ１０４）によって、空燃比センサ２９が活性
化するまで、データサンプリングを禁止する。

【００６７】以上説明した〜の条件のうちのいずれ
か１つでも満たさない条件があれば、データサンプリン
グ条件が不成立となり、ステップ１１０に進み、データ
サンプリングフラグＦを「０」にリセットして、本プロ
グラム（１）を終了する。

【００６８】一方、〜の条件を全て満たせば、デー
タサンプリング条件が成立し、ステップ１０５に進み、
１サイクル（７２０℃Ａ）の平均空燃比λｍを算出した
後、次のステップ１０６で、１サイクルの平均吸入空気
量Ｑｍ１を算出する。この後、ステップ１０７で、１サ
イクルの平均エンジン回転速度ＮＥｍを算出し、更に、
ステップ１０８で、１サイクルの平均吸気圧ＰＭｍを算
出する。そして、ステップ１０９で、データサンプリン
グフラグＦをデータサンプリング済みを意味する「１」
にセットして本プログラム（１）を終了する。

【００６９】尚、ステップ１０１〜１０３の処理は、特
許請求の範囲でいう性状判定禁止手段に相当し、更に、
ステップ１０１，１０２の処理は、再始動判定手段に相
当する役割を果たす。また、ステップ１０６の処理は、
吸入空気量演算手段に相当する役割を果たす。

【００７０】一方、図６のプログラム（２）は１サイク
ル（７２０℃Ａ）毎に起動される。本プログラム（２）
が起動されると、まずステップ２００で、データサンプ
リングフラグＦが「１」であるか否か（データサンプリ
ング済みであるか否か）を判定し、Ｆ＝０（データサン
プリング無し）であれば、燃料性状を判定できないの
で、ステップ２１３に進み、後述するカウンタＣをリセ
ットして、本プログラム（２）を終了する。

【００７１】これに対し、Ｆ＝１（データサンプリング
済み）であれば、ステップ２０１に進み、センサモデル
の検出遅れの時定数Ｔを、平均吸気圧ＰＭｍと平均エン
ジン回転速度ＮＥｍに応じて、図７（ａ）のマップから
算出する。つまり、空燃比センサ２９の検出遅れはエン
ジン運転状態（エンジン回転速度、吸気圧）によって変
化するため、センサモデルで模擬する検出遅れをエンジ
ン運転状態に応じて設定するものである。また、燃料輸
送系から空燃比センサ２９までのガスの流動速度も、エ
ンジン運転状態によって変化するため、同様に、流動遅
れのむだ時間Ｌを図７（ｂ）のマップからエンジン運転
状態（エンジン回転速度）に応じて設定する。

【００７２】次のステップ２０２に進み、エンジン運転
状態に基づいて演算した燃料噴射量Ｆinj をセンサモデ
ルの時定数Ｔを用いて次式により遅れ補正し、遅れ補正
後の燃料噴射量ｕを求める。 ｕ(i) ＝Ｔ×ｕ(i-1) ＋（１−Ｔ）×Ｆinj(i-1) 上式において、(i) は今回値、(i-1) は前回値を意味す
る。

【００７３】この後、ステップ２０３で、図５のステッ
プ１０６で算出された平均吸入空気量Ｑｍ１を、センサ
モデルの時定数Ｔを用いて次式により遅れ補正し、遅れ
補正後の平均吸入空気量Ｑｍ２を求める。 Ｑｍ２(i) ＝Ｔ×Ｑｍ２(i-1) ＋（１−Ｔ）×Ｑｍ１(i
-1)

【００７４】この後、ステップ２０４に進み、平均空燃
比λｍ、遅れ補正後の平均吸入空気量Ｑｍ２と理論空燃
比（１４．６）を用いて、次式により燃焼燃料量ｙを算
出する。 ｙ＝Ｑｍ２／（１４．６×λｍ）

【００７５】この後、ステップ２０５〜２０７で、燃料
性状パラメータ算出実行条件が成立しているか否かを次
のようにして判定する。まず、ステップ２０５で、燃料
カット中であるか否かを判定する。燃料カット中は、燃
料噴射弁２１から燃料が噴射されないが、燃料カット中
でも、空燃比センサ２９は排ガスの空燃比を検出し続け
るため、形式的には、燃料性状の判定が可能である。し
かし、燃料カット中に燃料性状の判定を行うと、明らか
に間違った燃料性状の判定を行ってしまう。従って、燃
料カット中の場合には、燃料性状パラメータ算出実行条
件が不成立となり、ステップ２１３に進み、カウンタＣ
をリセットして本プログラム（２）を終了する。

【００７６】一方、燃料カット中でなければ、ステップ
２０６に進み、アイドル運転中か否かを判定する。アイ
ドル運転中は、一種の定常運転状態であり、燃料輸送系
モデルの入出力が一定に保たれて変化しないため、燃料
の蒸発時定数の違いが筒内吸入燃料量に現れず、燃料性
状の判定ができない。従って、アイドル運転中の場合
は、燃料性状パラメータ算出実行条件が不成立となり、
ステップ２１３に進み、カウンタＣをリセットして、本
プログラム（２）を終了する。

