JP2009024569A - 車両の制御装置及び燃料性状検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンに適応してしない使用不可の燃料が誤給油されたときに、その誤給油を速やかに運転者に知らせることができるようにする。
【解決手段】ガソリンとアルコール混合燃料の両方を使用可能なエンジン１１の燃料配管３２に透過率センサ３８と屈折率センサ３９を設け、透過率センサ３８で検出した燃料の透過率を用いて、燃料がアルコール混合燃料か否かを判定し、燃料がアルコール混合燃料ではないと判定された場合に、屈折率センサ３９で検出した燃料の屈折率を用いて、ガソリンに軽油が混入した軽油混入状態（軽油の誤給油）であるか否かを判定する。その結果、軽油混入状態であると判定された場合には、誤給油警告ランプ４１を点灯することで、軽油の誤給油を運転者に知らせる。更に、軽油混入状態に対応した退避走行用制御を実行して、軽油誤給油時の退避走行中にエンジン１１の高負荷運転や高回転運転を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に供給する燃料の性状を検出する機能を備えた車両の制御装置及び燃料性状検出装置に関する発明である。

内燃機関に使用される燃料の燃料性状は、地域や季節等によって異なるため、特許文献１（特開平１０−１９７７５号公報）に記載されているように、内燃機関に供給する燃料の燃料性状（粘度及び比重）を燃料性状判定装置で判定し、その燃料性状に応じて内燃機関の燃料噴射量を制御するようにしたものがある。

また、内燃機関の燃料としてアルコール又はアルコールを含んだアルコール混合燃料を使用可能なシステムにおいては、特許文献２（特開平３−８５３４７号公報）に記載されているように、内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出し、そのアルコール濃度に応じて燃料噴射量を制御するようにしたものがある。
特開平１０−１９７７５号公報 特開平３−８５３４７号公報

ところで、内燃機関には、ガソリンを使用するガソリンエンジンや、ガソリンとアルコール混合燃料の両方を使用可能なエンジンの他に、軽油を使用するディーゼルエンジンがある。近年、運転者が自分で燃料を給油するセルフスタンドが増加しているため、運転者がガソリンエンジンの車両に誤って使用不可の燃料である軽油を給油してしまう可能性がある。ガソリンエンジンの車両に誤って軽油を給油しても、最初のうちは燃料タンクからエンジンまでの燃料配管内に残っているガソリンがエンジンに供給されるため、暫くはエンジンを正常に運転できるが、その後、燃料配管内に残ったガソリンが消費されて、軽油が混入した燃料がエンジンに供給され始めると、エンジンの燃焼状態が悪化してエンジン回転が不安定となり、ドライバビリティが悪化して、最終的に、エンジンが停止して走行不能に至るという問題が発生する。従って、ガソリンエンジンの車両に誤って軽油を給油した場合には、できるだけ早急に燃料入り替え処置（燃料の抜き取りや燃料供給系の洗浄等）を行うことが望まれる。

しかし、上記従来技術は、内燃機関に適応した正しい燃料が給油されていることを前提として、その正しい燃料の性状やアルコール濃度に応じて燃料噴射量を制御する技術であるため、内燃機関に適応してしない使用不可の燃料が誤給油されても、その誤給油を運転者に知らせることができない。その結果、運転者は、誤給油を知らずに走行困難な状況になるまで走行し続けてしまうという問題があった。

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、従って本発明の目的は、内燃機関に適応してしない使用不可の燃料が誤給油されたときに、その誤給油を速やかに運転者に知らせることができる車両の制御装置及び燃料性状検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関を搭載した車両の制御装置において、燃料タンクから前記内燃機関に供給する燃料の性状を検出する燃料性状検出手段と、前記燃料性状検出手段の検出結果に基づいて前記燃料タンク内に使用不可の燃料が誤給油されているか否かを判定する誤給油判定手段と、前記誤給油判定手段により使用不可の燃料の誤給油と判定されたときに運転者に警告する警告手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、内燃機関に適応してしない使用不可の燃料が誤給油されると、その燃料の性状を検出する燃料性状検出手段の検出結果に基づいて誤給油であると判定して運転者に警告することができる。これにより、使用不可の燃料が誤給油されたときに、その誤給油を速やかに運転者に知らせることができ、運転者に早急に燃料を入り替えるように促すことができる。

