JP2009275556A - 内燃機関の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクに設けられた燃料量ゲージの出力に基づいて、燃料タンクへの燃料供給（給油）を正確に検出する。
【解決手段】平滑演算部５１０は、低車速状態（略停車状態時）に、燃料量ゲージ３７０の出力Ｖｆｕｅｌを時間方向に平滑した平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍを算出する。最大／最小処理部５３０は、低車速状態が所定時間以上継続した低速継続状態時を通じた、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍの最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮを算出する。基準設定部５４０は、ＩＧオフに応答して当該運転期間における平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮを、次回の給油判定の基準値ＶｆＳＴＰ（給油無時）として記憶する。給油判定部５５０は、低速継続状態時に、最大／最小処理部５３０によって平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸが更新されると、更新された最大値ＶｆＭＡＸと、基準設定部５４０による基準値ＶｆＳＴＰとの比較に基づいて、給油の有無を判定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の制御システムに関し、より特定的には、燃料タンクへの燃料供給を検出する技術に関する。

内燃機関の制御システムでは、燃料タンクに設けられた燃料量ゲージの出力に基づいて、燃料残存量が検知される。そして、エンジン制御の一環として、燃料タンクへの燃料供給（給油）の有無を判定する必要が生じる場面がある。

たとえば、特開２００７−１０５７４号公報（特許文献１）には、燃料タンク内の燃料レベルに応じた電圧を出力する燃料レベルゲージの故障診断装置として、燃料レベルゲージの出力と燃料噴射量積算値との相関によって燃料レベルゲージの異常を診断する際に、異常の判定を介するトリガとなる燃料噴射量積算値の判定値を、燃料レベルに応じて複数有することが記載されている。そして、特許文献１では、燃料噴射量積算値の初期化処理を行なうべき状況として、バッテリクリア時および診断終了時に加えて給油時を想定しているため、給油有無を判定する必要がある。

特許文献１では、このような給油の検出手法として、エンジン停止時の燃料レベル平均値と、エンジン始動時の燃料レベル平均値との差が給油時判定値を超えているか否かの判断に基づいて、給油の有無を判定することが記載されている。
特開２００７−１０５７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された給油の検出手法では、エンジン停止時の燃料レベル平均値を、給油無の場合に対応した基準値として判定を行なうため、車両運転の開始時および終了時の運転状態によっては、給油有無を正確に判定できない可能性がある。

より具体的には、車両を急停車させて即エンジンを停止した場合には、燃料液面レベルが不安定な状態において、エンジン停止時の燃料レベル平均値を求めることとなるため、基準値を正確に設定できない可能性がある。また、エンジンを停止させることなく、アイドリング状態のままで給油した場合にも、これを検出できない。あるいは、エンジン始動後に即車両を急発進させた場合にも、燃料タンク内の燃料液面が不安定な状態であるため、誤判定のおそれがある。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、燃料タンクに設けられた燃料量ゲージの出力に基づいて、燃料タンクへの燃料供給（給油）を正確に検出することが可能な内燃機関の制御システムを提供することである。

この発明による内燃機関の制御システムは、燃料量検出器と、平滑演算部と、低速継続状態検出部と、演算処理部と、給燃判定部とを備える。燃料量検出器は、燃料タンク内の燃料残存量を検出する。平滑演算部は、車両速度が所定速度未満の低速領域であるときに、燃料量検出器の出力値を時間方向に平滑した出力平滑値を算出する。低速継続状態検出部は、低速領域が所定時間を超えて継続した低速継続状態であることを検出する。演算処理部は、エンジン始動からエンジン停止までの間における低速継続状態を通じた出力平滑値の最大値および最小値を逐次算出する。基準設定部は、エンジン停止に応答して、その時点での演算処理部による最小値に従って基準値を更新し記憶する。給燃判定部は、低速継続状態時に、演算処理部による最大値と、基準設定部が記憶する基準値との比較に基づいて、燃料タンクへの燃料供給を検出するように構成される。

たとえば、基準設定部は、イグニッションスイッチのオフに応答して、その時点での演算処理部による最小値に従って基準値を更新かつ記憶し、演算処理部は、イグニッションスイッチのオンに応答して、最大値および最小値を一旦初期化する。

上記内燃機関の制御システムによれば、運転中の所定速度未満の低速領域（略停車状態）が所定時間を超えて継続した状態、すなわち燃料液面レベルが安定したと推定される状態時を通じた燃料量検出器出力の最小値に基づいて、燃料供給（給油）の有無を判定する基準値を設定するとともに、この基準値と最大値との比較によって給油を検出できる。このため、運転開始時および終了時の車両運転状態に左右されず、燃料液面レベルが安定した状態での燃料量検出器出力を用いて、給油を正確に検出できる。

好ましくは、給燃判定部は、エンジン始動後に、車両速度が一旦所定速度以上となった後で低速継続状態が検出された場合には、演算処理部による最大値および最小値の比較に基づいて、燃料タンクへの燃料供給を検出する。

