JPH029927A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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、異種類の燃料、例えばガソリンとアルコール
とを切り換えて、若しくは混合して使用可能な内燃機関
において、基準燃料の濃度に応じて空燃比を制御する装
置に関し、特に基準燃料の濃度を検出する手段に異常を
発生した場合の対策技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の内燃機関の空燃比制御装置としては、例えば特
開昭５６−９８５４０号公報に開示されたようなものが
ある。

このものは、ガソリンとアルコールとを切り換えて、若
しくは混合して使用できるようにしたもので、燃料中の
アルコール濃度を検出するアルコールセンサを設け、該
アルコールセンサの検出値に基づいて燃料供給量を制御
すると共に、０２センサを設けて排気中の酸素濃度がら
空燃比を検出して、所定の運転時は空燃比を目標空燃比
に近づけるように燃料供給量をフィードバック補正する
制御を行っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のような従来の異種燃料使用に対応
した内燃機関においては、前記燃料供給量のフィードバ
ック補正を行う場合、フィードバック補正量には上下限
値が設けであるが、この上下限値は一定の値（例えば±
２５％）に設定しであるため、後述するような問題を生
じていた。

即ち、アルコールセンサに異常を来たした場合アルド−
ル濃度の検出値は異常となるが、フィードバック補正量
は該異常による空燃比の異常を修正する方向に制御され
るので、このフィードバック補正値によってアルコール
センサの検出値の較正を行ったり、アルコールセンサの
出力の代用とすることが考えられる。

しかし、この場合前記のように上下限値がアルコールセ
ンサの正常時に合わせて設定されていると、フィードバ
ック補正値が上限値又は下限値にへばりついてしまい、
正確な値の算出が難しく、且つ、へばり付きを無くすた
め、何度かに分けて補正を行うため算出時間も増大し空
燃比が正常に戻るのに遅れを生じ運転性が損なわれる等
の問題を有していた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、フィードバック補正量の上下限値をアルコールセン
サの異常の有無に応じて可変に設定することにより、上
記問題点を解決したアルコール使用内燃機関の空燃比制
御装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、異種類の燃料を
切り換えて若しくは混合して使用可能な内燃機関の運転
状態を検出する運転状態検出手段と、機関に供給される
燃料から、該燃料中の基準となる燃料の濃度を検出する
燃料濃度検出手段と、検出された機関の運転状態と基準
となる燃料の濃度とに基づいて基本燃料供給量を設定す
る基本燃料供給量設定手段と、機関に供給される混合気
の空燃比を検出する空燃比検出手段と、該空燃比検出手
段からの空燃比検出信号に基づいて、所定の運転時に空
燃比を目標空燃比に近づけるように前記設定された基本
燃料供給量を補正するためのフィードバック補正量を設
定するフィードバック補正量設定手段と、前記設定され
た基本燃料供給量とフィードバック補正量とに基づいて
燃料供給量を設定する燃料供給量設定手段と、を備えて
なる内燃機関の空燃比制御装置において、前記燃料濃度
検出手段の異常を検出する異常検出手段と、前記燃料濃
度検出手段が異常であると検出されたときに前記フィー
ドバック補正量設定手段により設定されるフィードバッ
ク補正量の上限値と下限値とを燃料濃度検出手段の正常
時に対して変更して設定する上下限値設定手段とを含ん
で構成する。

〈作用〉 基本燃料供給量設定手段は運転状態検出手段によって検
出された運転状態と、燃料濃度検出手段により検出され
る基準となる燃料の濃度とに応じて当該燃料の性状にお
いて理論的に所望の空燃比を得る値となるように基本燃
料供給量を設定する。

また、所定の運転時はフィードバック補正量設定手段に
より、空燃比検出手段によって検出される実際の空燃比
を目標空燃比に近づけるように前記設定された基本燃料
供給量を補正するためのフィードバック補正量を設定し
、燃料供給量設定手段は、これら基本燃料供給量とフィ
ードバック補正量とに基づいて最終的に燃料供給量を設
定する。

そして、燃料濃度検出手段の異常が異常検出手段によっ
て検出されると、上下限値設定手段はこれに応じてフィ
ードバック補正量の上限値及び下限値をそれぞれ燃料濃
度検出手段の正常時の値に対して補正幅を拡大するよう
に変更して設定する。

これにより上限値又は下限値へのへばり付きがなくなり
、燃料濃度検出手段の較正や出力代用値の算出時間を早
められフェールセーフ機能が向上する。

〈実施例） 以下に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、機関１には、そ
の吸気通路に吸入空気流量を検出するエアフローメータ
２が設けられると共に、クランク軸若しくはディストリ
ビュータに装着されて機関の単位クランク角毎にパルス
信号を出力するクランク角センサ３が設けられ、更に排
気通路には、排気中の酸素濃度を検出して空燃比を検出
する空燃比検出手段としての０□センサ４が設けられて
いる。