この場合、請求項２のように、燃料性状検出手段は、燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサを備え、この屈折率センサで検出した屈折率に基づいて使用不可の燃料の誤給油であるか否かを判定するようにすると良い。

一般に、ガソリンは、密度（比重）が軽油よりも小さいため、軽油よりもガソリンの方が屈折率が小さくなる（図３参照）。この特性を利用して、燃料の屈折率を検出することで、ガソリンと軽油とを判別することができるので、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのいずれの場合であっても、使用不可の燃料の誤給油であるか否かを判定することができる。

また、ガソリンエンジンの中には、ガソリンとアルコールとを混合したアルコール混合燃料（アルコール１００％の燃料も含む）も使用可能に構成されたエンジンがあるが、アルコール混合燃料は、屈折率が軽油とほぼ同じ領域になるため（図３参照）、屈折率ではアルコール混合燃料と軽油とを精度良く判別することが困難である。

一般に、図２に示すように、アルコール混合燃料は、透過率がガソリンや軽油より低いため、透過率を用いれば、アルコール混合燃料とそれ以外の性状の燃料とを判別することができる。

そこで、請求項３のように、燃料性状検出手段を、燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサと燃料の光の透過率を検出する透過率センサとから構成し、屈折率センサで検出した屈折率と透過率センサで検出した透過率とに基づいて使用不可の燃料の誤給油であるか否かを判定するようにしても良い。このようにすれば、燃料の屈折率と透過率との組み合わせによりガソリンと軽油とアルコール混合燃料とを判別することができる。

具体的には、ガソリンとアルコール混合燃料の両方を使用可能な内燃機関の場合は、請求項４，１２のように、屈折率センサと透過率センサを備え、屈折率センサで検出した燃料の光の屈折率に基づいてガソリンとそれ以外の性状の燃料とを判別すると共に、透過率センサで検出した燃料の光の透過率に基づいてアルコール混合燃料とそれ以外の性状の燃料とを判別し、これら２つの判別結果に基づいて使用不可の燃料（軽油）の誤給油であるか否かを判定するようにすれば良い。これにより、軽油の誤給油を精度良く検出することができる。

例えば、ガソリンエンジンの車両に、使用不可の燃料である軽油を誤給油しても、最初のうちは燃料タンクから内燃機関までの燃料配管内に残っているガソリンが内燃機関に供給されるため、暫くは内燃機関を正常に運転できるが、その後、燃料配管内に残ったガソリンが消費されて、軽油が混入した燃料が内燃機関に供給され始めると、内燃機関の燃焼状態が悪化して内燃機関の回転が不安定となり、出力が低下するため、運転者はアクセルを踏み増しして出力を増加させようとする。更に、自動変速機を搭載した車両の場合、アクセルの踏み増しによる自動変速機のダウンシフト（いわゆるキックダウン）によって内燃機関の回転速度が上昇することがある。このようにして内燃機関の高負荷・高回転運転が継続されると、燃料配管内に残存する正しい燃料がより短い時間で消費されてしまい、退避走行可能な距離が短くなってしまう。また、道路状況等によって車両を減速又は停止させる際に運転者がアクセルを戻して内燃機関がアイドル運転状態になると、誤給油による内燃機関の燃焼不良によってアイドル回転速度が不安定になって最悪の場合にはエンジンストール（いわゆるエンスト）に至る可能性がある。

このような事情を考慮して、請求項５のように、使用不可の燃料の誤給油であると判定されたときに、燃料性状検出手段で検出した燃料性状に対応した退避走行用制御を退避走行用制御手段により実行するようにしても良い。このようにすれば、使用不可の燃料が誤給油誤されたときに、通常制御から誤給油に対応した退避走行用制御に切り換えて、車両をできるだけ長く安全に退避走行させることができる。

具体的には、請求項６のように、退避走行用制御の際に内燃機関の目標アイドル回転速度を通常よりも高くするアイドルアップ制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを戻して内燃機関がアイドル運転状態になったときに、アイドルアップ制御によりアイドル回転速度の落ち込みを防止してエンストを防止することができる。

