JPH02308945A - エンジンの燃料成分検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの燃料成分検出装置に関するもので
ある。

（従来技術） 例えばエンジンの点火時期や空燃比は、本来当該エンジ
ンに使用される燃料（ガソリン）の種類・１ａ−質（特
に揮発性、オクタン価）に応じて最適な進角値、空燃比
に設定されな（りればならない。もし、それらが最適な
値に設定されていなし）場合には、ノッキングが発生し
たり、スモークが発生したりする原因となる。

このため、上記ノッキングの発生強度は、また逆に燃料
のオクタン価をｖ−１］定する尺度ともなる。

例えば特開昭６１−９６４６５号公報に開示されている
自動車用内燃機関の燃料判別装置では、振動ピックアッ
プ等のノッキング強度検出手段を備え、該ノッキング強
度検出手段によって検出されたノッキング強度（振動レ
ベル）を所定の基準強度と比較し、実際の検出手段が当
該基準強度よりも高いときには低オクタン価燃料（レギ
ュラーガソリン）、他方その逆の場合には高オクタン価
燃料（ハイオクタン・ガソリン）と各々判定するように
構成している。

従って、該燃料判定装置を備えたエンジンの場合、上記
判定結果に応じて点火時期が最適となるように調整する
ようにすると、使用燃料の変更に拘わらず常に安定した
燃焼状態を確保ずろことができるようになる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、燃料の種類・性質には、」１記レキ、Ｌラ−ガ
ソリンとハイオクタンガソリンと言ったような一定のオ
クタン価を基準として適正に区分されるものだけでなく
、例えば純ガソリンと重質ガソリン（粗悪ガソリン）と
言−５た区分もある。後者の重質ガソリンの場合は、組
成−ヒ軽油成分等を含むために比重が重く相対的に気化
性が悪い。

ところで、一般に空燃比（Δ／Ｆ）等のセットは、通常
純ガソリンを使用（２て行なわれており、直接重質ガソ
リンに対応し）こセットは行なわれていない。

一般に重質ガソリンの場合、例えばエンジン冷却水温が
一３０℃位の低温環境下で（Ｊ特に揮発性が悪化して、
燃焼が不安定となり、走行性能が悪化する問題がある。

しかｌ２、かと言って重質ガソリンに対応［、て空燃比
セットを行なえば、純ガソリンを使用しノコ場合に黒煙
がυｌ出される問題がある（第５図参照）。

従って、空燃比の設定に際しては、やはり具体的にガソ
リンの成分を判定し、適切に設定することが好ましい。

そこで、例えば特にオクタン価を高くするために−に記
アルギレー１・を多く混入しノこ重質ガソリンなどの場
合には、」上記従来技術の構成のようにノソキンクの発
生程度（こよ−、てその成分判定を行うことも考えられ
る。

しかし、エンジンに供給される燃料の揮発性は、本来エ
ンジンｌ晶度に大きく左右され、エンジン温度が高い時
には吸気管の壁面等に付着した燃料も容易に気化して燃
焼室に供給されるが他方低温時には壁面付着量が多くな
り、燃焼室への導入量も相当に低下４゛る。従ってエン
ジン温度を全く考慮１、ない上記従来技術の構成では正
確な燃料成分の判定は不可能である３゜ （課題を解決するための手段） 本発明のエンジンの燃料成分検出装置は、−１−記の如
き問題を解決することを目的としてなされたもので、エ
ンジン冷間１］、Ｊにお（つる始動性情報を検出する始
動性情報検出手段と、該始動性情報検出の検出値を基準
として燃料の揮発性を判定する揮発性判定手段とを備え
てなることを特徴とリーるものである。

（作　用） 」二足本発明のエンジンの燃料成分検出装置の構成では
、低温時に於１）るエンジンの始動性を示す情報、例え
ば始動クランキング時間、スタータイグニッションＯＮ
の回数等を検出する始動性情報検出が設けられており、
該始動性情報検出の検出結果に応じて揮発性判定手段に
より揮発性が判定される。

すなわち、」二連の重質ガソリンなどのように低水温時
において特に揮発性の恋い燃料の場合には、上記エンジ
ン始動時のクランギンク時間が長くなり、まノニイグニ
ッンジンＯＮの回数も多（なる。

これに対して通常の比較的揮発性の良い純燃料の場合に
は−に記りランキング時間も短くて、またイクニソンヨ
ンＯＮの回数モ少ナイ。

従って、その差を所定の基準１ノベルで比較するように
すれば、それらをハロメータとしてイ史汁１ｊ然粕の種
別・成分を判定検出ずろことができる。

（発明の効果） その結果、本発明の燃料成分検出装置によると、従来の
検出装置のように吸気ボート部等エンジン本体側に燃料
が（−１着することによる気化の影響を受けることもな
く正１ｉｆ＋’、に揮発性を判定することが可能となる
。

（実施例） 第１図〜第３図は、本発明の実施例に係るエンジンの燃
料成分検出装置の構成を示している。

先ず第２図は、同装置を備えたエンジンの燃料制御系統
全体のノステム構成を示すものである。

先ず最初に、該第２図を参照して本発明実施例の上記燃
料制御システムの概略を説明し、その後第１図および第
３図に示す要部（燃料成分判定部）の判定制御動作の説
明に入る。

第２図において、符号ｌはエンジン本体であり、吸入空
気はエアクリーナ３０を介して外部より吸入され、その
後エアフロメータ２、スロットルチャンバ３を経て各シ
リンダに供給される。また燃料は燃料ポンプＩ３により
燃料タンクｊ２からエンジン側に供給されてフコ−エル
インジェクタ５により噴射されるようになっている４、
そして、車両走行時等アクセル３２の操作時にお（する
」−記シリングへの吸入空気の州は、−に記スロソトル
チャンハ３内に設けられ”ζいろス［７ソトル弁６によ
って制御される。スロットル弁は、−１１記アクセル３
２の踏み込み量に連動して操作され−・般に減速走行状
態およびアイドル運転状態では、最小開度状スキに維持
される。そして、該最小（全閉）開度状態では、」二記
アクセル３２のアクセルスイッチ５ＷｘｃがＯＦＦにな
る一方、アイトルスイッチＳ　Ｗ　ｔｏ　（図示省略）
かＯＮになる。

上記スロットルヂートンバ３には、」−記スロッ）・ル
弁６をバイパス（７てバイパス吸気通路７か設（Ｊられ
て４５す、該吸気通路７に（Ｊアイドル時に於（つるエ
ンジン回転数制御のための吸気側調整手段となる電流制
御型電磁弁（ＩＳＯバルブ）８が設（１，Ｉられている
。従って、アイドル運転状態では、−上記エアフロメー
タ２を経た吸入空気は、−に記バイパス吸気通路７を介
して各シリングに供給されるごとになり、その供給量は
」―記電磁弁８によって調節される。この電磁弁８は、
エンジンコント口−ルユニソｌ−（以下、Ｅ　ＣｔＪと
略称する）９より供給される電磁弁制御信号のデコーテ
ィ比によってその開閉状態（弁開度）が制御される。

さらに、符号１０は、例えば排気通路途中に三元触媒コ
ンバータ（キャタリストコンバータ）１１を備え排気カ
ス浄化機能を持った排気管を示１．ている。そして、該
排気管１０の上記三元触媒コンバータ１１の上流部には
、排気ガス中の酸素濃度（Ａ／Ｆ）を検出するノこめの
０２センザ−２１が設（プられている。

そして、エンジン運転時の空燃比は、」二足ＥＣＵ９に
おける電子燃料噴射制御装置側の空燃比制御ソステムに
おいて、例えば当該エアフロメータ２等の出力値Ｑとエ
ンジン回転数１４口とに基づいて先ず基本燃料噴射量Ｔ
ｐを決定する一方、さらに十記Ｏ，センザ２１を用いて
実際のエンジン空燃比Ａ／Ｆを検出し、該検出値と設定
された［１標空燃比との偏差に応じて上記基本燃料用ｆ
ＡＪ　量’Ｊ″ｐをフィードバック補正することによ−
）て常に−に３己設定空燃比（一般には理論空燃比λ−
１近傍の値）に紺−ＮｉするようなシステＪ・が（呆Ｉ
ｌｌされている３゜該空燃比のコン］・ロールソステｌ
＼に於（する最終噴射量’Ｉ’ｅの一般的な算出式（１
１次のようになる。