また、機関１へ燃料を供給する燃料供給管には該燃料供
給管を流れるアルコールとガソリンとの混合燃料中の基
準燃料としてのアルコールの濃度を検出するアルコール
センサ５が設けられる。アルコールセンサ５は燃料濃度
検出手段に相当する。

これらセンサ類からの検出信号はコントロールユニット
１０内蔵のマイクロコンピュータのｌ１０１０Ｂを介し
てＣＰ　ＵＩＯＡに入力され、該ＣＰＵｌ０Ａによって
演算される。尚、マイクロコンピュータはＣＰＵｌ０Ａ
、ｌ１０ＩＯＢの他、ＲＡＭｌ０Ｃ。

不揮発性ＲＡＭｌ０Ｄを備えて構成される。

かかる構成において、機関の吸気通路に装着された図示
しない燃料噴射弁への燃料噴射量Ｔ１は次式により演算
される。

Ｔ＋　＝Ｔｐ　ＸＣ０ＥＦＸαＸＡＬＣＸＫｇＬｉｃ＋
Ｔｓここで、Ｔ、は基本燃料噴射量、Ｃ０ＥＦは各種補
正係数、αは空燃比のフィードバック補正係数、ＡＬＣ
はアルコールセンサの濃度補正係数。

ＫＩＩＬＲｃは、後述するように前記αの変動中心値の
基準中心値からのズレ分（燃料噴射系の経時変化やバラ
ツキによって生じる）を補正するだめの学習補正係数で
ある。そして、例えばαは７５％〜１２５％、ＡＬＣは
１．０〜１．９２　（ガフ９フ１００ぞれ変化する。

この場合、フィードバック補正係数αを除き、基本燃料
噴射量Ｔ，を補正して得られる値が機関の運転状態と、
基準燃料（アルコール）の濃度とに応じて基本となる燃
料供給量に相当し、フィードバック補正係数αはそれを
空燃比に応じてフィードバック補正するためのフィード
バック補正量に相当する。したがって、かかる演算を行
うコントロールユニット１０内蔵のマイクロコンピュー
タが基本燃料供給量設定手段と、フィードバック補正手
段と、燃料供給量設定手段の機能を併せ有する。

次に、前記アルコールセンサ５の異常を検出するルーチ
ンを第３図に従って説明する。

ステップ（図ではＳと記す）１では、アルコールセンサ
５からのアルコール濃度検出信号のＡ／Ｄ変換値を読み
込む。

ステップ２では、前記アルコール濃度検出値の前回検出
値との変化量が設定範囲内か否かを判定する。

そして、前記変化量が設定範囲外にあるときはステップ
３へ進み、異常検出用のＮＧカウンタをインクリメント
した後ステップ４へ進みＮＧカウンタの値が設定値以上
か否かを判定する。

前記ＮＧカウンタの値が設定値以上に達した時は、ステ
ップ５へ進み、アルコールセンサ５が異常であることを
示すＮＧフラグを立てる。

即ち、極端にアルコールの濃度変化が大きくなることは
実際上は有りえないので、かかる状態が頻繁に起こると
きはアルコールセンサ５が異常であると判断するのであ
る。

また、ステップ２で変化量が設定範囲内にあると判定さ
れたときはステップ６へ進み、アルコールセンサ５の異
常検出用のＮＧカウンタをクリアした後、ステップ７へ
進む。ステップ４で設定値未満と判定されたときもステ
ップ７へ進む。

ステップ７では、現在前述した。２センサ４からの信号
に基づく空燃比のフィードバック補正制御を実行中であ
るか否かを判定する。

実行中と判定されたときはステップ８へ進み、制御不可
クランプが立っているか否かを判定する。

これは、前記空燃比のフィードバック補正制御が実行さ
れているが、フィードバック補正係数αの値が上限値ま
たは下限値に長時間へばりついて実質的には良好なフィ
ードバック補正が行われていないときに、これを別ルー
チンにおいて検出して制御不可クランプのフラグを立て
るので、これによって判定する。

つまり、フィードバック補正係数αで補正しきれない状
態が継続することは、基本燃料供給量の設定が目標空燃
比相当値に対して大きなずれを生じていることを意味す
るから、アルコールセンサ５が正しくアルコール濃度を
検出していない可能性がある。

次いで、ステップ９へ進みアイドル回転数のフィードバ
ック制御が行われているか否かをＩＳＣクランプのフラ
グが立っているか否かによって判定する。これは、図示
しないがアイドル時に吸気通路の絞り弁をバイパスする
空気流量を制御することによって機関回転数を目標回転
数に近づけるアイドル回転数のフィードバック制御が行
われるが、この場合、機関回転数は目標回転数を中心と
して変動するため、空燃比も変動することがある。