また、請求項７のように、退避走行用制御の際に内燃機関のスロットル開度を抑制するスロットル開度抑制制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、スロットル開度抑制制御によりスロットル開度の増加を抑制して、内燃機関の高負荷運転を防止することができる。これにより、燃料配管内に残存する正しい燃料（又は誤った燃料の混入比率が低い燃料）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くすることができる。

更に、請求項８のように、退避走行用制御の際に内燃機関のトルクを抑制するトルク抑制制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、トルク抑制制御によりトルクの増加を抑制して、内燃機関の高負荷運転を防止することができる。これにより、燃料配管内に残存する正しい燃料（又は誤った燃料の混入比率が低い燃料）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くすることができる。

また、請求項９のように、退避走行用制御の際に内燃機関の空燃比をストイキ（理論空燃比）付近に制御するストイキ制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、ストイキ制御により燃料噴射量の増量を抑制することができ、燃料配管内に残存する正しい燃料（又は誤った燃料の混入比率が低い燃料）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くすることができる。

更に、請求項１０のように、退避走行用制御の際にアクセルの踏み増しによる自動変速機のダウンシフトを禁止するようにしても良い。このようにすれば、誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、自動変速機のダウンシフトを禁止して、内燃機関の高回転運転を防止することができる。これにより、燃料配管内に残存する正しい燃料（又は誤った燃料の混入比率が低い燃料）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くすることができる。

また、請求項１１のように、退避走行用制御の際に内燃機関の吸気バルブ及び／又は排気バルブのバルブ開閉特性を変化させる可変バルブ制御と排出ガスの一部を吸気系に還流させる排出ガス還流制御の少なくとも一方を禁止するようにしても良い。このようにすれば、誤給油での退避走行中に、可変バルブ制御や排出ガス還流制御の影響で内燃機関の燃焼状態が悪化することを防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態をガソリン車（ガソリンエンジンを搭載した車両）に適用して具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御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１１の吸気管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、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６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に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられている。各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２９が取り付けられている。また、クランク軸２７の外周側には、クランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

エンジン１１は、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジンであるが、エタノールやメタノール等のアルコール、或はアルコールとガソリンとを混合した燃料も使用可能であり、これらのアルコールを含んだアルコール混合燃料又はガソリンをエンジン１１に供給するようになっている。燃料を貯溜する燃料タンク３０内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ３１が設けられている。この燃料ポンプ３１から吐出される燃料は、燃料配管３２を通してデリバリパイプ３３に送られ、このデリバリパイプ３３から各気筒の燃料噴射弁２１に分配される。燃料配管３２のうちの燃料ポンプ３１付近には、フィルタ３４とプレッシャレギュレータ３５が接続され、このプレッシャレギュレータ３５によって燃料ポンプ３１の吐出圧が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管３６により燃料タンク３０内に戻されるようになっている。

また、燃料配管３２のうちの燃料ポンプ３１付近（つまり燃料タンク３０付近）には、エンジン１１に供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出装置３７が接続されている。この燃料性状検出装置３７には、燃料の光の透過率を検出する透過率センサ３８（燃料性状検出手段）と、燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサ３９（燃料性状検出手段）とが内蔵されている。尚、透過率センサ３８と屈折率センサ３９とを別々の位置に設けるようにしても良い。

上述した各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４０に入力される。このＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。

ところで、ガソリンエンジン１１の車両（以下「ガソリン車」という）に、使用不可の燃料である軽油が誤給油された場合、最初のうちは燃料タンク３０からエンジン１１までの燃料配管３２内に残存するガソリンがエンジン１１に供給されるため、暫くはエンジン１１を正常に運転できるが、その後、燃料配管３２内に残ったガソリンが消費されて、軽油が混入した燃料がエンジン１１に供給され始めると、エンジン１１の燃焼状態が悪化してエンジン回転が不安定となり、ドライバビリティが悪化して、最終的に、エンジンが停止して走行不能に至るという問題が発生する。従って、ガソリン車に誤って軽油を給油した場合には、できるだけ早急に燃料入り替え処置（燃料の抜き取りや燃料供給系の洗浄等）を行うことが望まれる。

