JP2002188503A

JP2002188503A - エンジンの制御装置

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Publication number: JP2002188503A
Application number: JP2000381601A
Authority: JP
Inventors: Hajime Suetsugu; 元末次
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】温間時に精度よく燃料性状判定を行なうこと
を課題とする。【解決手段】温間時（目標水温Ｔｍｐ２以上）に、空
燃比に関連する変数（Ｘ（実空燃比−理論空燃比）−Ｙ
（プログラムから決まる理論上の空燃比−理論空燃
比））がリッチ側の値（マイナスＡ１）を示すときは燃
料が重質であると判定し、リーン側の値（プラスＢ１）
を示すときは軽質であると判定する。重質成分は、分子
量が大きく、一分子中に含まれる炭素や水素の数が多い
から、軽質燃料と比べると、爆発燃焼にあずかる元素
（炭素や水素）が単位体積中により多く存在し、よって
燃料が吸気管内に残留付着せず全量が燃焼室に送り込ま
れる温間時には、重質燃料ほど空燃比がリッチ側にずれ
る。この現象をとらえて温間時に精度よく燃料性状判定
を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの制御装
置、特に燃料性状を判定し、その判定結果をエンジン制
御に反映するエンジンの制御装置に関し、内燃機関の技
術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジン用燃料として広く用いら
れるガソリンには、周知のように、揮発性の高い軽質成
分を多く含有する軽質燃料と、逆に揮発性の低い重質成
分を多く含有する重質燃料とがあり、そのいずれを用い
ているかによってエンジン制御が大きく影響を受けるの
で、特開平９−３０３１９３号公報には燃料性状を判定
する技術が開示されている。

【０００３】この技術は、重質燃料は揮発性に劣るか
ら、吸気ポートに噴射された燃料が蒸発して燃焼室に送
り込まれる量が少なくなり、結果的に排ガスの空燃比が
リーンになる一方で、軽質燃料は揮発性に優れるから、
吸気ポートに噴射された燃料が蒸発して燃焼室に送り込
まれる量が多くなり、結果的に排ガスの空燃比がリッチ
になるという考え方に基くもので、吸入空気量と燃料供
給量とから求められる燃焼前の吸入混合気の理論上の空
燃比と、排気管に備えた空燃比センサで検出される燃焼
後の排ガスの実際の空燃比とを比較して、前者が大きい
とき、すなわち予想よりも結果がリッチであったときは
軽質燃料、後者が大きいとき、すなわち予想よりも結果
がリーンであったときは重質燃料であると判定するもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記判
定技術は冷間時にはよく機能するが、エンジンの運転時
間の大部分を占める温間時には精度が低下するものであ
る。すなわち、そもそも冷間時は自動車燃料に限らず液
体一般の性質として揮発性・蒸発性が低下するから、揮
発性に乏しい重質燃料はますます揮発し難くなり、揮発
性に富む軽質燃料との間の拡差が広がる。したがって、
そのような揮発性の差が上記のような排ガス空燃比の差
となってはっきり現れるから、上記技術のような判定が
可能となるのである。

【０００５】これに対し、温間時は、軽質燃料であろう
と重質燃料であろうと液体一般の性質として揮発性が高
まるから、いずれにおいても噴射された燃料が吸気管内
に残留せず、ほぼ全量が燃焼室に送り込まれる。したが
って、本来的に有していた揮発性の差異が少なくなり、
上記の判定を行なうとその判定精度が低下するのであ
る。つまり、上記技術の考え方は専ら冷間時に顕著化す
る現象に基いているのである。

【０００６】しかも、燃料の性状が変わるのは給油時で
あるから、給油があったときはその後早い時期に燃料の
性状判定を行なうのが望ましいのであるが、給油直後に
冷間運転が実現することは稀である。例えば給油は走行
中にガソリンスタンドに寄って行うのが通常であるが、
ガソリンスタンドでの給油中にエンジンを数分間停止し
ていただけではエンジンはそれほど冷えず冷間運転とは
ならないから、揮発性の差に基く上記の従来型の判定は
好ましく行なうことができない。上記従来型判定を好ま
しく行なえるのは、例えば車庫入れして長時間エンジン
を停止した後の始動直後のわずかな冷間運転期間中のみ
である。

