JP3591001B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3591001B2 JP3591001B2 JP22290694A JP22290694A JP3591001B2 JP 3591001 B2 JP3591001 B2 JP 3591001B2 JP 22290694 A JP22290694 A JP 22290694A JP 22290694 A JP22290694 A JP 22290694A JP 3591001 B2 JP3591001 B2 JP 3591001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stability
- fuel
- engine
- calculating
- correction coefficient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車用内燃機関の燃料噴射量を制御するのに用いて好適な内燃機関の制御装置に関し、特に、機関の冷却水温が低い場合に燃料増量制御を行う内燃機関の制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９〜図１４に基づいて従来技術による内燃機関の制御装置を説明する。一般に、自動車用内燃機関では、運転条件に応じて燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御し、燃費の向上やエミッションの低減等を図るべく、下記数１に従って燃料噴射量（噴射時間または噴射パルス）を設定している。
【０００３】
【数１】
Ｔｉ＝ＴＰ×（α＋αｍ）×（ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ）＋ＴＳ
但し、 Ｔｉ：通常の燃料噴射量
ＴＰ：基本噴射量
α：空燃比フィードバック補正係数
αｍ：空燃比補正学習値
ＫＡＳ：始動後増量補正係数
ＫＴＷ：水温増量補正係数
ＫＨＯＴ：高水温増量補正係数
ＭＲＫＮＫ：ノック制御リタード時増量補正係数
ＫＭＲ：混合比割付補正係数
ＴＳ：電圧補正
ここで、上記数１中に示す基本噴射量ＴＰは、エアフローメータが検出した吸入空気量Ｑとクランク角センサが検出した機関回転数Ｎとによって定まる噴射量の基本的な値（ＴＰ＝Ｑ／Ｎ）である。また、空燃比フィードバック補正係数αは、排気中の空燃比を理論空燃比近傍に近づけて排気管の途中に設けられた触媒コンバータの転化性能を高めるためのものであり、空燃比補正学習値αｍは、機関の運転条件が加減速時等の過渡域や高負荷域等に入った場合でも、速やかに空燃比を理論空燃比近傍に修正するためのものである。
【０００４】
さらに、始動後増量補正係数ＫＡＳは、図９に示す如く、機関の冷却水温に応じて値が定まるもので、水温が低いほど値（初期値）が大きくなるように設定され、所定回転数（例えば５回転）毎に値が段階的に減少するようになっている。また、水温増量補正係数ＫＴＷも、図１０に示す如く、機関の冷却水温に応じて値が定まるもので、水温が低いほど初期値が大きくなるように設定されている。
【０００５】
一方、高水温増量補正係数ＫＨＯＴは、図１１に示す如く、冷却水温に応じて値が定まるもので、冷却水温が所定の通常水温値ＴＮＷを上回ると、冷却水温が大きくなるほど大きくなるように設定されている。また、ノック制御リタード時増量補正係数ＭＲＫＮＫは、図１２に示す如く、点火時期の補正値であるノック制御リタード量に応じて値が定まるもので、ノック制御リタード量が大きくなるほど大きくなるように設定されている。
【０００６】
混合比割付補正係数ＫＭＲは、図１３に示す如く、機関回転数と基本噴射量ＴＰに応じて予め割り付けられたもので、高負荷、高回転になるほど値が大きくなるように設定されており、最後に、電圧補正ＴＳは、図１４に示す如く、バッテリ電圧に応じて値が定まるもので、バッテリ電圧が低いほど値が大きくなるように設定されている。
【０００７】
このように、従来技術では、基本噴射量ＴＰの値に冷却水温等の機関の運転条件で定まる種々の修正を加えて燃料噴射弁へ印加する噴射パルスの時間幅を決定し、冷間始動時には、前記補正係数ＫＡＳとＫＴＷとによって燃料噴射量を増量することにより、始動性や燃費等の改善を図っている。ここで、「冷間始動時」とは、機関の冷却水温が低い状態で機関を始動することをいい、始動直後の状態を含むものである。
【０００８】
ところで、燃料には、その蒸発点の違いによって、気化しにくい重質燃料と、気化し易い軽質燃料と、両者の中間に位置する標準燃料とがあり、これらの燃料性状（重質、軽質、標準）によっても冷間始動時の混合気濃度が変化するため、燃料性状を考慮せずに燃料噴射量を増量制御しても、機関の運転条件に適合しないおそれがある。即ち、冷間始動時に同量だけ燃料噴射量を増量しても、重質燃料は気化しにくいから、壁流（吸気通路の内面に付着した燃料の膜流）の分だけ混合気濃度が低下して一時的にリーン状態となり、始動性が悪化しうる。一方、軽質燃料を用いた場合は、機関温度が低くても比較的速やかに気化するため、重質燃料と同じだけ増量すると、リッチ状態となり、燃費やエミッション性能が低下する可能性がある。
【０００９】
そこで、かかる欠点を解消すべく、第２の従来技術として、例えば特開平３−２６８４１号公報に開示されたものでは、燃料の揮発性の相違によって始動直後に生じるピーク回転の回転数と発生時間とが異なることに着目し、このピーク回転が生じるまでの時間と、その時のピーク回転数の値とによって燃料性状を判定し、この判定された燃料性状に応じて増量補正係数の値を設定することにより、増量制御（燃料増量の減量制御）を行っている。
【００１０】
また、第３の従来技術として、例えば特開平３−６１６４４号公報に開示されたものでは、始動時の回転数が冷却水温と燃料性状とによって略定まることに着目し、冷却水温毎に設定された目標回転数と当該冷却水温における実際の回転数との差分から燃料の性状を判定し、この判定された燃料性状に応じて増量制御を行っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第２の従来技術では、始動時のピーク回転の回転数と発生時間とから燃料性状を判別し、燃料性状に応じて増量制御を行っているものの、始動時回転数は、燃料性状だけで定まるものではなく、バッテリ電圧、スタータモータ性能、オイルの種類、点火性能等の種々の要因の影響を受けるため、始動時回転数のパターン検出のみで燃料性状を正確に判別するのは難しく、適切な増量制御を行えない可能性がある。
【００１２】
また、第３の従来技術では、予め設定された目標回転数と実際の回転数との差分によって燃料性状を判別し、増量制御を行っているものの、燃料性状を検出するまでにある程度の時間を必要とするため、増量制御に時間遅れが生じ易く、燃料性状に応じた空燃比を得るのが難しい。
【００１３】
本発明はかかる従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、燃料性状を正確に判別し、この燃料性状に応じて冷間始動時の燃料噴射量を最適制御できるようにした内燃機関の制御装置の提供にある。また、本発明の他の目的は、重質燃料を用いたときの始動性や運転性を高めつつ、軽質燃料を用いたときでも燃費を向上してエミッション排出量を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置は、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、この安定性余裕代に基づいて燃料性状を検出する燃料性状検出手段と、を備え、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２に係る発明では、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、この安定性余裕代のうち機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較し、最大安定性余裕代が所定の基準値以上のときには軽質燃料であると判定し、最大安定性余裕代が所定の基準値未満のときには重質燃料であると判定する燃料性状検出手段と、を備え、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴としている。
【００１６】
さらに、請求項３に係る発明では、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、予め設定された低水温時の燃料増量補正係数の値を補正するための安定性補正係数を前記安定性余裕代に基づいて演算する安定性補正係数演算手段と、この安定性補正係数と前記低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、を備え前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴としている。
【００１７】
また、前記安定性補正係数演算手段は、前記安定性余裕代が所定の基準値以上のときには機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、前記安定性余裕代が前記所定の基準値未満のときには前記最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成とするのが好ましい。
【００１８】
さらに、前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成とするのが望ましい。
【００１９】
本発明に係る内燃機関の制御装置のより具体的な構成は、重質燃料に応じて予め設定された低水温時の燃料増量補正係数により、機関が冷間始動したときに燃料噴射量の増量制御を行う内燃機関の制御装置であって、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の回転変動を検出し、この回転変動に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め機関の運転条件毎に設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、前記低水温時の燃料増量補正係数の値を補正すべく０から該低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で可変である安定性補正係数を、前記安定性余裕代が所定の基準値以上のときには機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代に基づいて演算すると共に前記安定性余裕代が所定の基準値未満の場合のときには前記最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて演算する安定性補正係数演算手段と、この安定性補正係数と前記低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量とに基づき、前記安定性補正係数の値が大きくなるにつれて燃料噴射量の値が小さくなるように燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段とを備え、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成した。
【００２１】
【作用】
燃料噴射量が適切でなければ、機関に回転変動が生じて不安定になるため、回転数検出手段が検出した機関の回転数に基づいて、現在の機関の安定状態を示す安定性指標を得ることができる。そして、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較して得られる両者の差分は、機関の状態が安定性の限界からどの程度離れているかを示す安定性余裕代となる。ここで、燃料には、気化しにくい重質燃料と気化し易い軽質燃料とがあるが、冷間始動時には機関の温度が低いため、重質燃料を用いた場合は、壁流の影響を受けて混合気の濃度が低下し、リーン気味となって始動直後の回転が不安定になり易い。一方、軽質燃料を用いた場合は、気化し易いため、始動直後の回転は安定する。従って、重質燃料の場合は、安定性指標が悪化して安定性許容レベルに近づくため、安定性余裕代が小さくなる。これに対し、軽質燃料の場合は、安定性指標が向上して安定性許容レベルから離れるため、安定性余裕代が大きくなる。これにより、安定性余裕代に基づいて燃料性状を判別することができ、この判別された燃料性状に応じて燃料噴射量を制御することができる。
【００２２】
また、燃料噴射量の制御に応じて安定性余裕代は変化するが、最大値をとる最大安定性余裕代は、燃料性状に起因する燃料の応答性（揮発性）及び吸入空気との混合状態によって定まる。そこで、この最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較することにより、軽質燃料であるか重質燃料であるかを判定することができる。
【００２３】
さらに、請求項３の構成によれば、燃料性状を反映した安定性余裕代に基づいて、低水温時の燃料増量補正係数を補正するための安定性補正係数を演算し、この安定性補正係数と低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算することにより、冷間始動時の燃料噴射量を燃料性状に応じて制御することができる。
【００２４】
また、安定性余裕代が所定の基準値以上のときは最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、安定性余裕代が所定の基準値未満のときは最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成とすれば、最大安定性余裕代に反映されている燃料性状に応じて燃料噴射量を制御しつつ、現在の安定性余裕代に反映されている機関の現在の安定状態をフィードバックすることができる。
【００２５】
さらに、前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成とすれば、安定性余裕代の小さい重質燃料の場合に、重質燃料に応じた燃料増量を行うことができると共に、軽質燃料の場合には、重質燃料に応じて設定された燃料増量を減量することができる。
【００２６】