そこで、ＥＣＵ４０は、後述する図４乃至図６の各ルーチンを実行することで、次のような制御を行う。まず、透過率センサ３８で検出した燃料の透過率と、屈折率センサ３９で検出した燃料の屈折率とを用いて、ガソリン（正しい燃料）に軽油（使用不可の燃料）が混入した軽油混入状態（誤給油）であるか否かを判定する。

図３に示すように、ガソリンは、密度（比重）が軽油よりも小さいため、軽油よりもガソリンの方が屈折率が小さくなるため、ガソリンに誤って軽油が混入すると屈折率が高くなる。また、アルコール混合燃料は、屈折率が軽油とほぼ同じ領域になるため、屈折率ではアルコール混合燃料と軽油とを精度良く判別することが困難であるが、図２に示すように、アルコール混合燃料は、透過率がガソリンや軽油より低いため、透過率を用いれば、アルコール混合燃料とそれ以外の性状の燃料とを判別することができる。

これらの特性を利用して、本実施例では、まず、燃料の透過率を所定値Ｔ1 （例えば、アルコール混合燃料の透過率の上限値付近に設定した値）と比較して、燃料の透過率が所定値Ｔ1 以下であるか否かで、燃料がアルコール混合燃料であるか否かを判定する。その結果、燃料がアルコール混合燃料ではないと判定された場合には、燃料の屈折率を所定値Ｋ1 （例えば、ガソリンの屈折率の上限値付近に設定した値）と比較して、燃料の屈折率が所定値Ｋ1 以下であるか否かで、燃料がガソリンであるか、ガソリンに軽油が混入した軽油混入状態（軽油の誤給油）であるかを判定する。

その結果、軽油混入状態（軽油の誤給油）であると判定された場合には、運転席のインストルメントパネルに設けられた誤給油警告ランプ４１を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に「誤給油」を警告表示して運転者に警告する。これにより、軽油が誤給油されたことを運転者に早期に知らせることができる。

更に、軽油混入状態であると判定された場合には、通常制御から軽油混入状態に対応した退避走行用制御に切り換えることで、軽油混入状態での退避走行中に、エンジン１１の高負荷運転や高回転運転を防止する。これにより、燃料配管３２内に残存するガソリン（又は軽油の混入比率の低いガソリン）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くして、車両をできるだけ長く安全に退避走行させることができるようにする。
以下、ＥＣＵ４０が実行する図４乃至図６に示す各ルーチンの処理内容を説明する。

［給油燃料判定ルーチン］
図４に示す給油燃料判定ルーチンは、ＥＣＵ４０の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう誤給油判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、燃料性状検出装置３７が正常である（透過率センサ３８と屈折率センサ３９が両方とも正常である）か否かを、図示しないセンサ異常診断ルーチンによる異常診断結果に基づいて判定する。

このステップ１０１で、燃料性状検出装置３７が正常である（透過率センサ３８と屈折率センサ３９が両方とも正常である）と判定されれば、ステップ１０２に進み、透過率センサ３８で検出した燃料の透過率を読み込むと共に、屈折率センサ３９で検出した燃料の屈折率とを読み込む。

この後、ステップ１０３に進み、燃料の透過率が所定値Ｔ1 よりも高いか否かを判定する。ここで、所定値Ｔ1 は、例えば、アルコール混合燃料の透過率の上限値付近に設定した値である（図２参照）。

このステップ１０３で、燃料の透過率が所定値Ｔ1 以下であると判定された場合には、ステップ１０５に進み、燃料がアルコール混合燃料であると判定した後、ステップ１０６に進み、後述する図６のアルコール混合燃料用制御ルーチンを実行して、燃料のアルコール濃度に応じた制御を実行する。

一方、上記ステップ１０３で、燃料の透過率が所定値Ｔ1 よりも高いと判定された場合には、燃料がアルコール混合燃料ではない（ガソリン又は軽油）と判断して、ステップ１０４に進み、燃料の屈折率が所定値Ｋ1 よりも高いか否かを判定する。ここで、所定値Ｋ1 は、例えば、ガソリンの屈折率の上限値付近に設定した値である（図３参照）。

このステップ１０４で、燃料の屈折率が所定値Ｋ1 以下であると判定された場合には、ステップ１０８に進み、燃料がガソリンであると判定した後、ステップ１０９に進み、通常制御（ガソリン用の制御）を実行する。

これに対して、上記ステップ１０３で燃料の透過率が所定値Ｔ1 よりも高いと判定され、且つ、上記ステップ１０４で燃料の屈折率が所定値Ｋ1 よりも高いと判定された場合には、ステップ１１０に進み、燃料がガソリンに軽油が混入した軽油混入状態（誤給油の誤給油）であると判定した後、ステップ１１１に進み、後述する図５の退避走行用制御ルーチンを実行して、軽油混入状態に対応した退避走行用制御を実行する。

一方、上記ステップ１０１で、燃料性状検出装置３７が異常である（透過率センサ３８と屈折率センサ３９の少なくとも一方が異常である）と判定された場合には、ステップ１０７に進み、運転席のインストルメントパネルに設けられたセンサ異常警告ランプ（図示せず）を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に「センサ異常」を警告表示して運転者に警告する。この後、ステップ１０８に進み、燃料がガソリンであると仮判定した後、ステップ１０９に進み、通常制御（ガソリン用の制御）を実行する。

［退避走行用制御ルーチン］
図５に示す退避走行用制御ルーチンは、前記図４の給油燃料判定ルーチンのステップ１１１で実行されるサブルーチン（軽油の誤給油であると判定されたときに実行されるサブルーチン）である。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、運転席のインストルメントパネルに設けられた誤給油警告ランプ４１を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に「誤給油」を警告表示して運転者に警告する。これにより、軽油が誤給油されたことを運転者に早期に知らせる。このステップ２０１の処理が特許請求の範囲でいう警告手段としての役割を果たす。

この後、ステップ２０２に進み、屈折率センサ３９で検出した燃料の屈折率に基づいて燃料の軽油濃度を算出する。この場合、例えば、燃料の屈折率と燃料密度との関係（図３参照）を規定したマップ等を用いて、燃料の屈折率に応じた燃料密度を算出し、この燃料密度から軽油濃度を算出する。或は、燃料の屈折率と軽油濃度との関係を規定したマップ等を用いて、燃料の屈折率に応じた軽油濃度を直接算出するようにしても良い。

この後、軽油混入状態に対応した退避走行用制御を次のようにして実行する。まず、ステップ２０３で、エンジン１１の目標アイドル回転速度を通常よりも高くするアイドルアップ制御を実行する。この場合、燃料の軽油濃度に応じた目標アイドル回転速度をマップ等により算出して、燃料の軽油濃度が高くなるほど目標アイドル回転速度を高くする。或は、目標アイドル回転速度を予め設定した所定値（通常よりも高い値）に固定して、演算処理を簡略化するようにしても良い。このアイドルアップ制御により、軽油誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを戻してエンジン１１がアイドル運転状態になったときに、アイドル回転速度の落ち込みを防止してエンストを防止する。

この後、ステップ２０４に進み、エンジン１１の目標スロットル開度をスロットル開度上限ガード値で制限してスロットル開度を抑制するスロットル開度抑制制御を実行する。この場合、燃料の軽油濃度に応じたスロットル開度上限ガード値をマップ等により算出して、燃料の軽油濃度が高くなるほどスロットル開度上限ガード値を低くする。或は、スロットル開度上限ガード値を予め設定した所定値（通常よりも低い値）に固定して、演算処理を簡略化するようにしても良い。このスロットル開度抑制制御により、軽油混入状態での退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、スロットル開度の増加を抑制して、エンジン１１の高負荷運転を防止する。

この後、ステップ２０５に進み、エンジン１１の目標空燃比をストイキ（理論空燃比）に設定して空燃比をストイキに制御するストイキ制御を実行する。このストイキ制御により、軽油誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、燃料噴射量の増量を抑制する。

この後、ステップ２０６に進み、エンジン１１の目標トルクをトルク上限ガード値で制限してトルクを抑制するトルク抑制制御を実行する。この場合、燃料の軽油濃度に応じたトルク上限ガード値をマップ等により算出して、燃料の軽油濃度が高くなるほどトルク上限ガード値を低くする。或は、トルク上限ガード値を予め設定した所定値（通常よりも低い値）に固定して、演算処理を簡略化するようにしても良い。このトルク抑制制御により、軽油誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、トルクの増加を抑制して、エンジン１１の高負荷運転を防止する。

この後、ステップ２０７に進み、アクセルの踏み増しによる自動変速機のダウンシフト（いわゆるキックダウン）を禁止する。これにより、軽油誤給油時の退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、自動変速機のダウンシフトを禁止して、エンジン１１の高回転運転を防止する。

この後、ステップ２０８に進み、エンジン１１の吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング（開閉時期）を変化させるＶＶＴ制御（可変バルブタイミング制御）と、排出ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御（排出ガス還流制御）のいずれか一方又は両方を禁止する。これにより、軽油混入状態での退避走行中に、ＶＶＴ制御やＥＧＲ制御の影響でエンジン１１の燃焼状態が変動することを防止する。

これらのステップ２０３〜２０８の処理が特許請求の範囲でいう退避走行用制御手段としての役割を果たす。

［アルコール混合燃料用制御ルーチン］
図６に示すアルコール混合燃料用制御ルーチンは、前記図４の給油燃料判定ルーチンのステップ１０６で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、透過率センサ３８で検出した燃料の透過率に基づいて燃料のアルコール濃度を算出する。この場合、例えば、燃料の透過率とアルコール濃度との関係（図２参照）を規定したマップ等を用いて、燃料の透過率に応じたアルコール濃度を算出する。

この後、ステップ３０２に進み、排出ガスセンサ２４のヒータ（図示せず）の通電量（発熱量）を抑制するヒータ通電量抑制制御を実行する。
一般に、燃料のアルコール濃度が高くなるほど燃焼によって生成される水分が多くなって排出ガス中の水分が多くなる。また、排出ガスセンサ２４は、ヒータでセンサ素子を加熱して活性化を促進するようにしているが、排出ガス中の水分がセンサ素子に付着すると、ヒータで加熱された高温のセンサ素子が水分の付着による局所冷却（熱歪み）によって割れてしまう素子割れが発生することがある。

そこで、ヒータ通電量抑制制御では、燃料のアルコール濃度に応じたヒータ通電量をマップ等により算出して、燃料のアルコール濃度が高くなるほどヒータ通電量を低くする。これにより、燃料のアルコール濃度が高くなって排出ガス中の水分が多くなるほどヒータ通電量（発熱量）を低くして、排出ガスセンサ２４の素子割れを防止するようにしている。尚、ヒータ通電量を予め設定した所定値（通常よりも低い値）に固定して、演算処理を簡略化するようにしても良い。

この後、ステップ３０３に進み、燃料のアルコール濃度に応じた要求燃圧（要求燃料圧力）をマップ等により算出した後、ステップ３０４に進み、要求燃圧とエンジン回転速度と要求燃料流量とを用いて目標燃圧（目標燃料圧力）を補正する。この後、ステップ３０５に進み、燃圧センサ（図示せず）で検出した実燃圧（実燃料圧力）が目標燃圧に一致するように燃料ポンプ３１を制御した後、ステップ３０６に進み、目標燃圧（又は実燃圧）に応じて燃料噴射弁２１の噴射時間を補正する。

以上説明した本実施例では、透過率センサ３８で検出した燃料の透過率と、屈折率センサ３９で検出した燃料の屈折率とを用いて、ガソリン（正しい燃料）に軽油（使用不可の燃料）が混入した軽油混入状態であるか否かを判定し、軽油混入状態（軽油の誤給油）であると判定された場合には、燃料異常警告ランプ４１（又は警告表示部）で運転者に警告するようにしたので、使用不可の燃料が誤給油されたときに、その誤給油を速やかに運転者に知らせることができ、運転者に早急に燃料を入り替えるように促すことができる。

しかも、本実施例では、アルコール混合燃料と軽油は屈折率がほぼ同じ領域になるという事情を考慮して、まず、燃料の透過率を所定値Ｔ1 と比較して、燃料がアルコール混合燃料であるか否かを判定し、燃料がアルコール混合燃料ではないと判定された場合に、燃料の屈折率を所定値Ｋ1 と比較して、燃料がガソリンであるか、ガソリンに軽油が混入した軽油混入状態であるかを判定するようにしたので、軽油混入状態（軽油の誤給油）を精度良く検出することができる。

尚、燃料の判定方法は、適宜変更しても良く、例えば、まず、燃料の屈折率を所定値と比較して、燃料がガソリンであるかを判定し、燃料がガソリンではないと判定された場合に、燃料の透過率を所定値と比較して、燃料がアルコール混合燃料であるか、ガソリンに軽油が混入した軽油混入状態（軽油の誤給油）であるかを判定するようにしても良い。

また、アルコール混合燃料に適応していないガソリンエンジンでは、透過率センサ３８を省略して、屈折率センサ３９で検出した燃料の屈折率を所定値と比較して、燃料がガソリンであるか、ガソリンに軽油が混入した軽油混入状態（軽油の誤給油）であるかを判定するようにしても良い。

また、本実施例では、燃料配管３２のうちの燃料ポンプ３１付近（つまり燃料タンク３０付近）に、燃料性状検出装置３７（透過率センサ３８と屈折率センサ３９）を配置するようにしたので、軽油が誤給油された後の早い時期に、軽油混入状態（軽油の誤給油）を検出することができると共に、燃料配管３２内にまだ多くのガソリンが残っている状態で軽油の誤給油を検出して運転者に知らせることができ、退避走行可能な距離を長くすることができるという利点もある。

但し、本発明は、燃料性状検出装置３７の設置位置を、燃料ポンプ３１付近に限定するものではなく、それよりも燃料噴射弁２１側の位置であっても良く、勿論、燃料タンク３０内に設置しても良く、要は、燃料タンク３０から燃料噴射弁２１のでの燃料供給経路中の適宜の位置に燃料性状検出装置３７を設置すれば良い。

また、本実施例では、軽油混入状態であると判定された場合の退避走行用制御の際に、エンジン１１の目標アイドル回転速度を通常よりも高くするアイドルアップ制御を実行するようにしたので、軽油混入状態での退避走行中に、運転者がアクセルを戻してエンジン１１がアイドル運転状態になったときに、アイドルアップ制御によりアイドル回転速度の落ち込みを防止してエンストを防止することができる。

更に、本実施例では、軽油誤給油時の退避走行用制御の際に、エンジン１１のスロットル開度を抑制するスロットル開度抑制制御、トルクを抑制するトルク抑制制御、空燃比をストイキに制御するストイキ制御を実行するようにしたので、軽油混入状態での退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、スロットル開度抑制制御によりスロットル開度の増加を抑制すると共にトルク抑制制御によりトルクの増加を抑制して、エンジン１１の高負荷運転を防止することができ、更に、ストイキ制御により燃料噴射量の増量を抑制することができる。これにより、燃料配管３２内に残存するガソリン（又は軽油の混入比率の低いガソリン）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くすることができる。

また、本実施例では、軽油誤給油時の退避走行用制御の際に、アクセルの踏み増しによる自動変速機のダウンシフトを禁止するようにしたので、軽油混入状態での退避走行中に、運転者がアクセルを踏み増ししても、自動変速機のダウンシフトを禁止して、エンジン１１の高回転運転を防止することができる。これによっても、燃料配管３２内に残存するガソリン（又は軽油の混入比率の低いガソリン）の消費率増加を抑制して、退避走行可能な距離を長くすることができる。

また、本実施例では、軽油誤給油時の退避走行用制御の際に、エンジン１１の吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを変化させるＶＶＴ制御や排出ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御を禁止するようにしたので、軽油混入状態での退避走行中に、ＶＶＴ制御やＥＧＲ制御の影響でエンジン１１の燃焼状態が悪化することを防止できる。

尚、エンジン１１の吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量を変化させるＶＶＬ制御（可変バルブリフト制御）を実行するシステムでは、退避走行用制御の際にＶＶＬ制御を禁止するようにしても良い。

また、上記実施例では、本発明をガソリンエンジンを搭載した車両に適用したが、本発明をディーゼルエンジンを搭載した車両に適用して、ガソリン又はアルコールの誤給油を検出するようにしても良い。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 燃料の透過率とアルコール濃度との関係を説明する図である。 燃料の屈折率と燃料密度との関係を説明する図である。 給油燃料判定ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 退避走行用制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 アルコール混合燃料用制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…燃料タンク、３１…燃料ポンプ、３２…燃料配管、３７…燃料性状検出装置、３８…透過率センサ（燃料性状検出手段）、３９…屈折率センサ（燃料性状検出手段）、４０…ＥＣＵ（誤給油判定手段，警告手段，退避走行用制御手段）、４１…誤給油警告ランプ

Claims (12)

1. 内燃機関を搭載した車両の制御装置において、
   燃料タンクから前記内燃機関に供給する燃料の性状を検出する燃料性状検出手段と、
   前記燃料性状検出手段の検出結果に基づいて前記燃料タンク内に使用不可の燃料が誤給油されているか否かを判定する誤給油判定手段と、
   前記誤給油判定手段により使用不可の燃料の誤給油と判定されたときに運転者に警告する警告手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記燃料性状検出手段は、燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサを備え、
   前記誤給油判定手段は、前記屈折率センサで検出した屈折率に基づいて使用不可の燃料の誤給油であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記燃料性状検出手段は、燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサと前記供給燃料の光の透過率を検出する透過率センサとを備え、
   前記誤給油判定手段は、前記屈折率センサで検出した屈折率と前記透過率センサで検出した透過率とに基づいて使用不可の燃料の誤給油であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記内燃機関は、燃料として、ガソリンの他に、ガソリンとアルコールとを混合したアルコール混合燃料（アルコール１００％の燃料も含む）も使用可能に構成され、
   前記誤給油判定手段は、前記屈折率センサで検出した燃料の光の屈折率に基づいてガソリンとそれ以外の性状の燃料とを判別すると共に、前記透過率センサで検出した燃料の光の透過率に基づいてアルコール混合燃料とそれ以外の性状の燃料とを判別し、これら２つの判別結果に基づいて使用不可の燃料の誤給油であるか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記誤給油判定手段により使用不可の燃料の誤給油であると判定されたときに前記燃料性状検出手段で検出した燃料性状に対応した退避走行用制御を実行する退避走行用制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 前記退避走行用制御手段は、前記退避走行用制御の際に前記内燃機関の目標アイドル回転速度を通常よりも高くするアイドルアップ制御を実行することを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。
7. 前記退避走行用制御手段は、前記退避走行用制御の際に前記内燃機関のスロットル開度を抑制するスロットル開度抑制制御を実行することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両の制御装置。
8. 前記退避走行用制御手段は、前記退避走行用制御の際に前記内燃機関のトルクを抑制するトルク抑制制御を実行することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の車両の制御装置。
9. 前記退避走行用制御手段は、前記退避走行用制御の際に前記内燃機関の空燃比をストイキ付近に制御するストイキ制御を実行することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の車両の制御装置。
10. 前記退避走行用制御手段は、前記退避走行用制御の際にアクセルの踏み増しによる自動変速機のダウンシフトを禁止することを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の車両の制御装置。
11. 前記退避走行用制御手段は、前記退避走行用制御の際に前記内燃機関の吸気バルブ及び／又は排気バルブのバルブ開閉特性を変化させる可変バルブ制御と排出ガスの一部を吸気系に還流させる排出ガス還流制御の少なくとも一方を禁止することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の車両の制御装置。
12. 燃料タンクから内燃機関に供給する燃料の性状を検出する燃料性状検出装置において、 燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサと、燃料の光の透過率を検出する透過率センサとを備え、前記屈折率センサで検出した燃料の光の屈折率に基づいてガソリンとそれ以外の性状の燃料とを判別し、前記透過率センサで検出した燃料の光の透過率に基づいてアルコール混合燃料とそれ以外の性状の燃料とを判別することを特徴とする燃料性状検出装置。

Images