【０００７】つまり、従来型判定では、高頻度に、した
がってタイムリーに燃料の性状判定をすることができ
ず、冷間運転が実現するまでの期間中は、たとえ給油が
あって燃料の性状が変わっても、燃料性状データの更新
や反映ができず、燃料性状に合致した適切なエンジン制
御ができずに、燃費不良やトルク不足、あるいはエミッ
ション低下等の種々の不具合の発生をみすみす看過する
ことになる。

【０００８】本発明は、上記のような現状に鑑み、温間
時に精度よく燃料性状判定を行なうことのできる技術を
開発し、もって燃料性状判定の実行頻度を高くすること
を課題とする。以下、その他の課題を含め本発明を詳し
く説明する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の特許請求の範囲における請求項１に記載の発
明は、燃料性状を判定し、その判定結果をエンジン制御
に反映するエンジンの制御装置であって、エンジン温度
を検出するエンジン温度検出手段と、空燃比に関連する
変数を生成する空燃比関連変数生成手段と、エンジン温
度が所定値以上である場合に空燃比関連変数がリッチ側
の値を示すときは燃料が重質であると判定する温間時燃
料性状判定手段とが備えられていることを特徴とする。

【００１０】この発明によれば、温間時に空燃比に関連
する変数がリッチ側の値を示すときは燃料が重質である
と判定する。これは、前述した冷間時における従来型の
判定基準とは逆の結果である。すなわち、重質成分は分
子量が大きく、一分子中に含まれる炭素や水素の数が多
いから、重質燃料と軽質燃料とを比べると、重質燃料ほ
ど爆発燃焼にあずかる元素（炭素や水素）が同一体積中
に多く存在し、よって燃料が吸気管内に残留付着せず全
量が燃焼室に送り込まれる温間時には、重質燃料ほど空
燃比がリッチ側にずれるという考え方である。

【００１１】これにより、エンジンの運転時間の大部分
を占める温間時に精度よく燃料の性状判定をすることが
可能となり、高頻度に、したがってタイムリーに燃料の
性状判定結果を更新し、それを早い時期にエンジン制御
に反映させることができる。

【００１２】次に、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、エンジン温度が所定値以下
である場合に空燃比関連変数がリーン側の値を示すとき
は燃料が重質であると判定する冷間時燃料性状判定手段
と、この冷間時燃料性状判定手段の判定結果で温間時燃
料性状判定手段の判定結果を補正する判定結果補正手段
とが備えられていることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、冷間時の判定と温間時
の判定とを併用することにより、エンジンの運転中は常
に燃料性状を判定することが可能になる。しかも、両者
の判定結果が相俟って判定精度がより一層向上する。

【００１４】次に、請求項３に記載に発明は、上記請求
項２に記載の発明において、判定結果補正手段は、冷間
時燃料性状判定手段の判定結果を温間時燃料性状判定手
段の判定結果よりも重視することを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、冷間時の判定と温間時
の判定とを併用する場合に、冷間時の判定結果に重きが
おかれ、冷間時の判定結果がより色濃く優先的にエンジ
ン制御に反映されることになる。

【００１６】次に、請求項４に記載の発明は、上記請求
項２に記載の発明において、判定結果補正手段は、冷間
時燃料性状判定手段の判定結果が得られたのちは該判定
結果のみを採用することを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、冷間時の判定と温間時
の判定とを併用する場合に、冷間時の判定結果のみがエ
ンジン制御に反映されることになる。

【００１８】次に、請求項５に記載の発明は、上記請求
項１から４のいずれかに記載の発明において、空燃比関
連変数生成手段が空燃比関連変数を生成するのに要した
時間が長いほど、または生成した回数が多いほど、燃料
性状判定手段の判定結果を重視してエンジン制御に反映
する判定結果反映手段が備えられていることを特徴とす
る。

【００１９】この発明によれば、燃料の性状判定を行な
うときのパラメータである空燃比関連変数の信憑性が高
いときほどその判定結果に重きがおかれてエンジン制御
に反映されるから、エンジン制御の信頼性が向上する。

【００２０】次に、請求項６に記載の発明は、上記請求
項１から５のいずれかに記載の発明において、燃焼後の
排ガスの酸素濃度から空燃比を検出する空燃比検出手段
が備えられ、空燃比関連変数生成手段は、プログラムか
ら求められる空燃比と理論空燃比との偏差と、上記空燃
比検出手段で検出される空燃比と理論空燃比との偏差と
のずれを空燃比に関連する変数として生成することを特
徴とする。