Ｅ、’ｅ−”Ｊ”ｐ・ａ　・（１００＋ＣＷ＋Ａｓ＋ｙ
＋ＫＡ１−Ｋｒｉ’Ｃ）　　　・・・・・（１）但し、 ’ｉ”ｐ　　基本燃料噴射量 α　；０．出力に基づく空燃比フィードバック補正係数
（但し、後述する始動時に（Ｊα−Ｉ） ＣＷ、水ｌＦＡ基準暖機増量補正補数 ハＳｗ暖機時加速増攪補正係数 ＫＡＩ始動後堆虫補正係数 Ｋｒｃ減量補正係数（減速燃料カット補正係数）一方、
符号■４は、−」−記」ニンジン本体ｌのシリングヘッ
ト部に設けられた点火プラグであり、該点火プラグＩ４
にはディストリビコ−タ１７、イグナイタＩ８を介して
所定の点火電圧が印加されるようになっており、この点
火電圧の印加タイミング、すなわち点火時期は上記ＥＣ
Ｕ９より」上記イグナイタ１８に供給される点火時期制
御信号■ｇｔによってコン［・口＝ルされる。さらに、
符号２０はブース）・圧センサ２０であり、エンジン負
荷に対応したエンジンブースＩ・圧Ｂを検出１．て」−
記Ｅ　ＣＵ　９に入力する。

」二足ＥＣＵ９は、例えは演算部であるマイクロコンビ
、−タ（ＣＰＵ）を中心とし、燃料成分判定回路、燃料
噴射型制御回路、点火時期等各種制御回路、メモリ（［
也○Ｍ及びＲＡＭ　）、インターフ：〔−ス（Ｉ　１０
）回路などを備えて構成されている。

そして、このＥＣＵ９の］−記インターフェース回路に
は上述の各検出信号の他に例えば図示しないスタータス
イッチからのエンジン始動信号（ＥＣＬＪ　トリカー）
、エンジン始動開始点からのクランギング経過時間’［
”　ＣＲ、エンジン回転数センザからのエンジン回転数
検出信号１’ＪＥ、水温ザーミスタ１６により検出され
たエンジンの冷却水温度の検出信号１”　ｌ−Ｉ　Ｗ　
、例えばスロワ）・ル開度センザ４により検出されたス
ロツ］・ル開度検出信号′Ｊ’　Ｖ　Ｏ、エアフロメー
タ２によって検出された吸入空気量検出信号Ｑ、アクセ
ルスイッチ５ＷＡＣ１のＯＮ。

ＯＦＦ信号等のエンジンコントロールに必要な各種の検
出信号が各々入力される。

そして、上記ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
９の燃ネ・］成分判定回路は、例えば第１図に示すよう
に構成されている３、 ずなわら、該回路は始動性関連情報を検出する基本部分
としてクランキング時間検出手段３１と、基準クランキ
ング時間設定手段３２と、それらの両出力を比較し、実
際に検出されたクランキング時間が設定時間を越えてい
る時にｉ−Ｔ出力を、他方そうでない時にＬ出力を発生
するクランキング時間比較手段３０とを備えている３、
そして、該クランキング時間比較手段３０からＩＩ出力
が出力される場合は、燃料の揮発性が悪い場合であり十
分に粗悪ガソリン（重質ガソリン）であることが予想さ
れる。

他方、該判定回路は、また冷間゛Ｆ１］定部としてエン
ジンの冷却水温を検出するエンジン冷却水＞Ｍ検出手段
４１と、該冷間状態判定のための基準となるエンジン水
温を設定する基準水温設定手段４２と、これら両手段４
１．４．２の出力を比較し、実際に検出されたエンジン
の冷却水温ＴＩＩＷが設定された基準水温以下の時に１
−１出力を、他方そうでない時にＬ出力を発生するエン
ジン水温比較手段４０とを備えている。該エンジン水温
比較手段４０が＋−１出力を発生ずる場合は、エンジン
温度が低く、従って、特に粗悪ガソリンの揮発性が悪く
なる場合である。

一方、符号５０は」１記りランキング時間’Ｉ’ｌｌ定
手段３０とエンジン水温比較手段４０との両出力を入力
して、それら両出力の論理値が共にＩ」で論理積が成立
する場合には最終的に粗悪ガソリンと判定する一方、何
れもＬ出力であるか、或いは又それらの何れか一方がＬ
出力である場合には純カッリンと判定する。

次に、上記燃料成分判定回路の判定動作と該判定結果に
対応したＡ／Ｐ等設定動作を具体的に示ず第３図のフロ
ーチャー１・について詳細に説明する。

先ずステップＳ１で」上記水温ザ−ミスタＩ６により検
出されたエンノンの冷却水温’Ｔ’　Ｉ−Ｉ　Ｗを読み
込む。また、ステップＳ２て純ガソリンを対象と１、て
エンジン始動時の燃料噴射時間ＴＳを設定する。

そして、ステップＳ、に進み、上記ステップＳ。

で読み込んだエンジン水温ＴＩＩＷが所定の設定水温′
ｒＩ（ＷＡ以下である冷間状態であるか否か、を判定す
る。

その結果、ＹＥＳと判定されると、続いてステップＳ４
に進み、上記エンジンの始動開始信号（ＩＣ・ＯＮ信号
）からのクランキング時間（積算値）ＴＣＲをサンプリ
ング（カウントアツプ）する。そして、その後ステップ
Ｓ５に進んて粗悪ガソリン（重質ガソリン）判定用の基
梨となる予め設定されている所定クランキング時間′Ｊ
″ＣＲＯと比較する。

その結果、ＴＣＲ≧Ｔ　ＣＲＯであるＹＥＳ（粗悪ガソ
リン）の判定が下された場合には、さらに−１２＝ ステップＳＩｌに進んで次のような各種の補正を行ない
、燃料の揮発性の悪さに起因する始動不良を可及的に改
善する。

（１）始動時燃料噴射時間Ｔ　Ｓを所定１ＤＴｓＲ増里
（第４図補正マツプ（ａ）参照）Ｔ　Ｓ　＝　Ｔ　Ｓ　
＋　Ｄ　’Ｉ”　Ｓ　Ｒ（２）エンジン水温Ｔ　Ｉ−Ｉ
　Ｗに応じ暖機増量補正係数ＣＷをＣＷＲに増大（第４
図補正マツプ（ｂ）参照） ＣＷ＝ＣＷＲ （３）暖機中の加速燃料増量値Ａ　Ｓ　Ｗを本来の演算
値Ａ　Ｓ　Ｗ　Ｐから更に大きなＡ　Ｓ　Ｗ　Ｒに増大
（第４図補正マツプ（Ｃ）参照）ＡＳＷ＝ＡＳＷＲ （４）アイドル回転数制御時の上記バイパスエア量の暖
機増量補正値Ｇ　Ｓ　Ｗを本来の演算値Ｇ　Ｓ　Ｗ　Ｐ
からＧＳＷＦえに増量（第４図の補正マツプ（（１）参
照） ＧＳＷ＝ＧＳＷｒ（ （５）点火時期′Ｉ”　Ｔ’　＋４　Ｗを本来の設定値
’１”Ｉ’　Ｉ−１ＷＰから’Ｉ’　Ｕ”ト＋ｗｒえに
補正（第４図の補正マツプ（ｅ）参照） Ｔ　　Ｔ　　ト１Ｗ＝ＴＴＩＩＷＲ この（１）〜（５）の各補止値のル１１算が完了すると
、さらに次のステップＳ、に進んで、各々最終燃料噴射
飛ゴ′ｅ、アイ］・ル時の吸入空気ｆｉ　ＧΔ、エンジ
ン点火時３＋１　’［”　Ｉ　Ｇを本来の基イ］へ値（
ベース値）を基に補正することによって決定する。