この場合、空燃比も変動してアルコールセンサ５の異常
の検出を行う条件としては不適当であるので、別ルーチ
ンにより前記アイドル回転数のフィードバック制御が停
止されるときに立てられる■ＳＣクランプのフラグによ
って、アイドル回転数のフィードバック制御の有無を判
別する。但し、この判定は、機関回転数の変動を直接判
定するものであってもよい。

そして、ステップ９において、ＩＳＣクランプのフラグ
が立てられている等、機関回転数が安定している状態で
、前記ステップ７．８のアルコールセンサ５の異常条件
が満たされたときは、アルコールセンサ５が異常である
と判断して、ステップ５へ進み、ＮＧフラグを立てる。

次に、上記ルーチンにより、アルコールセンサ５が異常
と判定されたときのフェールセーフ制御のルーチンを第
４図に示したフローチャートに従って説明する。

ステップ１１では、アルコールセンサ５の濃度補正係数
ＡＬＣを中央値、例えばアルコールの濃度が４０〜５０
％のときの値に固定する。

次いでステップ１２に進み、前記ルーチンのステップ７
と同様空燃比のフィードバック補正制御が行われている
か否かを判定する。

行われていると判定されたときは、ステップ１３へ進み
、フィードバック補正係数αの上限値αＭＡＸ及び下限
値αＷＩＮをそれぞれアルコールセンサ５の正常時のと
きの値に対して所定割合、例えば５０％ずつ補正幅を拡
大する方向に変更して設定する。

上記の例では、αは正常時のときに７５〜１２５％の範
囲で変化したのが、５０〜１５０％の範囲で変化できる
こととなる。このステップ１３の機能が上下限値設定手
段に相当する。

この結果、アルコールセンサ５の異常による基本燃料供
給量の設定誤差を、フィードバック補正係数αの設定範
囲が拡大されることによって吸収することができ、異常
検出後短時間で空燃比を目標空燃比に安定させることが
できるため、機関の運転を支障なく続行できる。

上記上下限値の変更が行われない場合は、アルコールセ
ンサ５に異常が生じると直ぐにフィードバック補正係数
αは上限値または下限値にへばりつき、空燃比のずれを
吸収できなくなる。但し、本実施例のように学習補正係
数Ｋ１１Ｌ、ＩＣを設けた場合には、フィードバック補
正係数αを基準値に修正する学習補正が行われるので、
徐々にへばりっきを無（す方向に修正されるのであるが
、時間を要し、その間の運転状態の悪化は避けられない
。

また、過渡運転時は上記の学習も行われないため、運転
性に与える悪影響が大きい。

尚、定常運転時において前記上下限値を変更する制御を
行わず（アルコールセンサ５の異常判定を行わない）、
或いは定常運転時の上記制御と共に、過渡運転時にフィ
ードバック補正係数αが上下限値にへばりつく時間の長
さを以て、上下限値を変更するようにしてもよく、更に
高精度には、過渡の程度に応じてへばりつき時間を可変
に設定してもよい。かかる、へばりつきの時間も過渡の
程度が大きく又アルコール濃度の検出値のずれが大きい
程大きくなるからである。

〈発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、燃料濃度検出手
段の異常を検出して空燃比のフィードバック補正量の上
下限値を変更する構成としたため、異常時でも空燃比を
迅速に安定させることができ、もって機関の運転を支障
なく継続することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は、
本発明の一実施例の構成を示す図、第３図は、同上実施
例におけるアルコールセンサの異常を検出するルーチン
を示すフローチャート、第４図は、同じく異常検出時の
フェールセーフ制御を示すフローチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異種類の燃料を切り換えて若しくは混合して使用可能な
   内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、機
   関に供給される燃料から、該燃料中の基準となる燃料の
   濃度を検出する燃料濃度検出手段と、検出された機関の
   運転状態と基準となる燃料の濃度とに基づいて基本燃料
   供給量を設定する基本燃料供給量設定手段と、機関に供
   給される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   該空燃比検出手段からの空燃比検出信号に基づいて、所
   定の運転時に空燃比を目標空燃比に近づけるように前記
   設定された基本燃料供給量を補正するためのフィードバ
   ック補正量を設定するフィードバック補正量設定手段と
   、前記設定された基本燃料供給量とフィードバック補正
   量とに基づいて燃料供給量を設定する燃料供給量設定手
   段と、を備えてなる内燃機関の空燃比制御装置において
   、前記燃料濃度検出手段の異常を検出する異常検出手段
   と、前記燃料濃度検出手段が異常であると検出されたと
   きに前記フィードバック補正量設定手段により設定され
   るフィードバック補正量の上限値と下限値とを燃料濃度
   検出手段の正常時に対して変更して設定する上下限値設
   定手段とを含んで構成したことを特徴とする内燃機関の
   空燃比制御装置。