【００２１】この発明によれば、空燃比を理論空燃比
（λ＝１）に収束させる空燃比のフィードバック制御の
実行中に燃料の性状判定をすることができる。すなわ
ち、プログラムから定まる理論上の空燃比ＡＦ２と理論
空燃比ＡＦ０との偏差（Ｙ＝ＡＦ２−ＡＦ０）と、セン
シングされた実空燃比ＡＦ１と理論空燃比ＡＦ０との偏
差（Ｘ＝ＡＦ１−ＡＦ０）とを算出して両者Ｙ，Ｘを比
較する。ここで、後者の偏差Ｘが空燃比のフィードバッ
ク制御で通常算出される偏差であって、これをフィード
バック補正値といい、前者の偏差Ｙを便宜上燃料増量値
という。

【００２２】この場合、最初（例えば工場出荷時）にプ
ログラムされた基準となる参照燃料が用いられれば両偏
差Ｘ，Ｙは一致し、ずれはゼロとなる（Ｘ−Ｙ＝０）。
また、空燃比が理論空燃比に収束したときは両偏差の値
も共にゼロとなる（Ｘ＝Ｙ＝０）。

【００２３】これに対し、重質燃料が用いられれば、セ
ンシングされた実空燃比ＡＦ１は、プログラムから定ま
る理論上の空燃比ＡＦ２に比べて、冷間時は大きく（リ
ーンに）なり（ＡＦ１＞ＡＦ２）、温間時は小さく（リ
ッチに）なる（ＡＦ１＜ＡＦ２）。理論空燃比（ＡＦ０
＝１４．７）は一定値であるから、フィードバック補正
値Ｘと燃料増量値Ｙとの関係で見ると、フィードバック
補正値Ｘは、燃料増量値Ｙよりも、冷間時は大きくなり
（Ｘ＞Ｙ）、温間時は小さくなる（Ｘ＜Ｙ）。軽質燃料
が用いられればこの逆になる。このようにして、空燃比
のフィードバック制御で用いられるフィードバック補正
値Ｘを利用して燃料の性状を判定することができる。

【００２４】次に、請求項７に記載の発明は、上記請求
項１から６のいずれかに記載の発明において、温間時燃
料性状判定手段は、給油が行なわれたときにのみ燃料性
状を判定することを特徴とする。

【００２５】この発明によれば、燃料性状の変化する可
能性のある給油があったときのみ性状判定を行なうの
で、タイムリー、かつ必要最低限で無駄のない性状判定
が実現する。以下、具体例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明は以下に示す実施の形態に限定さ
れるものでないことはいうまでもない。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１に示すように、この実施の形
態に係るエンジン１は、ピストン１１で画成される燃焼
室に設けられた吸気弁１２、排気弁１３および点火プラ
グ１４と、吸気管１５に設けられたエアクリーナ１６、
エアフローメータ１７、スロットルバルブ１８、ＩＳＣ
バルブ１９および燃料噴射弁２０と、排気管２１に設け
られた酸素センサ２２および三元触媒２３と、エンジン
本体に設けられた水温センサ２４およびエンジン回転セ
ンサ２５とを有する。エンジン制御用コントロールユニ
ット（ＥＣＵ）３０は、エアフローメータ１７で検出さ
れる吸気量（スロットル開度や吸気管圧力で検出するこ
とも可能）と、水温センサ２４で検出されるエンジン水
温と、エンジン回転センサ２５で検出されるエンジン回
転数と、酸素センサ２２で検出される排ガス中の酸素量
とに基いて、現況に最適な運転状態が実現するように燃
料噴射弁２０を（必要に応じてＩＳＣバルブ１９等も）
制御する。特にこのＥＣＵ３０は燃料の性状判定を行
い、その結果を各種のエンジン制御に反映する。