このようにすると、エンジンを停止させないままで燃料供給が行なわれることによって、基準更新部による基準値の更新が正常に実行できなかった場合にも、出力平滑値の最小値が燃料消費を反映して更新されることを利用して、以降の車両運転中における低速継続状態時に給油検出のための判定を実行できる。

あるいは好ましくは、給燃判定部は、低速継続状態が未検出のままで車両速度が所定速度以上となったときに、燃料量検出器のその時点での出力値と、基準設定部が記憶する基準値との比較に基づいて、燃料タンクへの燃料供給を検出する。

このようにすると、エンジン始動後の急発進等によって低速継続状態を運転開始時に確保できなかった場合にも、車両運転中にバックアップ的に給油検出のための判定を実行できる。

また好ましくは、制御システムは、運転中における燃料噴射量を積算する積算部をさらに備える。そして、給燃判定部は、エンジン始動後に、低速継続状態が未検出のまま車両速度が所定速度以上となった状態の後に、低速継続状態が検出されたときには、積算部による燃料噴射量積算値によって演算処理部による最大値を補正するとともに、この補正した最大値と、基準設定部が記憶する基準値との比較に基づいて、燃料タンクへの燃料供給を検出する。

このようにすると、エンジン始動後の即座の車両発進によって低速継続状態を運転開始時に確保できなかった場合にも、以降の車両運転中における停車時（低速状態時）を利用して、給油検出のための判定を実行できる。

この発明によれば、燃料タンクに設けられた燃料量ゲージの出力に基づいて、燃料タンクへの燃料供給（給油）を正確に検出することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う内燃機関の制御システムの概略構成図である。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではなく、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジンなど、種々の形式のエンジンに適用可能である。

図１を参照して、エンジン１０は、たとえば、ガソリンに加えてアルコール（エタノール）を含有する燃料により駆動する内燃機関である。エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続される。吸気ダクト４０内には電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置される。各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。

各気筒１１２に対しては、点火プラグ１１０、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するインジェクタ１２０がそれぞれ設けられている。点火プラグ１１０およびインジェクタ１２０はＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００の出力信号に基づいて制御される。

各インジェクタ１２０は、デリバリパイプ１３０に接続されており、デリバリパイプ１３０は燃料圧レギュレータ１４０を介して、電動モータ駆動式の燃料ポンプ１５０に接続されている。燃料圧レギュレータ１４０は燃料ポンプ１５０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、燃料ポンプ１５０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがってインジェクタ１２０に供給されている燃料圧が設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。

燃料タンク２００には、燃料ポンプ１５０に接続されたパイプ２１０が挿入されている。燃料ポンプ１５０は、パイプ２１０を介して燃料タンク２００内の燃料を吸い上げる。燃料ポンプ１５０の回転数が大きいほど、燃料の吸入量が大きくなる。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、クロック３１０、ＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０およびＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０を備えている。あるいは、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００の一部について、ハードウェア（電子回路）で構成してもよい。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、水温センサ３５０の出力電圧が入力される。水温センサ３５０は、エンジンの冷却水の温度（水温）に比例した出力電圧を発生する。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、エンジン回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ３６０から信号が入力される。

また、三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ３９０が取付けられる。この空燃比センサ３９０の出力電圧は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００へ入力される。なお、空燃比センサ３９０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ３９０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオンオフ的に検出するＯ₂センサを用いてもよい。

燃料タンク２００には、燃料タンク２００の燃料残存量を検出する燃料量ゲージ（燃料量検出器）３７０が設けられる。燃料量ゲージ３７０の出力信号Ｖｆｕｅｌは、燃料タンク２００内の燃料残存量に応じた電圧を示し、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００に入力される。なお、以下では、説明を簡略化するために、出力信号Ｖｆｕｅが示す値を、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌとも称する。

図２は、本発明の実施の形態１に従う内燃機関の制御システムにおける燃料供給の有無を判定するシステムの構成を示す概略ブロック図である。なお、以下では、燃料タンク２００への燃料供給については単に「給油」とも称し、燃料供給の有無の判定については「給油判定」とも称することとする。

図２を参照して、給油判定システム５００は、平滑演算部５１０と、低速継続状態検出部５２０と、最大／最小処理部５３０と、基準設定部５４０と、給油判定部５５０とを含む。なお、図２の各機能ブロック５１０〜５５０を含め、以降の各機能ブロック図に記載される機能ブロックの各々は、図１に示したＥＦＩ−ＥＣＵ３００内の当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＦＩ−ＥＣＵ３００がソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。

平滑演算部５１０は、図示しない車速センサによって検出された車速Ｖに従って、車速Ｖが所定の判定速度よりも低い低速状態のときに、燃料量ゲージ３７０からの燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌを時間方向に平滑して、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍを算出する。時間方向の平滑演算は、たとえば、下記（１）式に従って実行される。