また、より具体的な請求項６に係る構成によれば、上述した如く、燃料性状と機関の現在の安定状態とに応じて安定補正係数を設定し、この安定性補正係数をもって低水温時の燃料増量補正係数を補正することができるため、安定性余裕代の小さい重質燃料の場合は十分な燃料増量を行うことができると共に、安定性余裕代の大きい軽質燃料の場合は燃料増量を少なくすることができ、冷間始動時に燃料性状に応じた燃料噴射量を得ることができる。
【００２７】
また、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段とから構成したので、各気筒の点火に応じて出力される回転数信号間のバラツキに影響されずに、機関の安定状態を知ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１〜図８に基づいて説明する。なお、実施例では、上述した従来技術で述べた各種補正係数と同一の補正係数には同一の名称を付し、その説明を省略するものとする。
【００２９】
まず、図１は、本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成説明図であって、シリンダブロックに例えば４個設けられた気筒たるシリンダ１（１個のみ図示）内にはピストン２が摺動可能に設けられ、このピストン２のヘッド部とシリンダヘッドとの間には燃焼室３が画成されている。この燃焼室３には、吸気ポート４を介して吸気通路５が接続されると共に、排気ポート６を介して排気通路７が接続されている。吸気通路５は、その上流側が図示せぬエアフィルタに接続され、その下流側はコレクタ部５Ａから気筒数に応じて分岐し、吸気ポート４を開閉する吸気弁８を介して燃焼室３に接続されている。排気通路７は、その上流側が排気ポート６を開閉する排気弁９を介して燃焼室３に接続され、その下流側は集合して図外のマフラに接続されている。
【００３０】
また、吸気通路５には、コレクタ部５Ａとエアフィルタとの間に位置して吸入空気量を調整するためのスロットル弁１０が設けられ、このスロットル弁１０とエアフィルタとの間には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１１が設けられている。そして、スロットル弁１０のスロットル開度を検出するスロットルセンサ１２とエアフローメータ１１とは、後述のコントロールユニット２４に接続されている。さらに、スロットル弁１０をバイパスする補助空気通路１３の途中には、アイドルスピードコントロール弁（ＩＳＣ弁）１４が設けられ、このＩＳＣ弁１４によって補助空気通路１３を流れる空気量が調整される。
【００３１】
燃料噴射弁１５は、吸気ポート４を指向して吸気通路５の下流側に設けられ、コントロールユニット２４からの噴射信号（噴射パルス）によって開弁することにより、噴射パルス幅に応じた量の燃料を吸気ポート４に向けて噴射するようになっている。また、シリンダヘッドには、先端側が燃焼室３内に臨むようにして点火栓１６が設けられており、この点火栓１６はイグニッションコイル等を内蔵した図示せぬディストリビュータを介してコントロールユニット２４に接続されている。
【００３２】
一方、排気通路７の途中には例えば３元触媒等からなる触媒コンバータ１７が嵌装され、この触媒コンバータ１７の上流側，下流側には、例えばジルコニア管の内外面に白金電極をコーティングしてなる酸素センサ（空燃比センサ）１８，１９がそれぞれ設けられている。この上流側酸素センサ１８は、触媒コンバータ１７を通過する前の排気ガス中の酸素濃度を検出するもので、コントロールユニット２４は、酸素濃度に応じて周期的に反転する上流側酸素センサ１８の検出信号を利用することにより、空燃比フィードバック制御を行う。また、下流側酸素センサ１９は、触媒コンバータ１７を通過した後の排気ガス中の酸素濃度を検出するもので、その検出信号は触媒コンバータ１７の酸素ストレージ能力によって緩やかな変動を示す。従って、触媒コンバータ１７が正常であれば両検出信号の反転周期は大きく異なるが、触媒コンバータ１７が劣化すれば、上流側酸素センサ１８の検出信号の反転周期と下流側酸素センサ１９の検出信号の反転周期との相違が小さくなるため、コントロールユニット２４は、両検出信号の反転周期を比較することで、触媒コンバータ１７の劣化を検出するようになっている。
【００３３】
回転数検出手段としてのクランク角センサ２０は、例えば電磁式ピックアップコイル等から構成されており、機関の回転を１度、１８０度（６気筒の場合は１２０度）毎に検出するものである。そして、このクランク角センサ２０は、車速を検出する車速センサ２１と、イグニッションスイッチの状態を検出するスタートスイッチ２２と、ウォータジャケットを流通する冷却水温を検出する水温センサ２３と、ノッキングを検出するノックセンサ（図示せず）と共に、コントロールユニット２４に接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ等の演算処理回路、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶回路、入出力回路（いずれも図示せず）等からマイクロコンピュータシステムとして構成されたコントロールユニット２４は、機関を電気的に集中制御するものである。このコントロールユニット２４は、図２の機能ブロック図に示す如く、クランク角センサ２０からのＲＥＦ信号に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標ＴＲＦＳＵＭを演算する安定性指標演算手段２４Ａと、機関の運転条件毎に予め設定された安定性許容レベルＳＴＢＳＬをマップを読み出して求める安定性許容レベル演算手段２４Ｂと、安定性指標ＴＲＦＳＵＭと安定性許容レベルＳＴＢＳＬとを比較し、両者の差分を安定性余裕代ＳＴＢとして演算する安定性余裕代演算手段２４Ｃと、この安定性余裕代ＳＴＢに基づいて図５と共に後述するマップを読み出すことにより、安定性補正率ＬＳＴＢを演算する安定性補正率演算手段２４Ｄと、この安定性補正率ＬＳＴＢを予め重質燃料に応じて設定された低水温時の各燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）に乗じることにより、安定性補正係数ＫＳＴＢを求める安定性補正係数演算手段２４Ｅと、数１と共に上述した各種補正係数の総和（ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ）から安定性補正係数ＫＳＴＢを差し引くことにより、目標空燃比を設定するための空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡを演算する空燃比設定補正係数演算手段２４Ｆと、この空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡと機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量ＴＰとに基づいて機関に設けられた燃料噴射弁の噴射パルス幅（燃料噴射量）Ｔｉを演算する燃料噴射量演算手段２４Ｇと、を備えている。
【００３５】
次に、図３〜図７に基づいて上述したコントロールユニット２４の各機能を詳述する。まず、図３は安定性指標ＴＲＦＳＵＭを演算して求める安定性指標演算手段の具体的なフローチャートを示し、ステップ１では、クランク角センサ２０から各気筒毎に応じて出力されるＲＥＦ信号を読込み、これら各ＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦをサンプリングする。ここで、ＲＥＦ信号とは、各気筒での爆発に対応してクランク角センサ２０が出力する信号であり、４気筒の場合は１８０度毎に、６気筒の場合は１２０度毎にクランク角センサ２０から出力される。即ち、このＲＥＦ信号間時間ＴＲＥＦとは、ある気筒の点火から次の気筒の点火までの間の時間を示すパラメータである。
【００３６】
次に、ステップ２では、前記ステップ１でサンプリングされたＲＥＦ信号間時間ＴＲＥＦの各気筒別の変化量ＴＲＥＦＣを、下記数２により求める。
【００３７】
【数２】
ＴＲＥＦＣ（ｎ）＝ＴＲＥＦ（ｎ）−ＴＲＥＦ（ｎ−４）
これにより、各気筒毎のＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦの変化が分かる。例えば仮に、４つの気筒ＣＡ，ＣＢ，ＣＣ，ＣＤがあり、ＣＡ→ＣＢ→ＣＣ→ＣＤ→ＣＡの順序で点火されるとすれば、ＣＤが点火されてからＣＡが点火されるまでの時間ＴＲＥＦ（ｎ）と、次に再びＣＤが点火されてからＣＡが点火されるまでの時間ＴＲＥＦ（ｎ−４）との差分が、気筒ＣＡにおける気筒別変化量ＴＲＥＦＣとなる。以下同様にして、他の気筒ＣＢ，ＣＣ，ＣＤ毎に、気筒別変化量ＴＲＥＦＣをそれぞれ求める。そして、ステップ３では、下記数３に従って、ステップ２で求められた気筒別変化量ＴＲＥＦＣの値を隣接する気筒間（点火順序における「隣接」）で比較し、ＲＥＦ周期変動ＴＲＦＯＵＴを演算する。
【００３８】
【数３】
ＴＲＦＯＵＴ（ｎ）＝ＴＲＥＦＣ（ｎ）−ＴＲＥＦＣ（ｎ−１）
即ち、気筒ＣＡにおける気筒別変化量ＴＲＥＦＣ（ｎ）と、次に点火される気筒ＣＢにおける気筒別変化量ＴＲＥＦＣ（ｎ−１）との差分がＲＥＦ周期変動ＴＲＦＯＵＴとなる。同様にして、気筒ＣＢと気筒ＣＣとの間、気筒ＣＣと気筒ＣＤとの間、気筒ＣＤと気筒ＣＡとの間、における気筒別変化量ＴＲＥＦＣの差もそれぞれ演算される。従って、この周期変動ＴＲＦＯＵＴは、各気筒のＲＥＦ周期のバラツキを補正した値となる。即ち、上述した通り、各気筒毎にＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦの変動をＴＲＥＦＣとして求め、このＲＥＦ信号の変化量ＴＲＥＦＣを隣接する気筒間で比較することにより、周期変動ＴＲＦＯＵＴを求めているため、機関固有のＲＥＦ信号のバラツキによる影響を受けないばかりか、回転数が上昇したり下降した場合にも各気筒間のＲＥＦ信号周期の変動を容易かつ正確に求めることができる。
【００３９】
最後に、ステップ４では、前記ステップ３で求めた周期変動ＴＲＦＯＵＴの絶対値を所定サイクルとしてのＮＣサイクル分だけ積算することにより、機関の安定状態（安定度）を示す安定性指標ＴＲＦＣＵＭを算出する。このようにして演算された安定性指標ＴＲＦＣＵＭは、各気筒の変動を統計処理した後の回転変動を示すため、機関の回転の安定状態を示す指標として用いることができる。
【００４０】
次に、図４のフローチャート及び図５のマップに基づいて安定性補正率ＬＳＴＢ及び安定性補正係数ＫＳＴＢの演算処理内容を説明する。まず、ステップ１１では、水温センサ２３が検出した冷却水温とスロットルセンサ１２のアイドル接点の状態とから燃料増量補正の減量を行うべきファストアイドル状態（比較的回転数の高いアイドリング状態）であるか否かを判定する。このステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときは、機関がファストアイドル状態にある場合だから、次のステップ１２では、予め設定された安定性の限界値を示す安定性許容レベルＳＴＢＳＬと、図３のフローチャートで得られた安定性指標ＴＲＦＳＵＭとの差分を求めることにより（ＳＴＢ＝ＳＴＢＳＬ−ＴＲＦＳＵＭ）、現時点における機関の安定性余裕代ＳＴＢを演算する。一方、前記ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときは、直前の安定性余裕代ＳＴＢを保持する。
【００４１】
ここで、この安定性許容レベルＳＴＢＳＬは、機関の回転数や負荷等の運転条件によって異なるため、予め実機試験により定められる。具体的には、実機試験により、筒内圧変動率や回転変動率等をモニタして機関の安定限界を検出し、この安定限界における安定性指標ＴＲＦＳＵＭを求め、この安定限界上の安定性指標ＴＲＦＳＵＭを安定性許容レベルＳＴＢＳＬとして、各運転条件毎にマップ化し、コントロールユニット２４に予め記憶させておくのである。
【００４２】
そして、ステップ１４では、前記ステップ１２で求めた安定性余裕代ＳＴＢが所定の基準値としての「０」以上か否かを判定する。このステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときは、現在の運転条件において機関の安定性に余裕がある場合のため、次のステップ１５に移り、機関始動時から現時点までのファストアイドル期間中に得られた安定性余裕代ＳＴＢのうち、最大の値をとる最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて、図５に示す補正率マップから安定側補正率ＬＳＢ１を読み出す。
【００４３】
即ち、図５は、安定性余裕代ＳＴＢに基づいて、安定性補正率ＬＳＴＢを構成する２個の補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２をそれぞれ求めるための補正率マップを示し、この補正率マップは、実機試験によって、安定性余裕代ＳＴＢの値を変化させながら、そのとき機関が実際に必要とする燃料増量補正（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）を測定することにより、安定性余裕代ＳＴＢ（又は最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸ）と安定側補正率ＬＳＴＢ１（又は不安定側補正率ＬＳＴＢ２）との関係をマップ化したものであり、安定側補正率ＬＳＴＢ１も不安定側補正率ＬＳＴＢ２も、この同じ単一の補正率マップによって求められる。安定性補正率ＬＳＢは、後述の如く、機関の安定性を示す要素である安定側補正率ＬＳＴＢ１と、機関の不安定性を示す要素である不安定側補正率ＬＳＴＢ２とから構成されており（ＬＳＴＢ＝ＬＳＴＢ１−ＬＳＴＢ２）、安定性要素と不安定性要素との両者の力関係に応じて、燃料増量補正を減量させるためのものである。従って、機関が安定するほど安定側補正率ＬＳＴＢ１が大きくなり、機関が不安定になるほど不安定側補正率ＬＳＴＢ２が大きくなるように、この補正率マップは構成されている。
【００４４】