従って、このようにして最終決定された最終燃料噴射量
ゴｅ、アイドル吸気量ＧＡ、点火時＋１１１１　’Ｉ’
ＩＧは、それぞれ当該粗悪カッリンの揮発性に応じた可
能な限り適ｉ「なものとなり、可及的に良好な始動性能
と始動完了後の燃焼安定性とを確保することができるよ
うになる。。

他方、」−記ステップＳ、でエンジン冷却水温′ｒＩ（
Ｗが」上記設定水温Ｔ　Ｉ−Ｉ　Ｗ　Ａよりも高い場合
（ＮＯ）や又」１記りランギング時間’Ｉ’　ＣＦえが
設定時間’Ｉ’　ＣＲＯよりも短く特に揮発性の悪さを
問題にする必要がない場合には、ステップＳ８の方に移
って本来の純ガソリンを対象として設定した一上記のも
のに対応する各補正値ＴＳ＝ＴＳ、、ＣＷ＝ＣＷＰＸＡ
ＳＷ＝ＡＳＷＰ、ＧＳＷ＝ＧＳＷＰ、’ＩＩ″Ｔｌ−１
Ｗ　−Ｔ　’Ｉ’　Ｉ’ｌ　Ｗ　Ｐ　（第４図（ａ）−
第４図（ｅ）参照）を算出し、これらを基にステップＳ
７に進んで同様に最終燃料噴射ｆｉ’Ｉ’ｅｓアイドル
吸気量ＧＡ、、点火時期ＴＩＧを決定する。

なお、」上記第４図（ｅ）の点火時期補正マツプにおい
て、粗悪カッリン判定時に水温０°Ｃ程度で早めにアド
バンスを止めているのは次の理由による。

すなわち、上記第３図の制御内容から明らかなように、
粗悪ガソリン判定時には、上記点火時期のアドバンスに
加えてアイドル吸気充填量の増大補正ＧＳＷＲら併せて
行なっている。そして、一般にエンジン水温’ｒ　Ｉ−
ｒ〜Ｖが０℃程度まで上昇すると燃ネー１の気化も良好
になる。従って、そのまま点火時期のアドバンスを続（
′）ると回転数が高くなりずぎてアイドル復帰性能が悪
化することになる。

そこで、早めに点火時］す］を戻して安定したアイドル
回転を保障するよ・うに（、ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の実施例に係るエンノンの燃料成分
検出装置の要部の構成を示す機能プロ・ツク図、第２図
は、同装置のシステム系統図、第３図は、同装置の燃料
成分検出動作を示すフローチ、１・−１・、第４図（ａ
）〜（ｅ）は、同装置において使用される各種補正マツ
プ図、第５図は、エンジンの冷却水温と空燃比Ａ／Ｆと
の関係によって示さ２］、る燃料別の特性図である。 １　・・・・・エンジン本体 ２　・・・・・エアフロメータ ５　・・・・・フューエルインジゴフタ９　・・・・・
エンジンコントロールユニツ１−（ＥＣＵ） ３０・・・・・クランギング時間比較手段３１・・・・
・クランキングｌ１４７’　ＩＨＩ検出手段４０・・・
・・エンジン水温化触手段 ４Ｉ・・・・・エンジン冷却水温検出手段５０・・・・
・燃料成分判定手段 代　理　人　　弁理士　大　浜　　　傅’ｖ、、（、、
、”、Ｌ）−１６＝ −′ 迎鴇〈則；ｐ ｆ−’−− 区 ム） 沫 ヱ 偽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン冷間時における始動性情報を検出する始動
   性情報検出手段と、該始動性情報検出の検出値を基準と
   して燃料の揮発性を判定する揮発性判定手段とを備えて
   なるエンジンの燃料成分検出装置。