Ｖｆｌｓｍ＝Ｖｆｌｓｍ′＋（Ｖｆｕｅｌ−Ｖｆｌｓｍ′）／ｎ …（１）
（１）式において、Ｖｆｌｓｍ′は、前回の平滑ゲージ出力を示し、ｎは所定の係数を示す（ｎ＞１）。ｎが大きい程、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌを反映した平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍの更新度合は小さくなり、時間方向のなまし度合が大きくなる。このような平滑処理により、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌのノイズによる誤判定を防止できる。

低速継続状態検出部５２０は、上記低速状態が所定の判定時間以上継続した低速継続状態時に、車速フラグＸｓｐｄをオフする。なお、車速フラグＸｓｐｄは、低速継続状態時以外では、オンに設定される。車速フラグＸｓｐｄのオフは、燃料タンク２００内の燃料液面レベルが安定している状態を推定するものとする。すなわち、車両がほぼ停止した状態（すなわち低速状態）が、一定時間（好ましくは数秒程度）継続したときに車速フラグＸｓｐｄがオフされるように、上記判定速度および判定時間は設定される。

最大／最小処理部５３０は、車速フラグＸｓｐｄがオフされた期間（低速継続状態時）を通じて、平滑演算部５１０により算出された平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍの最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮを算出する。すなわち、車速フラグＸｓｐｄのオン時には、最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮの更新は、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍに関らず非実行とされる。このように、最大／最小処理部５３０は、「演算処理部」に対応する。

平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮは、エンジン始動、すなわち、イグニッションスイッチのオンに応答して一旦クリアされる。この結果、最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮは、運転期間中における、低速継続状態時、すなわち、燃料タンク２００の燃料液面レベルが安定している期間を通じての平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍの最大値および最小値を示すこととなる。

燃料タンク２００の燃料残存量は運転中の燃料噴射に従って減少していくため、基本的には、最大値ＶｆＭＡＸは、エンジン始動時における平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍに対応することとなる。したがって、最大値ＶｆＭＡＸは、停車中に給油された場合には、給油により燃料が増加した状態での燃料残存量を示すものとなる。一方、最小値ＶｆＭＩＮは、エンジン停止時における平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍに対応することとなる。すなわち、最小値ＶｆＭＩＮは、運転期間での燃料消費を反映した燃料残存量を示すものとなる。

基準設定部５４０は、イグニッションスイッチ３０４のオンオフを示すイグニッション信号ＩＧがオンからオフに変化したときに、当該運転期間における平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮを、次回の給油判定の基準値ＶｆＳＴＰとして記憶する。基準値ＶｆＳＴＰは、エンジン停止時における燃料タンク２００内の燃料残量に対応する。このように、基準設定部５４０は、エンジン停止毎に基準値ＶｆＳＴＰを更新し記憶する。記憶された基準値ＶｆＳＴＰは、次回のエンジン始動時における給油無のときの燃料残存量に対応する値（すなわち、基準値）として、以降の給油判定に用いられる。

給油判定部５５０は、車速フラグＸｓｐｄのオフ時（低速継続状態時）に、最大／最小処理部５３０によって平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸが更新されると、更新された最大値ＶｆＭＡＸと、基準設定部５４０に記憶されている基準値ＶｆＳＴＰとの比較に基づいて、給油の有無を判定する。給油判定部５５０は、「給燃判定部」に対応する。

たとえば、給油判定部５５０は、燃料増加率ＲＶｆ（ＲＶｆ＝ＶｆＭＡＸ／ＶｆＳＴＰ）を算出することによって、給油の有無を判定する。そして、燃料増加率ＲＶｆが所定値より大きいときに、給油判定フラグＦＲＥｆがオンされる。あるいは、給油判定部５５０による判定は、燃料増加率ＲＶｆの算出に止めてもよい。

次に、図２に示した給油判定システムによる制御処理手順を図３および図４のフローチャートを用いて説明する。

図３を参照して、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ１００により、図２に示した最大／最小処理部５３０で算出される平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮを初期化する。具体的には、最小値ＶｆＭＩＮの初期値は、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌの変化範囲の最大値に相当するＫＶＭＡＸに設定され、最大値ＶｆＭＡＸは、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌの変化範囲の最小値に相当するＫＶＭＩＮに設定される。

なお、図３のフローチャートによる処理は、イグニッションスイッチ３０４のオンによるＥＦＩ−ＥＣＵ３００の起動時に初期化処理として実行される。これに対して、図４に示す処理は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００によって、運転期間中に所定周期で繰返し実行される。

図４を参照して、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１０により、車速Ｖおよび判定速度Ｖｓの比較により、低速状態であるかどうかを判定する。そして、Ｖ≧Ｖｓのとき（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、すなわち、車両走行時には、ステップＳ１２０に処理を進める。ステップＳ１２０では、車速フラグＸｓｐｄがオンされるとともに、低速状態の継続時間を計測するためのカウント値Ｃｓｐｄが０にクリアされる。