【００２７】すなわち、図２に示すように、ガソリン等
の自動車燃料は温度が上がるにつれて蒸発率が高くなる
が、軽質燃料は全般に蒸発率が高く、重質燃料は低い。
したがって、重質燃料の蒸発率が１００％になる温度Ｔ
ｍｐ１以下では、同一温度であっても燃料性状によって
蒸発率に差が出て、燃料噴射弁２０で吸気ポートに噴射
された燃料の燃焼室への供給量が大きく異なってしま
う。しかし、ＥＣＵ３０は、最初（例えば工場出荷時）
は、燃料が軽質燃料と重質燃料の中庸の参照燃料である
としてプログラムされている。したがって、上記温度Ｔ
ｍｐ１以下で例えば重質燃料が使われていると燃料の燃
焼室への供給量が目標よりも少なくなり空燃比が大きく
（リーンに）なる。逆に、軽質燃料が使われていると燃
料の燃焼室への供給量が目標よりも多くなり空燃比が小
さく（リッチに）なる。これらは、いずれにおいても、
始動不良、燃費不良、トルク不足、エミッション低下等
の原因となるので、ＥＣＵ３０は燃料性状を判定し、そ
の結果を種々のエンジン制御に反映するのである。

【００２８】図３は燃料性状の判定動作およびその判定
結果の反映動作を示すフローチャートである。この例で
は、燃料性状の判定結果を反映させるエンジン制御とし
て冷間増量制御が取り上げられている。すなわち、冷間
時は燃料性状に拘わらずそもそも揮発性が低く、燃焼室
直前の吸気ポートに噴射された燃料の一部が揮発せずに
吸気管内に残留するので、この爆発燃焼にあずからない
残留分を見込んで、冷間時は温間時に比べて燃料供給量
を増量する制御を行なうのである。ここで、冷間増量制
御における増量値を冷間増量値という。

【００２９】まず、ステップＳ１で、各種信号を読み込
んだのち、ステップＳ２で、エンジン水温が目標水温以
上か否かを判定する。つまり温間か冷間かを判定するの
である。この場合の目標水温は、図２に示した重質燃料
の蒸発率が１００％になる温度Ｔｍｐ１〜参照燃料の蒸
発率が１００％になる温度Ｔｍｐ２〜軽質燃料の蒸発率
が１００％になる温度Ｔｍｐ３の範囲で適宜選択され
る。図４および図５は、目標水温が、参照燃料の蒸発率
が１００％になる温度Ｔｍｐ２に設定された場合を示し
ている。もちろん、他の温度、例えばＴｍｐ１やＴｍｐ
３、あるいはそれらの間のいかなる温度であってもよ
い。ただし目標水温は例えば４０〜６０℃等とする。

【００３０】エンジン水温が目標水温以上であれば、ス
テップＳ３で、給油があったか否かを判定する。この判
定は、例えば車体の給油口が開閉したことや、燃料タン
クのレベルセンサ出力が大きく変動したこと等で行なう
ことができる。そして、給油があったときは、ステップ
Ｓ４で、温間重質判定を行なう。すなわち、温間時にお
ける燃料の性状判定を行なうのである。この温間時燃料
性状判定は、図４の符号ア、イに示されている。

【００３１】つまり、このエンジン１においては、基本
的に、空燃比を理論空燃比に収束させる空燃比のフィー
ドバック制御が実行されており、該フィードバック制御
においてフィードバック補正値Ｘが一定制御周期で常に
算出されている。すなわち、酸素センサ２２で検出され
る実空燃比ＡＦ１と理論空燃比ＡＦ０との偏差（Ｘ＝Ａ
Ｆ１−ＡＦ０）が算出されるのである。一方、燃料増量
値Ｙもまた一定周期で常に算出されている。すなわち、
エアフローメータ１７で検出される吸気量と燃料噴射弁
２０の開弁時間（燃料噴射時間）で決定される燃料噴射
量とからプログラム的に求められる理論上の空燃比ＡＦ
２と理論空燃比ＡＦ０との偏差（Ｙ＝ＡＦ２−ＡＦ０）
が算出されるのである。

【００３２】ここで、燃料が軽質であれば、一分子中に
含まれる炭素や水素の数が少ないから、燃料が吸気管１
５内に残留付着せず全量が燃焼室に送り込まれるこの温
間時（水温≧目標水温）には、実空燃比が予想よりもリ
ーン側にずれる。すなわち、実空燃比ＡＦ１は理論上の
空燃比ＡＦ２よりも大きくなる。したがって、フィード
バック補正値Ｘと燃料増量値Ｙとを比較すれば、フィー
ドバック補正値Ｘは燃料増量値Ｙよりも大きくなる
（（ＡＦ１−ＡＦ０）＞（ＡＦ２−ＡＦ０））。図４の
符号アはこのことを示している。逆に、燃料が重質であ
れば、フィードバック補正値Ｘは燃料増量値Ｙよりも小
さくなる（（ＡＦ１−ＡＦ０）＜（ＡＦ２−ＡＦ
０））。図４の符号イはこのことを示している。このよ
うにして、フィードバック補正値Ｘと燃料増量値Ｙとの
ずれ（Ｘ−Ｙ）から温間時に燃料の性状を判定すること
ができる。