ここで、安定側補正率ＬＳＴＢ１を設定するために、現時点での安定性余裕代ＳＴＢを用いず、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸを用いることとしたのは、燃料性状と最大安定性余裕代ＳＴＢとの関係が密接だからである。即ち、例えば軽質燃料を用いた場合は、始動直後の安定性（安定性余裕代ＳＴＢ）が高い。一方、重質燃料を用いた場合は、蒸発点が高く壁流が多くなるため、混合気の濃度が薄まり、始動直後の安定性が低い。従って、安定性余裕代ＳＴＢと燃料性状との間には相関関係が成立するが、後述の如く、燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）による燃料の増量が減量調整されるため、この燃料増量の調整に応じて安定性余裕代ＳＴＢは、時間と共に変化していく。これに対し、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸは、燃料増量の調整が十分行われる前の初期段階で燃料性状によって定まる値であるため、重質燃料であるか軽質燃料であるかの燃料性状の情報を正確に記憶していることになる。従って、本実施例では、ステップ１５で、燃料性状の情報を記憶した最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸを用いることにより、安定側補正率ＬＳＴＢ１を求めている。
【００４５】
次に、ステップ１６では、不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値を設定するが、現時点で機関の回転は安定しており、前記ステップ１４によって機関の安定性に余裕があると判定されているため、不安定要素は存在しない。従って、このステップ１６では不安定側補正率ＬＳＢ２の値を「０」とする。
【００４６】
一方、前記ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときは、機関の回転が不安定の場合であるため、ステップ１７では、燃料性状が反映された安定側補正率ＬＳＴＢ１の値を保持しておく。次に、ステップ１８では、上述した補正率マップにより、現在の安定性余裕代ＳＴＢから不安定側補正率ＬＳＴＢ２を読み出す。ここで、機関が不安定時（ＳＴＢ＜０）の場合であるから、安定性余裕代ＳＴＢは負の値である。従って、補正率マップでは、不安定時の安定性余裕代ＳＴＢの絶対値（｜ＳＴＢ｜）に基づいて不安定側補正率ＬＳＴＢ２を読み出す。従って、機関の不安定性が大きくなるほど補正率マップから読み出される不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値が大きくなる。そして、ステップ１９では、補正率マップによって求められた安定側補正率ＬＳＴＢ１と不安定側補正率ＬＳＴＢ２とから、下記数４によって安定性補正率ＬＳＴＢを算出する。
【００４７】
【数４】
ＬＳＴＢ＝ＬＳＴＢ１−ＬＳＴＢ２
最後に、ステップ２０では、安定性補正率ＬＳＴＢと上述した低水温時の燃料増量補正係数である始動後増量補正係数ＫＡＳ及び水温増量補正係数ＫＴＷとに基づいて、下記数５により、安定性補正係数ＫＳＴＢを演算する。
【００４８】
【数５】
ＫＳＴＢ＝ＬＳＴＢ×（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）
ここで、上述した安定性補正率ＬＳＴＢの値は、下記数６に示す通り、「０」から「１」までの範囲内で変化するように制限されている。
【００４９】
【数６】
０≦ＬＳＴＢ≦１
即ち、安定性補正率ＬＳＴＢが最小値「０」をとったときは、数５に示す安定性補正係数ＫＳＴＢも「０」となるため、図６と共に後述する空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算において、低水温時の燃料増量に対する減量が全く行われないことになる（（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）−０＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ）。一方、安定性補正率ＬＳＴＢが最大値「１」をとったときは、安定性補正係数ＫＳＴＢは（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）となり、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算において、低水温時の燃料増量に対する減量が１００％行われ、燃料増量が全く行われないことになる（（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）−（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）＝０）。
【００５０】
次に、図６のフローチャートを参照しつつ、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算処理の内容を説明する。まず、ステップ３１〜ステップ３５では、上述した各補正係数の値を演算する。即ち、ステップ３１では始動後増量補正係数ＫＡＳを、ステップ３２では水温増量補正係数ＫＴＷを、ステップ３３では高水温増量補正係数ＫＨＯＴを、ステップ３４ではノック制御リタード時増量補正係数ＭＲＫＮＫを、ステップ３５では混合比割付補正係数ＫＭＲを、それぞれ演算する。
【００５１】
次に、ステップ３６では、上述した図４のフローチャートによって、安定性補正係数ＫＳＴＢを演算し、最後にステップ３６では、これら各補正係数ＫＡＳ，ＫＴＷ，ＫＨＯＴ，ＭＲＫＮＫ，ＫＭＲ，ＫＳＴＢから、下記数７により、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡを演算する。
【００５２】
【数７】
ＴＦＢＹＡ＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ−ＫＳＴＢ
ここで、安定性補正係数ＫＳＴＢは、数５に示す通り、安定性補正率ＬＳＴＢと燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）との積であるから、これを前記数７に代入すると、下記数８が得られる。
【００５３】
【数８】
ＴＦＢＹＡ＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ−ＬＳＴＢ×（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）
即ち、数８から明らかなように、この安定性補正係数ＫＳＴＢは、各燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）によって行われる冷間始動時の燃料増量に対する減量調整を行うものである。
【００５４】
次に、燃料噴射量Ｔｉの演算処理について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップ４１では、機関回転数Ｎと吸入空気量Ｑとから基本噴射量ＴＰを演算し、ステップ４２では図６のフローチャートによって空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡを演算する。ステップ４３では、空燃比フィードバック補正係数αを演算し、ステップ４４では、空燃比補正学習値αｍを演算する。そして、ステップ４５では、電圧補正ＴＳを求め、最後にステップ４６では、燃料噴射量Ｔｉを下記数９によって演算する。
【００５５】
【数９】
Ｔｉ＝ＴＰ×（α＋αｍ）×ＴＦＢＹＡ＋ＴＳ
本実施例は、このように構成されるもので、例えば軽質燃料を用いた場合は、揮発性が高く、安定性指標ＴＲＦＳＵＭが安定性許容レベルＳＴＢＳＬから離れて始動直後の安定性余裕代ＳＴＢが大きくなるため、安定側補正率ＬＳＴＢ１は最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて求められ、不安定側補正率ＬＳＴＢ２には「０」がセットされる。従って、安定性補正率ＬＳＴＢの値は、軽質燃料の揮発性の良さ、応答性の良さに応じて大きくなるため、このＬＳＴＢの値に応じて安定性補正係数ＫＳＴＢの値も大きくなり、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの値が小さくなる。これにより、低水温時に行われる燃料増量（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）が抑制され、不必要な燃料噴射が防止される。
【００５６】
また、この燃料増量の減量調整が行われた結果、万が一、燃料噴射量が少なくなり過ぎて機関が不安定になった場合は、安定性指標ＴＲＦＳＵＭが安定性許容レベルＳＴＢＳＬを越えてマイナス側に入り、安定性余裕代ＳＴＢが負の値をとるため、不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値が「０」からこの不安定時の安定性余裕代ＳＴＢの絶対値に基づいて変更される。従って、不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値が大きくなり、安定性補正係数ＫＳＴＢの値が不安定度合に応じて小さくなるため、低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）の値が減少する。これにより、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの値が大きくなって、燃料増量に対する過度の減量が速やかに修正され、ただちに機関は安定状態に回復する。
【００５７】
一方、重質燃料を用いた場合には、揮発性が低く、始動直後の安定状態に殆ど余裕が生じないため、安定性余裕代ＳＴＢは「０」に近い正の値となる（ＳＴＢ≒０）。また、安定性に殆ど余裕がない重質燃料であるため、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸの値も安定性余裕代ＳＴＢの値と略同程度となり、「０」に近い値をとることになる（ＳＴＢＭＡＸ≒０）。従って、実質的に「０」に近い値である最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて求められる安定側補正率ＬＳＴＢ１と、強制的に「０」に設定された不安定側補正率ＬＳＴＢ２との差分も略「０」となり、両者の差である安定性補正率ＬＳＴＢも殆ど「０」と等しくなるため（ＬＳＴＢ≒０）、安定性補正係数ＫＳＴＢの値も略「０」となる（ＫＳＴＢ≒０）。
【００５８】
これにより、低水温時の燃料増量（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）が殆ど抑制されないことになるが、もともと、この低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）は、予め始動性の低い重質燃料用に設定されているため、安定性補正係数ＫＳＴＢによる減量調整がされずに初期設定のままで燃料増量が行われることにより、十分な燃料が噴射供給され、機関は安定する。
【００５９】
なお、標準燃料を用いた場合は、図５に示す補正率マップにより、安定側補正率ＬＳＴＢ１の値が軽質燃料のＬＳＴＢ１と重質燃料のＬＳＴＢ１との中間に位置し、安定性補正率ＬＳＴＢも安定性補正係数ＫＳＴＢも中間程度の値となるため、重質燃料と軽質燃料の略中間で燃料増量が行われる。
【００６０】
このように、本実施例によれば、以下の効果を奏する。
【００６１】
第１に、冷間始動直後の回転変動に基づいて安定性指標ＴＲＦＳＵＭを求め、この安定性指標ＴＲＦＳＵＭと予め実機試験により各運転条件毎に定められた安定性許容レベルＳＴＢＳＬとを比較して、両者の差分を安定性余裕代ＳＴＢとして演算し、この安定性余裕代ＳＴＢに基づいて燃料性状を判別する構成としたため、燃料性状を正確に判別することができ、この燃料性状に応じて燃料噴射量の制御を行うことができる。即ち、始動直後の機関の回転変動には、燃料性状に起因する燃料の応答性（揮発性）や燃料と空気との混合状態が反映されるため、始動時回転数の立ち上がりパターンで燃料性状を判別する第２の従来技術とは異なり、燃料性状を正確に判別することができる。
【００６２】
第２に、安定性余裕代ＳＴＢのうち最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸの値に基づいて安定側補正率ＬＳＴＢ１を演算する構成としたため、燃料性状を正確に判別して安定側補正率ＬＳＴＢ１に記憶しておくことができる。即ち、安定性余裕代ＳＴＢは燃料増量制御によって変化するものの、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸは燃料性状によって定まるため、この最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて安定側補正率ＬＳＴＢ１を求めることにより、燃料性状を正確に判別して最適な燃料増量を行うことができる。
【００６３】
第３に、低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）の値を調整するための安定性補正係数ＫＳＴＢを安定性余裕代ＳＴＢに基づいて演算し、この安定性補正係数ＫＳＴＢと低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）と基本噴射量ＴＰ等とに基づいて、数８及び数９に示す如く、燃料噴射量Ｔｉを演算する構成としたため、燃料性状に起因する安定性余裕代ＳＴＢに応じて、燃料噴射量Ｔｉを最適制御することができる。
【００６４】
第４に、安定性余裕代ＳＴＢが所定の基準値「０」以上の場合は、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて安定性補正係数ＫＳＴＢを演算し、安定性余裕代ＳＴＢが所定の基準値「０」未満の場合は、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸと現在の安定性余裕代ＳＴＢとの差分に基づいて安定性補正係数ＫＳＴＢを演算する構成としたため、機関が安定して安定性余裕代ＳＴＢがある場合は、燃料性状に応じて燃料噴射量を制御することができ、機関が不安定になり安定性余裕代ＳＴＢがなくなった場合は、その不安定の度合に応じて安定性補正係数ＫＳＴＢを修正し、機関を速やかに安定状態に導くことができる。即ち、燃料性状に応じた燃料増量制御を行いつつ機関の現時点の安定性をフィードバックすることができ、冷間始動時の運転性等を安定化することができる。