【００７７】また、アイドル運転中でなければ、ステッ
プ２０７に進み、過渡運転状態であるか否かを判定す
る。過渡運転状態でない場合（定常運転状態中）は、燃
料輸送系モデルの入出力（燃料噴射量と筒内吸入燃料
量）が一定に保たれて変化しないため、燃料の蒸発時定
数の違いが筒内吸入燃料量（燃料輸送系モデルの出力）
に現れず、燃料性状パラメータａ1 を精度良く演算する
ことができない。従って、過渡運転状態でない場合は、
燃料性状パラメータ算出実行条件が不成立となり、ステ
ップ２１３に進み、カウンタＣをリセットして、本プロ
グラム（２）を終了する。

【００７８】一方、上述した３つの条件、つまり燃料
カット中でないこと（ステップ２０５で「Ｎｏ」である
こと）、アイドル運転中でないこと（ステップ２０６
で「Ｎｏ」であること）、過渡運転状態であること
（ステップ２０７で「Ｙｅｓ」であること）を全て満た
すときには、燃料性状パラメータ算出実行条件が成立し
て、ステップ２０８に進み、燃料性状パラメータ算出実
行条件が成立している期間をカウントするカウンタＣを
カウントアップする。この後、ステップ２０９で、遅れ
補正後の燃料噴射量ｕと燃焼燃料量ｙを用いて燃料性状
パラメータａ1 を次式により算出する。

【００７９】Ｙ(i) ＝ｕ(i) −ｙ(i) Ｕ(i) ＝ｕ(i) −ｙ(i-1) ＵＵ(i) ＝ＬＡＭＤ×ＵＵ(i-1) ＋Ｕ(i) ×Ｕ(i) ＹＵ(i) ＝ＬＡＭＤ×ＹＵ(i-1) ＋Ｙ(i) ×Ｕ(i) ａ1 ＝ＹＵ(i) ／ＵＵ(i) ＵＵ(i) ：燃料性状パラメータ推定式（８）の分母 ＹＵ(i) ：燃料性状パラメータ推定式（８）の分子 ＬＡＭＤ：忘却係数（過去データの重み付け） このステップ２０９の処理が特許請求の範囲でいうパラ
メータ演算手段としての役割を果たす。

【００８０】燃料性状パラメータａ1 の算出後、ステッ
プ２１０に進み、カウンタＣのカウント値が所定値に達
したか否かを判定する。もし、カウンタＣのカウント値
が所定値に達していなければ、燃料性状判定実行条件が
不成立となり、以降の処理を行うことなく、本プログラ
ム（２）を終了する。つまり、３つの燃料性状パラメー
タ算出実行条件〜が成立してから燃料性状パラメー
タａ1 が安定するまでに、例えば１０秒前後の時間が必
要となるため、燃料性状パラメータａ1 が安定するのを
待って燃料性状の判定を実行するものである。従って、
燃料性状判定実行条件は、次の４つとなる。 燃料カット中でないこと アイドル運転中でないこと 過渡運転状態であること 上記３つの条件が成立して所定期間が経過すること

【００８１】その後、カウンタＣのカウント値が所定値
に達して、上記４つの条件〜が全て満たされると、
燃料性状判定実行条件が成立して、ステップ２１１に進
み、始動時水温毎に設定された図８の燃料性状レベルＦ
level の算出マップの中から始動時水温に応じたマップ
を選択し、そのマップから燃料性状パラメータａ1 と冷
却水温に応じた燃料性状レベルＦlevel を算出する。こ
こで、燃料性状レベルＦlevel は、燃料性状を例えば５
段階で区分する数値である。このステップ２１１の処理
が特許請求の範囲でいう燃料性状判定手段としての役割
を果たす。尚、燃料性状レベルは、４段階以下、又は６
段階以上に区分しても良く、また、関数式により算出す
るようにしても良い。

【００８２】燃料性状レベルＦlevel の算出後、ステッ
プ２１２に進んで、燃料性状レベルＦlevel に応じて燃
料噴射量Ｔａｕを次のようにして補正する。まず、図９
のマップを用いて燃料性状レベルＦlevel に応じた燃料
性状補正係数Ｆpartを算出する。この後、水温補正係
数、フィードバック補正係数、加減速時の補正係数等の
エンジン運転状態に応じた各種の補正係数を総合した補
正係数Ｆc に燃料性状補正係数Ｆpartを加算して、噴射
量補正係数Ｆtotal を算出する。 Ｆtotal ＝Ｆc ＋Ｆpart

【００８３】この後、エンジン運転状態に応じて算出し
た基本燃料噴射量ＴＰに噴射量補正係数Ｆtotal を乗算
して燃料噴射量Ｔａｕを算出する。 Ｔａｕ＝ＴＰ×Ｆtotal 尚、ステップ２０５〜２０８，２１０の処理が特許請求
の範囲でいう性状判定禁止手段に相当し、更に、ステッ
プ２０５の処理が燃料カット判定手段に相当し、ステッ
プ２０６の処理がアイドル検出手段に相当し、ステップ
２０７の処理が過渡検出手段に相当する役割を果たす。
また、ステップ２１２の処理が噴射量補正手段に相当す
る役割を果たす。

【００８４】以上説明した実施形態（１）では、燃料輸
送系の燃料の壁面付着、蒸発等の燃料の挙動をモデル化
した燃料輸送系モデルを用い、この燃料輸送系モデルの
出力変化が空燃比センサ２９の出力変化に現れるまでの
遅れを考慮して、この燃料輸送系モデルの燃料の蒸発時
定数τに依存する燃料性状パラメータａ1 をシステム同
定理論により演算し、この燃料性状パラメータａ1 に基
づいて燃料性状を判定するようにしたので、燃料性状を
精度良く判定することができる。しかも、燃料輸送系モ
デルの出力情報を推定するのに用いる空燃比センサ２９
は、従来より空燃比フィードバック制御のために排気管
２８に設けられている空燃比センサ２９を用いれば良い
ので、部品点数が増加せず、低コスト化の要求も満たす
ことができる。