【００３３】次いで、ステップＳ５では、その温間時燃
料性状判定の結果を冷間増量制御に反映させる。ここ
で、図５に実線で示すように、参照燃料では、蒸発率が
１００％になる温度Ｔｍｐ２以上では、燃料が吸気管１
５内に残留付着せず全量が燃焼室に送り込まれるから、
燃料供給量を増量する必要がなく、冷間増量値（この温
度範囲では厳密には冷間増量値とはいえないが）はゼロ
である。しかし、上記温度Ｔｍｐ２以下では、燃料の一
部が吸気管１５内に残留付着し全量が燃焼室に送り込ま
れないから、燃料供給量を冷間増量する必要が生じる。
そして、その場合の冷間増量値は、燃料の蒸発率が温度
が下がるにつれて低くなることから（図２参照）、概ね
水温の低下に従って増大する。

【００３４】同様に、重質燃料および軽質燃料でも、そ
れぞれ蒸発率が１００％になる温度Ｔｍｐ１，Ｔｍｐ３
以下では、燃料の一部が吸気管１５内に残留付着し全量
が燃焼室に送り込まれないから、冷間増量する必要が生
じ、やはり概ね水温の低下に従って冷間増量値が増大す
る。そして、その場合に、重質燃料はより揮発性が低い
から（図２参照）、参照燃料よりも冷間増量値は大きく
する必要がある（符号カ）。逆に、軽質燃料はより揮発
性が高いから、参照燃料よりも冷間増量値は小さくする
必要がある（符号キ）。

【００３５】加えて、重質燃料および軽質燃料の場合
は、それぞれ上記温度Ｔｍｐ１，Ｔｍｐ３以上において
は、燃料が吸気管１５内に残留付着せず全量が燃焼室に
送り込まれることから、前述したように、比重の差によ
る炭化水素数の違いが影響して、重質燃料では実空燃比
がリッチ側にずれ、軽質燃料では実空燃比がリーン側に
ずれる。したがって、それを是正するために、上記温度
Ｔｍｐ１，Ｔｍｐ３以上では、重質燃料は減量し（符号
ク）、軽質燃料は増量する必要がある（符号ケ）。

【００３６】ステップＳ５では、結局、このような揮発
性（蒸発性）の差に起因する冷間時における燃料供給量
の是正、および分子量（比重）の差に起因する温間時に
おける燃料供給量の是正を行なうのである。そして、こ
の実施の形態では、冷間増量値（便宜上温度範囲に拘わ
らずすべての場合についてこういう）を、ステップＳ５
に示したように、フィードバック補正値Ｘと燃料増量値
Ｙとのずれ量（Ｘ−Ｙ）と、温間時判定結果の反映重み
係数αとを用いて更新する。

【００３７】なお、ここで、フィードバック補正値Ｘ、
燃料増量値Ｙ、およびそれらのずれ量（Ｘ−Ｙ）は、空
燃比として考えているが、冷間増量値の算出・更新にあ
たっては、相当する燃料供給量であるとして取り扱う。

【００３８】例えば、図４の符号アの場合のように、温
間時判定で上記ずれ量（Ｘ−Ｙ）がＢ１のプラスであれ
ば、冷間時での冷間増量値は、図５の符号キの場合のよ
うに、Ｂ１のマイナスとしてこれに重み係数αを乗算す
ることにより定める。また、温間時での冷間増量値は、
符号ケの場合のように、Ｂ１のプラスとしてこれに重み
係数αを乗算する。

【００３９】同様にして、図４の符号イの場合のよう
に、温間時判定で上記ずれ量（Ｘ−Ｙ）がＡ１のマイナ
スであれば、冷間時での冷間増量値は、図５の符号カの
場合のように、Ａ１のプラスとしてこれに重み係数αを
乗算することにより定める。また、温間時での冷間増量
値は、符号クの場合のように、Ａ１のマイナスとしてこ
れに重み係数αを乗算する。

【００４０】つまり、目標水温（Ｔｍｐ１〜Ｔｍｐ３）
を境に、温間と冷間とで、燃料性状の差異が空燃比に及
ぼす影響が逆転するから、この温間時判定の結果は、冷
間運転中のエンジン制御に関してはプラス・マイナスを
逆にして反映させ、温間運転中のエンジン制御に関して
はプラス・マイナスを維持して反映させるのである。同
じことは、冷間時判定の結果についてもいえ、冷間時判
定の結果は、温間運転中のエンジン制御に関してはプラ
ス・マイナスを逆にして反映させ、冷間運転中のエンジ
ン制御に関してはプラス・マイナスを維持して反映させ
るのである。換言すれば、冷間時に行なうエンジン制御
を温間時に補正することができ、温間時に行なうエンジ
ン制御を冷間時に補正することができることになる。

【００４１】図３のフローチャートに戻り、ステップＳ
３で給油があったと判定されないときは、ステップＳ６
で、前回の重質判定結果を使用し、ステップＳ７で、前
回設定した冷間増量値を使用する。つまり、給油があっ
たときは、必ずステップＳ４〜Ｓ５で温間重質判定が行
なわれ、その判定結果を反映した冷間増量値が設定され
ているから、それらを援用するのである。

【００４２】一方、ステップＳ２でエンジン水温が目標
水温以上であると判定されないときは、ステップＳ８
で、冷間重質判定が済んでいるか否かを判定する。その
結果、済んでいないときは、ステップＳ９で、いった
ん、ステップＳ５と同じく、温間時判定結果を反映させ
て冷間増量値を補正してから、ステップＳ１０に進む。
すなわち、給油後初めて冷間状態になった場合は、冷間
での燃料性状判定は行なわれていないので、温間時の性
状判定結果に基いてとりあえず冷間増量値を設定し、そ
の値を用いて冷間増量制御を実行するのである。

【００４３】ステップＳ１０における冷間重質判定は、
概ねステップＳ４における温間重質判定に準じる。この
冷間時燃料性状判定は、図４の符号ウ、エに示されてい
る。ただし、燃料が軽質であれば、揮発性に富むから、
この冷間時（水温＜目標水温）には、実空燃比が予想よ
りもリッチ側にずれる。すなわち、実空燃比ＡＦ１は理
論上の空燃比ＡＦ２よりも小さくなる。したがって、フ
ィードバック補正値Ｘ（＝ＡＦ１−ＡＦ０）と燃料増量
値Ｙ（＝ＡＦ２−ＡＦ０）とを比較すれば、フィードバ
ック補正値Ｘは燃料増量値Ｙよりも小さくなる（（ＡＦ
１−ＡＦ０）＜（ＡＦ２−ＡＦ０））。図４の符号ウは
このことを示している。逆に、燃料が重質であれば、フ
ィードバック補正値Ｘは燃料増量値Ｙよりも大きくなる
（（ＡＦ１−ＡＦ０）＞（ＡＦ２−ＡＦ０））。図４の
符号エはこのことを示している。このようにして、フィ
ードバック補正値Ｘと燃料増量値Ｙとのずれ（Ｘ−Ｙ）
から冷間時に燃料の性状を判定することができる。

【００４４】そして、次にリターンしたときに、冷間時
で（ステップＳ２でＮＯ）、冷間重質判定が済んでいる
から（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１１で、上
記の冷間時燃料性状判定の結果を、温間時燃料性状判定
のときと同様に、フィードバック補正値Ｘと燃料増量値
Ｙとのずれ量（Ｘ−Ｙ）と、冷間時判定結果の反映重み
係数βとを用いて、冷間増量制御に反映させる。

【００４５】例えば、図４の符号ウの場合のように、冷
間時判定で上記ずれ量（Ｘ−Ｙ）がＢ２のマイナスであ
れば、冷間時での冷間増量値は、図５の符号キの場合の
ように、Ｂ２のマイナスとしてこれに重み係数βを乗算
することにより定める。また、温間時での冷間増量値
は、符号ケの場合のように、Ｂ２のプラスとしてこれに
重み係数βを乗算する。

【００４６】同様にして、図４の符号エの場合のよう
に、冷間時判定で上記ずれ量（Ｘ−Ｙ）がＡ２のプラス
であれば、冷間時での冷間増量値は、図５の符号カの場
合のように、Ａ２のプラスとしてこれに重み係数βを乗
算することにより定める。また、温間時での冷間増量値
は、符号クの場合のように、Ａ２のマイナスとしてこれ
に重み係数βを乗算する。