【００６５】
第５に、低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）を予め始動性が低い重質燃料に応じて設定し、安定性補正係数ＫＳＴＢを「０」から低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）の値までの範囲内で変化させる構成としたため、重質燃料を用いた場合は、重質燃料用に設定された燃料増量を十分に行うことにより、この燃料性状に最適な空燃比を得ることができ、機関を速やかに安定化させて冷間始動時の始動性を確保することができる。一方、軽質燃料を用いた場合には、安定性補正係数ＫＳＴＢの値を小さくして、重質燃料用に設定された燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）による燃料増量を軽質燃料に合わせて抑制できる。この結果、機関の安定性を維持しつつ不必要な燃料噴射の増量を防止して、燃費を向上することができると共に、エミッション排出量を低減することができる。
【００６６】
図８は、本実施例による燃料増量制御を行った場合の空燃比と安定性の変化を示したもので、同図中、実線で示すＡは、軽質燃料を用いて本実施例による増量制御を行った場合の特性変化を示し、破線で示すＢは、重質燃料を用いて本実施例による増量制御を行った場合の特性変化と、軽質燃料を用いた場合の従来技術による特性変化との双方を示している。この図８によれば、軽質燃料を用いて本実施例による燃料増量制御を行った場合は、始動後速やかに、燃料の増量が抑制されて最低限の安定性が維持されつつ、吸入側の空燃比が燃料性状に好ましい理論空燃比近傍に達しているのが理解できる。これに対し、軽質燃料の燃料増量を従来技術（数１）によって制御した場合には、空燃比が理論空燃比に達するまでに本実施例よりも時間ｔだけ長くかかる上に、安定性許容レベルＳＴＢＳＬに対して不要な安定性余裕代ΔＳＴＢを有するため、本実施例に比較して燃費が低下し、エミッション排出量が増加する。なお、機関が始動すると、機関回転が安定するまでに通常１〜２秒程度かかるため、この間はＴＲＥＦのサンプリングを行わない。
【００６７】
また、第２の従来技術（特開平３−２６８４１号公報）では、燃料性状補正係数ＫＦＨの値を標準燃料の場合に「１」とし、重質燃料及び軽質燃料の場合は、それぞれ水温に応じて予め用意されたテーブルを参照することにより求める構成となっている。従って、第２の従来技術によるものでは、システム構成が複雑化するばかりか、重質燃料に対する燃料増量に時間遅れが生じる可能性があるが、本実施例では、燃料増量の初期設定を始動性等が最も懸念される重質燃料に対応させて、重質燃料を用いた場合の始動性、運転性をまず最初に確保し、安定性に余裕があると判断した場合のみ減量制御を行う構成であるため、重質燃料を用いた場合の始動性や運転性と、軽質燃料を用いた場合の燃費の向上及びエミッションの低減との双方を両立させることができる。
【００６８】
第６に、クランク角センサ２０が各気筒の点火に応じて出力したＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦを求め、このＲＥＦ信号間時間ＴＲＥＦの変動を気筒別変化量ＴＲＥＦＣとして各気筒毎に演算し、この気筒別変化量ＴＲＥＦＣを隣接する気筒間で比較して周期変動ＴＲＦＯＵＴを求め、この周期変動ＴＲＦＯＵＴを所定サイクルＮＣだけ積算することにより、安定性指標ＴＲＦＳＵＭを得る構成としたから、ＲＥＦ信号間のバラツキや機関の増速，減速に影響されずに、機関の安定状態を正確に知ることができる。また、既に機関に設けられているクランク角センサ２０を利用して安定性指標ＴＲＦＳＵＭを求める構成のため、別体の性状判別センサを用いる必要がなく、低コストに機関の始動性や運転性を大幅に向上することができる。
【００６９】
第７に、安定性補正率ＬＳＴＢを構成する安定側補正率ＬＳＴＢ１と不安定側補正率ＬＳＴＢ２とを、図５に示す同一の補正率マップから読み出す構成としたため、全体構成を簡素化することができる。
【００７０】
なお、前記実施例では、低水温時の燃料増量補正係数として、始動時増量補正係数ＫＡＳと水温増量補正係数ＫＴＷとの２つを例示したが、本発明はこれに限らず、低水温時に燃料の増量を行う補正係数であれば適用可能である。例えば、前記各補正係数ＫＡＳ，ＫＴＷに代表される水温時の燃料増量補正係数を、上位概念としてＫＣと表現すれば、前記安定性補正係数ＫＳＴＢは、ＫＳＴＢ＝ＬＳＴＢ×ＫＣとして表すことができる。
【００７１】
また、前記実施例では、安定性の判断基準としての所定の基準値に「０」を用いる場合を例に挙げて説明したが、これは主として安定性許容レベルＳＴＢＳＬをどのレベルに設定するかで定まるものであるから、「０」以外の任意の数値を所定の基準値βとして用いてもよい。
【００７２】
さらに、前記実施例では、各補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２を図５に示す同一の補正率マップで求める場合を例示したが、これに限らず、各補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２毎にそれぞれ別体のマップを用意する構成としてもよい。この場合には、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸ又は安定性余裕代ＳＴＢの絶対値に対する変化の割合を、各補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２毎にそれぞれ個別に設定することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、回転数検出手段が検出した回転数に基づいて安定性指標を求め、この安定性指標と予め定められた安定性許容レベルとを比較して、両者の差分を安定性余裕代として演算し、この安定性余裕代に基づいて燃料性状を判別する構成としたため、燃料性状を正確に判別することができ、この燃料性状に応じて燃料噴射量の制御を行うことができる。
【００７４】
また、最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較することにより燃料性状を判別する構成としたため、燃料性状の判別を安定化することができる。
【００７５】
さらに、燃料性状を反映した安定性余裕代に基づいて、低水温時の燃料増量補正係数を補正するための安定性補正係数を演算し、この安定性補正係数と低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算する構成としたため、冷間始動時の燃料噴射量を燃料性状に応じて制御することができる。
【００７６】
また、安定性余裕代が所定の基準値以上のときは最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、安定性余裕代が所定の基準値未満のときは最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成としたため、最大安定性余裕代に反映されている燃料性状に応じて燃料噴射量を制御しつつ、現在の安定性余裕代に反映されている機関の現在の安定状態をフィードバックすることができ、機関の安定性を維持することができる。
【００７７】
さらに、前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成としたため、安定性余裕代の小さい重質燃料の場合に、重質燃料に応じた燃料増量を行って始動性や運転性を確保することができると共に、軽質燃料の場合には、重質燃料に応じて設定された燃料増量を減量することにより、安定性を維持しつつ不要な燃料増量を防止して、燃費を向上することができ、エミッション排出量を低減することができる。
【００７８】
また、回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段とから安定性指標演算手段を構成したため、各気筒の点火に応じて出力される回転数信号間のバラツキや機関の増速，減速に影響されずに、機関の安定状態を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成説明図。
【図２】図１中のコントロールユニットの機能を示す機能ブロック図。
【図３】安定性指標ＴＲＦＳＵＭの演算処理を示すフローチャート。
【図４】安定性補正係数ＫＳＴＢ等の演算処理を示すフローチャート。
【図５】安定性補正率ＬＳＴＢを求めるための補正率マップ。
【図６】空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算処理を示すフローチャート。
【図７】燃料噴射量Ｔｉの演算処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例による燃料増量制御を行ったときの空燃比及び安定性指標ＴＲＦＳＵＭの変化を従来技術と比較して示す特性図。
【図９】従来技術による始動後増量補正係数ＫＡＳの説明図。
【図１０】水温増量補正係数ＫＴＷの説明図。
【図１１】高水温増量補正係数ＫＨＯＴの説明図。
【図１２】ノック制御リタード時増量補正係数ＭＲＫＮＫの説明図。
【図１３】混合比割付補正係数ＫＭＲの説明図。
【図１４】電圧補正ＴＳの説明図。
【符号の説明】
１５…燃料噴射弁
２０…クランク角センサ（回転数検出手段）
２４…コントロールユニット
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車用内燃機関の燃料噴射量を制御するのに用いて好適な内燃機関の制御装置に関し、特に、機関の冷却水温が低い場合に燃料増量制御を行う内燃機関の制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９〜図１４に基づいて従来技術による内燃機関の制御装置を説明する。一般に、自動車用内燃機関では、運転条件に応じて燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御し、燃費の向上やエミッションの低減等を図るべく、下記数１に従って燃料噴射量（噴射時間または噴射パルス）を設定している。
【０００３】
【数１】
Ｔｉ＝ＴＰ×（α＋αｍ）×（ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ）＋ＴＳ
但し、 Ｔｉ：通常の燃料噴射量
ＴＰ：基本噴射量
α：空燃比フィードバック補正係数
αｍ：空燃比補正学習値
ＫＡＳ：始動後増量補正係数
ＫＴＷ：水温増量補正係数
ＫＨＯＴ：高水温増量補正係数
ＭＲＫＮＫ：ノック制御リタード時増量補正係数
ＫＭＲ：混合比割付補正係数
ＴＳ：電圧補正
ここで、上記数１中に示す基本噴射量ＴＰは、エアフローメータが検出した吸入空気量Ｑとクランク角センサが検出した機関回転数Ｎとによって定まる噴射量の基本的な値（ＴＰ＝Ｑ／Ｎ）である。また、空燃比フィードバック補正係数αは、排気中の空燃比を理論空燃比近傍に近づけて排気管の途中に設けられた触媒コンバータの転化性能を高めるためのものであり、空燃比補正学習値αｍは、機関の運転条件が加減速時等の過渡域や高負荷域等に入った場合でも、速やかに空燃比を理論空燃比近傍に修正するためのものである。
【０００４】
さらに、始動後増量補正係数ＫＡＳは、図９に示す如く、機関の冷却水温に応じて値が定まるもので、水温が低いほど値（初期値）が大きくなるように設定され、所定回転数（例えば５回転）毎に値が段階的に減少するようになっている。また、水温増量補正係数ＫＴＷも、図１０に示す如く、機関の冷却水温に応じて値が定まるもので、水温が低いほど初期値が大きくなるように設定されている。
【０００５】
一方、高水温増量補正係数ＫＨＯＴは、図１１に示す如く、冷却水温に応じて値が定まるもので、冷却水温が所定の通常水温値ＴＮＷを上回ると、冷却水温が大きくなるほど大きくなるように設定されている。また、ノック制御リタード時増量補正係数ＭＲＫＮＫは、図１２に示す如く、点火時期の補正値であるノック制御リタード量に応じて値が定まるもので、ノック制御リタード量が大きくなるほど大きくなるように設定されている。
【０００６】
混合比割付補正係数ＫＭＲは、図１３に示す如く、機関回転数と基本噴射量ＴＰに応じて予め割り付けられたもので、高負荷、高回転になるほど値が大きくなるように設定されており、最後に、電圧補正ＴＳは、図１４に示す如く、バッテリ電圧に応じて値が定まるもので、バッテリ電圧が低いほど値が大きくなるように設定されている。
【０００７】
このように、従来技術では、基本噴射量ＴＰの値に冷却水温等の機関の運転条件で定まる種々の修正を加えて燃料噴射弁へ印加する噴射パルスの時間幅を決定し、冷間始動時には、前記補正係数ＫＡＳとＫＴＷとによって燃料噴射量を増量することにより、始動性や燃費等の改善を図っている。ここで、「冷間始動時」とは、機関の冷却水温が低い状態で機関を始動することをいい、始動直後の状態を含むものである。
【０００８】
ところで、燃料には、その蒸発点の違いによって、気化しにくい重質燃料と、気化し易い軽質燃料と、両者の中間に位置する標準燃料とがあり、これらの燃料性状（重質、軽質、標準）によっても冷間始動時の混合気濃度が変化するため、燃料性状を考慮せずに燃料噴射量を増量制御しても、機関の運転条件に適合しないおそれがある。即ち、冷間始動時に同量だけ燃料噴射量を増量しても、重質燃料は気化しにくいから、壁流（吸気通路の内面に付着した燃料の膜流）の分だけ混合気濃度が低下して一時的にリーン状態となり、始動性が悪化しうる。一方、軽質燃料を用いた場合は、機関温度が低くても比較的速やかに気化するため、重質燃料と同じだけ増量すると、リッチ状態となり、燃費やエミッション性能が低下する可能性がある。
【０００９】
そこで、かかる欠点を解消すべく、第２の従来技術として、例えば特開平３−２６８４１号公報に開示されたものでは、燃料の揮発性の相違によって始動直後に生じるピーク回転の回転数と発生時間とが異なることに着目し、このピーク回転が生じるまでの時間と、その時のピーク回転数の値とによって燃料性状を判定し、この判定された燃料性状に応じて増量補正係数の値を設定することにより、増量制御（燃料増量の減量制御）を行っている。
【００１０】