これに対して、Ｖ＜Ｖｓのとき、すなわち低速状態であるとき（Ｓ１１０のＮＯ判定時）には、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ１５０に処理を進めて、カウント値Ｃｓｐｄをインクリメントする。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ１６０により、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌを上記（１）式に従って時間方向に平滑化して、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍを算出する。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、低速状態時には、さらにステップＳ１７０により、カウント値Ｃｓｐｄが判定値Ｃｔに達したかどうかを判定する。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、カウント値Ｃｓｐｄ≧Ｃｔのとき（Ｓ１７０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１８０に処理を進めて、車速フラグＸｓｐｄをオフする。上述のように、判定速度Ｖｓおよび判定期間Ｃｔは、車速フラグＸｓｐｄのオフ時に、燃料タンク２００の燃料液面レベルが安定した状態となるように、実験結果等に基づいて予め設定される。

さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ１９０により、車速フラグＸｓｐｄがオフであるか否かを判定する。そして、車速フラグＸｓｐｄのオフ時（Ｓ１９０のＹＥＳ判定時）すなわち、燃料液面レベル安定時には、以下のステップＳ２００〜Ｓ２４０の処理を実行する。

ステップＳ１５０〜Ｓ１９０から理解されるように、低速状態時には、ステップＳ１６０により、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍが算出されることになる。すなわち、ステップＳ１６０による処理は、図２の平滑演算部５１０の機能に対応する。また、ステップＳ１５０，Ｓ１７０，Ｓ１８０による処理は、図２の低速継続状態検出部５２０の機能に対応する。

ただし、非低速状態時（Ｖ≧Ｖｓ）に加えて、低速状態であってもその継続時間が判定値Ｃｔに相当する所定時間よりも短い間は、車速フラグＸｓｐｄがオン状態（Ｓ１９０がＮＯ判定）であるので、ステップＳ２００〜Ｓ２４０の処理は実行されないことになる。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、車速フラグＸｓｐｄがオンおよびオフのいずれであっても、ステップＳ１３０によってイグニッション信号がオンからオフに変化したことが検知されると（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１４０によって、その時点での平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮを基準値ＶｆＳＴＰとして記憶する。すなわち、基準値ＶｆＳＴＰは、エンジン停止時における燃料残存量に相当する値として、ＩＧオフ毎に更新される。このように、ステップＳ１４０による処理は、図２の基準設定部５４０の機能に対応する。

次に、車速フラグＸｓｐｄのオフ時に実行されるステップＳ２００〜Ｓ２４０の処理について詳細に説明する。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、車速フラグＸｓｐｄのオフ時（Ｓ１９０のＹＥＳ判定時）には、処理をステップＳ２００に進める。ステップＳ２００では、ステップＳ１６０で算出された平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍと、これまでの平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸとが比較される。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、Ｖｆｌｓｍ＞ＶｆＭＡＸのとき（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２１０およびＳ２２０を実行する。一方、Ｖｆｌｓｍ≦ＶｆＭＡＸのとき（Ｓ２００のＮＯ判定時）には、ステップＳ２１０およびステップＳ２２０の処理はスキップされる。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ２１０により、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍに従って平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸを更新する。さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、最大値ＶｆＭＡＸの更新に伴って、ステップＳ２２０により、更新された最大値ＶｆＭＡＸと、基準値ＶｆＳＴＰとの比である、燃料増加率ＲＶｆを算出する。上述のように、基準値ＶｆＳＴＰは、前回のＩＧオフに応答してステップＳ１４０により設定された、前回のエンジン停止時における燃料残存量に相当する値である。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ２３０およびＳ２４０により、平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮの更新処理を行なう。具体的には、ステップＳ２３０では、ステップＳ１６０で算出された平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍと、これまでの平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮとが比較される。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、Ｖｆｌｓｍ＜ＶｆＭＩＮのとき（Ｓ２３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２４０により、平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍに従って平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮを更新する。一方、Ｖｆｌｓｍ≧ＶｆＭＩＮのとき（Ｓ２３０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２４０の処理はスキップされるので、最小値ＶｆＭＩＮは維持される。

このように、ステップＳ２００、Ｓ２１０、Ｓ２３０およびＳ２４０による処理によって、図２に示した最大／最小処理部５３０の機能が実現されて、運転期間中における、低速継続状態時、すなわち、燃料タンク２００の燃料液面レベルが安定している期間を通じての平滑ゲージ出力Ｖｆｌｓｍの最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮを逐次算出することができる。

そして、ステップＳ２２０によって燃料増加率ＲＶｆを算出することによって、図２の給油判定部５５０の機能が実現される。

最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮの更新は低速継続状態時（車速フラグＸｓｐｄのオフ時）にのみ実行されるため、車両運転状態に左右される不安定な値となることがない。

したがって、本発明の実施の形態１に従う内燃機関の制御システムによれば、エンジン停止毎に最小値ＶｆＭＩＮに従って更新された基準値ＶｆＳＴＰと、次回のエンジン運転中に算出された最大値ＶｆＭＡＸとに基づいて、給油検出のための判定を正確に実行できる。特に、車両運転状態の影響による誤判定を防止できる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、エンジン停止時（イグニッションスイッチのオフ時）に給油が行なわれることを前提としたが、実際には、停車しているもののエンジンはアイドリング状態に維持された状態で、すなわちイグニッションスイッチがオンされたままで給油されるケースも想定される。

実施の形態２ではこのようなケースにも対処可能な給油判定システムについて説明する。

なお、以降で説明する各実施の形態において、内燃機関の制御システム構成については実施の形態１と同様であり、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００による給油判定のみが異なる。したがって、実施の形態２を含めて以降の各実施の形態では、実施の形態１との相違点について説明することとし、特に説明しない点については実施の形態１と同様であるものとする。

図５は、本発明の実施の形態２に従う内燃機関の制御システムにおける給油判定システムの構成を説明する機能ブロック図である。

図５を参照して、実施の形態２に従う給油判定システム５００は、図２の構成に加えて、ステータス管理部５６０をさらに含む。ステータス管理部５６０は、低速継続状態の検出（車速フラグＸｓｐｄのオフ）に伴う、燃料増加率ＲＶｆの算出、すなわち給油判定の実行状況を示す変数であるステータスＳＴを管理する。

ステータス管理部５６０は、エンジン始動時にステータスＳＴの値を０（初期値）に設定する。その後、ステータス管理部５６０は、基準値ＶｆＳＴＰに基づく燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）が実行されると、ステータスＳＴの値を０から１に変化させる。さらに、ステータスＳＴ＝０または１の状態から、車速ＶがＶｓ以上となると、ステータスＳＴの値を２に変化させる。すなわち、エンジン始動後に車速ＶがＶｓ以上となるとステータスＳＴの値は２となり、エンジン停止までＳＴ＝２に維持される。

そして、給油判定部５５０は、ステータスＳＴの値に応じて、燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）の態様を、図６に示すように変更する。

図６を参照して、実施の形態２では、図４に示したフローチャートによる処理手順に加えて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステータスＳＴを管理するためのステップＳ３００，Ｓ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３３０の処理と、図４に示したステップＳ２２０による燃料増加率ＲＶｆの算出ができないときに、バックアップ的に燃料増加率ＲＶｆを算出するためのステップＳ３０５，３５０の処理をさらに行なう。すなわち、ステップＳ３００，Ｓ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３３０による処理は、図５のステータス管理部５６０の機能に対応する。また、ステップＳ２２０，Ｓ３０５，Ｓ３５０による処理によって、図５に示した給油判定部５５０（実施の形態２）の機能が実現される。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、車速Ｖ≧Ｖｓである車両走行時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、図４と同様のステップＳ１２０の処理に続いて、ステップＳ３００により、ステータスＳＴ＝０であるかを判定する。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ＳＴ＝０のときには（Ｓ３００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ３０５を実行するとともに、ステップＳ３１０によりステータスＳＴ＝２に設定する。一方、ＳＴ≠０のときには（Ｓ３００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ３０５をスキップした上で、ステップＳ３１０によりステータスＳＴ＝２に設定する。すなわち、運転開始後、一旦低速状態を脱することにより、ＳＴ＝２に設定される。

なお、エンジン始動時にステップＳ２２０による燃料増加率ＲＶｆの算出の機会がないままに車両走行が開始された場合には、ステータスＳＴは０（初期値）のままであるので、ステップＳ３００がＹＥＳ判定とされて、後述するステップＳ３０５による給油判定の機会が確保される。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、低速継続状態の検出（車速フラグＸｓｐｄのオフ）時には、図４と同様の条件で実行されるステップＳ２１０による平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸの更新時には、ステップＳ２２０の実行に先立ってステップＳ３２０によりステータスＳＴの値を確認する。

そして、ステータスＳＴの値が０または１のとき（Ｓ３２０のＹＥＳ判定時）には、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ２２０により、基準値ＶｆＳＴＰに基づく燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）を実行し、かつ、正常な給油判定が実行できたことを示すために、ステップＳ３３０によりステータスＳＴ＝１に設定する。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステータスＳＴの値が２のとき（Ｓ３２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ３５０に処理を進める。ステップＳ３５０では、ステップＳ２２０による燃料増加率ＲＶｆの算出に代えて、下記（２）式に従って燃料増加率ＲＶｆが算出される。

ＲＶｆ＝ＶｆＭＡＸ／ＶｆＭＩＮ …（２）
すなわち、車両走行が開始されて一旦車速Ｖ≧Ｖｓとなった後に、低速継続状態となって給油判定の機会が到来した際には、前回のエンジン停止時の燃料残存量を示す基準値ＶｆＳＴＰに代えて、当該運転期間中での平滑ゲージ出力の最小値ＶｆＭＩＮを用いて給油判定が実行される。

ここで、車両停止時に、エンジンを作動させたまま（アイドリング状態）で給油した場合を想定すると、ステップＳ３５０により燃料増加率ＲＶｆが算出されることになる。この場合には、イグニッションスイッチはオフされていないため、ステップＳ１４０による基準値ＶｆＳＴＰの更新が実行されず、非更新の基準値ＶｆＳＴＰを用いたステップＳ２２０の給油判定では、車両停車中（アイドリング中）における給油を検出できない。したがって、ステップＳ３５０を用いることにより、エンジンを作動させたまま（アイドリング状態）で給油した場合に「給油無」と判定されることを防止できる。

なお、車速フラグＸｓｐｄのオン時には、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ３０５による燃料増加率ＲＶｆの算出機会を確保できる、ステップＳ３０５では、下記（３）式に従って燃料増加率ＲＶｆが算出される。

ＲＶｆ＝Ｖｆｕｅｌ／ＶｆＳＴＰ …（３）
ステップＳ３０５の処理によって、ステップＳ２２０による正常な給油判定が実行できなかった場合にも、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌに基づいて、バックアップ的な給油判定を実行できる。このようにすると、現時点での燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌに基づく給油判定によっても、エンジン始動直後の段階で給油を検出することが期待できる。なお、エンジン始動の際に、ステップＳ２２０による基準値ＶｆＳＴＰに基づく燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）が実行できた場合には、ＳＴ＝１に設定されることによりステップＳ３００がＮＯ判定となるので、上述のようにステップＳ３０５による燃料増加率ＲＶｆの算出はスキップされる。

なお、ステップＳ３０５による燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）は、燃料量ゲージ３７０の出力ノイズの影響が相対的に大きいので、算出された燃料増加率ＲＶｆを時間方向に平滑したり、燃料増加率ＲＶｆが所定値を超える状態が一定時間継続した場合に「給油有」を検出するようにして、誤判定を防止してもよい。

以上説明したように、実施の形態２に従う内燃機関の制御システムによれば、実施の形態１に従う内燃機関の制御システムの効果に加えて、エンジンを作動させたまま（アイドリング状態）で給油した場合に、給油無と誤判定することを防止ができる。また、エンジン始動時に低速継続状態が確保できず、ステップＳ２２０による正常な給油判定が実行できなかった場合にも、エンジン始動直後の段階において、その時点での燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌに基づく給油判定をバックアップ的に実行できる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、イグニッションスイッチのオン後に車両が即座に発進されることにより、低速継続状態が確保できなかったケースに、車両走行の停車タイミングの機会を利用して給油判定を実行可能な制御構成を説明する。

図７は、本発明の実施の形態３に従う内燃機関の制御システムにおける給油判定システムの構成を説明する機能ブロック図である。

図７を参照して、実施の形態３に従う給油判定システム５００は、図２の構成に加えて、ステータス管理部５６０♯および燃料噴射量積算部５７０をさらに含む。

ステータス管理部５６０♯は、給油判定の実行状況を示す変数ＳＴについて、エンジン始動時にステータスＳＴの値を０（初期値）に設定するとともに、基準値ＶｆＳＴＰに基づく燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）が実行されると、ステータスＳＴの値を０から１に変化させる。すなわち、実施の形態３では、ステータスＳＴの値は、ステータス管理部５６０♯によって０または１に設定される。

さらに、ステータス管理部５６０♯は、ステータスＳＴ＝０の状態で車速Ｖ≧Ｖｓとなったときには、エンジン始動時に正常な給油判定が実行されることなく車両走行が開始されたことを示す、判定要求フラグＸｓｐｄｍをオンする。

燃料噴射量積算部５７０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００の起動時からの燃料噴射積算量を積算して、積算値ＦＬＳＵＭを有する。

燃料噴射量積算部５７０は、ＩＧオンに応答して積算値ＦＬＳＵＭの値を初期化（クリア）するとともに、運転期間には、エンジンの運転状態に応じて逐次設定される各時点での燃料噴射量Ｑｎ（ｉ）（ｉは気筒番号を示す）を逐次積算することによって、燃料噴射量積算値ＦＬＳＵＭを算出する。

すなわち、図８のフローチャートに示されるように、実施の形態３では、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、イグニッションスイッチ３０４のオンによる起動時の初期化処理として、図３のステップＳ１００に代えてステップＳ１００♯を実行する。

ステップＳ１００♯では、ステップＳ１００と同様に、平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸおよび最小値ＶｆＭＩＮが初期化されるとともに、燃料噴射量積算値ＦＬＳＵＭが０にクリアされる。

そして、給油判定部５５０は、ステータスＳＴの値および判定要求フラグＸｓｐｄｍに応じて、燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）の態様を、図９に示すように変更する。

図９を参照して、実施の形態３では、図４に示したフローチャートによる処理手順に加えて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステータスＳＴおよび判定要求フラグＸｓｐｄｍを管理するためのステップＳ４００，Ｓ４１０，Ｓ４４０の処理と、判定要求フラグＸｓｐｄｍのオン時に燃料噴射量積算値ＦＬＳＵＭを給油判定に反映するためのステップＳ４２０，Ｓ４３０の処理をさらに行なう。すなわち、ステップＳ４００，Ｓ４１０，Ｓ４４０による処理は、図７のステータス管理部５６０♯の機能に対応する。また、ステップＳ４２０，Ｓ４３０による処理によって、図７に示した給油判定部５５０（実施の形態３）の機能が実現される。

実施の形態３に示す構成では、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１０に先立ってステップＳ１０５を実行する。ステップＳ１０５では、燃料量ゲージ出力Ｖｆｕｅｌが取得可能であるかどうかが判定される。たとえば、イグニッションスイッチ３０４のオン直後には、通信遅れや出力の不安定等によって、ステップＳ１０５はＮＯ判定とされる。したがって、ＩＧオンから所定時間経過後にステップＳ１０５がＹＥＳ判定とされる。

車速Ｖ≧Ｖｓである車両走行時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ４００およびＳ４１０がさらに実行される。ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ４００では、ステータスＳＴの値が０であるかどうかを判断し、ステータスＳＴ＝０のとき（Ｓ４００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ４１０により、判定要求フラグＸｓｐｄｍをオンする。一方、ステータスＳＴ＝１のとき（Ｓ４００のＮＯ判定時）には、ステップＳ４１０の処理はスキップされる。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、図４と同様の条件に従って、ステップＳ２２０による燃料増加率ＲＶｆの算出（給油判定）が実行されると、ステップＳ４４０により、ステータスＳＴの値を１とする。

以上の処理により、判定要求フラグＸｓｐｄｍは、実施の形態１と同様の給油判定（ステップＳ２２０によるＲＶｆの算出）が実行されることなく車両走行が開始された場合に、オンされることになる。

一方、エンジン始動時にステップＳ２２０による燃料増加率ＲＶｆの算出の機会があった場合には、車両走行開始後にステップＳ４１０の処理がスキップされることにより、判定要求フラグＸｓｐｄｍは初期値であるオフに維持される。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００による低速状態（ステップＳ１１０のＮＯ判定時）における処理のうち、ステップＳ１５０〜Ｓ２４０については図４と同様である。そして、実施の形態３では、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、図４と同様の条件で実行されるステップＳ２１０による平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸの更新時には、ステップＳ２２０の実行に先立ってステップＳ４２０，Ｓ４３０を実行する。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ４２０では、判定要求フラグＸｓｐｄｍがオンされているかどうかを判定する。判定要求フラグＸｓｐｄｍのオフ時（Ｓ４００のＮＯ判定時）には、ステップＳ４１０はスキップされて、ステップＳ２１０で更新された最大値ＶｆＭＡＸおよび基準値ＶｆＳＴＰを用いて、ステップＳ２２０による給油判定（燃料増加率ＲＶｆの算出）が実行される。上述のように、この給油判定が行なわれるのに応答して、ステップＳ４４０により、ステータスＳＴ＝１に設定される。

一方、判定要求フラグＸｓｐｄｍのオン時（Ｓ４００のＹＥＳ判定時）には、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ４３０により、ステップＳ２１０で更新された平滑ゲージ出力の最大値ＶｆＭＡＸを、この時点までの燃料噴射量積算値ＦＬＳＵＭを用いて修正する。このとき、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ステップＳ２２０では、ステップＳ４３０で補正された最大値ＶｆＭＡＸおよび基準値ＶｆＳＴＰを用いて、給油判定（燃料増加率ＲＶｆの算出）を実行する。

これにより、エンジン始動時に給油判定の機会が確保できなかった場合（判定要求フラグＸｓｐｄｍのオン時）には、車両運転開始後の停車タイミング等を利用して給油判定を行なうことができる。そして、このような給油判定時には、車両走行による燃料消費量を燃料噴射量の積算によって把握するとともに、把握した燃料消費量を反映することによって、判定を正確化できる。

このように、実施の形態３に従う内燃機関の制御システムによれば、実施の形態１に従う内燃機関の制御システムの効果に加えて、イグニッションスイッチのオン後に車両が急発進されることにより、エンジン始動時に正常な給油判定が実行できなかった場合にも、車両走行開始後の停車タイミングを利用することによって、それまでの燃料噴射による燃料消費を反映した給油判定を実行できる。

なお、実施の形態１〜３では、最大値ＶｆＭＡＸと基準値ＶｆＳＴＰとの比である燃料増加率ＲＶｆによる給油判定を行なったが、両者の差である燃料増加量（ＶｆＭＡＸ−ＶｆＳＴＰ）に基づいて、給油判定を実行することも可能である。