【００８５】尚、本実施形態（１）では、燃料輸送系モ
デルの燃料の蒸発時定数τに依存する燃料性状パラメー
タａ1 を算出して、この燃料性状パラメータａ1 から燃
料性状を判定したが、燃料の蒸発時定数τを算出して、
この蒸発時定数τから燃料性状を判定しても良いことは
言うまでもない。

【００８６】［実施形態（２）］一般に、使用する燃料
の性状が変わるのは、燃料性状の異なる燃料が燃料タン
ク２０内に給油された場合が多い。従って、給油後は、
燃料性状の判定を行うことが好ましい。

【００８７】そこで、図１１乃至図１４に示す本発明の
実施形態（２）では、図１１の給油判定プログラムによ
って燃料タンク２０内に燃料が新たに給油されたか否か
を判定し、図１２及び図１３のプログラムに従って給油
後の最初の運転中に一時的に過渡運転状態を強制的に作
り出して、燃料性状を判定する。以下、各プログラムの
処理内容を説明する。

【００８８】図１１の給油判定プログラムは、エンジン
始動後に１回だけ実行され、特許請求の範囲でいう給油
判定手段としての役割を果たす。本プログラムが起動さ
れると、まずステップ３０１で、燃料レベルセンサ３４
で検出した燃料タンク２０内の燃料レベル（燃料残量）
ＦＬを読み込み、次のステップ３０２で、現在の燃料レ
ベルＦＬが前回の運転終了時の燃料レベルＦＬＯより増
えたか否かで、給油有りか否かを判定する。前回の運転
終了時の燃料レベルＦＬＯは、ＥＣＵ３５のバックアッ
プＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶されている。

【００８９】このステップ３０２で、現在の燃料レベル
ＦＬが前回の運転終了時の燃料レベルＦＬＯ以下（ＦＬ
≦ＦＬＯ）と判定された場合は、給油無しと判断して本
プログラムを終了する。一方、現在の燃料レベルＦＬが
前回の運転終了時の燃料レベルＦＬＯより増えていれ
ば、給油有りと判断して、ステップ３０３に進み、給油
判定フラグＸＦＬを給油有りを意味する「１」にセット
して、本プログラムを終了する。尚、給油判定フラグＸ
ＦＬは、ＥＣＵ３５への電源投入直後に起動される初期
化プログラムによってＸＦＬ＝０（給油無し）にセット
される。

【００９０】図１２の強制過渡判定プログラムは、エン
ジン始動後に所定時間毎又は所定クランク角毎に起動さ
れる。本プログラムが起動されると、まずステップ３１
１で、燃料性状が未判定か否かを判定し、既に燃料性状
の判定が済んでいれば、強制的に過渡運転状態を作る必
要がないので、そのまま本プログラムを終了する。

【００９１】燃料性状が未判定であれば、ステップ３１
２に進み、給油判定フラグＸＦＬ＝１であるか否かで、
給油有りか否かを判定し、ＸＦＬ＝０（給油無し）であ
れば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了
する。

【００９２】一方、ＸＦＬ＝１（給油有り）であれば、
ステップ３１３に進み、エンジン始動後の経過時間をカ
ウントするタイムカウンタのカウント値から、エンジン
始動から所定時間（例えば２０秒）経過したか否かを判
定し、経過していなければ、強制過渡運転状態を作らず
に、本プログラムを終了する。つまり、エンジン始動直
後は、エンジン運転状態が安定していないため、強制過
渡運転状態にすると、エンジン回転変動が大きくなるた
めである。

【００９３】エンジン始動から所定時間経過していれ
ば、エンジン運転状態が安定したと判断してステップ３
１４に進み、図１３の強制過渡作成プログラムを実行し
て、強制的に過渡運転状態を作り出し、その期間中に、
前記実施形態（１）と同様の方法で燃料性状を判定す
る。

【００９４】図１３の強制過渡作成プログラムは、特許
請求の範囲でいう過渡運転手段としての役割を果たし、
図１４に示すように、例えば３噴射毎に燃料噴射量を、
ドライバビリティに影響を与えない程度に少し減量補正
することで、強制的に過渡運転状態を作り出す。本プロ
グラムでは、まずステップ３２１で、噴射回数をカウン
トするカウンタＣstepのカウント値が２以下であるか否
かを判定し、２以下であれば、ステップ３２２に進み、
エンジン運転状態に応じた各種の補正係数を総合した噴
射量補正係数Ｆc に例えば０．９５を乗算して噴射量補
正係数Ｆc を補正する。これにより、カウンタＣstepの
カウント値が０（初期値）〜２の時には、燃料噴射量が
通常噴射量の９５％に減量される。

【００９５】一方、カウンタＣstepのカウント値が３以
上の時には、噴射量補正係数Ｆc を補正せず、通常噴射
量とする。その後、ステップ３２３に進み、カウンタＣ
stepをカウントアップして、次のステップ３２４で、カ
ウンタＣstepのカウント値が６に達したか否かを判定
し、６に達すれば、ステップ３２５に進んで、カウンタ
Ｃstepをクリアする。

【００９６】以上のような処理を噴射毎に繰り返すこと
で、３噴射毎に、通常噴射と減量噴射とを交互に切り換
えて強制的に過渡運転状態を作り出す。尚、減量噴射に
代えて増量噴射を行っても良い。また、通常噴射と減量
噴射（増量噴射）とを切り換える周期は、３噴射毎に限
定されず、１噴射毎、又は２噴射毎、或は４噴射以上の
噴射毎としても良い。また、減量噴射と、その減量分だ
け通常より増量した増量噴射とを交互に切り換えて過渡
運転状態を作り出すようにしても良い。或は、電子スロ
ットルシステムを搭載した車両では、スロットル開度
（吸入空気量）を変化させて過渡運転状態を作り出すよ
うにしても良い。

【００９７】以上説明した実施形態（２）では、給油後
の最初の運転中に一時的に過渡運転状態を強制的に作り
出して、燃料性状を判定することができ、給油毎に確実
に燃料性状の判定を行うことができる。

【００９８】［実施形態（３）］前記実施形態（１）の
ように、アイドル運転中は、燃料性状の判定を禁止する
ことが好ましいが、始動後にアイドル運転状態のまま放
置された場合には、その間に暖機が進んで燃料輸送系の
温度が高くなるため、その後、燃料性状の判定を行って
も、燃料性状を精度良く判定できない可能性がある。

【００９９】そこで、本発明の実施形態（３）では、図
１５の強制過渡判定プログラムによってアイドル運転を
検出した時に、一時的に過渡運転状態を強制的に作り出
して燃料性状を判定する。

【０１００】図１５の強制過渡判定プログラムでは、ま
ずステップ４０１で、燃料性状が未判定か否かを判定
し、既に燃料性状の判定が済んでいれば、強制的に過渡
運転状態を作る必要がないので、そのまま本プログラム
を終了する。

【０１０１】一方、燃料性状が未判定であれば、ステッ
プ４０２に進み、アイドル運転中か否かを判定する。例
えば、アイドルスイッチ（図示せず）がオンで、且つエ
ンジン回転速度が所定回転速度以下であれば、アイドル
運転中と判定する。もし、アイドル運転中でなければ、
そのまま本プログラムを終了する。

【０１０２】アイドル運転中であれば、ステップ４０３
に進み、図１３の強制過渡作成プログラムを実行して、
アイドル運転中に強制的に過渡運転状態を作り出し、そ
の期間中に、前記実施形態（１）と同様の方法で燃料性
状を判定する。このようにすれば、始動後にアイドル運
転状態のまま放置された場合でも、そのアイドル運転中
に燃料性状を精度良く判定することができる。

【０１０３】［実施形態（４）］ところで、前記実施形
態（１）では、図３に示すように、燃料輸送系モデルの
入力情報を燃料噴射量としているが、燃料噴射量の増減
に応じて、エンジン１０に供給する混合気の空燃比（以
下「供給空燃比」という）が変化するため、燃料噴射量
の代わりに、供給空燃比を入力情報とするモデルを構築
することが考えられる。

【０１０４】そこで、図１６乃至図１９に示す本発明の
実施形態（４）では、燃料噴射弁２１から噴射した燃料
と吸入空気との混合気がエンジン１０の気筒内に吸入さ
れるまでの混合気の挙動をモデル化した燃料・空気輸送
系モデルを用い、該燃料・空気輸送系モデルの入力情報
を供給空燃比（供給１／λ）とし、出力情報を排ガス空
燃比（排ガス１／λ）としている。ここで、１／λは、
空気過剰率λの逆数である燃料過剰率を意味する。本実
施形態（４）においても、前記実施形態（１）と同じ
く、燃料・空気輸送系から空燃比センサ２９までの流動
遅れと空燃比センサ２９の検出遅れをモデル化したセン
サモデルを用いる。

【０１０５】本実施形態（４）のシステム同定モデル
は、センサモデルで遅れ補正した供給空燃比（供給１／
λ）と空燃比センサ２９の検出空燃比（センサ１／λ）
とを用いて、前記実施形態（１）と同様の方法で燃料性
状パラメータを算出する。更に、本実施形態（４）で
は、供給１／λとセンサ１／λは、それぞれバンドパス
フィルタ処理と平均化処理を行った上でシステム同定モ
デルのデータとして用いる。ここで、バンドパスフィル
タは、低周波外乱（ドリフト、オフセット、トレンド）
と高周波外乱（ノイズ）を除去するフィルタである。ま
た、平均化処理は、所定クランク角（例えば７２０℃
Ａ）間の平均値を算出する処理であり、この平均化処理
によって気筒間のばらつきやセンサばらつきを吸収す
る。

【０１０６】更に、本実施形態（４）のシステム同定モ
デルは、暖機終了後にセンサモデルの時定数を学習して
更新する機能を備えている。つまり、暖機終了前（暖機
中）は、燃料性状の違いとセンサモデルの時定数の両方
によって検出遅れが発生するが、暖機終了後は、吸気ポ
ートの内壁面の温度が高いため、内壁面への噴射燃料の
付着量（ウェット発生量）が少なくなり、ウェット発生
量とウェット蒸発量とがバランスして、燃料性状の違い
による検出遅れがほとんど現れなくなる。このため、暖
機終了後は、検出遅れの原因がセンサモデルの時定数の
みとなり、センサモデルの時定数を学習することが可能
となる。