また、第３の従来技術として、例えば特開平３−６１６４４号公報に開示されたものでは、始動時の回転数が冷却水温と燃料性状とによって略定まることに着目し、冷却水温毎に設定された目標回転数と当該冷却水温における実際の回転数との差分から燃料の性状を判定し、この判定された燃料性状に応じて増量制御を行っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第２の従来技術では、始動時のピーク回転の回転数と発生時間とから燃料性状を判別し、燃料性状に応じて増量制御を行っているものの、始動時回転数は、燃料性状だけで定まるものではなく、バッテリ電圧、スタータモータ性能、オイルの種類、点火性能等の種々の要因の影響を受けるため、始動時回転数のパターン検出のみで燃料性状を正確に判別するのは難しく、適切な増量制御を行えない可能性がある。
【００１２】
また、第３の従来技術では、予め設定された目標回転数と実際の回転数との差分によって燃料性状を判別し、増量制御を行っているものの、燃料性状を検出するまでにある程度の時間を必要とするため、増量制御に時間遅れが生じ易く、燃料性状に応じた空燃比を得るのが難しい。
【００１３】
本発明はかかる従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、燃料性状を正確に判別し、この燃料性状に応じて冷間始動時の燃料噴射量を最適制御できるようにした内燃機関の制御装置の提供にある。また、本発明の他の目的は、重質燃料を用いたときの始動性や運転性を高めつつ、軽質燃料を用いたときでも燃費を向上してエミッション排出量を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置は、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、この安定性余裕代に基づいて燃料性状を検出する燃料性状検出手段と、を備え、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２に係る発明では、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、この安定性余裕代のうち機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較し、最大安定性余裕代が所定の基準値以上のときには軽質燃料であると判定し、最大安定性余裕代が所定の基準値未満のときには重質燃料であると判定する燃料性状検出手段と、を備え、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴としている。
【００１６】
さらに、請求項３に係る発明では、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、予め設定された低水温時の燃料増量補正係数の値を補正するための安定性補正係数を前記安定性余裕代に基づいて演算する安定性補正係数演算手段と、この安定性補正係数と前記低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、を備え前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴としている。
【００１７】
また、前記安定性補正係数演算手段は、前記安定性余裕代が所定の基準値以上のときには機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、前記安定性余裕代が前記所定の基準値未満のときには前記最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成とするのが好ましい。
【００１８】
さらに、前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成とするのが望ましい。
【００１９】
本発明に係る内燃機関の制御装置のより具体的な構成は、重質燃料に応じて予め設定された低水温時の燃料増量補正係数により、機関が冷間始動したときに燃料噴射量の増量制御を行う内燃機関の制御装置であって、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の回転変動を検出し、この回転変動に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め機関の運転条件毎に設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、前記低水温時の燃料増量補正係数の値を補正すべく０から該低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で可変である安定性補正係数を、前記安定性余裕代が所定の基準値以上のときには機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代に基づいて演算すると共に前記安定性余裕代が所定の基準値未満の場合のときには前記最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて演算する安定性補正係数演算手段と、この安定性補正係数と前記低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量とに基づき、前記安定性補正係数の値が大きくなるにつれて燃料噴射量の値が小さくなるように燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段とを備え、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成した。
【００２１】
【作用】
燃料噴射量が適切でなければ、機関に回転変動が生じて不安定になるため、回転数検出手段が検出した機関の回転数に基づいて、現在の機関の安定状態を示す安定性指標を得ることができる。そして、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較して得られる両者の差分は、機関の状態が安定性の限界からどの程度離れているかを示す安定性余裕代となる。ここで、燃料には、気化しにくい重質燃料と気化し易い軽質燃料とがあるが、冷間始動時には機関の温度が低いため、重質燃料を用いた場合は、壁流の影響を受けて混合気の濃度が低下し、リーン気味となって始動直後の回転が不安定になり易い。一方、軽質燃料を用いた場合は、気化し易いため、始動直後の回転は安定する。従って、重質燃料の場合は、安定性指標が悪化して安定性許容レベルに近づくため、安定性余裕代が小さくなる。これに対し、軽質燃料の場合は、安定性指標が向上して安定性許容レベルから離れるため、安定性余裕代が大きくなる。これにより、安定性余裕代に基づいて燃料性状を判別することができ、この判別された燃料性状に応じて燃料噴射量を制御することができる。
【００２２】
また、燃料噴射量の制御に応じて安定性余裕代は変化するが、最大値をとる最大安定性余裕代は、燃料性状に起因する燃料の応答性（揮発性）及び吸入空気との混合状態によって定まる。そこで、この最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較することにより、軽質燃料であるか重質燃料であるかを判定することができる。
【００２３】
さらに、請求項３の構成によれば、燃料性状を反映した安定性余裕代に基づいて、低水温時の燃料増量補正係数を補正するための安定性補正係数を演算し、この安定性補正係数と低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算することにより、冷間始動時の燃料噴射量を燃料性状に応じて制御することができる。
【００２４】
また、安定性余裕代が所定の基準値以上のときは最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、安定性余裕代が所定の基準値未満のときは最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成とすれば、最大安定性余裕代に反映されている燃料性状に応じて燃料噴射量を制御しつつ、現在の安定性余裕代に反映されている機関の現在の安定状態をフィードバックすることができる。
【００２５】
さらに、前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成とすれば、安定性余裕代の小さい重質燃料の場合に、重質燃料に応じた燃料増量を行うことができると共に、軽質燃料の場合には、重質燃料に応じて設定された燃料増量を減量することができる。
【００２６】
また、より具体的な請求項６に係る構成によれば、上述した如く、燃料性状と機関の現在の安定状態とに応じて安定補正係数を設定し、この安定性補正係数をもって低水温時の燃料増量補正係数を補正することができるため、安定性余裕代の小さい重質燃料の場合は十分な燃料増量を行うことができると共に、安定性余裕代の大きい軽質燃料の場合は燃料増量を少なくすることができ、冷間始動時に燃料性状に応じた燃料噴射量を得ることができる。
【００２７】
また、前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段とから構成したので、各気筒の点火に応じて出力される回転数信号間のバラツキに影響されずに、機関の安定状態を知ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１〜図８に基づいて説明する。なお、実施例では、上述した従来技術で述べた各種補正係数と同一の補正係数には同一の名称を付し、その説明を省略するものとする。
【００２９】
まず、図１は、本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成説明図であって、シリンダブロックに例えば４個設けられた気筒たるシリンダ１（１個のみ図示）内にはピストン２が摺動可能に設けられ、このピストン２のヘッド部とシリンダヘッドとの間には燃焼室３が画成されている。この燃焼室３には、吸気ポート４を介して吸気通路５が接続されると共に、排気ポート６を介して排気通路７が接続されている。吸気通路５は、その上流側が図示せぬエアフィルタに接続され、その下流側はコレクタ部５Ａから気筒数に応じて分岐し、吸気ポート４を開閉する吸気弁８を介して燃焼室３に接続されている。排気通路７は、その上流側が排気ポート６を開閉する排気弁９を介して燃焼室３に接続され、その下流側は集合して図外のマフラに接続されている。
【００３０】
また、吸気通路５には、コレクタ部５Ａとエアフィルタとの間に位置して吸入空気量を調整するためのスロットル弁１０が設けられ、このスロットル弁１０とエアフィルタとの間には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１１が設けられている。そして、スロットル弁１０のスロットル開度を検出するスロットルセンサ１２とエアフローメータ１１とは、後述のコントロールユニット２４に接続されている。さらに、スロットル弁１０をバイパスする補助空気通路１３の途中には、アイドルスピードコントロール弁（ＩＳＣ弁）１４が設けられ、このＩＳＣ弁１４によって補助空気通路１３を流れる空気量が調整される。
【００３１】
燃料噴射弁１５は、吸気ポート４を指向して吸気通路５の下流側に設けられ、コントロールユニット２４からの噴射信号（噴射パルス）によって開弁することにより、噴射パルス幅に応じた量の燃料を吸気ポート４に向けて噴射するようになっている。また、シリンダヘッドには、先端側が燃焼室３内に臨むようにして点火栓１６が設けられており、この点火栓１６はイグニッションコイル等を内蔵した図示せぬディストリビュータを介してコントロールユニット２４に接続されている。
【００３２】
一方、排気通路７の途中には例えば３元触媒等からなる触媒コンバータ１７が嵌装され、この触媒コンバータ１７の上流側，下流側には、例えばジルコニア管の内外面に白金電極をコーティングしてなる酸素センサ（空燃比センサ）１８，１９がそれぞれ設けられている。この上流側酸素センサ１８は、触媒コンバータ１７を通過する前の排気ガス中の酸素濃度を検出するもので、コントロールユニット２４は、酸素濃度に応じて周期的に反転する上流側酸素センサ１８の検出信号を利用することにより、空燃比フィードバック制御を行う。また、下流側酸素センサ１９は、触媒コンバータ１７を通過した後の排気ガス中の酸素濃度を検出するもので、その検出信号は触媒コンバータ１７の酸素ストレージ能力によって緩やかな変動を示す。従って、触媒コンバータ１７が正常であれば両検出信号の反転周期は大きく異なるが、触媒コンバータ１７が劣化すれば、上流側酸素センサ１８の検出信号の反転周期と下流側酸素センサ１９の検出信号の反転周期との相違が小さくなるため、コントロールユニット２４は、両検出信号の反転周期を比較することで、触媒コンバータ１７の劣化を検出するようになっている。
【００３３】
回転数検出手段としてのクランク角センサ２０は、例えば電磁式ピックアップコイル等から構成されており、機関の回転を１度、１８０度（６気筒の場合は１２０度）毎に検出するものである。そして、このクランク角センサ２０は、車速を検出する車速センサ２１と、イグニッションスイッチの状態を検出するスタートスイッチ２２と、ウォータジャケットを流通する冷却水温を検出する水温センサ２３と、ノッキングを検出するノックセンサ（図示せず）と共に、コントロールユニット２４に接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ等の演算処理回路、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶回路、入出力回路（いずれも図示せず）等からマイクロコンピュータシステムとして構成されたコントロールユニット２４は、機関を電気的に集中制御するものである。このコントロールユニット２４は、図２の機能ブロック図に示す如く、クランク角センサ２０からのＲＥＦ信号に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標ＴＲＦＳＵＭを演算する安定性指標演算手段２４Ａと、機関の運転条件毎に予め設定された安定性許容レベルＳＴＢＳＬをマップを読み出して求める安定性許容レベル演算手段２４Ｂと、安定性指標ＴＲＦＳＵＭと安定性許容レベルＳＴＢＳＬとを比較し、両者の差分を安定性余裕代ＳＴＢとして演算する安定性余裕代演算手段２４Ｃと、この安定性余裕代ＳＴＢに基づいて図５と共に後述するマップを読み出すことにより、安定性補正率ＬＳＴＢを演算する安定性補正率演算手段２４Ｄと、この安定性補正率ＬＳＴＢを予め重質燃料に応じて設定された低水温時の各燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）に乗じることにより、安定性補正係数ＫＳＴＢを求める安定性補正係数演算手段２４Ｅと、数１と共に上述した各種補正係数の総和（ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ）から安定性補正係数ＫＳＴＢを差し引くことにより、目標空燃比を設定するための空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡを演算する空燃比設定補正係数演算手段２４Ｆと、この空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡと機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量ＴＰとに基づいて機関に設けられた燃料噴射弁の噴射パルス幅（燃料噴射量）Ｔｉを演算する燃料噴射量演算手段２４Ｇと、を備えている。