また、実施の形態１〜３では、給油検出のニーズを考慮して、エンジン１０はＦＦＶに搭載されることを想定したが、本発明の適用は必ずしもＦＦＶに限定されるものではなく、本発明はその原理上、通常のガソリンエンジンにおける給油有無の判定にも適用可能である点について、確認的に記載する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に従う内燃機関の制御システムの概略構成図である。 本発明の実施の形態１に従う内燃機関の制御システムにおける給油判定システムの構成を説明する機能ブロック図である。 図２に示した給油判定システムによる制御処理手順を示す第１のフローチャートである。 図２に示した給油判定システムによる制御処理手順を示す第２のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に従う内燃機関の制御システムにおける給油判定システムの構成を説明する機能ブロック図である。 図５に示した給油判定システムによる制御処理手順を示す第２のフローチャートである。 本発明の実施の形態３に従う内燃機関の制御システムにおける給油判定システムの構成を説明する機能ブロック図である。 図７に示した給油判定システムによる制御処理手順を示す第１のフローチャートである。 図７に示した給油判定システムによる制御処理手順を示す第２のフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン、２０ インテークマニホールド、３０ サージタンク、４０ 吸気ダクト、５０ エアクリーナ、６０ 電動モータ、７０ スロットルバル、８０ エキゾーストマニホールド、９０ 三元触媒コンバータ、１１０ 点火プラグ、１１２ 気筒、１２０ インジェクタ、１３０ デリバリパイプ、１４０ 燃料圧レギュレータ、１５０ 燃料ポンプ、２００ 燃料タンク、２１０ パイプ、３０２ バッテリ、３０４ イグニッションスイッチ、３５０ 水温センサ、３６０ 回転数センサ、３７０ 燃料量ゲージ、３７２ 燃料メータ、３９０ 空燃比センサ、５００ 給油判定システム、５１０ 平滑演算部、５２０ 低速継続状態検出部、５３０ 最大／最小処理部、５４０ 基準設定部、５５０ 給油判定部、５６０，５６０♯ ステータス管理部、５７０ 燃料噴射量積算部、Ｃｓｐｄ カウント値、Ｃｔ 判定値、ＦＬＳＵＭ 燃料噴射量積算値、ＦＲＥｆ 給油判定フラグ、ＩＧ イグニッション信号、Ｑｎ 燃料噴射量、ＲＶｆ 燃料増加率、ＳＴ 変数（ステータス）、Ｖ 車速、Ｖｆｌｓｍ 平滑ゲージ出力、ＶｆＭＡＸ 平滑ゲージ出力最大値、ＶｆＭＩＮ 平滑ゲージ出力最小値、ＶｆＳＴＰ 基準値、Ｖｆｕｅｌ 燃料量ゲージ出力、Ｖｓ 判定速度、Ｘｓｐｄ 車速フラグ、Ｘｓｐｄｍ 判定要求フラグ。

Claims (5)

1. 燃料タンク内の燃料残存量を検出する燃料量検出器と、
   車両速度が所定速度未満の低速領域であるときに、前記燃料量検出器の出力値を時間方向に平滑した出力平滑値を算出する平滑演算部と、
   前記低速領域が所定時間を超えて継続した低速継続状態であることを検出する低速継続状態検出部と、
   エンジン始動からエンジン停止までの間における前記低速継続状態を通じた前記出力平滑値の最大値および最小値を逐次算出する演算処理部と、
   前記エンジン停止に応答して、その時点での前記演算処理部による前記最小値に従って基準値を更新し記憶する基準設定部と、
   前記低速継続状態時に、前記演算処理部による前記最大値と、前記基準設定部が記憶する前記基準値との比較に基づいて、前記燃料タンクへの燃料供給を検出するための給燃判定部とを備える、内燃機関の制御システム。
2. 前記給燃判定部は、前記エンジン始動後に、前記車両速度が一旦前記所定速度以上となった後で、前記低速継続状態が検出された場合には、前記演算処理部による前記最大値および前記最小値の比較に基づいて、前記燃料タンクへの燃料供給を検出する、請求項１記載の内燃機関の制御システム。
3. 前記給燃判定部は、前記エンジン始動後に、前記低速継続状態が未検出のままで前記車両速度が前記所定速度以上となったときに、前記燃料量検出器のその時点での出力値と、前記基準設定部が記憶する前記基準値との比較に基づいて、前記燃料タンクへの燃料供給を検出する、請求項１記載の内燃機関の制御システム。
4. 前記運転中における燃料噴射量を積算する積算部をさらに備え、
   前記給燃判定部は、前記エンジン始動後に、前記低速継続状態が未検出のまま前記車両速度が前記所定速度以上となった状態の後に、前記低速継続状態が検出されたときには、前記積算部による燃料噴射量積算値によって前記演算処理部による前記最大値を補正するとともに、この補正した最大値と、前記基準設定部が記憶する前記基準値との比較に基づいて、前記燃料タンクへの燃料供給を検出する、請求項１記載の内燃機関の制御システム。
5. 前記基準設定部は、イグニッションスイッチのオフに応答して、その時点での前記演算処理部による前記最小値に従って前記基準値を更新かつ記憶し、
   前記演算処理部は、イグニッションスイッチのオンに応答して、前記最大値および前記最小値を一旦初期化する、請求項１記載の内燃機関の制御システム。

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