【０１０７】以下、上記システム同定モデルを用いて燃
料性状を判定する図１７乃至図１９の各プログラム
（１）〜（３）の処理内容を説明する。図１７のプログ
ラム（１）は、所定クランク角（７２０℃Ａ／気筒数）
毎に起動される。本プログラム（１）が起動されると、
まずステップ５０１で、空燃比センサ２９が活性化して
いるか否かを判定し、活性化していなければ、排ガスの
空燃比（１／λ）を精度良く検出できないので、以降の
処理を行うことなく、本プログラム（１）を終了する。

【０１０８】その後、空燃比センサ２９が活性化した時
点で、ステップ５０２に進み、１サイクルの平均吸気圧
ＰＭｍを算出し、次のステップ５０３で、１サイクルの
平均エンジン回転速度ＮＥｍを算出する。この後、ステ
ップ５０４に進み、冷却水温が所定温度Ｔhot よりも低
いか否かによって暖機中（暖機終了前）であるか否かを
判定する。もし、冷却水温が所定温度Ｔhot よりも低け
れば、暖機中と判断して暖機中フラグＦcoldをＯＮし
（ステップ５０５）、冷却水温が所定温度Ｔhot以上で
あれば、暖機終了と判断して、暖機中フラグＦcoldをＯ
ＦＦする（ステップ５０６）。

【０１０９】一方、図１８のプログラム（２）は例えば
１サイクル（７２０℃Ａ）毎に起動される。本プログラ
ム（２）が起動されると、まずステップ６０１で、吸入
空気量Ｑと燃料噴射量Ｆinj を用いて、次式により供給
１／λを算出する。 供給１／λ＝燃料噴射量Ｆinj ／（吸入空気量Ｑ／１
４．６）

【０１１０】この後、ステップ６０２で、供給１／λを
次式によりバンドパスフィルタ処理する。 ｙ(i) ＝ａ1 ・ｙ(i-1) ＋ａ2 ・ｙ(i-2) ＋……＋ａ10
・ｙ(i-10)＋ｂ1 ・ｕ(i-1) ＋ｂ2 ・ｕ(i-2) ＋……＋
ｂ10・ｕ(i-10) ここで、ｕは入力、ｙは出力、それらの添字の(i),(i-
1),(i-2),…はそれぞれ今回値、前回値、前々回値、…
であることを示している。また、ａi 、ｂi は、フィル
タ設計パラメータ（定数）であり、データサンプリング
周期と通過周波数に応じて設計すれば良い。上式は、１
０次のバンドパスフィルタであるが、次数は適宜変更し
ても良いことは言うまでもない。このバンドパスフィル
タ処理により、供給１／λに含まれた低周波外乱（ドリ
フト、オフセット、トレンド）と高周波外乱（ノイズ）
が除去される。

【０１１１】バンドパスフィルタ処理後、ステップ６０
３に進み、１サイクル（７２０℃Ａ）の供給１／λの平
均値（平均供給１／λ）を算出する。この後、ステップ
６０４で、暖機中フラグＦcoldがＯＮ（暖機中）である
か否かを判定し、ＯＮ（暖機中）であれば、ステップ６
０５に進み、後述する図１９のステップ７１２で学習し
たセンサモデルの時定数Ｔの学習値を読み込む。この
後、ステップ６０６で、平均供給１／λをセンサモデル
の時定数Ｔを用いて次式により遅れ補正し、遅れ補正後
の平均供給１／λを求める。

【０１１２】 Ａ(i) ＝Ｔ×Ａ(i-1) ＋（１−Ｔ）×Ｂ(i-1) ここで、Ａは遅れ補正後の平均供給１／λ、Ｂは遅れ補
正前の平均供給１／λである。尚、暖機中フラグＦcold
がＯＦＦ（暖機終了）であれば、後述するセンサモデル
の時定数Ｔの学習を行うために、ステップ６０５，６０
６の処理を省略する。

【０１１３】この後、ステップ６０７に進み、空燃比セ
ンサ２９の検出空燃比（センサ１／λ）を読み込み、次
のステップ６０８で、前記ステップ６０２と同様の方法
で、センサ１／λをバンドパスフィルタ処理して、セン
サ１／λに含まれた低周波外乱（ドリフト、オフセッ
ト、トレンド）と高周波外乱（ノイズ）を除去する。そ
の後、ステップ６０９で、１サイクル（７２０℃Ａ）の
センサ１／λの平均値（平均センサ１／λ）を算出し
て、本プログラム（２）を終了する。尚、ステップ６０
２，６０８の処理が特許請求の範囲でいうフィルタ手段
としての役割を果たす。

【０１１４】一方、図１９のプログラム（３）は例えば
１サイクル（７２０℃Ａ）毎に起動される。本プログラ
ム（３）が起動されると、まずステップ７０１〜７０３
で、燃料性状判定実行条件が成立しているか否かを判定
する。ここで、燃料性状判定実行条件は、燃料カット
中でないこと（ステップ７０１で「Ｎｏ」であるこ
と）、アイドル運転中でないこと（ステップ７０２で
「Ｎｏ」であること）、過渡運転状態であること（ス
テップ７０３で「Ｙｅｓ」であること）である。これら
の３つの条件を全て満たせば、燃料性状判定実行条件が
成立するが、いずれか１つでも満たさない条件があれ
ば、燃料性状判定実行条件が不成立となり、ステップ７
１３に進み、後述するカウンタＣをリセットして、本プ
ログラム（３）を終了する。

【０１１５】その後、燃料性状判定実行条件が成立した
時点で、ステップ７０４に進み、燃料性状判定実行条件
が成立している期間をカウントするカウンタＣをカウン
トアップして、ステップ７０５に進み、前記ステップ６
０６で算出した遅れ補正後の平均供給１／λと、前記ス
テップ６０９で平均化処理した平均センサ１／λを用い
て、システム同定モデルにより燃料性状パラメータを算
出する。システム同定の手法は前記実施形態（１）と同
じである。

【０１１６】燃料性状パラメータの算出後、ステップ７
０６に進み、カウンタＣのカウント値が所定値に達した
か否かを判定する。もし、カウンタＣのカウント値が所
定値に達していなければ、以降の処理を行うことなく、
本プログラム（３）を終了する。つまり、３つの燃料性
状パラメータ算出実行条件〜が成立してから燃料性
状パラメータが安定するまでに、例えば１０秒前後の時
間が必要となるため、燃料性状パラメータが安定するの
を待って燃料性状の判定を実行するものである。

【０１１７】その後、カウンタＣのカウント値が所定値
に達した時点で、ステップ７０７に進み、暖機中フラグ
ＦcoldがＯＮ（暖機中）であるか否かを判定し、ＯＮ
（暖機中）であれば、ステップ７０８に進み、吸気温と
冷却水温の差の絶対値が再始動判定値よりも小さいか否
かによって、再始動であるか否かを判定する。再始動時
には、燃料性状を精度良く検出できないため、ステップ
７０８で再始動と判定されれば、燃料性状を検出せず
に、本プログラム（４）を終了する。

【０１１８】一方、再始動でなければ、ステップ７０９
に進み、冷却水温が燃料性状を精度良く検出できる所定
温度範囲内（Ｔlow ＜冷却水温＜Ｔhigh）であるか否か
を判定し、所定温度範囲内でなければ、燃料性状を検出
せずに、本プログラム（４）を終了する。冷却水温が所
定温度範囲内であれば、ステップ７１０に進み、前記実
施形態（１）と同じ方法で燃料性状パラメータと冷却水
温とに基づいてマップ等から燃料性状を判定する。この
後、ステップ７１１で、前記実施形態（１）と同じ方法
で燃料性状に応じて燃料噴射量を補正する。

【０１１９】これに対し、上記ステップ７０７で、暖機
中フラグＦcoldがＯＦＦ（暖機終了後）と判定された場
合は、ステップ７１２に進み、センサモデルの時定数Ｔ
を学習して更新する。このステップ７０７の処理が特許
請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。

【０１２０】前述したように、暖機終了前（暖機中）
は、燃料性状の違いとセンサモデルの時定数Ｔの両方に
よって検出遅れが発生するため、図１８のステップ６０
６で、平均供給１／λをセンサモデルの時定数Ｔで遅れ
補正し、遅れ補正後の平均供給１／λをシステム同定モ
デルの入力情報とすることで、燃料性状の違いによる検
出遅れのみをシステム同定モデルで評価できるようにし
ている。これに対し、暖機終了後は、吸気ポートの内壁
面の温度が高いため、内壁面への噴射燃料の付着量（ウ
ェット発生量）が少なくなり、ウェット発生量とウェッ
ト蒸発量とがバランスして、燃料性状の違いによる検出
遅れがほとんど現れなくなる。このため、暖機終了後
は、検出遅れの原因がセンサモデルの時定数Ｔのみとな
るため、平均供給１／λをセンサモデルの時定数Ｔで遅
れ補正せずに、そのままシステム同定モデルの入力情報
とすることで、センサモデルの時定数Ｔによる検出遅れ
をシステム同定モデルで評価することができ、センサモ
デルの時定数Ｔの学習が可能となる。センサモデルの時
定数Ｔを学習して更新すれば、システムの固体差（ばら
つき）や経時変化による誤差をキャンセルして燃料性状
の判定精度を向上できる。その他、本実施形態（４）は
前記実施形態（１）と同様の効果を得ることができる。

【０１２１】尚、上記実施形態（１），（４）では、ア
イドル運転中に燃料性状を判定しないようになっている
が、アイドル運転中に自動変速機のシフトレバーが操作
された時やエアコンスイッチがオンした時等は、一時的
に過渡運転状態になるので、この時に燃料性状を判定す
るようにしても良い。

【０１２２】また、上記実施形態（４）では、図１８の
ステップ６０２，６０８のバンドフィルタ処理で、供給
１／λとセンサ１／λに含まれた低周波外乱と高周波外
乱を除去するようにしたが、ローカットフィルタ処理で
低周波外乱のみを除去するようにしても良い。高周波外
乱は一時的、瞬間的な外乱であるため、平均化処理等で
も高周波外乱の影響を少なくできるが、低周波外乱は長
く続くため、平均化処理等を行っても、低周波外乱を取
り除くことができないためである。尚、フィルタ処理を
行う場合は、平均化処理（ステップ６０３，６０９）を
省略するようにしても良い。また、前記実施形態（１）
のプログラムにフィルタ処理を追加しても良い。

【０１２３】また、上記実施形態（４）では、空燃比の
データとして、１／λ（燃料過剰率）を用いたが、空気
過剰率λを用いても良く、勿論、空気量Ａと燃料量Ｆの
重量比（Ａ／Ｆ）を用いても良いことは言うまでもな
い。

【０１２４】その他、本発明は、上記各実施形態（１）
〜（４）に限定されず、例えば、アイドル運転中に燃料
性状を判定する場合に実施形態（４）のように供給空燃
比（供給１／λ）を入力情報とするシステム同定モデル
を用い、走行時に、実施形態（１）のように燃料噴射量
を入力情報とするシステム同定モデルに切り換えるよう
にしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図

【図２】燃料輸送系の構成を示す縦断面図

【図３】実施形態（１）のシステム同定モデルの構成を
示すブロック図

【図４】燃料性状パラメータａ1 の推定方法を説明する
図

【図５】実施形態（１）のプログラム（１）の処理の流
れを示すフローチャート

【図６】実施形態（１）のプログラム（２）の処理の流
れを示すフローチャート

【図７】（ａ）はセンサモデルの時定数Ｔの算出マップ
の一例を示す図、（ｂ）はセンサモデルのむだ時間Ｔの
算出マップの一例を示す図

【図８】燃料性状レベルＦlevel の算出マップの一例を
示す図

【図９】燃料性状補正係数Ｆpartの算出マップの一例を
示す図

【図１０】他の実施形態のシステム同定モデルの構成を
示すブロック図

【図１１】本発明の実施形態（２）で用いる給油判定プ
ログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図１２】強制過渡判定プログラムの処理の流れを示す
フローチャート

【図１３】強制過渡作成プログラムの処理の流れを示す
フローチャート

【図１４】強制過渡作成時の噴射パルスを示すタイムチ
ャート

【図１５】本発明の実施形態（３）で用いる強制過渡判
定プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図１６】本発明の実施形態（４）のシステム同定モデ
ルの構成を示すブロック図