【００３５】
次に、図３〜図７に基づいて上述したコントロールユニット２４の各機能を詳述する。まず、図３は安定性指標ＴＲＦＳＵＭを演算して求める安定性指標演算手段の具体的なフローチャートを示し、ステップ１では、クランク角センサ２０から各気筒毎に応じて出力されるＲＥＦ信号を読込み、これら各ＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦをサンプリングする。ここで、ＲＥＦ信号とは、各気筒での爆発に対応してクランク角センサ２０が出力する信号であり、４気筒の場合は１８０度毎に、６気筒の場合は１２０度毎にクランク角センサ２０から出力される。即ち、このＲＥＦ信号間時間ＴＲＥＦとは、ある気筒の点火から次の気筒の点火までの間の時間を示すパラメータである。
【００３６】
次に、ステップ２では、前記ステップ１でサンプリングされたＲＥＦ信号間時間ＴＲＥＦの各気筒別の変化量ＴＲＥＦＣを、下記数２により求める。
【００３７】
【数２】
ＴＲＥＦＣ（ｎ）＝ＴＲＥＦ（ｎ）−ＴＲＥＦ（ｎ−４）
これにより、各気筒毎のＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦの変化が分かる。例えば仮に、４つの気筒ＣＡ，ＣＢ，ＣＣ，ＣＤがあり、ＣＡ→ＣＢ→ＣＣ→ＣＤ→ＣＡの順序で点火されるとすれば、ＣＤが点火されてからＣＡが点火されるまでの時間ＴＲＥＦ（ｎ）と、次に再びＣＤが点火されてからＣＡが点火されるまでの時間ＴＲＥＦ（ｎ−４）との差分が、気筒ＣＡにおける気筒別変化量ＴＲＥＦＣとなる。以下同様にして、他の気筒ＣＢ，ＣＣ，ＣＤ毎に、気筒別変化量ＴＲＥＦＣをそれぞれ求める。そして、ステップ３では、下記数３に従って、ステップ２で求められた気筒別変化量ＴＲＥＦＣの値を隣接する気筒間（点火順序における「隣接」）で比較し、ＲＥＦ周期変動ＴＲＦＯＵＴを演算する。
【００３８】
【数３】
ＴＲＦＯＵＴ（ｎ）＝ＴＲＥＦＣ（ｎ）−ＴＲＥＦＣ（ｎ−１）
即ち、気筒ＣＡにおける気筒別変化量ＴＲＥＦＣ（ｎ）と、次に点火される気筒ＣＢにおける気筒別変化量ＴＲＥＦＣ（ｎ−１）との差分がＲＥＦ周期変動ＴＲＦＯＵＴとなる。同様にして、気筒ＣＢと気筒ＣＣとの間、気筒ＣＣと気筒ＣＤとの間、気筒ＣＤと気筒ＣＡとの間、における気筒別変化量ＴＲＥＦＣの差もそれぞれ演算される。従って、この周期変動ＴＲＦＯＵＴは、各気筒のＲＥＦ周期のバラツキを補正した値となる。即ち、上述した通り、各気筒毎にＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦの変動をＴＲＥＦＣとして求め、このＲＥＦ信号の変化量ＴＲＥＦＣを隣接する気筒間で比較することにより、周期変動ＴＲＦＯＵＴを求めているため、機関固有のＲＥＦ信号のバラツキによる影響を受けないばかりか、回転数が上昇したり下降した場合にも各気筒間のＲＥＦ信号周期の変動を容易かつ正確に求めることができる。
【００３９】
最後に、ステップ４では、前記ステップ３で求めた周期変動ＴＲＦＯＵＴの絶対値を所定サイクルとしてのＮＣサイクル分だけ積算することにより、機関の安定状態（安定度）を示す安定性指標ＴＲＦＣＵＭを算出する。このようにして演算された安定性指標ＴＲＦＣＵＭは、各気筒の変動を統計処理した後の回転変動を示すため、機関の回転の安定状態を示す指標として用いることができる。
【００４０】
次に、図４のフローチャート及び図５のマップに基づいて安定性補正率ＬＳＴＢ及び安定性補正係数ＫＳＴＢの演算処理内容を説明する。まず、ステップ１１では、水温センサ２３が検出した冷却水温とスロットルセンサ１２のアイドル接点の状態とから燃料増量補正の減量を行うべきファストアイドル状態（比較的回転数の高いアイドリング状態）であるか否かを判定する。このステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときは、機関がファストアイドル状態にある場合だから、次のステップ１２では、予め設定された安定性の限界値を示す安定性許容レベルＳＴＢＳＬと、図３のフローチャートで得られた安定性指標ＴＲＦＳＵＭとの差分を求めることにより（ＳＴＢ＝ＳＴＢＳＬ−ＴＲＦＳＵＭ）、現時点における機関の安定性余裕代ＳＴＢを演算する。一方、前記ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときは、直前の安定性余裕代ＳＴＢを保持する。
【００４１】
ここで、この安定性許容レベルＳＴＢＳＬは、機関の回転数や負荷等の運転条件によって異なるため、予め実機試験により定められる。具体的には、実機試験により、筒内圧変動率や回転変動率等をモニタして機関の安定限界を検出し、この安定限界における安定性指標ＴＲＦＳＵＭを求め、この安定限界上の安定性指標ＴＲＦＳＵＭを安定性許容レベルＳＴＢＳＬとして、各運転条件毎にマップ化し、コントロールユニット２４に予め記憶させておくのである。
【００４２】
そして、ステップ１４では、前記ステップ１２で求めた安定性余裕代ＳＴＢが所定の基準値としての「０」以上か否かを判定する。このステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときは、現在の運転条件において機関の安定性に余裕がある場合のため、次のステップ１５に移り、機関始動時から現時点までのファストアイドル期間中に得られた安定性余裕代ＳＴＢのうち、最大の値をとる最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて、図５に示す補正率マップから安定側補正率ＬＳＢ１を読み出す。
【００４３】
即ち、図５は、安定性余裕代ＳＴＢに基づいて、安定性補正率ＬＳＴＢを構成する２個の補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２をそれぞれ求めるための補正率マップを示し、この補正率マップは、実機試験によって、安定性余裕代ＳＴＢの値を変化させながら、そのとき機関が実際に必要とする燃料増量補正（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）を測定することにより、安定性余裕代ＳＴＢ（又は最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸ）と安定側補正率ＬＳＴＢ１（又は不安定側補正率ＬＳＴＢ２）との関係をマップ化したものであり、安定側補正率ＬＳＴＢ１も不安定側補正率ＬＳＴＢ２も、この同じ単一の補正率マップによって求められる。安定性補正率ＬＳＢは、後述の如く、機関の安定性を示す要素である安定側補正率ＬＳＴＢ１と、機関の不安定性を示す要素である不安定側補正率ＬＳＴＢ２とから構成されており（ＬＳＴＢ＝ＬＳＴＢ１−ＬＳＴＢ２）、安定性要素と不安定性要素との両者の力関係に応じて、燃料増量補正を減量させるためのものである。従って、機関が安定するほど安定側補正率ＬＳＴＢ１が大きくなり、機関が不安定になるほど不安定側補正率ＬＳＴＢ２が大きくなるように、この補正率マップは構成されている。
【００４４】
ここで、安定側補正率ＬＳＴＢ１を設定するために、現時点での安定性余裕代ＳＴＢを用いず、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸを用いることとしたのは、燃料性状と最大安定性余裕代ＳＴＢとの関係が密接だからである。即ち、例えば軽質燃料を用いた場合は、始動直後の安定性（安定性余裕代ＳＴＢ）が高い。一方、重質燃料を用いた場合は、蒸発点が高く壁流が多くなるため、混合気の濃度が薄まり、始動直後の安定性が低い。従って、安定性余裕代ＳＴＢと燃料性状との間には相関関係が成立するが、後述の如く、燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）による燃料の増量が減量調整されるため、この燃料増量の調整に応じて安定性余裕代ＳＴＢは、時間と共に変化していく。これに対し、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸは、燃料増量の調整が十分行われる前の初期段階で燃料性状によって定まる値であるため、重質燃料であるか軽質燃料であるかの燃料性状の情報を正確に記憶していることになる。従って、本実施例では、ステップ１５で、燃料性状の情報を記憶した最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸを用いることにより、安定側補正率ＬＳＴＢ１を求めている。
【００４５】
次に、ステップ１６では、不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値を設定するが、現時点で機関の回転は安定しており、前記ステップ１４によって機関の安定性に余裕があると判定されているため、不安定要素は存在しない。従って、このステップ１６では不安定側補正率ＬＳＢ２の値を「０」とする。
【００４６】
一方、前記ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときは、機関の回転が不安定の場合であるため、ステップ１７では、燃料性状が反映された安定側補正率ＬＳＴＢ１の値を保持しておく。次に、ステップ１８では、上述した補正率マップにより、現在の安定性余裕代ＳＴＢから不安定側補正率ＬＳＴＢ２を読み出す。ここで、機関が不安定時（ＳＴＢ＜０）の場合であるから、安定性余裕代ＳＴＢは負の値である。従って、補正率マップでは、不安定時の安定性余裕代ＳＴＢの絶対値（｜ＳＴＢ｜）に基づいて不安定側補正率ＬＳＴＢ２を読み出す。従って、機関の不安定性が大きくなるほど補正率マップから読み出される不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値が大きくなる。そして、ステップ１９では、補正率マップによって求められた安定側補正率ＬＳＴＢ１と不安定側補正率ＬＳＴＢ２とから、下記数４によって安定性補正率ＬＳＴＢを算出する。
【００４７】
【数４】
ＬＳＴＢ＝ＬＳＴＢ１−ＬＳＴＢ２
最後に、ステップ２０では、安定性補正率ＬＳＴＢと上述した低水温時の燃料増量補正係数である始動後増量補正係数ＫＡＳ及び水温増量補正係数ＫＴＷとに基づいて、下記数５により、安定性補正係数ＫＳＴＢを演算する。
【００４８】
【数５】
ＫＳＴＢ＝ＬＳＴＢ×（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）
ここで、上述した安定性補正率ＬＳＴＢの値は、下記数６に示す通り、「０」から「１」までの範囲内で変化するように制限されている。
【００４９】
【数６】
０≦ＬＳＴＢ≦１
即ち、安定性補正率ＬＳＴＢが最小値「０」をとったときは、数５に示す安定性補正係数ＫＳＴＢも「０」となるため、図６と共に後述する空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算において、低水温時の燃料増量に対する減量が全く行われないことになる（（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）−０＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ）。一方、安定性補正率ＬＳＴＢが最大値「１」をとったときは、安定性補正係数ＫＳＴＢは（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）となり、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算において、低水温時の燃料増量に対する減量が１００％行われ、燃料増量が全く行われないことになる（（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）−（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）＝０）。
【００５０】
次に、図６のフローチャートを参照しつつ、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算処理の内容を説明する。まず、ステップ３１〜ステップ３５では、上述した各補正係数の値を演算する。即ち、ステップ３１では始動後増量補正係数ＫＡＳを、ステップ３２では水温増量補正係数ＫＴＷを、ステップ３３では高水温増量補正係数ＫＨＯＴを、ステップ３４ではノック制御リタード時増量補正係数ＭＲＫＮＫを、ステップ３５では混合比割付補正係数ＫＭＲを、それぞれ演算する。
【００５１】
次に、ステップ３６では、上述した図４のフローチャートによって、安定性補正係数ＫＳＴＢを演算し、最後にステップ３６では、これら各補正係数ＫＡＳ，ＫＴＷ，ＫＨＯＴ，ＭＲＫＮＫ，ＫＭＲ，ＫＳＴＢから、下記数７により、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡを演算する。
【００５２】
【数７】
ＴＦＢＹＡ＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ−ＫＳＴＢ