【００４７】これにより、前述したように、冷間時に、
冷間状態で行なうエンジン制御（例えば揮発性の差に起
因する本来の冷間増量制御）だけでなく、温間状態で行
なうエンジン制御（例えば分子量ないし炭化水素量の差
に起因する燃料供給量の是正制御等）もまた補正するこ
とが可能になる。

【００４８】そして、エンジン１の運転時間の大部分を
占める温間時に精度よく燃料の性状判定をすることが可
能となり、高頻度に、したがってタイムリーに燃料の性
状判定結果を更新し、それを早い時期に種々のエンジン
制御に反映させることができる。また、冷間時にも燃料
性状判定を行ない、両方の判定結果を併用するから、エ
ンジン１の運転中はいつでも燃料性状を判定することが
可能になり、しかも、両方の判定結果が相俟って判定精
度の一層の向上を図ることができる。

【００４９】その場合に、温間時判定結果の反映重み係
数αと冷間時判定結果の反映重み係数βとを同等に扱っ
てもよく、また差をつけてもよい。例えば前者αの値を
後者βの値より大きくすると、冷間時の判定と温間時の
判定とを併用する場合に、温間時の判定結果を重視する
ことになり、逆に前者αの値を後者βの値より小さくす
ると、冷間時の判定結果を重視することになる。いずれ
を採用するかは、いずれの判定結果がより精度に優れ、
エンジン制御に優先させて反映させるかに依存する。

【００５０】また、上記図３のフローチャートによれ
ば、給油後は、いったん温間時判定をした後（ステップ
Ｓ４〜Ｓ５）、冷間状態になれば冷間時判定を行ない
（ステップＳ１０）、その冷間時判定の結果を反映させ
て冷間増量値を設定し直すのであるが（ステップＳ１
１）、そのステップＳ１１で設定される冷間増量値には
過去の温間時判定の結果も残存している。

【００５１】しかし、これに限らず、冷間時判定の結果
が得られた後は、該冷間時判定の結果のみを採用しても
よい。例えば、冷間増量値を更新するのではなく、最初
に参照燃料であるとして格納された冷間増量値に対して
直接補正をかけ直すのである。そうすれば、冷間時の判
定と温間時の判定とを併用する場合に、冷間時の判定結
果のみをエンジン制御に反映させることができる。

【００５２】また、その逆に、例えば、最初冷間時判定
が行われ、次に温間時判定が行なわれたような場合に、
温間時判定の結果が得られた後は、該温間時判定の結果
のみを採用してもよい。いずれを採用するかは、これ
も、いずれの判定結果がより精度に優れ、したがってエ
ンジン制御に優先させて反映させるかに依存する。

【００５３】さらに、フィードバック補正値Ｘや燃料増
量値Ｙ、ないしそれらのずれ量（Ｘ−Ｙ）等の算出時間
が長いときほど、または算出回数が多いときほど、得ら
れた燃料性状判定結果をより重視してエンジン制御に反
映させてもよい。すなわち、例えば、上記の反映重み係
数α，βの値を大きくする。つまり、算出時間が長くな
るほど、あるいは算出回数が多くなるほど、燃料性状判
定用のパラメータである上記数値Ｘ，Ｙ，（Ｘ−Ｙ）が
慎重に算出され、また数値が安定化して、その値自身の
信憑性・信頼性が高くなるから、その場合は、エンジン
制御への反映度を例えば段階的に大きくしていく等する
と、エンジン制御の信頼性が向上して好ましい結果が得
られることになる。

【００５４】そして、燃料性状判定を、燃料性状の変化
する可能性のある給油があったときにのみ行ない、図３
のステップＳ６〜Ｓ７のように、給油がないときは、判
定を行なわず、前回値を援用することにより、タイムリ
ーで、かつ必要最低限の無駄のない性状判定動作が実現
することになる。

【００５５】なお、フィードバック補正値Ｘや燃料増量
値Ｙは、燃料性状の他に、燃料温度、吸気管圧力、吸気
流量の影響もまた受けるので、それらで補正すればなお
精度よい結果が得られる。

【００５６】また、上記例では、燃料性状の判定結果を
反映させるエンジン制御として冷間増量制御を取り上げ
たが、これに限らず、例えば、加速時の燃料増量や、始
動時（クランキング）の燃料増量、あるいは吸気管のウ
ェットモデル（噴射した燃料が吸気管に付着・残留する
割合や、燃焼室へ直接供給される割合（直入分）、ある
いは一旦吸気管に付着・残留した燃料のうちから燃焼室
に持ち去られる割合等のモデルを使っての計算）等、そ
の他の燃料供給の補正制御にも燃料性状判定結果を好ま
しく反映させることができる。

【００５７】さらに、スロットルバルブ１８（電子スロ
ットル）やＩＳＣバルブ１９等、吸気制御に反映させる
ことも可能である。その場合は、例えば重質時は軽質時
に比べて空気の変動を抑制して回転を上げるために開度
を大きくする。

【００５８】加えて、点火進角に反映させてもよい。そ
の場合は、例えば重質時は軽質時に比べて進角の遅角量
を抑制する。つまり、エンジン１の始動後に触媒２３を
早期に活性化させるため、リタードを行なって排ガス温
度を昇温させる制御を行なうことがあるが、重質時は失
火や回転落ち等のエンジン１の不安定要素が増えるので
リタード量を少なくするのである。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温間時に精度のよい燃料性状判定ができるから、燃料性
状判定をすることの可能な機会が増えて、タイムリーに
燃料性状判定をすることができ、よって、燃料性状デー
タの更新やエンジン制御への反映が早期にできて、良好
な冷間始動性、燃費、トルク、エミッションの実現に大
きく貢献する。本発明は、ガソリン等、商品やグレード
によって軽質や重質といった性状に差がある燃料を用い
るエンジン一般に広く好ましく適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンの制御シ
ステム図である。

【図２】温度と燃料蒸発率との関係を表すグラフであ
る。

【図３】燃料性状の判定動作およびその判定結果の反
映動作の一具体例を示すフローチャートである。

【図４】フィードバック補正値と燃料増量値とのずれ
（Ｘ−Ｙ）の温度関係を表すグラフである。

【図５】冷間増量値の温度関係を表すグラフである。

【符号の説明】

１エンジン１５吸気管１７エアフローメータ２０燃料噴射弁２２酸素センサ２２２４水温センサ（エンジン温度検出手段）３０エンジン制御用コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料性状を判定し、その判定結果をエン
ジン制御に反映するエンジンの制御装置であって、エン
ジン温度を検出するエンジン温度検出手段と、空燃比に
関連する変数を生成する空燃比関連変数生成手段と、エ
ンジン温度が所定値以上である場合に空燃比関連変数が
リッチ側の値を示すときは燃料が重質であると判定する
温間時燃料性状判定手段とが備えられていることを特徴
とするエンジンの制御装置。
【請求項２】エンジン温度が所定値以下である場合に
空燃比関連変数がリーン側の値を示すときは燃料が重質
であると判定する冷間時燃料性状判定手段と、この冷間
時燃料性状判定手段の判定結果で温間時燃料性状判定手
段の判定結果を補正する判定結果補正手段とが備えられ
ていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制
御装置。
【請求項３】判定結果補正手段は、冷間時燃料性状判
定手段の判定結果を温間時燃料性状判定手段の判定結果
よりも重視することを特徴とする請求項２に記載のエン
ジンの制御装置。
【請求項４】判定結果補正手段は、冷間時燃料性状判
定手段の判定結果が得られたのちは該判定結果のみを採
用することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制
御装置。
【請求項５】空燃比関連変数生成手段が空燃比関連変
数を生成するのに要した時間が長いほど、または生成し
た回数が多いほど、燃料性状判定手段の判定結果を重視
してエンジン制御に反映する判定結果反映手段が備えら
れていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】燃焼後の排ガスの酸素濃度から空燃比を
検出する空燃比検出手段が備えられ、空燃比関連変数生
成手段は、プログラムから求められる空燃比と理論空燃
比との偏差と、上記空燃比検出手段で検出される空燃比
と理論空燃比との偏差とのずれを空燃比に関連する変数
として生成することを特徴とする請求項１から５のいず
れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】温間時燃料性状判定手段は、給油が行な
われたときにのみ燃料性状を判定することを特徴とする
請求項１から６のいずれかに記載のエンジンの制御装
置。