【図１７】実施形態（４）のプログラム（１）の処理の
流れを示すフローチャート

【図１８】実施形態（４）のプログラム（２）の処理の
流れを示すフローチャート

【図１９】実施形態（４）のプログラム（３）の処理の
流れを示すフローチャート

【符号の説明】

１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気ポート、１２
…吸気管、１７…吸気圧センサ、１９…吸気温センサ、
２０…燃料タンク、２１…燃料噴射弁、２８…排気管、
２９…空燃比センサ、３１…水温センサ（機関温度検出
手段）、３２…クランク角センサ、３３…吸気バルブ、
３４…燃料レベルセンサ、３５…ＥＣＵ（噴射量演算手
段，パラメータ演算手段，燃料性状判定手段，吸入空気
量演算手段，過渡検出手段，再始動判定手段，性状判定
禁止手段，始動後増量手段，燃料カット判定手段，アイ
ドル検出手段，過渡運転手段，噴射量補正手段，学習手
段，フィルタ手段）。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に供給する燃料の性状を判定す
   る燃料性状判定装置において、 燃料噴射弁から噴射する燃料の噴射量を前記内燃機関の
   運転状態に基づいて演算する噴射量演算手段と、 前記内燃機関から排出される排ガスの空燃比を検出する
   空燃比センサと、 前記燃料噴射弁から噴射した燃料が前記内燃機関の気筒
   内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料の挙動をモデル
   化した燃料輸送系モデルを用い、該燃料輸送系モデルの
   出力変化が前記空燃比センサの出力変化に現れるまでの
   遅れを考慮して前記燃料噴射量と前記空燃比センサの出
   力とに基づいて該燃料輸送系モデルの燃料の蒸発時定数
   又はそれに依存する物理量（以下これらを「燃料性状パ
   ラメータ」という）を演算するパラメータ演算手段と、 前記パラメータ演算手段で演算された燃料性状パラメー
   タに基づいて燃料性状を判定する燃料性状判定手段とを
   備えていることを特徴とする内燃機関の燃料性状判定装
   置。
2. 【請求項２】 前記パラメータ演算手段は、前記燃料輸
   送系モデルの出力変化が前記空燃比センサの出力変化に
   現れるまでの遅れをモデル化したセンサモデルを用いて
   前記燃料噴射量を遅れ補正することで、前記燃料輸送系
   モデルの入出力情報の位相を同期させることを特徴とす
   る請求項１に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
3. 【請求項３】 前記内燃機関の各気筒に吸入される吸入
   空気量を演算する吸入空気量演算手段を備え、 前記パラメータ演算手段は、前記センサモデルを用いて
   前記燃料噴射量及び前記吸入空気量を遅れ補正し、前記
   空燃比センサで検出した空燃比と遅れ補正後の吸入空気
   量とから燃焼燃料量を演算し、遅れ補正後の燃料噴射量
   と前記燃焼燃料量とを用いて前記燃料性状パラメータを
   演算することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の
   燃料性状判定装置。
4. 【請求項４】 前記センサモデルには、前記燃料輸送系
   から前記空燃比センサまでの流動遅れと該空燃比センサ
   の検出遅れがモデル化されていることを特徴とする請求
   項２又は３に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
5. 【請求項５】 前記センサモデルで模擬する流動遅れ及
   び検出遅れは、前記内燃機関の運転状態に応じて設定さ
   れていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の
   燃料性状判定装置。
6. 【請求項６】 前記内燃機関の過渡運転状態を検出する
   過渡検出手段を備え、 前記燃料性状判定手段は、前記過渡検出手段により過渡
   運転状態が検出されている時に前記パラメータ演算手段
   で演算された燃料性状パラメータに基づいて燃料性状を
   判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
   記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
7. 【請求項７】 前記内燃機関が暖機状態で再始動（以下
   「暖機再始動」という）されたか否かを判定する再始動
   判定手段と、 前記再始動判定手段で暖機再始動と判定された時に前記
   燃料性状判定手段による燃料性状の判定を禁止する性状
   判定禁止手段とを備えていることを特徴とする請求項１
   乃至６のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状判定装
   置。
8. 【請求項８】 前記内燃機関の温度を検出する機関温度
   検出手段と、 前記機関温度検出手段で検出した内燃機関の温度が所定
   温度以上の時に前記燃料性状判定手段による燃料性状の
   判定を禁止する性状判定禁止手段とを備えていることを
   特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関
   の燃料性状判定装置。
9. 【請求項９】 始動直後の燃料噴射量を前記燃料輸送系
   の内壁面への燃料付着を考慮して増量補正する始動後増
   量手段を備え、 前記始動後増量手段による始動後増量補正量が所定値以
   下になるまで前記燃料性状判定手段による燃料性状の判
   定を禁止する性状判定禁止手段とを備えていることを特
   徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の
   燃料性状判定装置。
10. 【請求項１０】 燃料カットを判定する燃料カット判定
    手段と、 燃料カット中及び燃料カット復帰から所定期間内に前記
    燃料性状判定手段による燃料性状の判定を禁止する性状
    判定禁止手段とを備えていることを特徴とする請求項１
    乃至９のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状判定装
    置。
11. 【請求項１１】 前記内燃機関のアイドル運転を検出す
    るアイドル検出手段と、 アイドル運転中及びアイドル運転解除から所定期間内に
    前記燃料性状判定手段による燃料性状の判定を禁止する
    性状判定禁止手段とを備えていることを特徴とする請求
    項１乃至１０のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状判
    定装置。
12. 【請求項１２】 前記燃料噴射弁に供給する燃料を貯溜
    する燃料タンク内に燃料が新たに給油されたか否かを判
    定する給油判定手段と、給油後の最初の運転中に一時的
    に過渡運転状態を強制的に作り出す過渡運転手段とを備
    え、 前記燃料性状判定手段は、前記過渡運転手段により過渡
    運転状態が強制的に作り出されている時に前記パラメー
    タ演算手段で演算された燃料性状パラメータに基づいて
    燃料性状を判定することを特徴とする請求項１乃至１１
    のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
13. 【請求項１３】 前記内燃機関のアイドル運転を検出す
    るアイドル検出手段と、アイドル運転中に一時的に過渡
    運転状態を強制的に作り出す過渡運転手段とを備え、 前記燃料性状判定手段は、前記過渡運転手段により過渡
    運転状態が強制的に作り出されている時に前記パラメー
    タ演算手段で演算された燃料性状パラメータに基づいて
    燃料性状を判定することを特徴とする請求項１乃至１０
    のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
14. 【請求項１４】 前記過渡運転手段は、前記燃料噴射量
    を強制的に少量変化させることで過渡運転状態を作り出
    すことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の内燃機
    関の燃料性状判定装置。
15. 【請求項１５】 前記燃料性状判定手段で判定した燃料
    性状に応じて前記燃料噴射量を補正する噴射量補正手段
    を備えていることを特徴とする請求項１乃至１４のいず
    れかに記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
16. 【請求項１６】 内燃機関に供給する燃料の性状を判定
    する燃料性状判定装置において、 前記内燃機関に供給する混合気の空燃比（以下「供給空
    燃比」という）を演算する供給空燃比演算手段と、 前記内燃機関から排出される排ガスの空燃比を検出する
    空燃比センサと、 燃料噴射弁から噴射した燃料と吸入空気との混合気が前
    記内燃機関の気筒内に吸入されるまでの混合気の挙動を
    モデル化した燃料・空気輸送系モデルを用い、該燃料・
    空気輸送系モデルの入力情報を前記供給空燃比とし、出
    力情報を排ガスの空燃比とすると共に、該排ガスの空燃
    比が前記空燃比センサで検出されるまでの遅れを考慮し
    て、前記供給空燃比と前記空燃比センサの出力とに基づ
    いて燃料の蒸発時定数又はそれに依存する物理量（以下
    これらを「燃料性状パラメータ」という）を演算するパ
    ラメータ演算手段と、 前記パラメータ演算手段で演算された燃料性状パラメー
    タに基づいて燃料性状を判定する燃料性状判定手段とを
    備えていることを特徴とする内燃機関の燃料性状判定装
    置。
17. 【請求項１７】 前記燃料性状パラメータの演算に用い
    る前記供給空燃比と前記空燃比センサの出力に含まれる
    低周波外乱を除去するフィルタ手段を備えていることを
    特徴とする請求項１６に記載の内燃機関の燃料性状判定
    装置。
18. 【請求項１８】 前記パラメータ演算手段は、排ガスの
    空燃比が前記空燃比センサで検出されるまでの遅れをモ
    デル化したセンサモデルを用いて前記供給空燃比を遅れ
    補正することで、前記燃料・空気輸送系モデルの入出力
    情報の位相を同期させることを特徴とする請求項１６又
    は１７に記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
19. 【請求項１９】 前記内燃機関の暖機終了後に前記セン
    サモデルの時定数を学習する学習手段を備えていること
    を特徴とする請求項２又は１８に記載の内燃機関の燃料
    性状判定装置。