ここで、安定性補正係数ＫＳＴＢは、数５に示す通り、安定性補正率ＬＳＴＢと燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）との積であるから、これを前記数７に代入すると、下記数８が得られる。
【００５３】
【数８】
ＴＦＢＹＡ＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋ＭＲＫＮＫ＋ＫＭＲ−ＬＳＴＢ×（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）
即ち、数８から明らかなように、この安定性補正係数ＫＳＴＢは、各燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）によって行われる冷間始動時の燃料増量に対する減量調整を行うものである。
【００５４】
次に、燃料噴射量Ｔｉの演算処理について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップ４１では、機関回転数Ｎと吸入空気量Ｑとから基本噴射量ＴＰを演算し、ステップ４２では図６のフローチャートによって空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡを演算する。ステップ４３では、空燃比フィードバック補正係数αを演算し、ステップ４４では、空燃比補正学習値αｍを演算する。そして、ステップ４５では、電圧補正ＴＳを求め、最後にステップ４６では、燃料噴射量Ｔｉを下記数９によって演算する。
【００５５】
【数９】
Ｔｉ＝ＴＰ×（α＋αｍ）×ＴＦＢＹＡ＋ＴＳ
本実施例は、このように構成されるもので、例えば軽質燃料を用いた場合は、揮発性が高く、安定性指標ＴＲＦＳＵＭが安定性許容レベルＳＴＢＳＬから離れて始動直後の安定性余裕代ＳＴＢが大きくなるため、安定側補正率ＬＳＴＢ１は最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて求められ、不安定側補正率ＬＳＴＢ２には「０」がセットされる。従って、安定性補正率ＬＳＴＢの値は、軽質燃料の揮発性の良さ、応答性の良さに応じて大きくなるため、このＬＳＴＢの値に応じて安定性補正係数ＫＳＴＢの値も大きくなり、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの値が小さくなる。これにより、低水温時に行われる燃料増量（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）が抑制され、不必要な燃料噴射が防止される。
【００５６】
また、この燃料増量の減量調整が行われた結果、万が一、燃料噴射量が少なくなり過ぎて機関が不安定になった場合は、安定性指標ＴＲＦＳＵＭが安定性許容レベルＳＴＢＳＬを越えてマイナス側に入り、安定性余裕代ＳＴＢが負の値をとるため、不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値が「０」からこの不安定時の安定性余裕代ＳＴＢの絶対値に基づいて変更される。従って、不安定側補正率ＬＳＴＢ２の値が大きくなり、安定性補正係数ＫＳＴＢの値が不安定度合に応じて小さくなるため、低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）の値が減少する。これにより、空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの値が大きくなって、燃料増量に対する過度の減量が速やかに修正され、ただちに機関は安定状態に回復する。
【００５７】
一方、重質燃料を用いた場合には、揮発性が低く、始動直後の安定状態に殆ど余裕が生じないため、安定性余裕代ＳＴＢは「０」に近い正の値となる（ＳＴＢ≒０）。また、安定性に殆ど余裕がない重質燃料であるため、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸの値も安定性余裕代ＳＴＢの値と略同程度となり、「０」に近い値をとることになる（ＳＴＢＭＡＸ≒０）。従って、実質的に「０」に近い値である最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて求められる安定側補正率ＬＳＴＢ１と、強制的に「０」に設定された不安定側補正率ＬＳＴＢ２との差分も略「０」となり、両者の差である安定性補正率ＬＳＴＢも殆ど「０」と等しくなるため（ＬＳＴＢ≒０）、安定性補正係数ＫＳＴＢの値も略「０」となる（ＫＳＴＢ≒０）。
【００５８】
これにより、低水温時の燃料増量（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）が殆ど抑制されないことになるが、もともと、この低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）は、予め始動性の低い重質燃料用に設定されているため、安定性補正係数ＫＳＴＢによる減量調整がされずに初期設定のままで燃料増量が行われることにより、十分な燃料が噴射供給され、機関は安定する。
【００５９】
なお、標準燃料を用いた場合は、図５に示す補正率マップにより、安定側補正率ＬＳＴＢ１の値が軽質燃料のＬＳＴＢ１と重質燃料のＬＳＴＢ１との中間に位置し、安定性補正率ＬＳＴＢも安定性補正係数ＫＳＴＢも中間程度の値となるため、重質燃料と軽質燃料の略中間で燃料増量が行われる。
【００６０】
このように、本実施例によれば、以下の効果を奏する。
【００６１】
第１に、冷間始動直後の回転変動に基づいて安定性指標ＴＲＦＳＵＭを求め、この安定性指標ＴＲＦＳＵＭと予め実機試験により各運転条件毎に定められた安定性許容レベルＳＴＢＳＬとを比較して、両者の差分を安定性余裕代ＳＴＢとして演算し、この安定性余裕代ＳＴＢに基づいて燃料性状を判別する構成としたため、燃料性状を正確に判別することができ、この燃料性状に応じて燃料噴射量の制御を行うことができる。即ち、始動直後の機関の回転変動には、燃料性状に起因する燃料の応答性（揮発性）や燃料と空気との混合状態が反映されるため、始動時回転数の立ち上がりパターンで燃料性状を判別する第２の従来技術とは異なり、燃料性状を正確に判別することができる。
【００６２】
第２に、安定性余裕代ＳＴＢのうち最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸの値に基づいて安定側補正率ＬＳＴＢ１を演算する構成としたため、燃料性状を正確に判別して安定側補正率ＬＳＴＢ１に記憶しておくことができる。即ち、安定性余裕代ＳＴＢは燃料増量制御によって変化するものの、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸは燃料性状によって定まるため、この最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて安定側補正率ＬＳＴＢ１を求めることにより、燃料性状を正確に判別して最適な燃料増量を行うことができる。
【００６３】
第３に、低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）の値を調整するための安定性補正係数ＫＳＴＢを安定性余裕代ＳＴＢに基づいて演算し、この安定性補正係数ＫＳＴＢと低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）と基本噴射量ＴＰ等とに基づいて、数８及び数９に示す如く、燃料噴射量Ｔｉを演算する構成としたため、燃料性状に起因する安定性余裕代ＳＴＢに応じて、燃料噴射量Ｔｉを最適制御することができる。
【００６４】
第４に、安定性余裕代ＳＴＢが所定の基準値「０」以上の場合は、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸに基づいて安定性補正係数ＫＳＴＢを演算し、安定性余裕代ＳＴＢが所定の基準値「０」未満の場合は、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸと現在の安定性余裕代ＳＴＢとの差分に基づいて安定性補正係数ＫＳＴＢを演算する構成としたため、機関が安定して安定性余裕代ＳＴＢがある場合は、燃料性状に応じて燃料噴射量を制御することができ、機関が不安定になり安定性余裕代ＳＴＢがなくなった場合は、その不安定の度合に応じて安定性補正係数ＫＳＴＢを修正し、機関を速やかに安定状態に導くことができる。即ち、燃料性状に応じた燃料増量制御を行いつつ機関の現時点の安定性をフィードバックすることができ、冷間始動時の運転性等を安定化することができる。
【００６５】
第５に、低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）を予め始動性が低い重質燃料に応じて設定し、安定性補正係数ＫＳＴＢを「０」から低水温時の燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）の値までの範囲内で変化させる構成としたため、重質燃料を用いた場合は、重質燃料用に設定された燃料増量を十分に行うことにより、この燃料性状に最適な空燃比を得ることができ、機関を速やかに安定化させて冷間始動時の始動性を確保することができる。一方、軽質燃料を用いた場合には、安定性補正係数ＫＳＴＢの値を小さくして、重質燃料用に設定された燃料増量補正係数（ＫＡＳ＋ＫＴＷ）による燃料増量を軽質燃料に合わせて抑制できる。この結果、機関の安定性を維持しつつ不必要な燃料噴射の増量を防止して、燃費を向上することができると共に、エミッション排出量を低減することができる。
【００６６】
図８は、本実施例による燃料増量制御を行った場合の空燃比と安定性の変化を示したもので、同図中、実線で示すＡは、軽質燃料を用いて本実施例による増量制御を行った場合の特性変化を示し、破線で示すＢは、重質燃料を用いて本実施例による増量制御を行った場合の特性変化と、軽質燃料を用いた場合の従来技術による特性変化との双方を示している。この図８によれば、軽質燃料を用いて本実施例による燃料増量制御を行った場合は、始動後速やかに、燃料の増量が抑制されて最低限の安定性が維持されつつ、吸入側の空燃比が燃料性状に好ましい理論空燃比近傍に達しているのが理解できる。これに対し、軽質燃料の燃料増量を従来技術（数１）によって制御した場合には、空燃比が理論空燃比に達するまでに本実施例よりも時間ｔだけ長くかかる上に、安定性許容レベルＳＴＢＳＬに対して不要な安定性余裕代ΔＳＴＢを有するため、本実施例に比較して燃費が低下し、エミッション排出量が増加する。なお、機関が始動すると、機関回転が安定するまでに通常１〜２秒程度かかるため、この間はＴＲＥＦのサンプリングを行わない。
【００６７】
また、第２の従来技術（特開平３−２６８４１号公報）では、燃料性状補正係数ＫＦＨの値を標準燃料の場合に「１」とし、重質燃料及び軽質燃料の場合は、それぞれ水温に応じて予め用意されたテーブルを参照することにより求める構成となっている。従って、第２の従来技術によるものでは、システム構成が複雑化するばかりか、重質燃料に対する燃料増量に時間遅れが生じる可能性があるが、本実施例では、燃料増量の初期設定を始動性等が最も懸念される重質燃料に対応させて、重質燃料を用いた場合の始動性、運転性をまず最初に確保し、安定性に余裕があると判断した場合のみ減量制御を行う構成であるため、重質燃料を用いた場合の始動性や運転性と、軽質燃料を用いた場合の燃費の向上及びエミッションの低減との双方を両立させることができる。
【００６８】
第６に、クランク角センサ２０が各気筒の点火に応じて出力したＲＥＦ信号間の時間ＴＲＥＦを求め、このＲＥＦ信号間時間ＴＲＥＦの変動を気筒別変化量ＴＲＥＦＣとして各気筒毎に演算し、この気筒別変化量ＴＲＥＦＣを隣接する気筒間で比較して周期変動ＴＲＦＯＵＴを求め、この周期変動ＴＲＦＯＵＴを所定サイクルＮＣだけ積算することにより、安定性指標ＴＲＦＳＵＭを得る構成としたから、ＲＥＦ信号間のバラツキや機関の増速，減速に影響されずに、機関の安定状態を正確に知ることができる。また、既に機関に設けられているクランク角センサ２０を利用して安定性指標ＴＲＦＳＵＭを求める構成のため、別体の性状判別センサを用いる必要がなく、低コストに機関の始動性や運転性を大幅に向上することができる。
【００６９】
第７に、安定性補正率ＬＳＴＢを構成する安定側補正率ＬＳＴＢ１と不安定側補正率ＬＳＴＢ２とを、図５に示す同一の補正率マップから読み出す構成としたため、全体構成を簡素化することができる。
【００７０】
なお、前記実施例では、低水温時の燃料増量補正係数として、始動時増量補正係数ＫＡＳと水温増量補正係数ＫＴＷとの２つを例示したが、本発明はこれに限らず、低水温時に燃料の増量を行う補正係数であれば適用可能である。例えば、前記各補正係数ＫＡＳ，ＫＴＷに代表される水温時の燃料増量補正係数を、上位概念としてＫＣと表現すれば、前記安定性補正係数ＫＳＴＢは、ＫＳＴＢ＝ＬＳＴＢ×ＫＣとして表すことができる。
【００７１】
また、前記実施例では、安定性の判断基準としての所定の基準値に「０」を用いる場合を例に挙げて説明したが、これは主として安定性許容レベルＳＴＢＳＬをどのレベルに設定するかで定まるものであるから、「０」以外の任意の数値を所定の基準値βとして用いてもよい。
【００７２】
さらに、前記実施例では、各補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２を図５に示す同一の補正率マップで求める場合を例示したが、これに限らず、各補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２毎にそれぞれ別体のマップを用意する構成としてもよい。この場合には、最大安定性余裕代ＳＴＢＭＡＸ又は安定性余裕代ＳＴＢの絶対値に対する変化の割合を、各補正率ＬＳＴＢ１，ＬＳＴＢ２毎にそれぞれ個別に設定することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、回転数検出手段が検出した回転数に基づいて安定性指標を求め、この安定性指標と予め定められた安定性許容レベルとを比較して、両者の差分を安定性余裕代として演算し、この安定性余裕代に基づいて燃料性状を判別する構成としたため、燃料性状を正確に判別することができ、この燃料性状に応じて燃料噴射量の制御を行うことができる。
【００７４】
また、最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較することにより燃料性状を判別する構成としたため、燃料性状の判別を安定化することができる。
【００７５】
さらに、燃料性状を反映した安定性余裕代に基づいて、低水温時の燃料増量補正係数を補正するための安定性補正係数を演算し、この安定性補正係数と低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算する構成としたため、冷間始動時の燃料噴射量を燃料性状に応じて制御することができる。
【００７６】
また、安定性余裕代が所定の基準値以上のときは最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、安定性余裕代が所定の基準値未満のときは最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成としたため、最大安定性余裕代に反映されている燃料性状に応じて燃料噴射量を制御しつつ、現在の安定性余裕代に反映されている機関の現在の安定状態をフィードバックすることができ、機関の安定性を維持することができる。
【００７７】
さらに、前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成としたため、安定性余裕代の小さい重質燃料の場合に、重質燃料に応じた燃料増量を行って始動性や運転性を確保することができると共に、軽質燃料の場合には、重質燃料に応じて設定された燃料増量を減量することにより、安定性を維持しつつ不要な燃料増量を防止して、燃費を向上することができ、エミッション排出量を低減することができる。
【００７８】
また、回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段とから安定性指標演算手段を構成したため、各気筒の点火に応じて出力される回転数信号間のバラツキや機関の増速，減速に影響されずに、機関の安定状態を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成説明図。
【図２】図１中のコントロールユニットの機能を示す機能ブロック図。
【図３】安定性指標ＴＲＦＳＵＭの演算処理を示すフローチャート。
【図４】安定性補正係数ＫＳＴＢ等の演算処理を示すフローチャート。
【図５】安定性補正率ＬＳＴＢを求めるための補正率マップ。
【図６】空燃比設定補正係数ＴＦＢＹＡの演算処理を示すフローチャート。
【図７】燃料噴射量Ｔｉの演算処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例による燃料増量制御を行ったときの空燃比及び安定性指標ＴＲＦＳＵＭの変化を従来技術と比較して示す特性図。
【図９】従来技術による始動後増量補正係数ＫＡＳの説明図。
【図１０】水温増量補正係数ＫＴＷの説明図。
【図１１】高水温増量補正係数ＫＨＯＴの説明図。
【図１２】ノック制御リタード時増量補正係数ＭＲＫＮＫの説明図。
【図１３】混合比割付補正係数ＫＭＲの説明図。
【図１４】電圧補正ＴＳの説明図。
【符号の説明】
１５…燃料噴射弁
２０…クランク角センサ（回転数検出手段）
２４…コントロールユニット
Claims (6)
- 機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、この安定性余裕代に基づいて燃料性状を検出する燃料性状検出手段と、を備え、
前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、この安定性余裕代のうち機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代と所定の基準値とを比較し、最大安定性余裕代が所定の基準値以上のときには軽質燃料であると判定し、最大安定性余裕代が所定の基準値未満のときには重質燃料であると判定する燃料性状検出手段と、を備え、
前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 機関の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、この安定性指標と予め設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、予め設定された低水温時の燃料増量補正係数の値を補正するための安定性補正係数を前記安定性余裕代に基づいて演算する安定性補正係数演算手段と、この安定性補正係数と前記低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量とに基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、を備え、
前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記安定性補正係数演算手段は、前記安定性余裕代が所定の基準値以上のときには機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代に基づいて安定性補正係数を演算し、前記安定性余裕代が前記所定の基準値未満のときには前記最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて安定性補正係数を演算する構成としたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記低水温時の燃料増量補正係数を重質燃料に応じて設定し、前記安定性補正係数演算手段は、０から前記低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で安定性補正係数を演算する構成としたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
- 重質燃料に応じて予め設定された低水温時の燃料増量補正係数により、機関が冷間始動したときに燃料噴射量の増量制御を行う内燃機関の制御装置であって、
機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
この回転数に基づいて機関の回転変動を検出し、この回転変動に基づいて機関の安定状態を示す安定性指標を演算する安定性指標演算手段と、
この安定性指標と予め機関の運転条件毎に設定された安定性許容レベルとを比較し、両者の差分を安定性余裕代として演算する安定性余裕代演算手段と、
前記低水温時の燃料増量補正係数の値を補正すべく０から該低水温時の燃料増量補正係数の値までの範囲内で可変である安定性補正係数を、前記安定性余裕代が所定の基準値以上のときには機関始動後から現在までの間で最大値をとる最大安定性余裕代に基づいて演算すると共に前記安定性余裕代が所定の基準値未満の場合のときには前記最大安定性余裕代と現在の安定性余裕代との差分に基づいて演算する安定性補正係数演算手段と、
この安定性補正係数と前記低水温時の燃料増量補正係数と機関の運転条件に応じて定まる基本燃料噴射量とに基づき、前記安定性補正係数の値が大きくなるにつれて燃料噴射量の値が小さくなるように燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、を備え、
前記安定性指標演算手段は、前記回転数検出手段が機関の各気筒の点火に応じて出力する回転数信号間の時間を求め、この点火に応じた回転数信号間の時間の変動を気筒別変化量として各気筒毎に演算する手段と、この気筒別変化量を隣接する気筒間で比較して周期変動を演算する手段と、この周期変動を所定サイクルだけ積算することにより安定性指標を演算する手段と、から構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22290694A JP3591001B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22290694A JP3591001B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886237A JPH0886237A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3591001B2 true JP3591001B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=16789724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22290694A Expired - Fee Related JP3591001B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3591001B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008202413A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃料制御装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071111A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料性状判定装置 |
| JP2007239637A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| KR100802706B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2008-02-12 | 현대자동차주식회사 | 유해 가스 배출 관리 방법 |
| JP4778931B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2011-09-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の燃料制御装置 |
| JP4835520B2 (ja) * | 2007-06-15 | 2011-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22290694A patent/JP3591001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008202413A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃料制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0886237A (ja) | 1996-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3694940B2 (ja) | 内燃機関の燃料性状検出装置 | |
| JP2884472B2 (ja) | 内燃機関の燃料性状検出装置 | |
| US5771688A (en) | Air-fuel ratio control apparatus for internal combustion engines | |
| JPH09291843A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| WO2006129198A1 (en) | Fuel injection quantity control apparatus for an internal combustion engine | |
| JP2887056B2 (ja) | 内燃機関の燃料性状判定装置 | |
| JP2004003429A (ja) | 内燃機関のノッキング抑制制御装置 | |
| US8374768B2 (en) | Internal combustion engine controller | |
| JP4168273B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3591001B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH09317522A (ja) | エンジンの制御方法 | |
| JP3234434B2 (ja) | リーン限界検出方法 | |
| JP4251028B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3973387B2 (ja) | 内燃機関の吸気圧検出方法 | |
| JPH08261048A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2706389B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3912981B2 (ja) | 内燃機関の大気圧推定方法 | |
| JP2929895B2 (ja) | アイドル回転数制御装置 | |
| JP4263258B2 (ja) | リーンバーンエンジンの燃料噴射制御装置 | |
| JPH0746750Y2 (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
| JP3154304B2 (ja) | イオン電流によるリーン限界制御方法 | |
| JP3123438B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JPH07269407A (ja) | エンジンの失火検出装置 | |
| JP3972925B2 (ja) | 内燃機関の触媒劣化検出装置 | |
| JP3141222B2 (ja) | 内燃機関の電子制御燃料供給装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040603 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040707 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040803 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040816 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |